北國俄羅斯雖然往往給我們留下地大物博的印象，但想讓那些描寫(xiě)“豐富礦產(chǎn)”的教科書(shū)式詞條刺激到我們感性的神經(jīng)，嗯，還真難。不過(guò)今日，北極熊總算找到了一個(gè)機會(huì )，能夠用 “豐富的礦產(chǎn)”來(lái)給我們的視野帶來(lái)一場(chǎng)“通古斯大爆炸”了。繼續用古板的蘇俄式文宣？不不，這次不一樣，它顯然應該像自信而開(kāi)放的美國佬一樣，這樣喊道——
重現天日吧，數萬(wàn)億克拉的鉆石；至此揭開(kāi)你神秘的面紗吧，3000年不朽之巨礦！西伯利亞的白雪埋藏不住你的光輝，為這國家寶藏的最終揭開(kāi)而歡呼，為這驚天的財富即將走向世界而干杯吧，烏拉！
俄羅斯向來(lái)是鉆石出產(chǎn)國之一，圖為俄羅斯雅庫特共和國的Mir礦，世界最大的露天鉆石礦場(chǎng)之一。而這次公布的新礦藏，不論是范圍還是產(chǎn)量，都將將遠超Mir礦。（圖片：wiki commons）
這么興奮一點(diǎn)也不過(guò)分。本月17日，莫斯科終于承認了西伯利亞?wèn)|部蘊藏著(zhù)一個(gè)儲量足以達到數萬(wàn)億克拉的鉆石礦。這個(gè)早在上世紀70年代便已發(fā)現的鉆石礦被當作“秘密寶藏”暗地塵封起來(lái)——因為當時(shí)蘇俄已經(jīng)具有足夠的其他鉆石礦源來(lái)獲得利潤。30多年后的今天，它得以重見(jiàn)天日，直接帶來(lái)超過(guò) $1,000,000,000,000,000 （一千萬(wàn)億美元）的價(jià)值評估！可想而知，它將會(huì )給國際寶石市場(chǎng)的價(jià)格帶來(lái)何等規模的深度沖擊。在這樣的身價(jià)面前，就算做一做從此改寫(xiě)世界經(jīng)濟史的夢(mèng)，恐怕也無(wú)可厚非吧？
在如此爆炸性的信息前誰(shuí)能不心動(dòng)！想給心愛(ài)的妹子送顆鉆石可無(wú)奈“鉆石恒久遠，一顆就破產(chǎn)”？把后一句話(huà)封入歷史的轉機可能就在眼前！畢竟，數萬(wàn)億克拉的量級，平均分配，地球上每個(gè)人都會(huì )有幾百克拉的配額。當然，科學(xué)青年們要想玩得更嗨，單把鉆石遞過(guò)去是不行的，鉆石背后的那些科學(xué)原理也有必要先八卦好，比如我問(wèn)你：這種東西為什么要多的時(shí)候可以在一個(gè)地方產(chǎn)出這么多——就像這個(gè)可以足夠開(kāi)采3000多年的大礦區，而大部分地方，人們尋死覓活也都找不到一顆呢？
業(yè)火地幔的超深‘鉆’
在地球這顆“有機的”星球上，碳的豐富程度可謂濫大街了。且不說(shuō)生物圈這個(gè)巨大的碳儲庫，就是在巖石圈中，以石灰巖和白云巖為代表的碳酸鹽巖體系，也算是一群有著(zhù)重要話(huà)語(yǔ)權的巖石類(lèi)別了。這些濫大街的有機物、碳酸鹽，要多復雜有多復雜，可輪到最簡(jiǎn)單的單晶碳——鉆石，為什么卻偏偏鳳毛麟角難窺一斑呢？原來(lái)，鉆石的形成需要極為高壓的環(huán)境，材料雖然多但火候不到不行，于是，盡管地球上碳多，可高壓環(huán)境卻極其稀缺。這樣的結論，只讓人們捶胸嗟嘆了——原來(lái)，真正值錢(qián)的是壓力啊。
稀缺二字的潛臺詞不外乎“畢竟還存在”。但這樣高壓的環(huán)境又從何尋起？人們首先想到的是地下深處。這完全可以理解——在簡(jiǎn)單的凈水壓力公式 Ps=ρgH 面前，想增加壓力只用簡(jiǎn)單地增加深度值便可以了，何樂(lè )而不為呢？用實(shí)驗計算出石墨向金剛石發(fā)生相變的壓力，然后像打石油井那樣達到相應的高度不就行了？很遺憾，理想雖然非常豐滿(mǎn)，但現實(shí)的骨感也緊隨而進(jìn)——在地球的常規地熱梯度下，石墨-金剛石相變線(xiàn)所對應的最淺深度尚為150km。150km是個(gè)什么概念？下面的數據可以直觀(guān)地說(shuō)明這個(gè)問(wèn)題：人類(lèi)平時(shí)鉆探石油的勘探井，深度一般在5km之內；大陸超深鉆能夠達到的最深記錄，為12km；地殼的平均厚度呢，17km，過(guò)了這個(gè)就是地幔；于是好，現在給你擺個(gè)150km放在眼前，這是什么概念？在這個(gè)深度，你甚至已經(jīng)直接越過(guò)上地幔巖石圈，直接進(jìn)入巖漿之?！蟮蒯α鳝h(huán)了。
