關于鉆石，你了解多少

鉆石俗稱“金剛石”“金剛鉆”，是石墨等碳物質的同素異形體，為自然界中天然存在的已知的最堅硬物品。

影星瑪麗蓮·夢露在電影《紳士愛金發女郎》中曾經唱過一句歌詞：“無論切割還是打磨，這些精靈永不褪色，只有鉆石才是女人最好的朋友。”

日前，一顆新發現的“鉆中鉆”引起了科學家們的注意。這種不尋常的構造，究竟是如何形成的？普通鉆石，又是怎么形成的？人造鉆石未來是否會替代天然鉆石？

“套娃”或是“畸形兒”

最近，俄羅斯薩哈共和國的紐爾巴鉆石礦發現一顆奇特的鉆石，它雖然僅重0.62 克拉(約0.124 克)，卻是人類有史以來發現的首顆此類鉆石。據專家分析，已有8 億多年的歷史，堪稱“無價之寶”。

說它奇特，是因為這是顆“鉆中鉆”。鉆石專家們通過多種方法對其進行了研究，包括拉曼光譜和紅外光譜法，以及X 射線顯微斷層掃描。借助X 光，可以清晰地看到，這顆鉆石中含有一個空腔，里面有一顆更小的鉆石，甚至可以四處滾動，專家估計，里面小鉆重約0.02 克拉(約0.004 克)。

因類似于俄羅斯套娃，該鉆石隨后被命名為“套娃鉆石”。套娃鉆石并不大，尺寸為4.8 毫米×4.9 毫米×2.8 毫米，內部空腔體積約為6 立方毫米，內部晶體體積為1.6 立方毫米，內部的小鉆呈板狀，尺寸為1.9 毫米×2.1 毫米×0.6 毫米。

“據我們所知，全球鉆石開采史上還沒有出現過這樣的鉆石，”俄羅期礦業公司阿爾羅薩發言人奧列格·科瓦爾丘克表示，“真的是大自然獨一無二的創造，尤其是大自然不喜歡空洞——通常情況下，一些礦物會被沒有形成空洞的其他礦物所代替。”

中國環境行為學會高級工程師、碳化學專家張志剛推測，“套娃鉆石”內部的小鉆成形時間要早于外部大鉆。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概率極小。

如果推測成立的話，這個“套娃鉆石”就是鉆石產生過程中形成的“畸形兒”，而這，正是其價值所在。

套娃鉆石（圖/騰訊網）

鉆石誕生很復雜

說到“套娃鉆石”的形成，張志剛認為，它的形成與普通鉆石的形成并無本質區別，只是在形成的過程中發生了“意外”。那么，普通鉆石是如何形成的，需要什么條件？

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，鉆石的形成條件需要高壓高溫，壓力一般在4.5～6.0Gpa，溫度在1100～1500℃。可以說，條件極為苛刻。

古老而又穩定的大陸往往是鉆石的主要出產地，從這點可以證實，鉆石的形成需要一個漫長過程，大概需要數十億年，之后，蘊藏于地底深處。

埋藏如此之深的鉆石晶體要破土而出、重見天日，主要得益于火山噴發，熔巖流將含有鉆石的巖漿帶至地球的近地表，并附存在金伯利巖和鉀鎂煌斑巖中，形成鉆石原生礦，或是在地表經過長途遷徙，沉淀于河流砂土之中，形成次生礦（砂礦）。

鉆石都是無色透明的。如果你這么認為，那就錯了。其實，鉆石的世界繽紛多彩，有紅色、粉紅色、橙色、黃色、綠色、藍色、紅紫色、紫色、棕色和黑色等。

彩鉆的形成原因主要有三種：一是微量元素氮（N）、硼（B）、氫（H）進入鉆石的晶體，從而產生顏色，如黃鉆、藍鉆；二是鉆石晶體塑性變形，出現錯位、缺陷等情況，進而吸收某些光能，導致呈現出不同的顏色，如粉鉆、紅鉆；三是鉆石形成后，因自然環境中的輻射或者晶格受到破壞，從而形成顏色，如人們常說的綠鉆。

彩鉆非常罕見，一般來說，出產10 萬顆優質無色的鉆石才有可能得到一顆彩鉆，可見產量多么稀少。在彩鉆中，黃色鉆石和棕色鉆石相對常見，尤以紅色鉆石和綠色鉆石最為罕見。

人造鉆石要上位？

鉆石是質量較好的天然金剛石經過加工琢磨后的產品，因為具有穩定、堅硬、稀少等特性，近年來，鉆石產品在消費者心目中地位不斷攀升。

但是，金剛石的獲取過程十分漫長和艱難，礦工需要深入地下或在砂礦的水域中不斷淘洗砂石。同時，只有經過加工雕琢，天然金剛石才能成為“寶石”。據統計，全球每年開采出的金剛石中，只有20%左右可加工成鉆石。

物以稀為貴，購買者在看到其市場標價后，往往望而卻步，人造鉆石迎來巨大的發展機遇。

美國貝恩咨詢公司的報告顯示，到2023 年，全球人造鉆石市場規模或將達到52 億美元，約合人民幣342 億元。包括德比爾斯、施華洛世奇等傳統珠寶巨頭在內，都推出了人造鉆石。

隨著人造 石業制作工藝的提高，商業化生產的實現，人造鉆石已完全可以與天然鉆石相媲美。同時，得益于生產技術的完善，人造鉆石的制造成本在十年間降低了90%，其售價在兩年內更是減少了一半。現在，每克拉人造鉆石的制造成本大約為300 美元，比天然鉆石的制造成本要低30%。

更為不同的是，天然鉆石的形成，需要數十億年，與之相比，一顆人造鉆石的制造時間只需要數周。另外，有研究機構表示，對環境的影響，生產人工鉆石僅為天然鉆石的1/7，這其中包括更少的用水、碳排放以及對土地的污染等。

“人造鉆石技術越發成熟之后，確實會給用于佩戴的、功能性的鉆石珠寶帶來沖擊，因為消費者一定會將性價比納入考量。”香港蘇富比珠寶部專家麥佩婷說，“但是對于收藏級的鉆石，其天然、不可替代的稀缺性才是決定鉆石價值的核心標準，即便實驗室已經可以創造出高克拉高品質的鉆石，也無法拿到頂級拍賣場的入場券。”（本刊綜合）※

圖/東方IC