為什麼南非鑽石那麼廣為人知（南非罕見藍鑽並不罕見）

2023-11-12 02:04:50 2

近日，南非一家鑽石開採商宣布，他們在其原礦中發現了五顆被認為是世界上最稀有、最有價值的藍色鑽石。

新發現的南非藍鑽

這五顆鑽石的大小從9.61克拉到25.75克拉不等。

不過，筆者今天從科學角度（鑽石儲量、物理性質、人工合成等方面）來為大家解讀鑽石的真正價值其實並不比黃金高。

俗話說的好「物以稀為貴」，大家普遍認為鑽石非常稀有，所以才會這麼昂貴。

但事實上，地球上鑽石的儲量非常大，大到什麼程度呢？

目前已探明的天然鑽石儲量大約為25億克拉。

而且隨著找礦水平的提高，每年都會有新的鑽石礦發現。

自從鑽石開採以來，共採出鑽石350噸左右，即17.5億克拉，全世界每年開採鑽石在9000萬-1億克拉。

此外，世界上最大的鑽石礦坑——波皮蓋坑，位於俄羅斯西伯利亞東部地區的一個直徑大於100公裡的隕石坑，裡面更是蘊藏有數萬億克拉的鑽石，如果全部開採出來將超過全世界現有的鑽石儲量。

世界上最大的鑽石礦坑——波皮蓋坑

鑽石商人在推銷鑽石的時候大多會聲稱鑽石是世界上硬度最大的物質，更是將其堅如磐石的硬度跟忠貞不渝的愛情聯繫在一起，用這一招哄騙了不少女性朋友。

這個廣告「哄騙」了多少人？

不過，在鑽石商人的推銷術中利用了偷換概念的伎倆，鑽石確實是世界上硬度最大的物質，但需要注意的是這裡硬度指的是科學術語「摩氏硬度」，其代表的物理意義並不是我們想像中的堅如磐石。

所謂摩氏硬度，是指用兩個礦物（石頭）相互劃刻來測試彼此相對的硬度。

摩氏硬度

說的形象點就是，你拿鑽石（學術名稱為金剛石）去劃刻其他的礦物，比如石英玻璃，那麼由於鑽石的硬度比石英大，那麼在石英玻璃上就會烙下一條痕跡。

這也是為何工業上常用金剛鑽切割玻璃和瓷板的原因。

金剛鑽切割瓷板

鑽石具有世界上最大的摩氏硬度，但並不代表錘子就砸不碎鑽石。

我們通常所理解的硬度其實是物理學上的強度概念。

這才是衡量一種物質防止被破壞的能力。

鑽石硬度雖然高，但其強度不夠。

所以鐵錘還是能把鑽石砸碎的，不僅能碎而且是粉身碎骨！

鐵錘砸鑽石，切勿模仿！圖源@抖音號1841645983

切勿模仿用鐵錘砸自己的鑽戒！

大家都知道鑽石其實是碳（跟鉛筆裡的石墨一個化學成分）在超高壓條件下形成的，一般壓力要在4.5-6.0 Gpa(相當於150-200 km的深度)，溫度為1100-1500 ℃。

鑽石的晶體結構

這點壓力和溫度對人類來講很容易實現（現在人類能夠實現的最大壓力甚至可以到達地球核幔邊界）

因此合成鑽石的技術並不難，難的是合成大的鑽石。

目前1克拉（大約0.2克）以下，高溫高壓法合成鑽石已經實現了大規模量產，而且我國人工合成鑽石佔全球產量的90%，但1克拉以上的，還沒法大規模量產。

那麼，為什麼1克拉以上的大鑽石難生產呢？

這就要涉及到礦物的生長理論。

雪花的枝晶生長；圖源@網絡

晶體生長主要涉及成核、粗化兩個過程。而與鑽石的大顆粒生產有關的主要是晶體的粗化過程。

所謂粗化，通俗點講就是小顆粒礦物晶體長大變粗的過程（如下圖）。

氯化鈉晶體粗化過程；圖源@網絡

晶體粗化的發生主要是由於單位體積小的晶體表面積較大，具有較高的總表面能。

而具有高表面能的晶體是不穩定的，因此小顆粒晶體就會趨向於聚集形成一個大的晶體（即粗化）。

其實不光人工合成大的鑽石比較困難，自然界形成大的鑽石也很困難。

因為，要想鑽石長的夠大，需要滿足三個條件：

1.鑽石長時間處於超高壓狀態

2.源源不斷的碳供給

3.有一個充足的生長空間供其自由生長

比較尷尬的是，條件1和3是相互矛盾的，因為超高壓的狀態很難有充足的空隙存在（想像一下地下150公裡的壓力得有多大，緻密程度得有多高）。

紫水晶洞

長得夠大的晶體，最形象的例子就是常見的水晶晶洞，水晶生長過程中會向空隙大的地方延伸，從上圖的紫水晶洞就可以看到一個個的紫水晶競相向內部空洞的地方擠壓生長。

不過隨著技術的發展，我相信合成大的鑽石也不是問題，所以鑽石只會越來越多，其價值也會隨著量的增多而下降！

黃金雖然自然界的儲量目前比鑽石高，但其人工合成的方法極難。

點石成金是科學家一直想要做的，但令人遺憾的是合成黃金的出現是一個偶然，而非人類技術的結晶。

事情發生在20世紀70年代，前蘇聯科學家在一堆廢棄的核反應的鉛殼堆中發現了黃金。

這讓科學家們既驚喜又意外，好端端的一堆鉛，怎麼就變成了黃金？

科學家們後來發現鉛之所以變成黃金，是因為鉛在遭遇核輻射後，鉛原子得到了一部分能量。

核反應的方式之一：核裂變

而鉛原子本身的原子序數是82，為了保持能量守恆不得不把自身的質子分幾個出去，這一分就把自己的原子序數變成了79，也就是我們所說的黃金。

美國勞倫斯核反應實驗室；圖源@知乎AU黃金小助手

雖然說合成黃金的方法早已經出現，可仔細想想，每次將鉛通過核反應轉化成金的成本是不是太高了呢？

正是因為黃金目前只能用這樣的人工方法製造，且只能在極少數擁有高科技的實驗室裡才能進行。

因此，對於黃金的使用，只會越用越少！

黃金到底從何而來，一直是科學界熱烈討論的話題。

經典的理論認為，黃金這種重金屬元素形成於中子星併合的過程中。

這張元素周期表展現了元素的宇宙起源，不同色塊的面積代表不同起源所佔的比例。圖源@原理公眾號

中子星是恆星燃燒殆盡後留下的超高密度殘骸。當這些中子星發生併合時，碰撞會產生自然界中最重的那些元素，比如我們熟悉的金元素。

中子星併合過程不僅有金的產生還有引力波出現

但最新的研究表明，中子星的作用可能被大大高估了，根據理論模型計算得出的金元素的含量遠低於實際觀測的數據。

也就是說即使最大程度估計中子星的併合頻率，也無法產生現在所探測到的黃金含量。

所以，自然界中的黃金到底從何而來至今還是科學上的一個未解之謎！

而相對於黃金的成因，鑽石的形成早已被人類研究清楚了。

黃金與貨幣

另外，從經濟學上來解釋黃金的價值也是高於鑽石的，因為黃金直接跟貨幣掛鈎，而鑽石則沒有。

簡單總結一下：

鑽石價格高昂的原因更多的是來自資本的炒作，而黃金才是真正可以保值避險的資產。

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