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你戴的寶石什么來路 它可能形成自水、巖漿和氣體
華夏經緯網   2019-10-30 08:46:18   
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    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。”中國環境行為學會高級工程師、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。科學家們通過對來自世界不同礦山鉆石及其中原生包裹體礦物的研究發現,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。”

  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。“通俗地講,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。”

  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。”張志剛說。

  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。”李敏說。

  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。渾然天成、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。”

  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。“他色寶石的顏色,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。”中國環境行為學會高級工程師、碳化學專家張志剛說。 ( 科技日報)

 

責任編輯:袁丹華

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