海里的鉆石

工作船在開采海底鉆石

在非洲納米比亞西海岸的某片海域，6艘巨大的工作船正在海上作業(yè)。長達13米的軟管從工作船一直深入海底，泥沙、礫石和大石塊等海床沉積物以每小時60噸的速度被吸入船艙。這些船只正從距離海岸不遠(yuǎn)的海底開采鉆石。

在工作船上，振動架和旋轉(zhuǎn)滾筒將大塊巖石粉碎成小塊。沉積物經(jīng)過清洗和篩分，不含鉆石的巖石和泥沙被重新送回海底，分離得到的鉆石被裝進鋼制手提箱，然后被直升機馬不停蹄地運往不遠(yuǎn)處的工廠，進行進一步分級和加工。通過這種方式，某公司2017年從納米比亞沿岸地區(qū)總共開采了137.8萬克拉（1克拉=0.2克）鉆石。據(jù)估計，整個非洲西海岸的海洋鉆石儲量達8000萬克拉。

從海底開采出的鉆石

全世界范圍內(nèi)，只有納米比亞西海岸和南非的沿海地區(qū)有鉆石沉積。這些鉆石有的埋藏得很淺。在某個陽光燦爛的清晨，它們在沙灘上閃閃發(fā)光，等待第一個發(fā)現(xiàn)它們的幸運兒。不過，大多數(shù)鉆石都埋得很深——埋在海灘的深層泥沙中，或埋在距離海岸不遠(yuǎn)處的海底。小型公司通常借助小型挖掘機或雇傭潛水員開采鉆石，大型開采公司則采用工作船從數(shù)千萬噸的泥沙和礫石中分離鉆石。從沉積物中分離鉆石的效率并不高。據(jù)統(tǒng)計，通過從海底沉積物中分離鉆石的方式，工作船平均每處理60多噸沉積物，才能從中分離出1克拉鉆石。

首次發(fā)現(xiàn)海中鉆石

人們是怎么發(fā)現(xiàn)海底存在鉆石的呢？這要追溯到20世紀(jì)初。卡曼斯科曾經(jīng)是納米比亞沿岸的一個小村。1908年，該村一名工人在這里意外發(fā)現(xiàn)了一枚鉆石。這個消息不脛而走，吸引了無數(shù)采礦者前來。鉆石開采給當(dāng)?shù)貛砹司揞~財富，賓館、醫(yī)院、電站、學(xué)校、劇場如雨后春筍般在卡曼斯科豎立起來，這里甚至誕生了整個非洲的第一條有軌電車線路。

然而，隨著鉆石資源逐漸枯竭，卡曼斯科也迅速衰落。1928年，在卡曼斯科以南270千米的淺海海底，采礦者發(fā)現(xiàn)了儲量更豐富的海洋鉆石礦床。在舊礦床枯竭和發(fā)現(xiàn)新礦床的雙重刺激下，大量卡曼斯科居民拋棄家園，涌向新發(fā)現(xiàn)的“鉆石海岸”。

熱鬧一時的卡曼斯科如今已經(jīng)荒廢

海中鉆石來自何處？

地下深處的極端壓力和溫度改變了碳的結(jié)晶形式，這些具有特殊晶體結(jié)構(gòu)的碳就是鉆石。鉆石通常為八面體，但少數(shù)鉆石晶體為六面體或十二面體。在鉆石內(nèi)部，每一個碳原子和與其相鄰的四個碳原子以很強的相互作用結(jié)合在一起，這種晶體結(jié)構(gòu)使鉆石成為自然界硬度最高的礦物。

鉆石的形成原理并不復(fù)雜，只不過它們形成于距離地表至少140千米的深處。讓這些地球內(nèi)部的寶藏移動到地表的是金伯利巖管。金伯利巖管的形狀就像一個胡蘿卜或甜筒冰激凌。除了鉆石，金伯利巖管中還含有石榴石、尖晶石和橄欖石等寶石。經(jīng)過9000多萬年的流水侵蝕，南非腹地金伯利巖管中的碎片不斷地被奧蘭治河剝落，并順著河水一路向西，最終堆積在納米比亞和南非的海岸附近。從地下深層到地表，再從大陸腹地到海洋，鉆石的這段旅途可謂漫長且艱辛。

其他類型的鉆石開采

露天開采

露天開采是成本最低的鉆石開采方式。在確定了金伯利巖的位置后，工人操縱挖掘機，從地表開始轉(zhuǎn)著圈向下挖掘，挖掘出的礦坑上寬下窄，這種礦坑形狀可以讓金伯利巖完全暴露出來。礦坑中的大塊巖石會被炸成小塊，然后碎石被卡車一車車運到篩選場篩出其中的鉆石。全世界最大的露天鉆石礦位于俄羅斯，坑深525米，礦坑地面直徑1200米。巨大的礦坑上方會形成猛烈的下降氣流，曾有直升機在飛過該礦坑時被氣流吸入礦坑并墜毀！

炸藥將大塊金伯利巖炸成碎石

地下開采

如果圍巖的硬度明顯低于金伯利巖，那么采礦者為了節(jié)省開采成本，就會在圍巖中挖掘通向金伯利巖的隧道，并使用爆破或挖掘的方法開采鉆石。隧道分兩層建造，上下層之間有漏斗狀的通道相連。采礦工人從上層開采鉆石，巖石通過漏斗落入下層。下層的裝載機收集到足夠的巖石后，就會返回地面，在那里，工人們會從破碎的巖石中篩選出鉆石。

然而，無論是露天開采還是地下開采，這些傳統(tǒng)開采方式都會使用炸藥，從而導(dǎo)致鉆石開裂。從海底挖掘鉆石的過程則溫和得多，因此海底開采的鉆石的平均品質(zhì)更高。

地下開采

沖積開采

在流水侵蝕下，金伯利巖會被逐漸剝落，其中的鉆石通過河流被搬運到三角洲等沖積平原，并被掩埋在那里的沉積物中。開采者只要挖掘足夠多的含鉆石沉積物，就能從中分離出少量鉆石。沖積平原礦床的優(yōu)點是無須使用炸藥，缺點是開采效率過低——沖積平原面積動輒數(shù)百平方千米。

沖積開采

從很久以前，鉆石加工者就發(fā)現(xiàn)許多鉆石中都含有氯化鈉，也就是食鹽?；谶@個證據(jù)，地質(zhì)學(xué)家猜測這些氯化鈉最初可能來自海水。2019年，一項模擬實驗有力地支持了這種假說。該實驗的研究者猜測，含鹽鉆石可能由被拖入地幔的海底板塊形成。這個發(fā)現(xiàn)大大拓展了人類對鉆石成因的認(rèn)識。