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珠宝贵贵的,它们都经历了什么

2018-01-03项校长

科学Fans 2017年11期
关键词:珊瑚虫蓝宝石珊瑚

项校长

每个女神都有颗鸽子蛋:汪峰向章子怡求婚,用了一枚9.15克拉的钻戒;黄晓明送了Angelababy一枚5.53克拉的钻戒;三喜临门的女神范冰冰,手指上那颗超级巨钻更是bling~bling闪瞎了大家贫穷的双眼。等等,作为吃瓜群众,大家在讨论鸽子蛋究竟有多大的时候还需要知道的是,它们能长成鸽子蛋也是相当不容易的。

钻石

实际上,钻石的成分就是碳。它形成于温度为900~1 300℃、压力为(4.5~6)×109 Pa的地方。地球上哪里有这么高的温度、这么大的压力呢?地幔。是的,钻石形成于地幔,然后被金伯利岩浆带到地壳,人们才有幸能采到它。钻石的形成年代都非常久远,比如产于澳大利亚阿盖尔矿的钻石形成于距今16亿年前,南非的钻石一般形成于33亿年前。

我们知道,钻石是地球上天然矿物中最硬的。亚历山大大帝用希腊语“Adamas”为钻石命名,意思是“坚不可摧、不可毁灭”。随着语言的演变,就成了今天的英文“Diamond”。

珍珠

学过《泪珠与珍珠》这篇课文吗?里面写道“天使的眼泪,落入正在张壳赏月的牡蛎体内,变成一粒珍珠”。这句话写得太有诗意了,其实落入贝体内的,不是天使的眼泪,是恶魔的诅咒—— 一些砂子、虫子等杂质,它们落入贝类的体内,贝就会分泌一种物质把进入其体内的杂质包裹住。贝分泌的这种物质主要成分为碳酸钙,和贝体内的蛋白质结合形成珍珠质。体质差的贝过不了多久就会受不了这种折磨而死去;体质好的贝就会一直分泌,一直包裹,一层一层又一层,直到被人们打捞上来,把珍珠取出来。同时,这个贝也走到了它生命的终点。

按上面这种过程形成的是有核珍珠,还有一种情况是贝体内有一部分发生病变或受到伤害,贝分泌物质把这一部分包裹起来,形成无核珍珠。

珊瑚

珊瑚是珊瑚虫的杰作。珊瑚虫是一种腔肠动物,以捕食海洋里细小的浮游生物为食。在生长过程中,珊瑚虫能吸收海水中的钙和二氧化碳,然后分泌出石灰石,变为自己生存的外壳。每一个单体的珊瑚虫只有米粒大小,它们一群一群地聚居在一起,一代代地生长繁衍,不断分泌出石灰石,并黏合在一起就形成了珊瑚。但是,并不是所有的珊瑚石都能成为宝石,只有在深海环境下形成的珊瑚石才是真正的珍宝。比如贵重的红珊瑚就是形成于上千米的深海。珊瑚在大海深处缓慢生长,有“20年长一寸,300年长一公斤”的说法,这也是“千年珊瑚万年红”的由来。

还有一些……

我们经常能在网上看到各种爆料,比如把石头放到药水里面浸泡、打蜡、抛光后,就能变成晶莹剔透的宝玉石,这种叫作人工优化天然宝石,实质上这种宝石是以有瑕疵、品相差、不完美的宝石为基础的。假如你有几块小的不规则的祖母绿,单粒价值不大,你可以把这几个小块组成一个大的,这种宝石叫做再造宝石。如果恰好你也有形状不咋好的蓝宝石,就可以把祖母绿和蓝宝石组合在一起,形成更漂亮的组合体,起到1+1>2的效果,这种宝石叫作拼合宝石。这几种人工宝石的一大特点就是给宝石“美容”——通过各种各样的手段,提升宝石的颜值和档次。

如果你就想人工造一颗宝石出来,比如造一颗钻石,这种叫作合成宝石。假如你造宝石的时候,不小心造了一颗天然宝石中不存在的宝石,这叫作人造宝石。合成宝石和人造宝石的一大特点就是太完美了——天然宝石总是有各种各样的瑕疵,而合成宝石和人造宝石的瑕疵则少有或不明显。合成宝石显著降低了宝石的价格,比如很多高档手表的表面是人造蓝宝石的,机芯是人造红宝石或者人造蓝宝石轴承,甚至连手机摄像镜头都能用蓝宝石玻璃来制成。如果没有宝石人工合成技术,蓝宝石是不可能走红手机界的。

天然宝石——地球历史的见证者

天然宝石的形成年代一般都比较久远,通过对天然宝石年龄的研究,可以解开地球上很多的秘密。有科学家在澳大利亚发现了形成于约40亿年前的钻石,这颗钻石携带了地球形成早期的信息,比如地球早期的岩浆成分、温度压力等。

天然宝石在形成过程中,里面会有多样的包裹体。通过对包裹体的研究,可以知道地球深部的温度、压力、物质成分等。有的天然宝石内部有流体包裹体,也就是包裹了气体或液体或兼而有之。流体包裹体是天然宝石在地球深部结晶形成的过程中,把周围环境中的流体给包裹进来了。人们可以通过流体包裹体的成分、均一温度等反演地球深部的信息。也有的宝石里面包裹了地球深部的固体成分,比如地幔岩。宝石的外部也可能携带一些有用的信息,比如有科学家在刚玉边缘发现了尖晶石和钛铁矿反应环边,认为这块刚玉在形成过程中受到了●地幔熔体的作用。

天然宝石也会记录下动态的信息。由于宝石结晶过程是由中心向外逐渐结晶,所以其每一层都记录了当时的信息。比如有的宝石中心是300万年前形成的,边缘是200万年前形成的,就可以推断这颗寶石初期形成后,又经历了部分熔融和重结晶。有的宝石每一层的元素成分也不同,比如尖晶石每一层的Al、Mg、Cr、Fe含量是其结晶过程中周围环境变化的反映。

自古英雄出炼狱,地球深部高温高压的锻造使得宝石不敷粉黛而颜色若朝霞映雪。宝石与生俱来的骄傲饱历冰与霜,在亿万年中,见证了风起云涌,花开花落。“眼因流多泪水而愈益清明,心因饱经忧患而愈益温厚”,宝石亦是如此。endprint

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