恒星时
2023-02-08
更新时间:2023-02-08 11:55:24作者:百科知识库
金刚石是自然的碳元素,通常认为是最贵重的宝石,其所以如此珍贵,是因为它罕见并有特殊的性质。一块普通的石头,没有任何引人注意的地方,就不会引起高度的重视。金刚石是很罕见的,要找到一个金刚石的晶体,矿工必须剥离1000万到3000万倍的岩石。它有几种性质使其成为引人注目的宝石。它的硬度是所有的矿物中最高的。佩戴多年后仍旧十分光亮不至朦胧。有很亮的光泽又提高了它的价值,这种光泽只有少数几种矿物可以媲美。金刚光泽这个词就来自金刚石。它还有异常强的色散能力。当白色光通过切好的金刚石就出现光亮的光谱色带就是证明。
用作宝石的最好的金刚石仅占开采量的20%,那是无色的金刚石。大部分金刚石不是成色不好(常有黄色或棕色的色调),就是有疵瑕,只能作为工业用途,有深色的稀少宝石,如蓝色的霍普金刚石(Hopediamond),黄色的提凡尼金刚石(Tif-fanydiamond)比同样大小的无色金刚石有更高的价值。
在化学成份上,金刚石是纯碳,和石墨是一样的,石墨是软的片状的黑色矿物。这两种矿物性质有很大的差别,这是由于碳原子的排列和将原子连系在一起的力不同引起的。在石墨中,碳原子层之间的连接是靠弱的温德华键,但是在金刚石中,每一个碳原子是和四个碳原子连接的,靠的是强的共价键。金刚石是立方对称的,常常以晶体出现,最常见的是八面体,并见有完全的八面体解理。这样,尽管它的硬度很大,但是脆,在平行四个八面体方向中一个方向容易裂开,宝石工匠就是利用这个特性将它切成任意大小的宝石。
金刚石是化学惰性最大的物质之一,它不溶于酸和碱。加上它的硬度大,比重高(3.52),因此,它能以自然状态被水流长距离搬运,并能堆集成砂矿。所有早期的金刚石都是来自冲积层(即水带来的)矿床。首先是在印度,1725年在巴西开始开采砂矿,1866年在南非(阿扎尼亚)开采砂矿,直至1869年才在南非(阿扎尼亚)的金伯利找到含金刚石的岩石。金伯利岩体大致有圆形轮廓的断面,向下延伸,有岩筒状的模样。南非有许多金伯利岩筒,西伯利亚也有一些在进行积极勘探工作,包括世界上最大的金刚石矿,南非的德兰士瓦的“首相”岩筒在内。但是金刚石岩筒生产的金刚石仅仅是冲积矿床产量的补充而已。世界上最大的生产国是扎伊尔;几乎全部金刚石都是从砂矿中找到的。虽然,扎伊尔全部金刚石中仅有5%达到宝石级,但是,西南非洲(纳米比亚),每月生产的十万克拉金刚石中,有80%是宝石级的。因为它有很高的硬度,金刚石有许多重要的工业用途。金刚石细粉可用来抛光金刚石和其他宝石。较大的金刚石晶体用作金刚石钻头,钻头是从地下取得岩石标本的不可缺少的工具,边上嵌有金刚石的金属盘能够切割最硬的材料,叫做金刚石锯。直径1~2英寸的金刚石锯就能锯宝石。但要锯开花岗岩的大石块,要直径9英尺的金刚石锯。金刚石拔丝模,是一个单晶金刚石上面钻一个固定直径的小孔,用它来拔金属丝。金刚石抗摩擦,通过小孔,拔了许多哩长的丝后,孔径依旧不变。参见Mi-neralProperties[矿物性质]条,附录4。