金刚石的尊贵之处在哪里?

我们知道，金刚石一直以来都被人们视为“矿石骄子。”早在5000年前，人们就已经知道有金刚石了，在《圣经?旧约》的《出埃及记》和《以西结书》中，对金刚石那迷人的光泽赞叹不已；印度的古代杰作《吠陀经》、《刺马耶耶》和《摩呵波罗多》，更是对金刚石那奇异的晕色啧啧连声。在希腊语中，“金刚石”一词就是“不可战胜”、“不可摧毁”的意思。由此可见，金刚石一直以来都被视为珠宝中的贵族。
古代人们对金刚石充满着热情的想象力。他们认为，金刚石的非凡性质是一切自然创造物中最完美无缺的表征。一块晶莹的石头竟然有那样出奇的硬度和耐久性，人们感到不可思议，它那闪烁出迷幻异彩的本领尤其令人神往。在世界上，许多民族更是奉它做自己的神灵，并且冠以极其崇荣的头衔“宝石之王”！
金刚石的尊贵之处在哪里？首先，来看一下金刚石的化学成分以及它的出处。这个问题一直是科学界长期争论不休的问题。历史上一些知名科学家几乎都揣测过金刚石那些扑朔迷离的化学成分。但始终都没能找出确切的答案。因此，对于金刚石化学成分的猜测也有很多。
古希腊大哲学家培多克利斯说，金刚石是由土、气、水、火4种元素组成。按照印度科学家的说法，它构成的要素有5种，即土、水、天、气和能。1704年，牛顿对此作了系统的研究，指出金刚石的可燃性。罗蒙诺索夫更预言，金刚石之所以非凡坚硬，主要是因为“它是由紧密联结点组合成的”。1772年，法国化学家拉瓦哥将一颗金刚石加热使之燃烧，结果发现，它燃烧时所产生的气体就是二氧化碳！因此，拉瓦哥指出了金刚石和碳的关系。这种结论令人不可思议，如此高贵的金刚石竟与“低贱”的碳存在着密切的关系。
直到1796年，英国化学家耐特才作出金刚石是纯净的结论。至于金刚石来自何方，在科学界更具争议。最初人们大多认为，金刚石是来自地下的矿石。因为早期的金刚石多采自砂矿床。1870年在南非开普省北部找到世界上第一个原生金刚石矿床，该地就是以当时英国殖民大臣金伯利勋爵的名字来命名，这就是后来的金伯利城。后来，地质学家在矿区发现，金刚石的成矿母岩是一种无论是矿物成分还是性状都与一般的岩石有着很大的不同。于是，在1887年，英国人路易斯最早将金刚石称为金伯利岩。
后来，人们在世界各地相继发现了一些类似金伯利岩的矿物。因为这些在性状和矿物组成等方面与金伯利岩相似的岩体，并认识到金伯利岩是原生金刚石矿床的惟一成岩母矿。这是一种基质不含长石偏碱性超基性岩，主要成分为橄榄石，多具角砾状或斑状结构。因此，金刚石又被称作角砾云母榄岩，岩体通常呈漏差别形的岩筒（又名岩管或火山颈）或脉状岩石。
有关研究人员根据金伯利岩含有的高压矿物推测，金伯利岩浆形成于上地幔，在高压条件下沿着地壳的裂缝向上运移。由于它饱含高压气体（水及二氧化碳等），当上升而压力骤减时，体积迅速膨胀，在地下产生火山爆发。爆发后岩浆胶结碎屑物质充填火山颈，遂形成金伯利岩筒。曾经有人说，金刚石是由金伯利岩浆夺去邻近的碳质岩石的夹杂块形成的。也有人认为，金刚石是由金伯利岩和另一种榴辉岩一起从地壳深处带上来的。但是，现在大多数人确信，金刚石是由金伯利岩本身含量有的游离碳在剧烈上升和发生爆炸而来的。在整个岩浆活动过程中，也就是在高温高压条件下结晶形成。根据上述条件，人们利用极高的温度和压力已经成批量地生产出人造金刚石。
前苏联科学家通过同位素分析方法证明了，金刚石不仅能在150公里以下的地幔生成，也能在地下10公里的地壳里生成。只要岩浆通过地壳上部岩管时，通道出现狭窄的小孔，由于这一缩颈现象，压力会突然从不超过2万大气压猛增到100万大气压。正是在这种情况下，岩浆才会变成金刚石。
70年代末至80年代初，美国科学家在测定美国阿肯色州金刚石的气-液包裹体时，他们竟发现其中含有类石油的烃类物质（即由碳和氢构成的有机化合物），如甲烷、乙烯、甲醇、乙醇等。平均每克金刚石的含油气量约3．3×10-5克。因此，他们认为金刚石的形成与地球深部的烃源有关。
