世界上最硬的石头是什么石头?金刚石是怎样型成的?用来洗首饰的又是什么石头?
来源：学生作业帮助网 编辑：六六作业网 时间：2024/11/25 02:18:37
世界上最硬的石头是什么石头?金刚石是怎样型成的?用来洗首饰的又是什么石头?
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世界上最硬的石头是什么石头?金刚石是怎样型成的?用来洗首饰的又是什么石头?
最硬的是金刚石
金刚石是怎样型成的?
一.金刚石的成因一.金刚石的成因
地球形成以来巳有46亿年的历史.地球历史的地质时代划分为：太古宙(25亿年以前),元古宙(25亿年-5.7亿年),显生宙(5.7亿年-现今).显生宙又划分为：古生代(5.7亿年-2.5亿年),中生代(2.5亿年-0.65亿年),新生代(0.65亿年-现今).
下图显示了地球的内部结构,三个同心的层—地核、地幔和地壳,地核主要是铁—镍合金,巨大的地幔夹在地核和地壳之间,且聚集着大量的镁铁硅酸盐物质,地壳是一个很薄的岩石圈外壳.地球的岩石圈厚度为60-150km.岩石圈的上部是地壳,大陆地壳的厚度为30-80km,由沉积岩、花岗岩、玄武岩和各种变质岩组成.岩石圈的下部是上地幔,由橄榄岩组成.
各国金刚石地质学家对金刚石的成因巳进行了广泛深入的研究.目前认为金刚石是在大陆岩石圈的某些块段特定的地质构造环境中才能形成.虽然含有金刚石的寄主岩石有多种,例如在一些橄榄岩体和榴辉岩体中含有金刚石,在西伯利亚的碱性-超基性杂岩、西澳的超基性和碱性煌斑岩、叙利亚的碧玄岩爆发岩筒、摩洛哥的石榴石辉石岩、哈萨克斯坦的片麻岩、中国西藏的方辉橄榄岩等岩石中都发现过金刚石,但具有经济价值的含金刚石的寄主母岩只有金伯利岩和钾镁煌斑岩.因此,金刚石的原生矿床也只有金伯利岩型和钾镁煌斑岩型两种,且以金伯利岩型为主.大陆岩石圈上有一些刚性的地块,在地质构造上具有双层结构,即由基底岩系和盖层岩系组成地壳.
基底岩系通常是太古宙或元古宙形成的极其古老的褶皱变质岩系,盖层是显生宙各个地质时代形成的相对年轻的产状平缓的沉积岩系.这种地块在大地构造单元中称为“地台”.
具有经济价值的含金刚石的金伯利岩体都是在古老的稳定的地台上发现的,如南非地台、安哥拉-开赛地台、印度地台、西伯利亚地台、西澳大利亚地台、北美地台、南美地台、中国的华北地台等.这些古老地台的基底岩系都是太古宙或早元古代(17亿年以前)形成的.其中南非、安哥拉-开赛、西伯利亚和西澳大利亚4个地台区是目前世界上最主要的金刚石产区,共发现近1200个金伯利岩体,其中具有经济意义的含金刚石的金伯利岩筒约80个.
科学家们认为,金刚石是在地质构造上处于长期稳定状态的地台区岩石圈底部形成的.这种地区岩石圈加厚而且相对较冷,具备金刚石结晶所需要的特定的温、压条件(见下图).同时岩石圈底部的上地幔深部的正常热结构必须有一个“小的扰乱”(即偏离正常地温程度不大的温度升高),才能使地幔橄榄岩层发生低程度的局部熔融产生金伯利岩岩浆.这种“小的扰乱”不会破坏较冷岩石圈的热结构,不会将结晶出的金刚石相转变成石墨,可使金刚石在金伯利岩浆中保存下来并被岩浆带到地壳上部或近地表形成金伯利岩型金刚石矿床.
科学家们推测,金刚石形成可能有3种途径：(1)太古宙的粗大钻石是长期地质作用的产物,(2)太古宙下沉的大洋地壳转变成榴辉岩在伴随的升温中形成与硫化物矿物共生的粗粒金刚石,(3)金伯利岩岩浆喷发前在岩石圈底部上升的C、H、O 等流体的作用下形成微粒金刚石.多数具有经济价值的金刚石都是在上地幔形成的,所以这些金刚石是寄主金伯利岩岩浆上升过程中的捕虏晶.
简而言之,金刚石是在高温、高压下,碳元素的分子结构经过一系列的反应（例如在火山中,碳元素在地底经过高压,又有火山的高温方可形成）,而形成了一种更稳定的分子结构.它的硬度极高,形态结构极稳定.