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下地幹活了!帶上鏟子和篩子,在這裡玩土能撿鑽石!

2024-02-06 06:09:16

撰文 | Ziv

審校 | Cloud

前不久,法國人納瓦斯去美國佛羅里達州的一個太空軍基地參觀“遊隼”月球著陸器的發射。參觀後,他聽說阿肯色州有個公園不錯,運氣好的話說不準能發現鑽石。

標準“鑽石獵人”套裝有一把軍用鏟、一套篩網和一個水桶,還有一個專門在水裡篩泥的篩子(圖片來源:Flickr-eJourna)

他到公園後租了一套“鑽石獵人”裝備,然後開始挖鑽石。“這真是一件累人的活兒。”納瓦斯表示。他的主要方法就是尋找一切地面上突出的東西。

經過大半天的挖掘,他帶著疑似鑽石的幾顆小東西去了公園的鑽石探索中心。工作人員告訴他,他發現了一顆7.46克拉的棕色鑽石。

納瓦斯發現的鑽石(圖片來源:Arkansas State Parks)

鑽石從哪來?

鑽石的唯一組成成分就是碳,每個碳原子和另外4個碳原子結合,就形成了鑽石。聽起來非常簡單,但是這些碳原子之間的化學鍵非常緊密,形成立體網狀結構,這讓鑽石變得無比堅硬,沒有雜質時晶瑩剔透,光線可以從任何角度穿過。

鑽石的四面體結構(圖片來源:wiki)

在同樣由碳組成的石墨中,每個碳原子只與其他3個碳原子結合,碳原子一層層堆疊起來,層與層之間的聯絡很弱,結構比較鬆散,光被困在這些原子之間,因此它們看起來黑漆漆的。

石墨和它的層狀晶體結構(圖片來源:wiki)

鑽石的結構之所以能這麼緻密,是因為它們通常形成於地表以下很深的地方,大約150~250千米處。那裡的壓力大約是地球表面壓力的5萬倍,而且溫度很高,能高達1600℃。

在這樣高溫高壓的環境中,經過大約10億~30億年,才能讓鑽石自然誕生。

不過,並不是所有鑽石都是人們眼中的珠寶,大多數鑽石只能用於工業用途,少數品質很好的才能被歸為寶石級鑽石。

珠寶商為這些寶石級鑽石劃定了4C分級,也就是切割工藝(Cut)、顏色(Color)、淨度(Clarity)和克拉(Carat),克拉也就是鑽石的重量單位,1克拉相當於200毫克。通常平均開採250噸鑽石礦,才能獲得1克拉寶石級鑽石。

鑽石怎麼跑到地表的?

是金子總會發光,鑽石也是。

鑽石只能在不見天日高溫高壓的地底深處形成,我們目前的條件還無法直接深入地心去尋找鑽石,不過,有些鑽石會升到地面附近。

由於地底的溫度實在太高,這裡的氣體會不斷膨脹、上升,帶著深層地幔一起上升。當氣體帶著熔岩流衝出地面,就形成了噴發的火山,鑽石也就被周圍的岩漿帶出來了。

火山管道示意圖(圖片來源:wiki)

岩漿冷卻後形成火成岩,它們當中有些就是鑽石的母巖——金伯利岩。並不是所有火成岩都含有鑽石,如果火成岩的來源較淺,不足以形成高溫高壓環境,就沒有形成鑽石的條件。

而金伯利岩是來自深層地幔的岩漿冷卻形成的,因此它們非常稀有。 除了鑽石以外, 金伯利岩還含有很多礦物,這些礦物的成分和晶體形態表明它們跟鑽石一樣,都是在深層 地幔 高溫 高壓的 環境中 形成的。

金伯利岩中的鑽石(圖片來源:ASU)

阿肯色州的這個鑽石坑公園,正是在一個火山管道的上方,由於常年受到侵蝕,它的基岩,也就是金伯利岩,已經露出了地表,非常適合挖掘鑽石。

金錢密碼

要想擴大鑽石搜尋範圍,可以把視線放在“克拉通”(craton)上,這些地方通常含有藏著鑽石的岩層。

全球克拉通分佈(圖片來源:Liu Mingqi, 2018)

克拉通也被稱為“穩定地塊”,它們形成於遠古年代,有些克拉通甚至已經有超過20億年的“高齡”。它們是大陸岩石圈最穩定的部分,貫穿地球最上面的兩層——地殼和上地幔。克拉通在大陸合併和分裂的迴圈中倖存下來,裡面包含著許多含有古老礦物結晶的基岩。

鑽石的顏色是怎麼形成的?

天然彩鑽的顏色通常來自其中包含的化學元素,比如含硼會使其呈現藍色,含硫會呈現綠色,含氮會出現黃色等等。但是目前還沒有從粉紅色鑽石中發現過微量元素,人們認為它的顏色是由鑽石晶格的扭曲引起的。

鑽石的棕色來源有很多,可能是暴露在氮元素中,也可能其中混入了鎳雜質,或者由於巨大的壓力,鑽石的內部結構變形,影響它反射光線的能力,使其呈現棕色。

美國華盛頓特區自然歷史博物館收藏的棕色鑽石(圖片來源:wiki)

棕色鑽石是最常見的天然彩色鑽石。很多年來,它們通常被用作工業目的,過去甚至沒有關於棕色鑽石的等級評估。不過上世紀80年代,珠寶商發現了棕色色調的獨特魅力,如今也成了一種流行顏色。

撿鑽石的好地方

阿肯色州鑽石坑公園的管理員考克斯說,這裡許多大鑽石都是在地表發現的。公園管理處會定期給鑽石搜尋區鬆土,這樣可以促進自然地表土壤的自然侵蝕。

在鑽石坑公園尋寶的人們(圖片來源:wiki)

在納瓦斯來挖鑽石的前兩天,這裡剛剛下過雨,雨水沖走了部分浮土,露出了地表岩石,也使鑽石更容易被發現。

在阿肯色州礦石坑公園,最常見的鑽石是透明的、棕色的和黃色的。這裡還有天然紫水晶、石榴石、碧玉、瑪瑙等等。

自從1972年公園成立以來,遊客已經在這裡發現了超過35000顆鑽石。 最大的是40.23克拉的山姆大叔鑽石,這也是美國有史以來出土的最大鑽石。

切割後的山姆大叔鑽石(左)現在有很多遊客在這顆鑽石的發現地點打卡(圖片來源:wiki/tripadvisor)

這次納瓦斯發現的鑽石是在這裡排名第八,也是一個大收穫了!

沾沾好運。

參考資料:

[1]https://www.arkansasstateparks.com/parks/crater-diamonds-state-park

[2]https://en.wikipedia.org/wiki/Crater_of_Diamonds_State_Park#Geology

[3]https://askanearthspacescientist.asu.edu/top-question/diamonds-made

[4]https://www.cnn.com/2024/01/27/travel/arkansas-diamond-state-park-trnd/index.html

[5]https://zh.wikipedia.org/wiki/%E6%85%B6%E4%BC%AF%E5%88%A9%E5%B2%A9

[6]https://www.gemsociety.org/article/champagne-brown-diamond-buying-guide/

[7]https://museumsvictoria.com.au/article/how-do-diamonds-get-their-colours/

[8]https://www.gemsociety.org/article/most-expensive-diamond-colors-with-prices/

[9]https://www.naturaldiamonds.com/diamond-faqs/why-everyone-is-falling-for-brown-diamonds/

[10]https://en.wikipedia.org/wiki/Brown_diamonds

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