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亚冠上海上港川崎前锋:你戴的寶石什么來路 可能形成自水、巖漿和氣體

來源:科技日報 作者:張景陽 2019-10-31 09:57:21

川崎前锋vs蔚山现代 www.kayazm.com.cn 日前,俄羅斯薩哈共和國西伯利亞一座鉆石礦中發現的“套娃鉆石”刷爆網絡,這顆無價之寶僅0.62克拉,是有史以來人類發現的首顆此類鉆石,據信已有8億多年的歷史。這件曠世珍品的出現,讓人們對鉆石有了全新的認識。

在你驚異于“套娃鉆石”的神奇之余,是否想過它是如何形成的呢?當你戴著各種寶石飾品,醉心于它們奪目的光芒時,是否知道它們的形成過程是怎樣的“艱辛”呢?

“鉆中鉆”源于一個小意外

其實,“鉆石恒久遠”的寓意,多半來自它的形成過程,一句話概括:年代久遠、成因苛刻。

“你看這顆石頭,它的成型至少經歷了五至六億年,而且它是鉆石家族中很年輕的一顆?!敝泄肪承形Щ岣嘸豆こ淌?、碳化學專家張志剛向科技日報記者展示了他本人的一顆鉆石藏品。

鉆石俗稱“金剛石”“金剛鉆”,是石墨等純碳物質的同素異形體,也是已知自然界中天然存在的最堅硬的物品,莫氏硬度(礦物硬度標準)為10。

從鉆石主要出產于地球上古老的穩定大陸地區可以證實,鉆石的形成需要一個漫長的歷史過程??蒲Ъ頤峭ü岳醋允瀾綺煌笊階曄捌渲性蹇笪锏難芯糠⑾?,鉆石的形成條件一般為壓力在4.5—6.0Gpa,溫度在1100攝氏度—1500攝氏度,可以說,形成條件極為苛刻。

說到“套娃鉆石”,張志剛告訴記者:“我個人認為,它的形成與普通鉆石的形成并無本質區別,應該是形成過程中發生了‘意外’,它有點像套水瑪瑙的形態,只是形成條件更為嚴苛?!?/p>

張志剛推測,從根源上看,“套娃鉆石”的形成,極有可能源自獨特的物理環境和熱化學效應,而且這種環境和效應稍縱即逝?!巴ㄋ椎亟?,就好像吹制雙層玻璃一樣。巖漿在凝固的過程中,熔巖堆積出現了氣孔,低于環境溫度的少量空氣迅速進入正在凝固的熔巖內部,造成空氣所包圍的熔巖迅速凝固,隨后,空氣與其外部熔巖物質之間的氣孔又迅速閉合。如果這種推斷成立的話,那么‘套娃鉆石’內部的小鉆成形時間要早于外部大鉆?!?/p>

張志剛說,在鉆石形成的過程中,出現這樣的現象,需要同時具備特殊的環境溫度、獨特的地殼環境和溶液樣態,還需要具備鉆石超快速生長、存在氣孔等因素,而這些因素聚集在一起的幾率極小。如果推理成立的話,這個套娃鉆石就是鉆石生產過程中的一個“畸形兒”,這也是其價值所在。

寶石形成需要5種苛刻條件

“鉆石只是寶石家族中的一員。但不論是祖母綠、水晶,還是翡翠、玉石,寶石。它們的形成,均需要同時滿足5種苛刻的條件:適宜的溫度、壓力、空間、化學成分和充足的時間?!閉胖靖賬?。

一般來講,天然寶石有三種形成方式。一是從溶液中析出,淺層地表溫度較低的水,或者溫度稍高的地下水,都能溶解巖石或沉積物中的某些礦物,進而將這些礦物攜帶、混合、濃縮,直到環境變化時,溶解物質析出形成固體,代表類型為硅酸鹽類寶石,如水晶、翡翠;二是當巖漿冷卻時,如果有合適的溫度、壓力、空間和足夠時間,某些結晶會從巖漿中析出,形成寶石。同時由于寶石的形成,使得周圍形成該種寶石所需元素不斷減少。所以,隨著參與結晶元素的濃度的變化和結晶物理條件的變化,又將形成不同的寶石。這種形成方式的代表寶石有祖母綠、剛玉、月光石等。

