宝石之王——钻石.doc

宝石之王——钻石地球上已知最硬的矿物是被称为“宝石之王”的钻石,其矿物学名称为“金刚石”。有资料记载,世界上最早发现钻石的国家是印度。钻石(Diamond) 一词来源于希腊语“Adamas ”,是坚不可摧、不可驯服的意思。在自然界宝石王国中,结构成分越简单的宝石往往硬度越高。钻石的成分为最单一的 C原子,常常形成八面体、立方体、菱形十二面体等等规则的几何外形,或者不规则的外形。内部 C原子排列紧密,质地坚硬,摩氏硬度为 10。(摩氏硬度是一种相对硬度,是用 10种常见的矿物互相刻划的能力排出硬度顺序,表示硬度强度。)钻石的绝对硬度比摩氏硬度为 9的刚玉即红宝石和蓝宝石高出很多。由于钻石的坚硬、稀有、美丽,被公认为是世界上最珍贵的宝石,也是最受欢迎的宝石之一。目前,全球钻石的销售量居各类宝石之首。人们赋予钻石各种美好的意义,形成了独特的钻石文化,比如钻石的婚庆功能、保值增值作用。通常把钻石作为四月份的生辰石,同时也是结婚 60周年的纪念石。一、钻石的形成与分布钻石的成因长期以来一直是学术界研究的热点课题,人们发现钻石在常温常压的状态下是亚稳定的,而高温高压的条件下才是钻石的稳定状态。由于钻石中 C 原子之间共价键的结合力很强,想要破坏这种结合力需要很大的外界作用,因此, 我们日常才能见到稳定的钻石。钻石形成于地下深处。钻石中的碳来源于上地幔和各种地质构造运动带来的碳, 当深度、温度、压力达到一定条件的时候,这些碳开始聚集,经过长时间的作用最终形成钻石。深度、温度、压力之间有一定的相互关系,压力随深度的增加而增加,相同的深度具有相同的压力,温度也随深度增加而上升,但相同的深度在不同的地区温度却不相同。只有达到相应的深度(压力)和温度条件才能使碳变成钻石,否则只能形成石墨。石墨与钻石是两种同素异形体。一般来讲,钻石形成的温度为 900-1300 ℃,压力为 -6 × 10 9 Pa ,相当于地球 150-200 公里的深度。迄今发现的钻石大多都产自两种寄主岩石里,分别为金伯利岩和钾镁煌斑岩,称为原生矿床。但是,钻石形成的年代远远早于这两种岩石,只是钻石形成后被后来的岩浆捕获而带入这两种岩石中,因此称为钻石的寄主岩石。金伯利岩是以南非金伯利命名的岩石,是钻石主要的寄主岩石,代表产区有:南非维特瓦特斯兰德、南非普列米尔、博茨瓦纳奥拉帕。钾镁煌斑岩是另一种寄主岩石,以 197 9 年澳大利亚阿盖尔为典型矿区。钻石除了产自原生矿床外,还发现于砂矿床。砂矿床是含钻石的原生矿床经过剥蚀、搬运、分选和沉积作用后形成的矿床。分为滨海砂矿、河流冲积砂矿和残积砂矿。俄罗斯乌拉尔砂矿、巴西和委内瑞拉的冲积砂矿、纳米比亚的滨海砂矿都是著名的砂矿矿区。我国湖南沅水也发现了有经济价值的钻石砂矿。一般来讲, 砂矿床中产出的钻石品质比原生矿床中的钻石高,比如,纳米比亚的海岸带砂矿中宝石级钻石达到 97% 。全球商业性开采钻石的国家有 20 余个,排名前五的国家为:澳大利亚、刚果、博茨瓦纳、俄罗斯、南非。其余有:巴西、圭亚那、安哥拉、中非共和国、加纳等国。整个非洲占世界中产量的一半左右。非洲一些国家有人从事钻石走私贸易, 用钻石换武器,参与国内战争,因此又被称为“血腥钻石”。二、钻石的开采与回收分选对于砂矿中钻石的开采,大部分是采用人工淘选的方式。原生矿床中钻石的开采一般是采用台阶式