1981年，在日本队召开的国际宝石会议，索尔博士进一步阐述了二者之间的内在联系。他推测地球内部有丰富的烃源，烃气在超基性的金伯利岩浆中易于保存。当金伯利岩浆向上涌溢时，挥发性的烃气就向地表表层扩散，而残熔的碳素则缩在金伯利岩浆中，并因压力、温度的急剧变化而结晶形成金刚石。但是，1988年，人们又有了一个意外的发现，进而使上述观点受到了怀疑。这一发现就是，俄国学者叶罗费巴夫和拉钦夫首次在石质陨石中找到的浅灰色的金刚石细粒。不久，在石质陨石中也发现了金刚石。陨石中为什么会有金刚石呢？这个问题一直都是仁者见仁、智者见智。最初人们认为，这些金刚石是由于陨石中所含有的碳质因与大气摩擦和地面撞击，产生了高温高压而形成结晶的金刚石。
近年来，在美国国家自然史博物馆中，科学家们得到一块来自南极大陆亚兰高地冰盖中的铁陨石，在它的切片中也找到了一个金刚石晶体的包体。他们猜测这块陨石原是小行星的碎片，而其中所含的金刚石晶体，则是在它陨落之前，并且是在好几百万年前小行星带中的两颗小行星发生碰撞时形成的。这种铁陨石之所以具有金刚石包体是因为小行星碰撞时的速度非常大（时速约数万公里），从而产生较大的冲击压力，进而使自然碳转变为金刚石。
美国芝加哥大学的刘易斯和沃特等人开始对1969年坠落在墨西哥等地的4块陨石进行研究，他们意外的发现了无数非常细小的金刚石粉末，其中还含有微量的具有特殊比例的同位素的氙气。经过测定，显示出它们的年龄比太阳系还大，均生成于45亿年以前。这一结论表明，金刚石的生成与陨石相互间的撞击或坠落与地球是没关系的。
从上述来看，这几位科学家将地球内部的高温高压能促进生成金刚石的传统说法已经推翻了。于是，他们大胆提出，自然界的金刚石，大概都是在几十亿年前由于一颗红巨星，即垂死的“恒星”的毁灭过程中形成的。
科学家推断，在那个阶段，富有的氢和高温特别有利于碳气浓缩而形成结晶金刚石。与此同时，红巨星将增援大量气体，而这些气体将膨胀和冷却，使碳这类物质冷凝并结晶。千百年后，在红巨星最后爆炸成超新星时，它将喷射高速离子，包括带电的氙原子，这些氙原子将追上逃越的金刚石颗粒并埋在其中。由此可推断出，在宇宙中形成的金刚石的数量可能是惊人的。
在宇宙中，由于金刚石参与了太阳系的演化，所以在地球和陨石中能找到金刚石的踪迹。于是，人们就会提出这样的疑惑，美丽的金刚石究竟是来自天上还是地下呢？真是令人难以捉摸的迷。

首先，质量达到宝石级的金刚石特别的稀少。目前，全界要挖出数亿吨含金刚石的矿石，才能获得13000万克拉金刚石，即矿石中金刚石的含量不足0.000001%（一千万分之一）。其中达到宝石级的不足一半；宝石金刚石切磨成钻石时，又要损失一半以上，即成品钻石的年产量不足3000万克拉（6吨）。还不到矿石重量的亿万分之一，也就是说，要开采几十吨矿石，才有可能获得1克拉钻石。试想，将几十吨石头爆破、装车、运输、破碎、挑选，直到最后切磨成钻石，这一系列繁重的劳动，需要支出多少成本费用？钻石能不贵吗？仅仅稀少，并不能使人们重视和喜爱，金刚石还有着很多其他物质比不上的优良性质。金刚石是世界上最硬的物质，硬度级别是最高级10级。它可以刻划世界上的任何物质，却没有任何物质能刻画或磨损金刚石。因此，金刚石切磨成钻石后，能永远闪光发亮，因为它的抛光表面不会被划伤或磨毛。问题来了，既然金刚石是世界最硬的物质，那么用什么东西来切割和研磨金刚石呢？在古代，的确是毫无办法。例如留存下来到现代的公元初年罗马时代的许多戒指，上面镶的都是未经切磨的金刚石原石。直到公元1454年，荷兰人发现用金刚石粉可以切割和研磨金刚石，虽然切割和研磨的速度很慢，但总算解决了这个加工难题。要注意的是：金刚石虽然硬，但却非常脆，容易被打碎。因此在佩戴镶有钻石的首饰时，要注意不能使钻石受到太重的撞击。很高的折射率和很大的色散，是使金刚石成为极其珍贵的宝石的另外一个原因。金刚石的折射率高达2.4，几乎是世界上透明物质中最高的，由于物质的反光能折射率的增高而变大，因此钻石的磨光表面能大量反射外界光线。按照现代科学设计形式磨制出钻石，能把射入内部的光全部反射出来，使整个钻石闪烁着耀眼的光芒。金刚石的色散很大，即对不同颜色的光，折射率的差别很大。因此，长波的红光和短波是蓝光由于折射率差别大，在折射和反射时会分开，经过多次内部反射透出钻石时，红光和蓝光分离很显著。由于色散现象，使钻石出现五颜六色的闪光，显得异常美观。当钻石首戴在手上或胸前，随着人的活动，钻石会不停地闪烁着美丽夺目的彩色光芒，深得人们喜爱。