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天然金刚石形成新发现

投稿时间:2017-06-29 20:27 投稿人:曹秀坤 【字号: 访问量:

我对天然金刚石形成的长期探索中发现;天然金刚石是由化学反应产生的碳在大约一万个大气压以下,一千二百摄氏度左右的高温高压条件下形成。

首先从矿体中含金刚石的贫富规律来看;金刚石的形成与氧化铝、氧化镁、氧化铬的关系密切。再以金刚石矿体分布以克拉通地貌为主,陨石检测出氰化物以及地球中存在普鲁士蓝、中国蓝等这些矿物来看,从金刚石矿物与普通超基性岩矿物对比多出大量的氮、碳、钾等元素来看,早期的地壳中存在大量的氰化钾或亚铁氰化钾、铁氰化钾。当含有大量氧化镁、氧化铬、氧化铝和氧化亚铁的超基性岩浆由地幔上升至地壳中含有氰化钾或亚铁氰化钾的部位相遇时,产生了下列反应:
2Cr2O3+3K4[Fe(CN)6]=6K2O+Fe3Cr4N6+18C+6N2
2Cr2O3+3FeO+18KCN=9K2O+Fe3Cr4N6+18C+6N2
3MgO+6KCN=3K2O+Mg3N2+6C+2N2
Al2O3+6KCN=3K2O+2AlN+6C+2N2
Fe3Cr4N6+9H2O=3FeO+2Cr2O3+6NH3
Mg3N2+3H2O=3MgO+2NH3

以上反应式均为高温反应,前四个通过了实验确定。由以上反应来看,可形成金刚石的生成物中都含有少量的游离氮,在密闭空间、较高的压强下,氮以分子形态进入晶体中,这是天然金刚石大部分含有氮杂质的原因。生成的氧化钾使金刚石矿体钾含量增多碱性增强。生成的氮化物是碳的优良载体,生成的碳以原子形态在熔融的氮化物中移动聚集结晶形成金刚石。理论上这个过程在材料、空间充足的情况可以无限延长,生成的金刚石晶体可以无限大。

由于氮化铝熔点过高,在自然成矿温度范围内不能熔融,而氮与铝结合优先,导致含铝多的地方金刚石少又小。

后两个反应为石棉矿、铬铁矿成矿反应。熔融的氮化镁随岩隙流动遇水和二氧化硅含量丰富的地方与水反应生成氧化镁在高温下再与水、二氧化硅结合生成石棉。熔融的氮化铬铁在岩隙中遇水生成氧化铬、氧化铁成为铬铁矿。

因铁氰化钾熔点较低,在地壳深部不能稳定存在,且经实验与氧化镁、氧化铬反应困难,所以铁氰化钾不参与天然金刚石的形成过程。

从氰化钾【熔点约600摄氏度】、亚铁氰化钾【分解温度约1000摄氏度以内】的稳定条件以及地温梯度【每公里约25度】、地壳内压强【每公里约250个大气压】来算,反应物在约40-50公里深度以内,约一万个大气压以下是成立的。岩浆温度基本上为反应温度。人工合成时如果与外延法相结合,合成条件还可大大降低。本发现完全符合自然规律,所取数据均参考百度百科。

这一发现让工业化生产廉价宝石级金刚石成为可能,同时也为新材料氮化碳的合成【当氮元素以原子态进入金刚石时所需的温度、压强值即为合成氮化碳的最低温度、压强值】打开了一个窗口。为了尽早惠及天下亿万人民,恳请领导们认真对待,使这一发现及时转化为生产力。