自從鉆石在印度被發(fā)現(xiàn)以來(lái),我們不斷聽(tīng)到人們?cè)诤舆叀⒑訛┥蠐斓姐@石的故事,這是由于位于河流上游某處含有鉆石的原巖,被風(fēng)化、破碎后,鉆石隨水流被帶到下游地帶,比重大的鉆石被埋在沙礫中。鉆石的原巖是什么?1870年人們?cè)谀戏堑囊粋€(gè)農(nóng)場(chǎng)的黃土中挖出了鉆石,此后鉆石的開(kāi)掘由河床轉(zhuǎn)移到黃土中,黃土下面就是堅(jiān)硬的深藍(lán)色巖石,它就是鉆石原巖——金伯利巖(kimberlite)。
什么是金伯利巖?金伯利巖是一種形成于地球深部、含有大量碳酸氣等揮發(fā)性成份的偏堿性超基性火山巖,這種巖石中常常含有來(lái)自地球深部的橄欖巖、榴輝巖碎片,主要礦物成份包括橄欖石、金云母、碳酸鹽、輝石、石榴石等。研究表明,金伯利巖漿形成于地球深部150公里以下。由于這種巖石首先在南非金伯利被發(fā)現(xiàn),故以該地名來(lái)命名。
另一種含有鉆石的原巖稱(chēng)鉀鎂煌斑巖(lamproite),它是一種過(guò)堿性鎂質(zhì)火山巖,主要由白榴石、火山玻璃形成,可含輝石、橄欖石等礦物,典型產(chǎn)地為澳大利亞西部阿蓋爾(Argyle)。
科學(xué)家們經(jīng)過(guò)對(duì)來(lái)自世界不同礦山鉆石及其中原生包裹體礦物的研究發(fā)現(xiàn),鉆石的形成條件一般為壓力在4.5-6.0Gpa(相當(dāng)于150-200km的深度),溫度為1100-1500℃。雖然理論上說(shuō),鉆石可形成于地球歷史的各個(gè)時(shí)期/階段,而目前所開(kāi)采的礦山中,大部分鉆石主要形成于33億年前以及12-17億年這兩個(gè)時(shí)期。如南非的一些鉆石年齡為45億左右,表明這些鉆石在地球誕生后不久便已開(kāi)始在地球深部結(jié)晶,鉆石是世界上最古老的寶石。
鉆石的形成需要一個(gè)漫長(zhǎng)的歷史過(guò)程,這從鉆石主要出產(chǎn)于地球上古 老的穩(wěn)定大陸地區(qū)可以證實(shí)。另外,地外星體對(duì)地球的撞擊,產(chǎn)生瞬間的高溫、高壓,也可形成鉆石,如1988年前蘇聯(lián)科學(xué)院報(bào)道在隕石中發(fā)現(xiàn)了鉆石,但這種作用形成的鉆石并無(wú)經(jīng)濟(jì)價(jià)值。
稀少的鉆石主要出現(xiàn)于兩類(lèi)巖石中,一類(lèi)是橄欖巖類(lèi),一類(lèi)是榴輝巖類(lèi),但僅前者具有經(jīng)濟(jì)意義。含鉆石的橄欖巖,目前為止發(fā)現(xiàn)有兩種類(lèi)型:金伯利巖(kimberlite)(名字源于南非的一地名——金伯利)和鉀鎂煌斑巖(lamproite),這兩中巖石均是由火山爆發(fā)作用產(chǎn)生的,形成于地球深處的巖石由火山活動(dòng)被帶到地表或地球淺部,這種巖漿多以巖管狀產(chǎn)出,因此俗稱(chēng)“管礦”(即原生礦)。
含鉆石的金伯利巖或鉀鎂煌斑巖出露在地表,經(jīng)過(guò)風(fēng)吹雨打等地球外營(yíng)力作用而風(fēng)化、破碎,在水流沖刷下,破碎的原巖連同鉆石被帶到河床,甚至海岸地帶乘積下來(lái),形成沖積砂礦床(或次生礦床)。