本文发表于《大众科学》的前博客网络,反映了作者的观点,不一定反映《大众科学》的观点
五千年来,人类一直为钻石这种地球上最坚硬的天然物质所着迷。在埃及,它们被融入象征太阳的安卡中。古代印度的民众认为钻石一定是闪电创造的,并且会吸引闪电;他们还期望这种石头能够避开危险(这种信念与闪电吸引器的说法有些矛盾)。希腊人和罗马人认为这种石头更加神圣,将其视为众神的眼泪。更富有诗意的是,他们还认为这些宝石可能是陨落星辰的碎片。在不同的时期,人们认为钻石能够赋予人无敌的力量、治愈疾病以及巩固浪漫爱情。
钻石的真相几乎和所有这些信念一样非凡。它们是由生命本身的物质构成的:碳。它们极其坚硬,可以承受足够的压力来再现它们诞生的极端条件;然而,在适当的热量和氧气结合下,它们会化为二氧化碳消失。它们只在地球上少数几个地方自然形成:大陆克拉通深处,或陨石撞击的冲击中。它们中的大多数都有数十亿年的历史,我们甚至不确定它们是否仍在今天的地壳下形成。而且,它们是通过我们星球历史上一些最奇异的喷发而被带到地球表面的。
普通的火山是做不到的。大多数火山根基太浅,无法到达深处,即大陆地壳下约 150 公里处,钻石形成的地方。即使它们能够到达,它们的岩浆也太热、氧气太充足、速度太慢,无法成功地将钻石带到地表。你需要一种超镁铁质岩浆,比玄武岩更基性。它必须有点冷(对于深埋、富含铁和镁的岩浆来说),不超过约 1300°C。它必须含有高比例的挥发物,如水或二氧化碳,以便将物质推进到地表。而且,它需要以人类从未见过的喷发方式移动,以便将钻石从其起源的深处扫到地表。
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地球上只有三种岩浆可以做到这一点,至少我们目前已经确定了:金伯利岩、钾镁煌斑岩和煌斑岩。它们都是超基性的。而且它们中的大多数都以非常奇怪的方式喷发。金伯利岩和钾镁煌斑岩尤其喜欢在克拉通内部和附近冲破古老而寒冷的地壳,在冲向地表的过程中消耗大量能量,然后在短暂而小规模但非常剧烈的喷发中卸下它们的货物。埃里克·克莱梅蒂出色地描述了金伯利岩火山是如何喷发的。我找不到关于钾镁煌斑岩的类似资源,所以我正在阅读有关它们的资料,并将很快发布一篇关于它们的文章。
大多数含有含钻石岩石的火山都很古老,但搭乘它们的钻石要古老得多。绝大多数钻石都有一到三十亿年的历史。因此,如果有人送你一颗天然钻石,当你欣赏它的光芒时,请惊叹这颗小石头见证的漫长岁月。
它们可能不是众神的眼泪(尽管在合适的条件下,它们会像眼泪一样蒸发)或星辰的碎片(尽管一些恒星可能由它们构成),但无论如何它们都是非凡的小石头。它们拥有丰富而复杂的历史,以及充满事件的旅程,非常值得花一天的时间来阅读。请查看下面的链接。
对于那些不够富有买不起钻石的人:请记住,立方氧化锆同样闪耀,并且很乐意作为替代品。
参考文献和延伸阅读:
钻石的地质学
钻石!(这是一篇精彩的文章,涵盖了所有方面)
理解钻石地质学方面的最新进展(更技术性,但仍然很精彩)
喷出钻石的疯狂喷发(有史以来关于金伯利岩喷发的最佳文章)
钻石的神话
人类钻石史