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Thu, 12 May 2022 18:45:36 +0800
館長隨筆

鑽石之母——金伯利岩?
刊登日期: 2023年8月31日

不少男士會選擇以所費不菲的鑽石向伴侶表達一生一世、至死不渝的愛。近年,市面上有公司模擬天然環境的高壓高溫法或化學氣相沉積法生產人造鑽石,為大家提供多一個選擇。

由於人造鑽石現已量產,大家可在市面上輕易買到。實驗室製造的鑽石與天然鑽石有相同的化學結構和物理特性,鑽石鑑別專家亦要憑儀器分辨。

對人造鑽石而言,它的母親或許是實驗室內的機器,對天然鑽石來說,不少人會認為是金伯利岩。

Kimberlite

其實,金伯利岩是鑽石的其中一種「搬運工」,較多出現在太古代(約40億年前至25億年前)大陸中。它得名於首次發現的地點——南非金伯利。金伯利岩中亦不一定含有鑽石,但由於寶石級別的天然鑽石多從金伯利岩中發現,所以金伯利岩在所有鑽石來源中最廣為人知。

金伯利岩由金伯利岩漿冷卻而成,岩漿內大量的揮發性物質把它們從高壓和高溫的地幔急速抬升爆發,連同鑽石從地底深處帶近地面,金伯利岩結構亦因此主要呈漏斗型的垂直管道。金伯利岩的形成經常同時伴隨極具毀滅性的現象——温度高達攝氏1000度的「火山碎屑流」,它主要由來自火山的熾熱氣體及周圍的岩石碎屑組成,能在地面以高速移動並吞噬沿途一切事物。


Simplified Phase diagram
如果鑽石並非急速爆發至低温低壓的環境,而是緩慢地抬升,鑽石便會慢慢變成同為碳元素組成的石墨。

火成岩的化學成分與來源深度有一定的關聯,當中以其二氧化矽(SiO2)含量為分類指標,由低至高分為「基性」、「中性」、「酸性」岩石。地質學家推算,由於二氧化矽含量高的礦物會在高温下會首先溶解,留下來的物質慢慢下沉到更深的位置,所以來自地幔的火成岩其二氧化矽的含量較低。而金伯利岩是一種獨特的超基性火成岩,大約只含30%的二氧化矽。與之比較,香港常見的花崗岩則含有多於70%以上的二氧化矽,可見金伯利岩漿比形成花崗岩的岩漿源自更深的地方。金伯利岩通常由細粒基質組成,當中最多為由橄欖石轉變成的蛇紋石,通常亦包含橄欖石、石榴石甚至鑽石等礦物。

英國南安普敦大學學者利用地理空間分析和統計分析,發現大陸斷裂是形成金伯利岩漿的原因。他們認為,超級大陸破裂導致下面的地幔產生如湍流般的不穩定狀態,在數百萬年間傳播數百公里,偶爾會引發金伯利岩漿的產生和噴發。

 
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