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钻石是怎么形成的

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“钻石恒久远,一颗永流传(Adiamondisforever)”

一句经典的广告词将钻石推广到了世界各个角落,钻石也被定义成了爱情的见证,表达了对美好永恒的爱情的追求,从此以后成为了妇孺皆知的宝石。

四月繁华盛开,草长莺飞,到处都充满生机。

钻石作为高贵、美丽的宝石,它是四月份出生的宝宝们的生辰石。

钻石的矿物学名称为金刚石,化学成分是碳(C)元素,它是宝石中唯一一个由单一元素生成的单晶体宝石,也是自然界天然物质中硬度最高的矿物。

金刚石中达到宝石级的才能称为钻石,否则用作装饰、制造钻探用的钻头和磨削工具等现代工业原料。

碳是自然界中分布很广的元素之一,在地壳中的含量约0.%。碳元素在自然界中存在有多种同素异形体,除了金刚石外,还有石墨、碳60等。

看似钻石成分单一,但是形成条件十分苛刻。

目前市场上钻石矿床类型只有金伯利岩和钾镁煌斑岩型二种类型。

1、金伯利岩型

金伯利岩型钻石矿床的开采有着悠久的历史。金伯利岩是大陆内部地幔低程度部分熔融出的岩浆结晶产物,主要分布在大陆克拉通地区。金伯利岩原生矿物复杂,可达数十种,常见的有橄榄石、镁铝榴石、金云母、铬铁矿、钙钛矿、钛铁矿等。

南非金伯利岩母岩中的八面体钻石晶体

多数金伯利岩型钻石矿分布于太古宙至早元古代克拉通,形成年代通常为24至33亿年前之间。金伯利岩型矿体一般呈岩筒、岩管或岩脉成群出现。

安哥拉金伯利岩筒群

金伯利岩型钻石都是在地质高温、高压下形成的,形成的条件是压力在4.5~6Gpa,温度在℃~℃之间,形成的区域大致位于地下~千米处,在地球深处才具有少部分可以形成钻石的物理条件和化学条件。

含钻石的金伯利岩筒

2、钾镁煌斑岩型

20世纪60年代以前,人们认为金伯利岩是钻石形成的唯一母岩。20世纪70年代,地质学家在西澳金伯利地区发现了另一种含钻石母岩-钾镁煌斑岩。

西澳阿盖尔(Argyle)钻石矿是世界上最大的钾镁煌斑岩型钻石矿床,澳大利亚的钻石产能基本上来自此矿。

阿盖尔(Argyle)钻石矿

年,阿盖尔钾镁煌斑岩型钻石被发现,年正式投产,年由于资源枯竭,开始由露天矿转入地下开采,年11月5日,矿场正式关闭。在37年的发展中,阿尔盖钻石矿的产出曾一度占到全球的60%,总共为全球贡献了8.65亿克拉的钻石。阿盖尔钻石矿最著名的是以出产粉钻闻名于世,为全球提供了90%的粉钻。

阿盖尔钻石矿床位于澳大利亚北澳克拉通的西部,金伯利克拉通与Sturt地块之间的HallsCreek造山带的东部边缘。

阿盖尔钾镁煌斑岩岩筒岩性复杂,主要由“砂质”凝灰岩、“非砂质”凝灰岩和钾镁煌斑岩岩墙组成。钾镁煌斑岩原生矿物有橄榄石、金云母、辉石、假白榴石、长石等。

岩筒的形成年代为中元古代晚期,年龄大概为百万年。

阿盖尔钻石形成温度在-℃,压力6-7.2Gpa,形成深度位于岩石圈地幔下部。

钾镁煌斑岩原始岩浆在上升过程中捕获早先形成的含钻石的榴辉岩,沿着一定的通道侵位到地表,从而形成钻石矿床。

钻石的开采分为原生矿和次生矿。一直以来次生矿都是钻石开采的重要方式之一。次生钻石矿是指在大自然作用下,原生矿被风化、雨水搬运至一定距离富集形成的矿床,多数为砂矿。砂矿产出的钻石品质一般比原生矿要高。大约公元前年,在印度安得拉邦境内几条河流及其支流的砂砾岩层中首次开采砂矿型钻石。

一部由莱昂纳多主演,非常有名的电影《血钻》中描述的钻石类型就是次生矿,采用最原始的砂矿开采方式,在河流里淘洗钻石。

原生矿开采也是钻石重要的开采方式,此时富含钻石的金伯利岩或钾镁煌斑岩在地球活动下被携带至地表或接近地表的位置富集。原生矿开采时间比较晚,直到年才在南非首次发现含原生钻石的突依斯潘(Dutoispan)金伯利岩岩筒,次年相继发现了金伯利(Kimberley)、的彼尔斯(Debeers)、巴尔弗坦(Bultfontein)等著名的富含钻石的岩筒。自此揭开了人类研究金伯利岩及原生钻石矿床的重要历史阶段。

南非金伯利(Kimberley)钻石矿,年关闭

除了金伯利岩型和钾镁煌斑岩型外,陨石撞击大陆,瞬间产生的高温、高压也可能形成钻石,但是这种方式形成的钻石颗粒比较小,品质等级差,一般不具经济价值。

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