钻石由什么形成(人造钻石和天然钻石的基本物质组成)-凯发平台

天然钻石是如何形成的？

钻石的本质——碳

很长一段时间，钻石的主人不是皇家贵族就是富人。人们只知道钻石的稀有性，却没有人真正关心钻石的本质。直到1772年，法国化学家拉瓦锡用凸透镜加热钻石，在氧气中燃烧，并成功测量出燃烧产生的水和二氧化碳。至此，钻石的神秘被人类揭开。

其实很多朋友都知道，钻石的本质是“碳”，本质上和铅笔里的石墨、作为能源的煤是一样的。在物理层面上，由于晶体中碳原子排列和轨道杂化的不同，形成了碳同素异形体，直接导致了完全不同的性质。

我们以石墨为例。在其晶体中，同一层的碳原子与sp2杂交形成共价键，每个碳原子通过三个共价键与其他三个原子相连。在这种鳞片状结构中，由于同一层的原子结合紧密，常常会发生滑移现象，这就是石墨强度低的原因。

在钻石的结构中，每个原子与四个相邻的原子形成一个正四面体，它们都与另外四个具有sp3杂化轨道的碳原子形成共价键，从而形成一个正四面体。由于这种共价键的强度，钻石具有高硬度和熔点。

钻石的发现和开采

最初发现钻石，毫无例外，就像一场梦。我走路的时候摔倒了，低头看了一颗钻石，在家里捡的。这是因为在这条河的上游有一些富含钻石的矿石。经过千百年的暴晒，里面的钻石暴露在外面，然后随着径流的侵蚀来到下游，等待着有缘人的发现。

在那之后的很长一段时间里，人们在河边寻找像金子一样的钻石。直到1850年左右，人们才意识到一种上游矿石富含钻石，于是人们逆流而上寻找这种神奇的石头。1867年，这种岩石在南非小镇金伯利附近被大规模发现，它被正式更名为金伯利岩。

至此，人类初步了解了钻石的矿脉，知道了开采钻石必须找到金伯利岩这一既定事实。但是也不要太高兴。发现金伯利岩并不一定意味着可以开采出有意义的钻石。这是因为金伯利岩中钻石只占20% ~ 30%，其中具有工业价值的不到5%，想要达到宝石级别的不到0.5%，总比在河边靠运气强。不知道几个数量级。

至今仍有开采价值的金伯利岩脉分布在南非、博茨瓦纳、扎伊尔、澳大利亚、俄罗斯和中国，其中尤以南非最为著名。世界上最大的钻石“库利南钻石”，重达3106克拉(重一公斤多)，于1905年在南非的普莱米尔矿山开采。

钻石的加工

朋友们可能会问，钻石那么硬，用什么工具切割加工呢？你可能不相信，但钻石比其他矿石相对容易加工。200年前，在没有现代激光切割凯发k8旗舰厅的技术支持的情况下，钻石工匠凭借经验判断原钻的纹路，然后沿着纹路将钻石劈开。一个好的钻石工匠甚至一眼就能看出如何分割钻石。

上面提到的这颗献给英国国王的库里南钻石，是由当时最著名的钻石工匠乔阿斯查尔(joe aschar)加工而成的。面对如此巨大的一颗闪着淡蓝色光芒的钻石和英国国王的嘱托，压力可想而知，因为原石实在是太巨大了，想要加工就必须破碎。一旦错过，后果就是迄今为止最大的钻石会变成一堆没用的棋子。

阿斯查尔和他的助手，在接下来的半年时间里，对这颗钻石进行了深入的观察和研究。经过慎重考虑，决定由他亲自操刀。固定好钻石后，他用特制的钢钻顺着已经计算过无数次的角度敲下去。第一次，钻石没动，特殊钢钻断了。此时，他已经满头大汗。换了一个钢钻。“轰”的一声，原石按照事先计算的那样被成功劈开，他却在地上站不起来。

