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2018-04-04 / 刘正华 / 上海自然博物馆
喜欢钻石的你，知道这些“坑”吗？
“钻石恒久远，一颗永流传”，1951年，最大的钻石供应商戴比尔斯创造了这句经典广告语，把“钻石=爱情”的概念深深植入我们脑中。
《色，戒》中，王佳芝就是因为一枚6克拉的粉红钻戒放走了易先生，最后付出了生命的代价。  图片来源：豆瓣电影《色，戒》 为什么钻石在人们心中有如此重要的地位？ 一方面是因为成功的商业宣传，另一方面是因为每一颗钻石的形成都意味着巨大资源的付出。 我们知道，钻石是天然金刚石经过打磨加工形成的。天然金刚石是地球表面罕见的矿物，在高温高压下形成，这种严苛的条件需要在地壳深部地幔中才能满足。 开采天然金刚石，一般要沿着火山口竖着向下挖掘，伴随成千上万吨泥土被挖出，一个个令人震撼的人造天坑就形成了。 现在就让我们一起来了解下这些著名矿坑吧。 世界著名金刚石矿坑 米尔矿（Mir Mine），位于俄罗斯西伯利亚地区东部的米尔内市。它有火山口一样的形状，看上去像是被陨石砸中一般，可实际上，它是人工一点一点挖掘而成的。矿坑的直径约为1609米、深524米，相当于161层楼高，一辆卡车从矿坑底部开到顶部都需要两个小时！ 1955年，三名前苏联地质学家发现了该地区蕴含着的丰富的钻石资源，并于1958年开始钻石挖掘，2004年停止挖掘。其矿藏的估值约为130亿英镑，是世界上最昂贵的钻石矿，曾出产过1粒大如高尔夫球的巨钻。矿洞产生的气旋有可能会吸入直升机，所以直升机是禁止飞过其上空的。矿坑废弃后，坑内将建造巨型穹窿城市。 俄罗斯“钻石之城”的米尔矿 图片来源：mediadrumworld.com
南非金伯利钻石矿坑（Big Hole），世界上最大的人工挖掘大坑，深1097米。从1866年至1914年，先后有50000名矿工使用铁铲等工具进行挖掘，共挖掘出2722公斤钻石。废弃后，南非政府试图将金伯利矿坑申请为一处世界文化遗址。
南非著名的金伯利钻石坑 图来源：thunderbolts.info 全球最大的钻石批发商戴比尔斯看到了商机，对“大坑”周围地区的状况进行了改进，并重新整修了金伯利俱乐部，把这里打造成了一个旅游镇。现今，渗水和雨水已经淹没了矿坑的一半，是当地的著名景点。
如今已成为旅游景点的金伯利钻石坑 图片来源：http://goldyard.vip.blog.163.com 俄罗斯乌达奇纳亚钻石矿坑（Udachnaya Diamond Pits 或Udachnayapipe），该矿坑刚好在米尔矿发现两天后被发现，于2010年矿坑关闭。大约有600米深，是世界第三深的露天矿。 俄罗斯乌达奇纳亚钻石矿坑 图来源于en.wikipedia.org
加拿大戴维克钻石矿坑（The Davik Diamond Mine），位于加拿大西北部一个20平方公里的岛屿上，距离北极圈约220公里，是一个遥远的亚北极景观工业群，包含了4个管状的金刚石矿坑。 矿坑最初于2003年开采挖掘，预计将开采16到22年，每年生产大约700万克拉的钻石。2015年12月，这里发现了重达187.7克拉的钻石原石——火狐。 戴维克钻石矿坑 图来源于farm6.staticflickr.com 这些开采工程是不是很惊人？ 伴随成千上万吨泥土被挖出，从坑中发掘到金刚石的体积却微乎其微。 以南非咖啡方丹矿(Koffiefontein Mine)为例，矿坑直径762米，深488米，从这里挖掘到的所有钻石融合成圆球后，直径仅为1.07米。 这一反差不由让我们想起小李子主演的电影《血钻》。 在片中，塞拉利昂丰富的钻石资源，不但没有给当地人带去财富，反而带来了很多贫瘠和奴役。
