钻石是怎样型成的，生长在哪里、

科学家们经过对世界不同矿山钻石研究发现，钻石的形成条件一般为压力在45～60GPA的环境下，相当于出产的地方要达到地表以下150～200千米深，所需温度一般最低在1500摄氏度，有不同的层级，有的可以低到1100摄氏度。

钻石形成于上地幔，地球坚硬的地表层下最浓稠、最柔软的一层。大部分钻石主要形成于33亿~9亿年前，在到达地表前已在地球深处存在了相当长的时间。在对生长有钻石的矿物包裹体进行显微分析的基础上。

科学家们确定了两种基本的岩石类型：一类是榴辉岩类(E型)，另一类是橄榄岩类(P型)。榴辉岩是一种粗粒不等粒变质岩，主要由石榴石和辉石组成，形成于高温高压的环境之下，位于地壳深处的变质岩区。

榴辉岩的化学成分与玄武岩相似，其形成与俯冲碰撞作用有关，并经历过海洋地壳玄武岩变质作用。橄榄岩包含的岩石种类非常多，例如纯橄榄岩、斜方辉石橄榄岩和二辉橄榄岩，含有不同混合比例的橄榄石、斜辉石和斜方辉石，是地幔中最常见、最丰富的岩石。

扩展资料：

钻石的主要产地：

伯纳特兄弟于1870年发现了金伯利金刚石矿。正是这一发现，使人们知道了在哪种岩石中有可能含有金刚石。

原来，那是一种在远古时代的岩浆冷却以后所形成的火山岩。接着，研究者又发现，在这种火山岩中除了金刚石，还含有被称为石榴石和橄榄石的两种矿物。因此，在那些出产石榴石和橄榄石的地点，找到金刚石矿的可能性就相对大。于是，石榴石和橄榄石就成为寻找金刚石的“指示矿物”。

根据指示矿物来寻找金刚石矿的方法并不是在哪一天突然发现的。上世纪70年代，美国史密森研究所的地球化学家约翰·贾尼在仔细研究了石榴石和金刚石之间的关系后发表了他的研究结果。但是，在那之前，即上世纪50年代，德比尔斯公司的地质人员早就根据指示矿物在世界各地寻找金刚石矿了。

世界各地都发现了金刚石矿。其中，澳大利亚、刚果、俄罗斯、博茨瓦纳和南非是著名的五大金刚石产地。

美国马萨诸塞大学的地球物理学家史蒂文·哈格蒂博士在1999年研究了世界各地含有金刚石的熔岩的年代，结果发现，这些含有金刚石的熔岩至少是在过去7个不同的时期在各地喷出的岩浆所形成的，其中最古老的熔岩则是在大约10亿年前形成的。

在这7个岩浆喷发时期中，以在非洲各地和巴西等地区于12亿年前至8000万年前喷出的岩浆中所含有的金刚石为最多。那时正值恐龙时代极盛期的中生代白垩纪。含有金刚石的熔岩，最晚的，是在2200万年以前喷出的岩浆形成的。至于在那以后形成的熔岩中是否含有金刚石，则还无法肯定。

