金刚石(Diamond)(C)

［化学组成］无色透明的金刚石质纯，带色和不透明的常含N，B，Si，Al，Na，Ba，Fe，Cr，Ti，Ca，Mg，Mn等元素。

［晶体结构］等轴晶系。在金刚石的晶体结构(图11-4)中C分布于立方晶胞的8个角顶和6个面中心，在将晶胞平均分为8个小立方体时，其中的4个相间的小立方体中心分布有C(图11-4A)。金刚石结构中的C以共价键与周围的另外4个C相连，键角109°28'16″，形成四面体配位(图11-4B)。

图11-4金刚石的晶体结构

［结晶形态］自然界中金刚石大多数呈单晶产出(图11-5，图11-6)，常见圆粒状或碎粒。其单形主要是八面体{111}，菱形十二面体{110}及它们的聚形，少数为八面体{111}、菱形十二面体{110}与立方体{100}、四六面体{hk0}的聚形。由于熔蚀作用常见晶体呈浑圆状，晶面弯曲，并出现蚀像，不同的单形有不同的蚀像，如八面体晶面出现三角形，立方体晶面出现四边形熔蚀坑。

［物理性质］成分较纯的金刚石为无色透明，由于微量元素的混入而呈不同的颜色，常常带深浅不同的**色调，也有呈乳白色、浅绿色、天蓝色、褐色和黑色等;典型的金刚石光泽，断口具油脂光泽。平行{111}解理中等。硬度10。相对密度351～352。性脆。纯净金刚石导热性良好，室温下其热导率几乎是铜的5倍。具发光性。

图11-5呈八面体晶形的金刚石单晶体

图11-6金刚石的晶形

［成因及产状］金刚石仅形成于高温高压的条件下，为岩浆作用的产物，目前仅见于超基性岩的金伯利岩(角砾云母橄榄岩)、钾镁煌斑岩及高级变质岩榴辉岩中。

当含金刚石的岩石遭受风化后，可以形成金刚石砂矿。

世界上著名金刚石产地有南非、扎伊尔、俄罗斯雅库特等。我国山东、辽宁、贵州等地相继发现金刚石的原生矿床。山东发现一颗重158786克拉的金刚石。

［鉴定特征］极高的硬度，标准金刚光泽，晶形轮廓常呈浑圆状。

［主要用途］根据用途不同可分为宝石金刚石和工业金刚石。前者主要利用其光彩诱人的色泽和极高的硬度，经人工琢磨成各种多面体后就成为“钻石”，钻石至今仍然是最紧俏、最名贵的宝石，质优粒大者价格更为昂贵，如大于1g的优质钻石价格可达5000美元/克拉以上。后者主要利用其各种特性，如利用金刚石的高硬度制作仪表轴承、玻璃刀、表镶钻头、固体微波器及激光器件折散热片;利用其优良的红外线穿透性制造卫星窗口和高功率激光器的红外窗口;利用其半导体性能制作整流器、三极管，等等。随着科学技术的迅速发展，金刚石的用途越来越广泛。

山东临沂市沂蒙县钻石占全国的445%，在全国已探明储量中占有绝对优势，从矿产类型来说，我国金刚石以原生矿为主，山东临沂市沂蒙县是全国最大、最早的金刚石原生矿发现地．

故选：D．

原生金刚石是在地下深外处(130—180Km)高温(900—1300℃)高压(45—60)×108Pa下结晶而成的，它们储存在金伯利岩或榴辉岩中，其形成年代相当久远。南非金伯利矿，橄榄岩型钻石约形成于距今33亿年前，这个年龄几乎与地球同岁；而奥大利亚阿盖尔矿、博茨瓦纳奥拉伯矿，榴辉岩型的钻石虽说年轻，也分别已有158亿年和99亿年了。藏于如此大的地下深处达亿万年之久的钻石晶体要重见天日，得有助于火山喷发，熔岩流将含有钻石的岩浆带入至地球近地表处，或长途迁徒淀于河流沙土之中。前者形成的是原生管状矿，后者形成的则为冲积矿。这些矿体历经艰辛开采后，还需经过多道处理遴选，才可从中获怪毛坯金刚石。毛坯金刚石中仅有20%左右可作首饰用途的钻坯，而大部分只能用于切割、研磨及抛光等工业用途上。有人曾粗略地估算过，要得到1ct重的钻石，起码要开采处理250吨矿石，采获率是相当低的；如果想从成品钻中挑选出美钻，那两者的比率更是十分悬殊的了

已知现今世界上只有三十余个国家和地区产钻石，且分布极不均匀，主要集中在澳洲、非洲，次为亚洲和南美洲。其中澳大利亚、扎伊尔、博茨瓦纳、前苏联和南非为世界上五大钻石生产国，占全球钻坯供应量八成有多。

我国钻矿开发虽有着较长历史，清道光年间湘西桃源、常德一带、山东郯城区都先后发现过钻石。20世纪中叶湖南还找到过钻石砂矿。然而，钻石原生矿床60—70年代仅在辽宁瓦房店、山东蒙阴和贵州东部地区发现

物以稀为贵。综观当今世界，钻石分布范围小，产量低。加之开采困难，自然钻石就更显弥足珍贵了。一颗钻石，从孕育于地壳岩浆之中至佩戴于您的手上，辗转周游万里，途经数百人之手，个中开采、加工艰辛复杂，做成精致的饰品更是艺术的创造，最后又经您慧眼上识，佩戴，才再度炫耀于世，因此，这是一种何等奇特的福缘!