《血钻》海报 图片来源：时光网 正如古希腊人说的，钻石是上帝的眼泪。 坠落星星的碎片 其实，形成天然金刚石的特定高温高压条件除了在深部地壳可满足，在天体碰撞的过程中也可以满足。 美国劳伦斯国家实验室的研究人员2016年在《Nature》上发表文章证明：在小行星和陨石撞击地球过程中所形成的钻石被称为“六方金刚石”，这类金刚石保留了石墨的六边形的晶格形状，是具有六边形的钻石。 正常金刚石和六方金刚石的原子结构图 图片来源：www.microsofttranslator.com 据统计，到2017年11月，地球上已经发现了190处陨石坑。 地球上的撞击陨石坑分布图 图片来源于wikimedia.org 20世纪60年代初，地球表面第一个被证实为陨石坑的是美国的巴林杰陨石坑。
美国亚利桑那巴林杰陨石坑 图片来源：www.davidreneke.com
自上世纪80 年代开始，中国就投入大量人力物力寻找、论证境内可能存在的陨石坑。虽然先后报道过一批疑似陨石坑，但一直没有找到陨石撞击的关键证据，直到岫岩陨石坑的发现。 岫岩陨石坑位于辽宁省鞍山市岫岩满族自治县苏子沟镇罗圈沟里村，是一个位于丘陵地区，保存状态良好的碗形陨石坑，属于简单陨石坑。坑直径1800米，深度为150米。
岫岩陨石坑 图片来源：en.people.cn 岫岩陨石坑被誉为“2009年重要科学发现之一”，是中国目前唯一被国际科学界认可的地外天体撞击构造，由中国科学院广州地球化学研究所陈鸣率领的研究团队历时3年进行探索完成。 钻石，其实没有那么特别 这么厉害的岫岩陨石坑，究竟向我们揭露了什么呢？ 首先，让我们先来看一下它是如何形成的。 科学家通过对坑内物质的放射性同位素分析，初步确定陨石撞击事件发生在5万年前。 在陨石坑形成后，坑内积水形成了小湖泊并沉积了上百米厚的湖泊沉积物。大约在3.9万年前，地势较低的岫岩坑东部形成了缺口，积水流出并侵蚀山体，最后湖泊消失，演变为如今所看到的碗形凹地。 通过进一步的研究，科研人员向我们揭露了金刚石新的成因机制。 具体研究内容可滑动下文阅览。 上述研究表明，从科学的角度看，钻石并没有什么特别之处，它作为碳元素的主要宿主，可以无处不在，还可能是从一些比较常见的矿物转化而来的。（此处心疼王佳芝一分钟）
所以，当我们回过头再看看人类为开采钻石进行的这些浩瀚工程，有理由更加珍视每一颗宝石，也更加热爱我们的地球。
参考文献： 1.陈鸣, 岫岩陨石坑：撞击起源的证据. 科学通报, 2007. 52(23): 2777 - 2780. 2. Kraus, D., et al., Nanosecond formation ofdiamond and lonsdaleite by shock compression of graphite. 2016. 7: p. 10970. 3.王心源，骆磊，郭华东，牟伶俐，蔡蘅, 岫岩陨石坑的成坑过程与形貌特征研究. 中国科学：地球科学, 2014(7): 1488 - 1497 4．Chen, M., et al., Natural diamondformation by self-redox of ferromagnesian carbonate. Proceedings of theNational Academy of Sciences, 2018. 115(11): p. 2676-2680. 5.http://news.cri.cn/gb/42071/2015/05/13/7931s4960988.htm 6.http://english.cas.cn/newsroom/research_news/201802/t20180228_190303.shtml
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