钻石的形成过程

钻石的本质——碳
很久以来钻石的拥有者不是皇家贵族，就是一方富豪。人们只知道钻石的稀有，并没有人真正关心过钻石的本质。直到1772年法国化学家拉瓦锡将钻石用凸透镜加热在氧气中燃烧，并且成功的测得了燃烧得到水和二氧化碳，至此钻石的神秘面纱才被人类揭开了一个角。

文章插图
其实很多的小伙伴都知道钻石的本质是“碳” ，在化学本质上和铅笔里的石墨，作为能源的煤炭是没有区别的。在物理层面，由于晶体中碳原子的排列方式和轨道杂化的不同，形成了碳的他同素异形体，这也直接导致了性质截然不同的现象。
我们以石墨为例，在其晶体中，同层的碳原子以sp2杂化形成共价键，每一个碳原子以三个共价键与另外三个原子相连。在这种鳞片状的结构内由于同层原子结合相当紧密，往往会产生滑移现象，这就是石墨强度低的原因。

文章插图
而在钻石的结构中，每个原子与相邻的4个原子形成正四面体，都以SP3杂化轨道与另外4个碳原子形成共价键，构成正四面体。由于这种共价键的强度很大，所以金刚石硬度大，熔点高。
钻石的发现和开采
最初钻石的发现，无一例外都像做梦一样，走着走着摔了一跤，低头一看有块钻石，顺便捡回家。这是因为在河流的上游存在着一些富有钻石的矿石，经过千百年的风吹日晒自然瓦解，其中的钻石就暴露在外，然后随着径流的冲刷来到下游，静待有缘人的发现。

文章插图
在此后的很长一段时间里，人们都是以在河边像淘金淘钻石。直到1850年左右人们才了解到上游的一种矿石中富含钻石，于是人们纷纷转战到上游，寻找这种神奇的石头。时间到了1867年，在南非小镇金伯利附近大规模的发现了这种岩石，并且正式更名为“金伯利岩” ，

文章插图
至此，人类已经初步了解了钻石矿脉，知道了要开采钻石，就必须找到金伯利岩这一既定事实。但是也不要高兴的太早，找到金伯利岩不一定代表能开采到有意义的钻石，这是因为在金伯利岩金刚石只占到20%～30% ，其中具有工业价值的不足5% ，要想到达宝石级别的更是不到0.5% ，这已经比在河边靠运气强了不知道几个数量级了。

文章插图
目前为止，有开采价值的金伯利岩矿脉还是分布在南非、博茨瓦纳、扎伊尔、澳大利亚、俄罗斯和中国，其中以南非尤为著名，世界上最大的钻石“库利南钻石”重达3106克拉（一斤多重）就是于1905年在南非的普列米尔矿山被开采。
钻石的加工
小伙伴们也许就要问了，钻石如此坚硬，将用什么样的工具才能将其切割和加工？说出来你可能不信，加工钻石要比加工其它矿石要相对来的容易。在没有现代激光切割技术支持的200年前，钻石工匠是利用经验来判断钻石原石的纹路，然后顺着纹将钻石劈开，好的钻石工匠甚至一眼就能看出来这块钻石该怎么劈。