-钻石

钻石的形状分两大类即圆形与异形钻。我们平时接触较多的是圆形钻，术语中把非圆形的钻石均称为异形的钻石，简称异形钻，下面分别为大家详细的讲一下各种形状的钻石。1、圆形 (Round)圆形切工的钻石形状是至今为止最为流行和被研究开发最多的钻石外形，因为圆钻形可以体现出最佳钻石的光学效应，钻石切割工匠们一直都在运用最先进的光线行为理论和精确的数学计算来优化圆形钻石中的光彩和亮光。2、公主方形 (Princess)将钻石切成方形正飞快地成为订婚戒指中最流行的切割方法之一。公主方形钻一般为正方形，冠部瓣面呈放射状，底部瓣面呈山峰状，采用明亮型切割并留有锋利的未雕琢的尖角。一枚公主方形的钻石通常有76个刻面，使得方形钻石与圆形明亮型钻石相比闪亮度更高。3、祖母绿形 (Emerald)祖母绿形钻是一种倒角的多边形切工，呈阶梯状，可以有方形、长方形、三角形、菱形等等，这种切工的钻石，容易看到内部的包体，因此对净度的要求较高。4、雷帝恩/辐射形 (Radiant)这款魅力独特钻石琢磨外形几乎和祖母绿切工一样，除了它的外表方形之外，其成直角的琢面和祖母绿的琢型一样。5、垫形 (Cushion)垫型切工有58个切面，相较而言：其台面较小，其他切面更大，钻石腰围较薄，整体较扁平，并且底尖被加工成一个小切面。垫型钻也是异型钻中的首选，这会让您的婚戒变得与众不同。6、椭圆形 (Oval)7、梨形/水滴形（Pear)曾是一种很流行的琢形，长宽比应在15:1-175:1，肩部也不能太高。以圆形明亮型钻石的传统结构为基础。和其它形状的钻石相比，水滴形钻石的长度和宽度之比更取决于个人的喜好。因为水滴形钻石可用于订婚戒指、项链吊坠、耳坠和传统设计不可缺少的部分。8、橄榄形 (Marquise)又称马眼钻，有琢形王后之称，按照理想比例加工的橄榄钻，其出火胜过其它琢形的钻石，由于市面上的异形钻很少，因此对橄榄钻的挑选不像圆形钻的要求那么高，净度、颜色可参考圆形钻，切工主要考虑长宽比的要求，一般长宽比在175:1-225:1为最好，全深比一般在 60%左右，肩部不能太高，腰围不能太尖，从台面看去，腰围呈圆弧形，两边对称性要好。9、心形 (Heart)心形钻的款式来源于古印度，标准的心形钻有63个面，长宽比正常为1:1，长宽比能决定钻石的外形，也决定了钻石从顶部观看的整体外在效果。从台面看去，两肩应呈圆弧形，不应有尖角。心形最能代表爱情。心形因其独特的外形使它在众多的珠宝选择中脱颖而出。

　　钻石基本常识

　　1、钻石的性质

　　钻石是具有等轴对称的结晶质的碳。它的矿物学名称为金刚石。钻石是宝石级金刚石的称谓。

　　化学成分：碳

　　硬度：10（最大）

　　光泽：金刚光泽（最好）

　　颜色：据含微量元素不同呈各种颜色。如无色、浅黄至**、褐色、浅绿至绿色、蓝色、粉红至红色等。常用于首饰钻石为无色至浅**属含"N"系列。

　　2、钻石的特性

　　①钻石是人类最早利用的宝石材料之一。

　　②钻石是地球是最硬的材料。

　　③钻石是最受欢迎的宝石--宝石的定义：美丽、稀少、耐久、无害。在钻石中充分体现出来

　　④钻石是所有种类的宝石中，质量评价最为严格，评价标准最国际化的宝石。

　　3、钻石的矿物学分

　　I型：钻石含杂质"N"（氮）,不能透过波长为250nm的短波紫外光，I型钻石占所有钻石的98%强，又分成两个亚型，Ia和Ib。

　　Ia型：含"N"杂质，约01%,"N"的集合体"N3"形式存在于晶格中，并导致主要是415nm的吸收，从而引起**，并称为Cape系列或**系列。大多数的Ia型钻石在紫外光下，具有强弱不一的荧光，通常为蓝白色。

　　Ib型：含"N"杂质，最多可达020%,"N"以孤立原子的方式替代钻石晶格中的"C"原子。Ib型钻石的光谱吸收比Ia更强，从500nm开始到紫外都有吸收，可形成**的彩色钻石，并称为Canary系列。Ib型约占所有I型钻石的01%,但合成钻石几乎全是Ib型。

　　Ⅱ型：钻石几乎不含"N"，光谱可透过低于220nm的短波紫外光，Ⅱ型也分成两个亚型，Ⅱa和Ⅱb型。

　　Ⅱa：几乎所有的大钻石都属于Ⅱa型。颜色为无色或略呈灰色或褐色，约占所有钻石的2%。

　　Ⅱb：含微量的硼"B"呈蓝色，并且具有半导体特性，十分稀少。"铁达尼号"影片中的那颗--"海洋之星"又被人称为"希望之星"，当时在印度被发现时，拥有者希望送英国呈献给英女王以便获得一官半职，遗憾的是一路上谁拥有它谁就死去。同时它还被称为"灾难之星"（意为谁拥有它谁就有灾难）。

　　4、圆钻（Brallant）及圆钻琢型

　　①、具有圆钻型式琢型的钻石简称圆钻，圆钻是成品钻石的主流，非圆钻的成品钻石通称为异型钻。

　　②、圆钻琢型：圆钻琢型是一种标准的形式由冠部、腰棱和亭部三个部分组成。冠部由1个正八边形的台面和8个三角形的星小面，8个四边形的上主面风筝小面及16个弧边三角形的上腰小面，共33个面组成。亭部由8个四边形的下组小面和16个弧边三角形的下腰小面，一个底小面共25个面组成。

