矿石在哪里 植物告诉你

金伯利岩矿石

金伯利岩矿脉图

■本报记者 张晶晶

近日英国《每日邮报》报道，在西非一种名为Pandanus candelabrum的多刺、类似棕榈树的植物，可能很快成为钻石采集者的好朋友。原因是科学家们发现这种植物喜欢生长在蕴藏宝石的岩石上方，钻石采集者们可以根据这种植物的分布，来寻找钻石的踪迹。

这多少听起来有点“神奇”，但事实上，利用植物特性来寻找矿藏，早已不是什么新鲜事。

中国科学院院士、数学地质、矿产普查勘探学家赵鹏大告诉记者：“植物找矿是很早的方法，某种植物喜爱某种元素，生长得就会比较茂密。”

绿色探矿员

我国古代典籍中就曾对植物找矿有过记载，《荀子·劝学篇》中说：“玉在山而草木润。”体现山中蕴藏矿物和周围植物生态相关的思想。南北朝梁代《地镜图》中曾记载：“山上有葱，下有银；山上有薤，下有金；山上有姜，下有铜锡；山有宝玉，木旁枝皆下垂。”虽其准确度值得商榷，但不难发现，根据植物和矿物的共生关系来寻找矿藏，是古人已经具备的知识。

植物的根系，除了从土壤中吸取氮、磷、钾等营养成分之外，还能吸收少量其他元素、将其富集于体内；有的植物根系或种子受到放射性元素照射，本身生态特征会发生变异，或植株生长得异常高大粗壮，或提早发芽，或果实硕大——人们便可以根据这些特征寻找矿石。

赞比亚和澳大利亚曾根据含铜量极高的铜草而发现了大型铜矿；英国在石南草帮助下，找到了钨矿和锡矿；德国和瑞典通过三色堇，找到了锌矿；上世纪50年代中期，美国科学家在科罗拉多高原，根据桉树长势繁茂特点，找到具有放射性的铀矿……

“而中国科技工作者运用植物找矿，也取得了成绩，如在湖北大冶铜绿山等地的海州香薷，测试其体内含铜极高，据此找到了不少铜矿。”赵鹏大举例说。此外，科学家还发现：石松生长好的地方有铝土矿，锦葵繁茂的地方有镍矿，紫苜蓿密集地有钽矿，艾蒿成群生长的地方常有锰矿，野苦麻生长茂密的地方常蕴藏有铁矿。综上所述，无怪乎人们称这些指示植物为“绿色探矿员”。

Pandanus candelabrum喜欢富含金伯利岩的泥土，而金伯利岩恰恰是一种与钻石相关的碱性或偏碱性的超基性岩。钻石形成于地下几百米、几千米深处，只有在地壳运动或者人工开采时，才能通过金伯利岩岩管到达地表。

美国迈阿密佛罗里达国际大学的斯蒂芬·海格蒂博士第一个发现了Pandanus candelabrum的秘密——它们生长在这些罕见金伯利岩管附近，靠金伯利泥土富含的镁、钾和磷茁壮成长。海格蒂博士解释说，他在好几处金伯利岩附近都发现了Pandanus candelabrum的存在，但在其他地方却没有发现它的踪迹，这表明其只形成于这片区域，或可能暗示着潜在存在钻石。

金伯利岩与钻石

海格蒂博士发现的金伯利岩管大约50米宽、500米长，如往常一般巨大。但稀缺的金伯利岩管中，只有大约10%包含钻石，而这些钻石中只有10%质量高，价值连城。

科学家早已分析了钻石与金伯利岩之间的关系。金刚石来源于地壳以下400千米深度的上地幔，那里的下部为软流低速层，温度高达1140℃~1400℃，压力达45万~80万个大气压，足可以使岩石熔化。俄罗斯地质矿物学家赛利克教授曾对混杂在金伯利岩中那些完全不同于金伯利岩的其他岩浆岩岩石碎块进行研究，他发现这些碎块中的金刚石含量比金伯利岩中的金刚石含量高出50~300倍，甚至数万倍。

赛利克因此推测在上地幔中蕴藏着取之不尽的金刚石晶体。各种富含金刚石的岩石被熔融或熔蚀后，在低速层内缓慢流动，与金伯利岩中率先结晶的金刚石晶体、含铬镁铝榴石、橄榄石、铬透辉石等一起，在地球内应力的高压驱动下，由金伯利岩浆携带着，经过几十亿年的漫长岁月，沿着深大断裂向地表移动。当岩浆运移到不透水层或封闭条件较好的地段时，挥发分在岩浆上部过饱和聚集，一旦压力超过盖层所能承受的负荷极限后，随即喷出地表，引发火山爆发。出露或散落于地表的金伯利岩则经过风化剥蚀，金刚石晶体或随地势滚动，或随流水迁移，或被飞禽吞食……散布在远离金伯利岩母体的河流砂砾和山地泥土中，这即是人类最先发现的金刚石次生矿床。

海格蒂博士的发现可以说在钻石开采中意义重大，大幅缩减了寻找钻石所需要清扫的区域。“这可能极大地改变西非钻石探索的动态性，因为在崎岖地形植物地理学绘制和采样性价比非常高。” 海格蒂博士在接受媒体采访时说道。

毕竟，在西非大部分国家，钻石提取仍采用工业方法，人们在露天矿井里采掘金伯利，通常从250吨重的矿物质中才能筛选出1克拉的钻石。

找钻仍是技术活儿

金伯利岩在南非被发现后，相继在刚果、安哥拉、委内瑞拉、巴西、俄罗斯、印度和我国等世界各地被发现。虽然很多大陆金伯利岩也大量存在，但并不代表所有的金伯利岩都含金刚石。在某些情况下，金伯利岩可能含金刚石很少，根本没有工业开采的价值；而与其邻近的金伯利岩则可能有良好的经济前景。在一些地区，成群的金伯利岩管可能是贫矿。资料显示全球约有3000多个在产状、矿物组合、岩石化学诸方与之相似的岩体，但其中大多数不含金刚石，真正具有开采价值的仅有400个左右。

自然界中的金刚石在结晶过程中需要物理与化学因素的综合作用。只有在那些压力极大的环境中，而且是在金刚石的，而不是石墨的稳定性范围内才能结晶。大多数金刚石是被喷发出的金伯利岩浆带到地表，但并不是所有金伯利岩喷出物都来自于深部的金刚石稳定区。

有些金伯利岩是浅部形成的，并且这部分金伯利岩含金刚石品位很低。在个别地质环境，金伯利岩似乎是从大约同一深处喷出的，因此，只有根据区域情况来预测它们的成因深度才是有效的。

并且金伯利岩也并非金刚石唯一的母岩。1979年，在西澳大利亚金伯利高原库努努拉镇以南100千米的盖尔湖南部，发现了一种新的含金刚石的钾镁煌斑岩，金刚石含量比金伯利岩高数十倍，储量也大。

至于植物找矿的可靠性，赵鹏大指出：“并没有任何一种方法是百分之百的可靠，只能说概率比较大，即使见到这种矿物，找着了原生的，还不一定有矿业价值。”