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。

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岫岩陨石坑内金刚石成因研究最新成果

今年2月，来自中科院广州地化所、上海高压科学技术先进研究中心以及华盛顿卡内基研究院的地球物理实验室的研究员，在PNAS上发表了揭示金刚石新的成因机制的研究成果。

他们通过研究岫岩陨石坑中的撞击铁镁碳酸盐矿物，发现陨石在撞击过程中产生的压力（25-45GPa）和温度（800-900°C），可以使铁白云石（Ca(Fe²⁺,Mg)(CO₃)₂）（一种镁铁碳酸盐矿物），通过自还原-氧化反应形成金刚石。相关化学反应为：6Ca(Fe_2/3Mg_1/3)²⁺(CO₃)₂(铁白云石)→6CaCO₃+2MgFe³⁺₂O₄(高压镁铁尖晶石) +C(金刚石)+5CO₂.

上述铁白云石（铁镁碳酸盐矿物）是地球上富含有机质的海洋沉积环境的主要碳酸盐之一，特别是在1.8Gy的沉积序列中。当他们伴随古老的洋壳进入到地球深部地幔之后，为金刚石的形成提供了丰富的碳源，使得下地幔碳酸盐广泛分布，由于温度和压力足够高，金刚石作为碳元素的主要宿主，可以无处不在。这意味着金刚石在下地幔中将是非常普遍的矿物。

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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