　　③、圆钻能最佳地表现出钻石的亮度，亮度是下列光学效应的总和。

　　a、光泽：钻石表面的反射光

　　b、内反射：亭部刻面对入射光的完全反射。

　　c、火彩：由色散作用使白光分解成的色光。

　　d、闪光：钻石晃动时产生的闪耀（对光源的反射作用）。

　　④、圆钻是钻石分级最重要的对象。

　　5、钻石的分级（4C）

　　切工越精良的标准圆钻越璀璨，价值越高。宝石级的每颗钻石都非常美丽且独特。因为它们是天然的，所以不可能找到两颗完全相同的钻石。工匠们总是尽可能地利用金钢石材料，因此一点细微的差别都能决定它们不同的价值，钻石评价分级是从颜色（Colour）,净度（Clqrity）,切工（Cut）和克拉重量（Carat）开始的。由于它们的4个英文单词开头一个字母都是"C"，因此钻石分级又称为钻石4C分级。

　　颜色（Colour）分级

　　GIA的色级是用英文字母表示，最高色级由D开始，最低色级为Z,共有23级。

　　颜色分级的条件

　　①、**系列或略带有其它色调的钻石，按其所带色调的深浅进行分级。

　　②、颜色分级的依据是比色石，样品和比色石的比较、确定所属的色级。

　　③、分级必须在合适的光源下进行。

　　④、分级必须在中性的颜色环境中进行。

　　净度（Clarity）分级

　　①、内部特征又称内含物或包裹体：指包含在钻石内部的各种缺陷。外部特征又称为外部缺陷：指位于成品钻石表面的缺陷。

　　②、净度级别的定义：无瑕（FL）、内部无瑕（IF）、极微瑕（VVS）VVS1、VVS2、微瑕（VS）VS1、VS2、小瑕（SI）SI1、SI2、重瑕（P）P1、P2、P3。

　　激光处理钻石

　　①、净度要与处理前的净度相当。

　　②、激光孔洞要作为内含物参加分级。

　　③、激光处理必须注明。

　　切工（Cut）分级

　　圆钻切工（Cut）分级通常分为：很好、好、较好、一般、差。镶嵌钻石通常分为：很好、好、一般。

　　标准圆钻：当钻石切割比例得宜它也更物有所值，当你凝视钻石看见光线于钻石中折射出来，散发出犹如彩虹的火彩光芒，那就是切工精良的标准钻石。

　　克拉重量（Carat）

　　克拉重量钻石的重量级别：钻石重量以克拉来计算，1克拉等于02克，1克拉可分为100分，一颗05克拉的钻石常称为50分。钻石克拉重量的评价，一般5分为一个单价级别，如：5分-9分、10分-14分、15分-19。但1ct以上的钻石就称为大钻石了，几十克拉重的钻石，就相当的稀有，而价值连城。因而钻石的单位价格与钻石重量成正比。

　　商业活动中称克拉台阶：由于拥有克拉整数例如拥有一颗200ct的钻石要比拥有一颗195ct钻石更为荣幸。因而克拉整数的价格要比不足整数的高得多。又例如100ct的价格要比099ct的价格高出15%左右。这种价格上的突变被形象地称为克拉台阶。

钻石晶体在生成过程中总会或多或少搀杂其他元素，甚至在钻石晶体中还会搀杂地幔矿物，这些地幔矿物均以包裹体的形式存在，例如石榴子石（Garnet）和橄榄石（Olivine）等。在钻石晶体中最常见的搀杂元素是氮，极少数钻石晶体中搀杂有硼。氮和硼元素与碳元素的化学性质最为近似，在钻石晶体生长过程中可替代碳元素。搀杂氮元素者呈现**；搀杂硼元素者呈现蓝色，并且使得钻石成为电的半导体。根据钻石晶体中是否含氮元素，钻石可分为两种类型：Ⅰ型钻石，含氮；Ⅱ型钻石，不含氮。钻石中是否含氮可以由红外光谱来确定：两种钻石在红外波长范围具有特征吸收峰，Ⅰ型钻石在1400～1000 cm-1范围具有氮的吸收峰，Ⅱ型钻石因为不含氮而不具有氮的吸收峰。

