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1)ダイヤモンドの形成
a.ダイヤモンドとグラファイト


ダイヤモンドに太陽光を集中すると、ダイヤモンドが燃えてなくなってしまうという実験が行われたのはイタリアのフィレンツェで、18世紀始めのことでした。
燃えてできたガスが炭素と酸素だけでできている炭酸ガスであることが示され、ダイヤモンドを作っている元素が炭素だけとわかったのは18世紀末でした。
こうして18世紀の末頃までには、無色透明で地球上で一番硬いダイヤモンド diamond と、真っ黒で不透明な軟らかいグラファイト graphite が両方とも同じ炭素でできていることがはっきりしました。



同じ炭素で出来ていながら、まったく違う性質をもった2種類の鉱物が生まれる理由は、結晶の中での炭素原子の結びつき方(原子間の結合)と並び方(結晶構造)が違うからです。
この違いが分かったのは、1912年で、X線を使って結晶構造を解析する手段が誕生したためです。

グラファイトでは炭素原子が層状に並んでいるのに対して、ダイヤモンドでは三次元的に結合しています。
炭素原子間の距離も、1つの炭素原子と結びついている隣の炭素原子の数も違います。
ダイヤモンドの方がぎゅっと引き締まった結晶構造をもっています。
これは、ダイヤモンドの方がずっと高い圧力の下で、居心地がよいということに相当します。つまり、ダイヤモンドの方がグラファイトよりもずっと高い圧力でできる鉱物ということです。




b.ダイヤモンドの旅

a.で述べたことから想像がつくように、ダイヤモンドは高温高圧条件の地下深く、上部マントルでできます。多分、マントル内部で部分的に溶けたマグマ(地下の高温の岩石の溶融物)の中でできたのでしょう。
そのあと別のマグマにとりこまれて、地殻の割れ目を通って地表近くまで急速な勢いで上昇したものと考えられます。
マグマがゆっくり上昇するとダイヤモンドはグラファイトに変化してしまいますから、急上昇がどうしても必要です。そのため地表近くで火山の爆発が起こり、マグマは急速に冷却固化します。
こうして、ダイヤモンドを運び上げる役割を果たしたマグマがキンバーライトで、それは普通パイプ状をしています。
同じ役割を果たしたマグマにランプロアイト lumproite という岩石があります。
これは1970年代の後半、北西オーストラリアのアーガイル鉱山で発見されました。
キンバーライトもランプロアイトも、ともに地下のマントル層の中に発生したマグマからできた岩石で、そのできた年代も16億年前と古いものから5000万年前と新しいものまであります。

最近の年代測定の研究によると、キンバーライトマグマや、ランプロアイトマグマの地表近くへの貫入年代は、大抵がこの2億年の間ですが、古いものでは16億年前とか、新しいもので
5000万年前のものもあるとされています。




2)ダイヤモンドの産地
●一次鉱床と二次鉱床


地表に噴出したキンバーライトやランプロアイトのパイプ状の鉱床は、この後長い地質時代にわたって風化浸食され、それを構成する鉱物の多くは分解してゆきます。
しかし、風化に強いダイヤモンドは、ガーネットなどの他の鉱物と一緒に壊れないで運ばれ、比重が重いため、川底に堆積します。こうして川床、川岸段丘とか海岸など遠い所に運ばれ濃集して漂砂鉱床(二次鉱床)をつくります。
ダイヤモンドが1番最初に見つかったインドやボルネオ、その後のブラジルなどは、みなこの種の鉱床からみつかったものです。

赤道付近の国々、南アフリカのオレンジ川流域、シエラレオネ、ガーナ、ギニア、中央アフリカ、ザイール、アンゴラなどでのダイヤモンドの産状も同じです。海まで運ばれて、海底に堆積しても同じような鉱床ができます。
大西洋沿岸のナマコーランドやナミビアの西海岸線などの海底鉱床がそれです。
遠距離を運ばれたので品質の良いダイヤモンドの割合が高いのがこの種の鉱床の特徴です。
このほかブラジル、ベネズエラ、ギアナなどの南米の国々のダイヤモンドも漂砂鉱床中に産します。

風化、浸食に耐えて残ったキンバーライトやランプロアイトは、みなパイプ状をしています。大規模な露天掘りや坑内掘りが可能になり、採鉱、選鉱作業で近代的な手法が応用できます。
こうしてダイヤモンド鉱山は近代的な鉱山として操業するようになります。
この種の原岩を採掘している鉱山は南アフリカ、ボツワナ、タンザニアなどアフリカ諸国、オーストラリア、カナダ、シベリアのサハ共和国、中国など世界各地にあります。
しかしみな大陸内に限られているのが特徴です。

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