此外,還有一種寶石的形成方式較為特殊和抽象,科學家稱為“蒸汽冷凝”。當溶解了液體和氣體的巖漿流體受到的壓力突然降低,如噴出地面或侵入地表縫隙時,其中的氣體將釋放出來,而液體迅速蒸發為氣體,將在熔巖中形成充滿氣體的空泡或孔洞,而這些困在孔洞內的蒸汽能夠在其中形成寶石,例如產自納米比亞的錳鋁榴石“懸浮晶”和“雙尖”水晶。

“血統”和產量決定價值

為何寶石有的價值連城,有的卻十分廉價,到底是什么決定了寶石的價值?內蒙古資深寶石鑒定師李敏告訴記者,寶石的檔次分類有著嚴格的等級。

“寶石價值的鑒定要素有很多,但是加工工藝是最后一個要素,在此之前,還有色澤、硬度、形成年代、稀有程度等等,而這些要素,都是人類無法決定的。也就是說,寶石的價值,主要取決于自身的出處和質地,所謂血統決定身價。比如,一塊100萬年形成的琥珀(有機寶石)與一顆30億年才形成的鉆石,價值不可同日而語?!崩蠲羲?。

李敏介紹,從市場角度來看,寶石以產出稀少為貴,即使是很艷麗的寶石,若其資源分布很廣泛,其商業價值就會受到影響。例如在幾個世紀以前,歐洲發現紫水晶初期,由于美麗新穎,曾被視為珍貴寶石。然而當人們在巴西等地發現優質紫晶大型礦床后,紫晶就不再享有珍寶之名了;又如質地上乘的祖母綠寶石,每克拉售價高達2萬美元以上,比鉆石還要貴得多,但是這并不意味著祖母綠的性能優于鉆石,而是由于優質祖母綠在世界上的產量比優質金剛石要少很多。

隨著人類科學技術的進步,人造寶石已經不再是技術難點,人造藍寶石、人造鉆石已不稀奇。對此李敏說:“嚴格來講,通過模擬寶石生產環境而人為制造出的寶石,只能叫仿制寶石,我們所說的寶石,是指自然形成的?;肴惶斐?、歲月沉積,這才是寶石真正的價值所在。而利用高壓高溫法、化學氣相沉淀法制造出的寶石,統稱人造寶石晶體,以工業應用為主,而不應該與天然寶石放在同一個檔次進行鑒賞?!?/p>

小知識:寶石的色彩有學問

在賦予寶石美麗的諸多因素中,顏色是一個主要因素。凝重潔白的羊脂白玉、翠綠幽深的翡翠、艷若“鴿血”的紅寶石、五彩繽紛的碧璽……無不令人眼花繚亂,目不暇接。人們在驚嘆寶石的顏色如此美麗多彩的同時,也一定想知道:為什么寶石是五顏六色的呢?

在寶石中,有一類寶石的顏色與其化學組成的某一主要元素有關,這種元素出現在它的化學式中,而且其顏色往往比較穩定,這類寶石叫自色寶石(即由作為寶石主要化學成分的過渡族元素致色的寶石)。而自身攜帶微量礦物元素、氣泡而產生顏色的寶石則被稱為他色寶石?!八κ難丈?,是由寶石化學成分中的少量或微量雜質元產生的。大多數寶石屬于他色寶石,他色寶石純凈時,為無色透明,當含有微量雜質元素時,可以呈現不同的顏色。例如有‘綠寶石之王’美譽的祖母綠,它的綠色就是寶石中含有的微量氧化鉻而形成的?!敝泄肪承形Щ岣嘸豆こ淌?、碳化學專家張志剛說。

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標簽: 化學化工