图1-6 天然Ⅰa型**钻石晶体和刻面**钻石（Robert Weldon/Courtesy of Aurora Gem Collection）

Ⅰa型钻石的**是由聚合氮原子引起的

钻石又根据含氮的状态不同分为Ⅰa和Ⅰb型。

1Ⅰ型钻石

当钻石刚生成时，晶体内的氮元素是以单原子的离散状态存在。在漫长地质年代的高温高压作用下，钻石晶体内的单个氮原子逐渐聚合在一起形成氮原子的聚合体。氮原子的聚合体可能是2个、3个或4个氮原子的聚合体，也可能更多。具有氮原子聚合体的钻石属于Ⅰa型钻石。Ⅰa型钻石占天然钻石的绝大部分，约占98%。Ⅰa型钻石的颜色与含氮量有关，含氮量极低时，钻石为无色，含氮量越高**的饱和度越高。图1-6所示为一颗亮圆形切工的彩**钻石和一颗天然**钻石晶体。

（1）Ⅰa型钻石

Ⅰa型钻石中存在诸多种类的氮聚合体，对钻石颜色产生贡献的是由3个氮原子组成的聚合体，其余氮聚合体在可见光范围不产生吸收，对钻石的颜色没有贡献。3个氮原子组成的聚合体是一个颜色中心（简称色心），记作N3色心，是钻石中最重要的色心。

Ⅰa型钻石晶体中的2个氮原子聚合体被称为A 聚合体，4个氮原子聚合体为B聚合体。Ⅰa型钻石晶体中的A 聚合体和B聚合体的比例不尽相同。根据A 聚合体和B聚合体的比例，Ⅰa型钻石又可细分为几个次类型：①当Ⅰa型钻石中只有A 聚合体时，为ⅠaA型；②当只有B聚合体时，为ⅠaB型；③当Ⅰa型钻石中同时具有A 聚合体和B聚合体并且比例相近时，为ⅠaA B型；①当Ⅰa型钻石的A 聚合体多于B聚合体时，为ⅠaA> B型；⑤当A 聚合体远远多于B聚合体时，为ⅠaA＞＞B型；⑥当Ⅰa型钻石的A 聚合体少于B聚合体时，为ⅠaA< B型；⑦当A 聚合体远远少于B 聚合体时，为ⅠaA＜＜B型。Ⅰa型钻石的次类型可以由A 聚合体和B聚合体的红外吸收峰强度加以确定。

（2)Ⅰb型钻石

Ⅰb型钻石所含的氮元素以单原子的状态随机分布在钻石的晶体中，这些单个氮原子被称为离散氮原子。Ⅰb型钻石的含氮量很低，氮原子在钻石晶体之间的距离较大，即使在很长地质年代的高温高压作用下也不能聚合在一起。Ⅰb型天然钻石极少，只占天然钻石的01%。未经高温高压处理的合成钻石几乎都属Ⅰb型。Ⅰb型钻石的颜色也与含氮量有关，含氮量越高**的饱和度越高。当Ⅰa型钻石和Ⅰb型钻石的含氮量相同时，Ⅰa型钻石的颜色饱和度要远小于Ⅰb型的饱和度。

2Ⅱ型钻石

Ⅱ型钻石不含氮元素，或含有可忽略不计的氮，但可能含硼元素，又分为Ⅱa型和Ⅱb型。

（1)Ⅱa型钻石

Ⅱa型钻石的氮元素含量小于10×10-6，不含有硼元素。Ⅱa型钻石约占天然钻石总量的2%。若Ⅱa型钻石没有任何晶体缺陷，则颜色为无色。许多Ⅱa型钻石呈现粉红色、红紫色和棕色，主要是由于晶体缺陷塑性变形所造成的。Ⅱa型棕色钻石经高温高压处理后可变成无色钻石或较浅的棕色及其他颜色。

图1-7 天然Ⅱb型蓝色钻石（Tino Hammid/Courtesy of Aurora Gem Collection）

北极光钻石集第7号，027ct; Ⅱb型钻石的蓝色是由搀杂硼元素造成的

（2)Ⅱb型钻石

Ⅱb型钻石含有微量的硼元素，呈现蓝色，如图17所示。Ⅱb型天然钻石十分罕见，价格相当昂贵。因硼原子外层有3个电子，在钻石晶体内产生1个电子空穴。这一电子空穴在钻石的能级中生成1个受子能带，可以吸收长波可见光，也可使 Ⅱb型钻石变成半导体。

