记得有一次,我在一家珠宝店闲逛,无意间看到一块巨大的金刚石,那光泽简直能照瞎我的眼。当时我就想,这颗石头究竟是怎么形成的呢?时间回到十年前,我还是个初出茅庐的地质实习生,那时候跟着师傅在南非的金矿里头,亲眼见证了金刚石的形成过程。
那时候是2013年,我们在南非的一个金矿里头,每天都要挖出几百吨的矿石。有一天,师傅突然停下手中的活儿,指着一块闪着奇异光芒的石头说:“看,这就是金刚石。”我凑近一看,那石头在阳光下闪烁着耀眼的光芒,仿佛是星星落在了地上。
师傅告诉我,金刚石的形成需要极高的压力和温度,通常是在地壳深处的岩浆活动中形成的。在地球内部,温度可以高达摄氏1000度以上,压力更是能达到几十万个大气压。在这样的极端条件下,碳原子会以特殊的晶体结构排列,形成金刚石。
等等,我突然想到,那块巨大的金刚石,是不是也是经历了漫长的时间,从地壳深处一路“旅行”到珠宝店的呢?它见证了地球的变迁,也见证了人类对美的追求。那么,它背后的故事,又是什么呢?
碳原子形成四面体结构,每个碳原子与其他4个碳原子共价键结,硬度极高。
这就是金刚石硬的真相。
金刚石晶体结构是立方晶系,每个碳原子与四个其他碳原子通过共价键结合,形成一个坚固的三维网络。2008年,在南非金伯利地区,发现了一块含有约1.1亿克拉的金刚石原石。
金刚石晶体结构,就是碳原子像金刚石一样硬的结构。每个碳原子跟四个邻居紧密连接,就像钻石一样硬。