工作船在開(kāi)采海底鉆石

在非洲納米比亞西海岸的某片海域，6艘巨大的工作船正在海上作業(yè)。長(zhǎng)達(dá)13米的軟管從工作船一直深入海底，泥沙、礫石和大石塊等海床沉積物以每小時(shí)60噸的速度被吸入船艙。這些船只正從距離海岸不遠(yuǎn)的海底開(kāi)采鉆石。

在工作船上，振動(dòng)架和旋轉(zhuǎn)滾筒將大塊巖石粉碎成小塊。沉積物經(jīng)過(guò)清洗和篩分，不含鉆石的巖石和泥沙被重新送回海底，分離得到的鉆石被裝進(jìn)鋼制手提箱，然后被直升機(jī)馬不停蹄地運(yùn)往不遠(yuǎn)處的工廠，進(jìn)行進(jìn)一步分級(jí)和加工。通過(guò)這種方式，某公司2017年從納米比亞沿岸地區(qū)總共開(kāi)采了137.8萬(wàn)克拉（1克拉=0.2克）鉆石。據(jù)估計(jì)，整個(gè)非洲西海岸的海洋鉆石儲(chǔ)量達(dá)8000萬(wàn)克拉。

從海底開(kāi)采出的鉆石

全世界范圍內(nèi)，只有納米比亞西海岸和南非的沿海地區(qū)有鉆石沉積。這些鉆石有的埋藏得很淺。在某個(gè)陽(yáng)光燦爛的清晨，它們?cè)谏碁┥祥W閃發(fā)光，等待第一個(gè)發(fā)現(xiàn)它們的幸運(yùn)兒。不過(guò)，大多數(shù)鉆石都埋得很深——埋在海灘的深層泥沙中，或埋在距離海岸不遠(yuǎn)處的海底。小型公司通常借助小型挖掘機(jī)或雇傭潛水員開(kāi)采鉆石，大型開(kāi)采公司則采用工作船從數(shù)千萬(wàn)噸的泥沙和礫石中分離鉆石。從沉積物中分離鉆石的效率并不高。據(jù)統(tǒng)計(jì)，通過(guò)從海底沉積物中分離鉆石的方式，工作船平均每處理60多噸沉積物，才能從中分離出1克拉鉆石。

首次發(fā)現(xiàn)海中鉆石

人們是怎么發(fā)現(xiàn)海底存在鉆石的呢？這要追溯到20世紀(jì)初?？箍圃?jīng)是納米比亞沿岸的一個(gè)小村。1908年，該村一名工人在這里意外發(fā)現(xiàn)了一枚鉆石。這個(gè)消息不脛而走，吸引了無(wú)數(shù)采礦者前來(lái)。鉆石開(kāi)采給當(dāng)?shù)貛?lái)了巨額財(cái)富，賓館、醫(yī)院、電站、學(xué)校、劇場(chǎng)如雨后春筍般在卡曼斯科豎立起來(lái)，這里甚至誕生了整個(gè)非洲的第一條有軌電車線路。

然而，隨著鉆石資源逐漸枯竭，卡曼斯科也迅速衰落。1928年，在卡曼斯科以南270千米的淺海海底，采礦者發(fā)現(xiàn)了儲(chǔ)量更豐富的海洋鉆石礦床。在舊礦床枯竭和發(fā)現(xiàn)新礦床的雙重刺激下，大量卡曼斯科居民拋棄家園，涌向新發(fā)現(xiàn)的“鉆石海岸”。

熱鬧一時(shí)的卡曼斯科如今已經(jīng)荒廢

海中鉆石來(lái)自何處？

地下深處的極端壓力和溫度改變了碳的結(jié)晶形式，這些具有特殊晶體結(jié)構(gòu)的碳就是鉆石。鉆石通常為八面體，但少數(shù)鉆石晶體為六面體或十二面體。在鉆石內(nèi)部，每一個(gè)碳原子和與其相鄰的四個(gè)碳原子以很強(qiáng)的相互作用結(jié)合在一起，這種晶體結(jié)構(gòu)使鉆石成為自然界硬度最高的礦物。