钻石的简单分类如表1—l所列。Ⅰa型钻石大约占全部天然钻石的98%，颜色为无色到**。Ⅰb型钻石只占全部天然钻石的01%，颜色为无色到**。Ⅱa型钻石占全部天然钻石的2%，颜色为无色。Ⅱb型钻石只含硼不含氮，极为稀少，颜色为蓝色。

表1-1 钻石的简单分类

3鉴定特征

不同类型的钻石具有不同的红外吸收光谱，图1-8所示为典型的不同类型的钻石红外吸收光谱。Ⅰa型与Ⅰb型钻石红外吸收光谱的主要在1400～1000cm-1的波数区间有所区别：Ⅰa型钻石在1282cm-1处11有一A 聚合体的吸收峰，在1175cm-1处有一个B聚合体的吸收峰；Ⅰb型钻石在1344和1130cm-1处具有两个离散氮原子的吸收峰。Ⅱa型钻石在1400～1000cm-1的区间没有吸收峰。Ⅱb型钻石特征吸收峰位于2930,2800,2455和1300cm-1处。实际的钻石红外吸收光谱可能比图1—8所示的典型的钻石分类光谱要复杂得多，主要是由于钻石的类型可能有混合，另外，其他各种钻石晶体缺陷也可能产生红外吸收。

图1-8 不同类型钻石的红外光谱图

由于不同形式的氮可以同时存在于钻石之中，氮和硼也可能同时存在，钻石的类型也可以混合。当钻石中同时具有聚合氮和离散氮时，其类型为混合型Ⅰa+Ib。如果钻石中同时含有离散氮原子和硼原子，其类型应为Ib和Ⅱb的混合型Ib+Ⅱb，人工合成绿蓝色钻石常有这种混合类型。

由于含搀杂元素的种类和浓度的不同，不同类型的钻石对紫外和可见光的吸收也不同。Ⅰ型钻石在紫外波长范围的截止波长为330nm,Ⅱ型钻石的紫外截止波长为220nm。Ⅰ型钻石紫外截止波长较长的原因是由氮元素造成的，硼元素并不改变紫外截止波长的位置。另外，钻石搀杂氮的浓度对截止波长没有影响。

一、按照不同的形成方式，也可以将钻石分为两大类：天然钻石和仿造钻石。

1、天然钻石

天然钻石大都经过地球深部高压、高温而形成，其形成时间较长，一般都需要上亿年；还有一种形成方式是陨石撞击，急速下降的陨石在撞击到地球的时候形成瞬时高温高压，改变周围矿石结构，从而形成钻石。

2、仿造钻石

仿造钻石的方式有几种，其中现在比较常见的是实验室培育钻石，即将一颗小钻石放在实验室特定环境下，让钻石“生长”为大钻，这种钻石和天然钻石相差不大。

二、按照不同的克拉重量和价值，钻石可以分为碎钻、小钻、中钻、大钻、名钻几大类。

一般来说，02克拉以下的为碎钻。重量为02-03克拉的称为小钻。031-1克拉的称为中钻。10-10克拉的称为大钻。十克拉以上的称为名钻（有自己的名字）。

三、按照钻石颜色可以划分为两个大类：白钻和彩钻。

1、白钻

市场中常见的无色钻石，在诸多钻石镶嵌类首饰中几乎都是选用这种钻石。

2、彩钻

彩色钻石指钻石具备显著颜色，或罕见的天然致色钻石，都属于彩色钻石之列。彩色钻石拥有几乎你能想象的任何色彩，其中有十二种不同的主要色彩。彩钻可以只含一种颜色，也可以是两种或者三种颜色的混合体。

已知的彩钻颜色主要有：**钻石、橙色钻石、粉色钻石、蓝色钻石、绿色钻石、红色钻石、棕色钻石、灰色钻石、变色龙钻石、黑色钻石、紫色钻石。

钻石可以区分为Ⅰ型和Ⅱ型

型：能透过400-300nm的紫外光，并在红外区显示与N相关的吸收带，根据N的分布可分为：

a型：N以小片晶形式存在于钻石晶体结构中。

b型：N以分散状形式存在于钻石晶体结构中。

Ⅱ型：能透过低到220nm紫外光，并在红光区无明显吸收带，自然界含量少，且形态为不规则状，著名例子是库里南和塞拉利昂之星。

Ⅱa型：不导电，具有最高的导热性，室温下至少是铜的五倍，在短波紫外光下不发磷光。

Ⅱb型：半导体，短波紫外光下发磷光。