库利南钻石切割后，由三位经验丰富的钻石工匠加工成9颗大钻石和96颗小钻石。到目前为止，英国王室已经收藏了9颗大钻石，每颗大钻石都有自己的名字。“库利南一号”呈梨形，重530.2克拉，后来被镶嵌在英国国王的权杖上。这颗巨型钻石也被称为“非洲之星”。“库里南二世”呈方形，重317.4克拉，背部装饰在英国国王王冠下方的中央。“库里南3号”呈梨形，重94.4克拉。它被安装在女王王冠的尖顶上。剩下的96个小钻，大部分是作为奖励付给工匠的。

不知道朋友们的感受。风云哥真的捏了阿斯查尔一把汗，现在想起来还是惊心动魄。钻石最常见的美丽外观，不仅仅是加工技术的不断进步，还与数学息息相关。可以说，没有数学计算的支撑，就不会有钻石闪闪发光的特性。

前段时间很火的“八心八箭”，还有一个名字叫“丘比特切割”。这是数学家通过精确计算得到的具有确定角度和刻面的特殊切割。在特定的角度会呈现出八心八箭，在灯光下闪闪发光。

事实上，最亮的刀具是那种不是“标准的又圆又亮”的刀具，它是由波兰数学家马歇尔在1

写到这里，让风云哥泪奔一会吧，我没有见过钻石，怎么办

钻石的形成原因

我们都知道钻石是碳，可为啥那么多煤没有变成钻石呢？这不是废话么，要是都变成钻石那还了得，估计第一个崩溃的就是那些钻石垄断公司，然后就是千千万万买了钻石求婚的小伙伴。时间到了现代，随着科学技术的不断提高，科学家对这一问题也展开了比较详细的研究。

首先，科学家就对什么样的地方能开采出钻石进行了统计，从数据上来看这些钻石都来自于远古火山的火山岩管脉。至于地球上那么多火山，为啥不见有人开采钻石呢？原因就是这些火山早已不再现在地球上存在了，最早的可追溯到地球的诞生，最近的也在几千万年前。

在很长一段时间里，科学家对钻石本身研究进展缓慢。但是对富含钻石的矿脉和附生矿物进行研究的时候，基本可以确定无疑的是钻石的确来自火山的爆发。而且形成条件的压力在4.5到6gpa，温度在1100到1500℃。大致换算下来相当于地下150到200km的深度。

这又抛出一个问题，地下的碳是从那里来的呢？在初中化学课本上，就学习了组成地球最多的元素是氧硅铝铁，如果算上钾钠钙的话，几乎构成了地球的98％的含量，碳包括在内的其他元素不到2％，而且越重的元素越倾向于地球的核心，像碳这样的轻物质在地球内部几乎就是微量元素了。

关于碳的来源有两个公认的说法，第一，这些碳来源于地球刚刚诞生的45亿年前，事实上现在我们买到的钻石80％都是这种情况，也就是说，你手上戴的钻戒已经存在45亿年之久了。第二，科学家通过对钻石的组成的碳进行同位素分析，其中有一部分钻石含有c12，也就是说组成这些钻石的碳来源于植物的遗骸，因为c12是植物进行光合作用的原料，这部分钻石形成时间在12至17亿年前。

至于为什么钻石会呈现不同的颜色，那是由于在成型的过程中，钻石的一些天然结构缺陷，或者含有一些其他元素。比如蓝色钻石含有硼元素，黄色钻石是由于晶格畸变造成的，绿色钻石是由于接收了大量的辐射造成的。但是这些在直男看来不能接受的带有缺陷的钻石，却没有恒定的价格，拍卖多少是多少。真是贫穷限制了我的想象力。

这里风云哥要强调的是，钻石美丽外表的背后，往往是不那么光彩的。甚至是充满血腥和暴力的，在那些盛产钻石的地方到处充斥着种族灭绝和恐怖主义。他们在战争地区开采、销售、交易。产生的利润用于军阀在安哥拉、塞拉利昂、利比里亚等国家的战争，使得他们有钱购买武器来发动战争和杀害无辜的平民，难道这就叫做浪漫吗？

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