鉆石的形成原理并不復(fù)雜，只不過(guò)它們形成于距離地表至少140千米的深處。讓這些地球內(nèi)部的寶藏移動(dòng)到地表的是金伯利巖管。金伯利巖管的形狀就像一個(gè)胡蘿卜或甜筒冰激凌。除了鉆石，金伯利巖管中還含有石榴石、尖晶石和橄欖石等寶石。經(jīng)過(guò)9000多萬(wàn)年的流水侵蝕，南非腹地金伯利巖管中的碎片不斷地被奧蘭治河剝落，并順著河水一路向西，最終堆積在納米比亞和南非的海岸附近。從地下深層到地表，再?gòu)拇箨懜沟氐胶Ｑ螅@石的這段旅途可謂漫長(zhǎng)且艱辛。

其他類型的鉆石開(kāi)采

露天開(kāi)采

露天開(kāi)采是成本最低的鉆石開(kāi)采方式。在確定了金伯利巖的位置后，工人操縱挖掘機(jī)，從地表開(kāi)始轉(zhuǎn)著圈向下挖掘，挖掘出的礦坑上寬下窄，這種礦坑形狀可以讓金伯利巖完全暴露出來(lái)。礦坑中的大塊巖石會(huì)被炸成小塊，然后碎石被卡車一車車運(yùn)到篩選場(chǎng)篩出其中的鉆石。全世界最大的露天鉆石礦位于俄羅斯，坑深525米，礦坑地面直徑1200米。巨大的礦坑上方會(huì)形成猛烈的下降氣流，曾有直升機(jī)在飛過(guò)該礦坑時(shí)被氣流吸入礦坑并墜毀！

炸藥將大塊金伯利巖炸成碎石

地下開(kāi)采

如果圍巖的硬度明顯低于金伯利巖，那么采礦者為了節(jié)省開(kāi)采成本，就會(huì)在圍巖中挖掘通向金伯利巖的隧道，并使用爆破或挖掘的方法開(kāi)采鉆石。隧道分兩層建造，上下層之間有漏斗狀的通道相連。采礦工人從上層開(kāi)采鉆石，巖石通過(guò)漏斗落入下層。下層的裝載機(jī)收集到足夠的巖石后，就會(huì)返回地面，在那里，工人們會(huì)從破碎的巖石中篩選出鉆石。

然而，無(wú)論是露天開(kāi)采還是地下開(kāi)采，這些傳統(tǒng)開(kāi)采方式都會(huì)使用炸藥，從而導(dǎo)致鉆石開(kāi)裂。從海底挖掘鉆石的過(guò)程則溫和得多，因此海底開(kāi)采的鉆石的平均品質(zhì)更高。

地下開(kāi)采

沖積開(kāi)采

在流水侵蝕下，金伯利巖會(huì)被逐漸剝落，其中的鉆石通過(guò)河流被搬運(yùn)到三角洲等沖積平原，并被掩埋在那里的沉積物中。開(kāi)采者只要挖掘足夠多的含鉆石沉積物，就能從中分離出少量鉆石。沖積平原礦床的優(yōu)點(diǎn)是無(wú)須使用炸藥，缺點(diǎn)是開(kāi)采效率過(guò)低——沖積平原面積動(dòng)輒數(shù)百平方千米。

沖積開(kāi)采

從很久以前，鉆石加工者就發(fā)現(xiàn)許多鉆石中都含有氯化鈉，也就是食鹽。基于這個(gè)證據(jù)，地質(zhì)學(xué)家猜測(cè)這些氯化鈉最初可能來(lái)自海水。2019年，一項(xiàng)模擬實(shí)驗(yàn)有力地支持了這種假說(shuō)。該實(shí)驗(yàn)的研究者猜測(cè)，含鹽鉆石可能由被拖入地幔的海底板塊形成。這個(gè)發(fā)現(xiàn)大大拓展了人類對(duì)鉆石成因的認(rèn)識(shí)。