第二章 "礦石驕子"--金剛石(1 / 2)

第三卷 大自然瀏覽 第二章 “礦石驕子“--金剛石

金剛石一直被人們視之為"礦石之驕子"。早在5000年前,人們就已經知道有金剛石了,在《聖經·舊約》的《出埃及記》和《以西結書》中,對金剛石那迷人的光澤讚歎不已;印度的古代傑作《吠陀經》、《刺馬耶耶》和《摩嗬波羅多》,更是對金剛石那奇異的暈色嘖嘖連聲。在希臘語中,"金剛石"一詞就是"不可戰勝"、"不可摧毀"的意思。古代的人們以其充滿熱情的想象力,認為金剛石的非凡性質是一切自然創造物中最完美無缺的表征。一塊晶瑩的石頭竟然有那樣出奇的硬度和耐久性,人們感到不可思議,它那閃灼出迷幻異彩的本領尤其令人神往。世界上許多民族更是奉它做自己的神靈,並且冠以極其崇榮的頭銜,尊之為"寶石之王"!

然而,關於金剛石的化學成分,以及它的出處,一直是科學界長期爭論不休的問題。

曆史上一些知名科學家幾乎都揣測過金剛石那些撲朔迷離的化學成分。古希臘大哲學家培多克利斯說金剛石是由4種元素(土、氣、水、火)組成:而按照印度科學家的說法,它構成的要素是5種,即土、水、天、氣和能。1704年,牛頓對此作了係統的研究,指出金剛石的可燃性。而羅蒙諾索夫更預言,金剛石之所以非凡堅硬,乃是由於"它是由緊密聯結的質點組合成的"。到了1772年,法國化學家拉瓦哥將一顆金剛石加熱使之燃燒,結果發現,它燃燒時所產生的氣體就是二氧化碳!雖然拉瓦哥已經指出了金剛石和碳的關係,然而卻不敢作出看來多麼無稽--把高貴的金剛石與"低賤"的碳相比--的最後結論。24年之後,即1796年,英國化學家耐特才作出金剛石是純淨的碳的結論。

至於金剛石來自何方,在科學界更具爭議。

最初人們大多認為金剛石來自地下的礦石,因為早期的金剛石多采自砂礦床。1870年在南非開普省北部找到世界上第一個原生金剛石礦床,該地即以當時英國殖民大臣金伯利勳爵的名字來命名,這就是後來的金伯利城。地質學家在礦區發現,金剛石的成礦母岩是一種無論礦物成分和形狀都不同一般的非常特殊的岩石,稱其為金伯利岩,它最早是由英國人路易斯在1887年提出來的。後來人們在世界各地相繼發現了一些在形狀和礦物組成等方麵與金伯利岩相似的岩體,並且認識到金伯利岩是原生金剛石礦床的唯一成岩母礦。這是一種基質不含長石的偏堿性超基性岩,主要成分為橄欖石,多具角礫狀或斑狀結構,因此又名角礫雲母橄欖岩,岩體通常呈漏差別形的岩筒(又名岩管或火山頸)或脈狀岩石。根據金伯利岩所含的高壓礦物推測,金伯利岩漿形成於上地幔,在高壓條件下沿著地殼的深入斷裂向上運移。由於它飽含高壓氣體(水及二氧化碳等),當上升而壓力驟減時,體積迅速膨脹,在地下產生火山同爆發後岩漿膠結碎屑物質充填火山頸,遂形成金伯利岩筒。

曾經有人說,金剛石是由金伯利岩漿奪去鄰近的碳質岩石的夾雜塊形成的;也有人認為,金剛石是由金伯利岩和另一種榴輝岩一起從地殼深處帶上來的。現在大部分人確信,金剛石就是由金伯利岸岩本身所含的遊離碳,在劇烈上升和發生爆炸的整個岩漿活動過程中,也就是在高溫高壓條件下結晶形成的。因為人類在實驗室中,利用極高的溫度和壓力,已經成批量生產出人造金剛石。前蘇聯科學院地球化學實驗室采用同位素分析方法證明,金剛石不僅能在150公裏以下的地幔上生成,也能在地下10公裏的地殼裏生成。隻要岩漿通過地殼上部岩管時,通道出現狹窄的小孔。由於這一縮頸現象,壓力會突然從不超過2萬大氣壓猛增到100萬大氣壓,這樣,岩漿碳就會變成金剛石。