鉆石為何如此昂貴？

世界上近200種寶石中，鉆石非但因其堅(jiān)硬和無(wú)與倫比的美麗獨(dú)占鰲頭，而且在自然界中也最為稀少，因此被譽(yù)為“寶石之王”。人類文明雖有幾千年的歷史，但人們發(fā)現(xiàn)和初步認(rèn)識(shí)鉆石卻只有幾百年，真正揭開(kāi)鉆石內(nèi)部奧秘的時(shí)間則更短。

金剛石形成條件十分苛刻

鉆石是世界上最古老的寶石，它是金剛石經(jīng)過(guò)琢磨后得到的成品，而金剛石是一種天然的物質(zhì)，也就是鉆石的原石。最年輕的金剛石也有3500萬(wàn)年以上。金剛石是世上最堅(jiān)硬的石頭。全世界絕大多數(shù)的金剛石形成于地表以下150～200千米的區(qū)域，這是為什么呢？眾所周知，地球內(nèi)部越深則壓力和溫度越高。例如深30千米附近的溫度是數(shù)百攝氏度，壓力超過(guò)1萬(wàn)個(gè)大氣壓；如果深100千米，則變?yōu)闇囟?000℃，3萬(wàn)個(gè)大氣壓。人們常說(shuō)百煉成鋼，金剛石的形成條件要比其苛刻嚴(yán)酷何止千倍！早在億萬(wàn)年前，地球誕生之初，距地表150～200千米的地幔深處，存在著高達(dá)1000℃至1300℃的高溫，約4.5萬(wàn)～6萬(wàn)個(gè)大氣壓。在這樣的高溫、極高氣壓及缺氧環(huán)境下，碳原子才結(jié)晶成為珍貴的金剛石。

金剛石極其稀少的另一個(gè)主要原因，是地球深處的碳極其稀少。我們知道，組成地球的化學(xué)元素最多的是氧，其次依次是硅、鋁和鐵。這4種元素占到了地球總質(zhì)量的87%；若再加上鈣、鈉、鉀3種元素，則總共占到了96%。剩下的4%，才是包括碳在內(nèi)的其他所有的元素。組成地球的元素中，質(zhì)量越大的元素越聚集在地球的中心。碳是比較輕的元素，集中在地表附近，因而在地球深處基本上不會(huì)有碳。地球自46億年前誕生以來(lái)，內(nèi)部存在的碳極其稀少，因此，地球內(nèi)部不會(huì)有很多鉆石的原材料。那么地球深處的鉆石原材料從何而來(lái)呢？通過(guò)同位素分析，在構(gòu)成鉆石的材料中，至少有一部分是屬于有機(jī)物遺留下來(lái)的碳。這意味著，在幾億到幾十億年前沉積到海底的浮游生物（動(dòng)物或植物）的遺骸，隨著構(gòu)造板塊的運(yùn)動(dòng)，它

們從沉積層被帶到地球的內(nèi)部，那里就有可能形成金剛石。這種條件極其罕見(jiàn)，因此地球數(shù)十億年形成的金剛石也極其珍貴有限。

金剛石來(lái)到地表十分偶然

金剛石在地球深處沉睡了億萬(wàn)年，一直等待著來(lái)到人間的機(jī)會(huì)?；鹕降膭×冶l(fā)，讓這一切變成可能?；鹕絿姲l(fā)形成了獨(dú)特的金伯利巖管，讓巖漿像一臺(tái)升降機(jī)一樣，攜帶著150千米深處的金剛石及其他巖石和礦物，一起向上穿過(guò)地幔，沖破地殼，來(lái)到地表。

集中在地下150千米深處形成的金剛石，要成為人類可以開(kāi)發(fā)利用的金剛石，它還必須克服一系列不利因素：如果巖漿循環(huán)將鉆石帶至更深的部位，金剛石將變成自由的碳原子；如果當(dāng)金剛石與火山巖漿一起上升時(shí)緩慢冷卻，金剛石將變成石墨；如果金剛石被巖漿從上地幔劇烈噴發(fā)至地表，快速冷卻時(shí)，它才有可能真正被人類利用。即使如此，并不是所有的金剛石都能成為首飾級(jí)鉆石。這些礦體歷經(jīng)艱辛開(kāi)采后，還需經(jīng)過(guò)多道處理遴選，才可從中獲得毛坯金剛石。毛坯金剛石中僅有20%左右可作首飾用途的鉆坯，而大部分只能用于切割、研磨及拋光等工業(yè)用途上。有人曾粗略地估算過(guò)，要得到1克拉重的鉆石，起碼要開(kāi)采處理250噸礦石，采獲率是相當(dāng)?shù)偷?；如果要從成品鉆石中挑選出美鉆，那兩者的比率更是十分懸殊了。

金剛石礦床探尋艱難，開(kāi)采耗資巨大

金剛石礦床的尋找，并不像傳說(shuō)中的那樣，不小心摔一跤就能發(fā)現(xiàn)一個(gè)金剛石礦床。金剛石礦床的探尋往往要花上幾十年，甚至上百年的努力和勞動(dòng)，耗資巨大。如原蘇聯(lián)西伯利亞原生金

剛石礦床的探尋，從1913年開(kāi)始，歷經(jīng)了18年的艱辛，才得以發(fā)現(xiàn)；博茨瓦納的“歐拉”原生礦床，耗資3200萬(wàn)美元，歷經(jīng)12年的奮斗才挖掘出來(lái)；近幾年，在加拿大西北部發(fā)現(xiàn)的金剛石原生礦床，則是經(jīng)歷了幾代地質(zhì)學(xué)家的艱苦努力，耗資至少達(dá)幾億美元才找到的。