這樣的深度絕然得讓我們這些活在地球表層的生物望而卻步了，但好在地質(zhì)學(xué)家可以找到一些靈活的方案。人類(lèi)不下去，不代表它們不可以上來(lái)嘛——經(jīng)過(guò)地質(zhì)學(xué)家與地球物理學(xué)家對地球動(dòng)力學(xué)的長(cháng)時(shí)間研究，發(fā)現那些地處深部的幔源物質(zhì)（甚至可以深至地核-地幔邊界 Core-Mantle Boundary），會(huì )因地幔對流而上涌，并最終侵出地表。這些地球最深部的信使能夠將生成于業(yè)火煉獄中的寶藏給順道捎上來(lái)——當然也就包括了人們盼望已久的鉆石了。當年，初至非洲的勘探家們在南非就發(fā)現了這樣一個(gè)帶著(zhù)大儲量鉆石而升上來(lái)的地幔侵入體，于是在利潤滾滾而來(lái)的喜悅之余，它們便用產(chǎn)出地Kimberly來(lái)為這種侵入巖命了名，以示永久的紀念，而這種侵入體呢，不瞞你說(shuō)，便是我們熟知的鉆石母巖——金伯利巖（Kimberlite）了。
金伯利巖中的鉆石晶體。（圖片：open.ac.uk）
但是地球上可不是隨時(shí)隨地都能發(fā)生深地幔物質(zhì)的上涌的。地幔熱柱發(fā)育的條件其實(shí)極端苛刻，而地球元素的圈層分異效應則更讓它鉆石的形成雪上加霜：碳的儲量在地球上雖然算得上豐富，但它們主要匯集在地球表層的生物圈和表生沉積巖（即灰巖/白云巖）中，在望眼盡是鎂鐵硅的地幔中，可以說(shuō)連零頭都算不上。唯一可以讓地幔中獲得一些碳質(zhì)的方式，也不過(guò)是等大洋板塊俯沖時(shí)，指望一些海洋的碳酸鹽巖殘片隨著(zhù)深大斷裂攪進(jìn)去，隨地幔對流分散稀釋在那鎂與鐵的火海中。
天地沖撞的永恒之晶
大地幫不上忙的時(shí)候，不妨再問(wèn)問(wèn)蒼天。這不，現在俄羅斯發(fā)現的這個(gè)巨型鉆石礦，便與地球深部動(dòng)力學(xué)一點(diǎn)關(guān)系都沒(méi)有——它完全是天外來(lái)客之于人類(lèi)的饋贈。
上文已述，碳素分布最為豐富的區域是地表。那么假如現在在地表給你一個(gè)巨大的壓力源，還愁沒(méi)有大批量的鉆石生成嗎？這便是為什么近這個(gè)鉆石礦發(fā)現于一個(gè)砸向地面的隕石坑中了。隕石沖擊地面時(shí)那巨大的沖量將在瞬間產(chǎn)生不可想象的高溫與高壓，高溫使得巖石當場(chǎng)融化，迸濺四方，巨大的沖擊力則足以將地表變?yōu)樗苄?，形成表面波的大脈沖。在這短暫的“天地融合”瞬間，星球事件級的環(huán)境指數，足以創(chuàng )造任何絕形于地表的異象物質(zhì)。富碳的地表，便被隕星鑄就出了一個(gè)富集鉆石的寶藏。
今日發(fā)現的這個(gè)西伯利亞“國家寶藏”，則形成于一個(gè)叫做“Popogai”的隕石坑中。它是地球上目前所確認的七大隕石坑之一，在始新世末期（距今約3500萬(wàn)年前），一顆隕星直接撞向了西伯利亞大陸，形成了這個(gè)直徑可達100km的大型隕石坑。
俄羅斯Popogai隕石坑，世界七大隕石坑之一。（圖片：wiki commons）
千百萬(wàn)年過(guò)去，隕石坑早已靜靜地凝固在了西伯利亞雪原的凜凜的寒風(fēng)中，雖然我們無(wú)法直觀(guān)想象出當年那震撼天地的大沖撞究竟給地表帶來(lái)了怎樣的末日景象，但我們卻依然能從它給今日的人們帶來(lái)的數字中間，窺見(jiàn)到那撼世宏力的浩渺一斑——在Popogai隕石坑的沖擊中心，方圓580平方公里范圍內的碳質(zhì)全部發(fā)生相變，形成一顆顆精美的鉆石。而被撞擊的可能是一個(gè)巨大的石墨礦，因而粒粒鉆石如星辰般散落在西伯利亞亙古的冰原，從此為地球的歷史上烙下了這片漫天閃爍的永恒之晶。
當然，要分辨這種沖擊鉆石并非無(wú)跡可尋，很多Papogai的鉆石中據信包裹有一種被稱(chēng)為藍絲戴爾石（lonsdaleite）的礦物。與鉆石、石墨一樣，藍絲戴爾石也是一種碳的同素異形體，目前人們只在隕石以及隕石的沖擊體中發(fā)現了這種礦物。它們具有六方對稱(chēng)的晶形，純粹的晶體硬度比鉆石還要高出58%——這或許是新聞稿中關(guān)于“Papogai的鉆石比普通寶石硬兩倍”的來(lái)源。不過(guò)藍絲黛爾石只是鉆石里包裹的一小部分，而包裹藍絲黛爾石的鉆石也只是包裹在一部分Papogai出產(chǎn)出的鉆石中，那些正常的立方體鉆石的摩氏硬度還是10，不增不減。
鉆石（左）與藍絲黛爾石（右）的分子結構。（圖片：nature.com）
編輯的話(huà)：這樣的大規模產(chǎn)出，很難推測短期內會(huì )對鉆石市場(chǎng)產(chǎn)生怎樣的影響，我們不知道俄羅斯人會(huì )以怎樣的速度與方法處理這些礦石，也不知道戴比爾斯會(huì )作出什么樣的應對——在得知自己從壟斷全球鉆石界的寡頭變成了只掌握了一小部分資源的供貨商后，心理落差會(huì )有多大？