金剛石礦床的開(kāi)采，可以說(shuō)是一件規(guī)模巨大，卻又細(xì)心備至的工作。開(kāi)采過(guò)程中，既需充分開(kāi)采含有鉆石的礦石，又要謹(jǐn)小慎微，以確保礦石中金剛石原石顆粒完好無(wú)損。不論是露天開(kāi)采，還是地下挖掘，都是一項(xiàng)聲勢(shì)和場(chǎng)面浩大的工程，人力物力的投入是難以想象的。

鉆石的加工十分復(fù)雜

鉆石的加工非常復(fù)雜，工時(shí)量大。對(duì)開(kāi)采出的礦石經(jīng)精心破碎和分選后，并不像其他金屬礦床一樣，即可投入大批量的冶煉，而是要對(duì)鉆石毛坯進(jìn)行逐粒精心細(xì)致的分析，才能確定下切磨方案，以確保其重量、凈度和款式。這往往需要對(duì)鉆石本身物理光學(xué)性質(zhì)有充分了解、經(jīng)驗(yàn)相當(dāng)豐富的人員來(lái)進(jìn)行。一般步驟是：設(shè)計(jì)標(biāo)線、劈鉆、鋸鉆、車鉆、磨鉆、清洗分級(jí)。而這每一步驟中還包括了許許多多的小程序。每一小步都需要精湛的工藝技術(shù)和豐富的經(jīng)驗(yàn)。就拿世界之最的庫(kù)利南鉆石來(lái)說(shuō)，原石重3106克拉，3個(gè)經(jīng)驗(yàn)豐富、技藝超群的工匠，每天工作14小時(shí)，共耗時(shí)8個(gè)月，才將它分割成4顆大鉆和101顆小鉆。有些世界著名鉆石的加工，往往僅設(shè)計(jì)都要花費(fèi)幾個(gè)月，甚至1～2年的時(shí)間。

根據(jù)比利時(shí)安特衛(wèi)普鉆石高級(jí)委員會(huì)所述，要將250噸的巖石、沙和礫石處理之后才可能得到1克拉的鉆石胚，1克拉鉆石胚經(jīng)切磨，只能保留40%～50%的重量。1克拉等于0.2克，250噸等于2.5億克。另外，開(kāi)采出來(lái)的鉆石大部分品質(zhì)不佳，只能用作工業(yè)使用的磨料或鉆頭。能用作寶石的鉆石往往不到鉆石原礦的七分之一。而真正到達(dá)我們消費(fèi)者手中的鉆石，更加稀少。據(jù)有人初步統(tǒng)計(jì)，一顆鉆石，從它的開(kāi)采、分選、加工、分級(jí)、銷售，到最后賣到購(gòu)買者手中，約涉及200多萬(wàn)人，一枚鉆戒是天然造物主和200多萬(wàn)人心血的結(jié)晶，鉆石的無(wú)比珍貴也就在其中。

【責(zé)任編輯】蒲暉

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鉆石為什么會(huì)有如此大的硬度呢？

早在公元1世紀(jì)的文獻(xiàn)中就有了關(guān)于金剛石的記載，然而，在其后的1600多年中，人們始終不知道金剛石的成分是什么。 直到18世紀(jì)的70至90年代，才有法國(guó)化學(xué)家拉瓦錫等人進(jìn)行的在氧氣中燃燒金剛石的實(shí)驗(yàn)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)得到的是二氧化碳?xì)怏w，即一種由氧和碳結(jié)合在一起的物質(zhì)。這里的碳就來(lái)源于金剛石。終于，這些實(shí)驗(yàn)證明了組成金剛石的材料是碳。知道了金剛石的成分是碳，仍然不能解釋金剛石為什么有那樣大的硬度。例如，制造鉛筆芯的材料是石墨，成分也是碳，然而石墨卻是一種比人的指甲還要軟的礦物。金剛石和石墨這兩種礦物為什么會(huì)如此不同？

這個(gè)問(wèn)題，直到1913年才由英國(guó)的物理學(xué)家威廉·布拉格和他的兒子做出回答。布拉格父子用X射線觀察金剛石，研究金剛石晶體內(nèi)原子的排列方式。他們發(fā)現(xiàn)，在金剛石晶體內(nèi)部，每一個(gè)碳原子都與周圍的4個(gè)碳原子緊密結(jié)合，形成一種致密的三維結(jié)構(gòu)。這是一種在其他礦物中都未曾見(jiàn)到過(guò)的特殊結(jié)構(gòu)。而且，這種致密的結(jié)構(gòu)，使得金剛石的密度為每立方厘米約3.5克，大約是石墨密度的1.5倍。正是這種致密的結(jié)構(gòu)，使得金剛石具有最大的硬度。換句話說(shuō)，金剛石是碳原子被擠壓而形成的一種礦物。

鉆石的形成

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金剛礦的“指示礦物”

伯納特兄弟于1870年發(fā)現(xiàn)了金伯利金剛石礦。正是這一發(fā)現(xiàn)，使人們知道了在哪種巖石中有可能含有金剛石。原來(lái)，那是一種在遠(yuǎn)古時(shí)代的巖漿冷卻以后所形成的火山巖。接著，研究者又發(fā)現(xiàn)，在這種火山巖中除了金剛石，還含有被稱為石榴石和橄欖石的兩種礦物。因此，在那些出產(chǎn)石榴石和橄欖石的地點(diǎn)，找到金剛石礦的可能性就相對(duì)大。于是，石榴石和橄欖石就成為尋找金剛石的“指示礦物”。