人造金刚石

钻石由金刚石加工琢磨而成，是珠宝中的贵族，它通明剔透，散发着清冷高贵的光辉，颇有“出淤泥而不染”的气质。天然金刚石的形成和发现极为不易，它是碳在地球深部高温高压的特殊条件下历经亿万年的“苦修”转化而成的，由于地壳的运动，它们从地球的深处来到地表，蕴藏在金伯利岩中，从而被人类发现和开采。

金刚石不仅可以加工成价值连城的珠宝，在工业中也大有可为。它硬度高、耐磨性好，可广泛用于切削、磨削、钻探；由于导热率高、电绝缘性好，可作为半导体装置的散热板；它有优良的透光性和耐腐蚀性，在电子工业中也得到广泛应用。18世纪末，人们发现身价高贵的金刚石竟然是碳的一种同素异形体，从此，制备人造金刚石就成为了许多科学家的光荣与梦想。

一个世纪以后，石墨 ——碳的另一种单质形式被发现了，人们便尝试模拟自然过程，让石墨在超高温高压的环境下转变成金刚石。为了缩短反应时间，需要2 000 ℃高温和55万个大气压的特殊条件。

1955年，美国通用电气公司专门制造了高温高压静电设备，得到世界上第一批工业用人造金刚石小晶体，从而开创了工业规模生产人造金刚石磨料的先河，现在他们的年产量在20吨左右；不久，杜邦公司发明了爆炸法，利用瞬时爆炸产生的高压和急剧升温，也获得了几毫米大小的人造金刚石。

金刚石薄膜的性能稍逊于金刚石颗粒，在密度和硬度上都要低一些。即便如此，它的耐磨性也是数一数二，仅5微米厚的薄膜，寿命也比硬质合金钢长10倍以上。我们知道，唱片的唱针在微小的接触面上要经受极大的压力，同时要求极长的耐磨寿命，只要在针尖上沉积上一层金刚石薄膜，它就可以轻松上阵了。如果在塑料、玻璃的外面用金刚石薄膜做耐磨涂层，可以大大扩展其用途，开发性能优越又经济的产品。

更重要的是，薄膜的出现使金石的应用突破了只能作为切削工具的樊篱，使其优异的热、电、声、光性能得以充分发挥。目前，金刚石薄膜已应用在半导体电子装置、光学声学装置、压力加工和切削加工工具等方面，其发展速度惊人，在高科技领域更加诱人。

将来技术进步了，人造金刚石会成为普通材料的。

俄罗斯地区金刚石/钻石主要分布在3个区域：萨哈（Sakha）共和国雅库特（Yakutia）地区、阿尔汉格尔斯科（Arkhangelsk）州和彼尔姆（Perm）州。最早的金刚石/钻石是1829年7月在乌拉尔山脉的金铂矿中（砂矿）发现的，1954年发现了第一个含金刚石/钻石的金伯利岩筒。随后5年，在Yakutia地区相继发现了120个金伯利岩筒，其中提及最多的是Mir和Udachnaya岩筒。目前，雅库特地区约有500个金伯利岩筒，其中的10%含有金刚石（徐立等，2011）。1979年俄罗斯地质学家在Arkhangelsk东北部的Winter coast地区发现了一系列含金刚石/钻石的金伯利岩，从此陆续在Zimnii Bereg（Winter coast）地区（Arkhangelsk Diamondiferous Province，ADP）发现了100多个碱性金伯利岩体，其中MVLomonosov矿和VGrib矿是最重要的两个金刚石/钻石矿。

雅库特金刚石/钻石成矿省（Yakut Diamondiferous Province，简称YDP）主要以原生金伯利岩为主，是俄罗斯金刚石/钻石最主要的来源，其中，Malo-Botuobia 和Daldyn-Alakit地区的金伯利岩筒是雅库特地区2个主要含金刚石/钻石的区域（Spetsius，1995）。Malo-Botuobia地区代表性岩筒是Mir，Internatsionalnaya等（图82）。Mir是俄罗斯发现的最大最古老的金伯利岩筒之一，也是世界上最深的露天开采金刚石矿坑。Mir岩筒于1957年开始开采，年平均产量为2Mct，由于资源枯竭，2001年该矿停止了露天开采。Daldyn-Alakit地区岩筒包括Udachnaya、Yubileynaya和Zarnitsa等。Udachnaya是俄罗斯最大的金刚石矿，也是世界上最大的金刚石矿之一，目前已接近开采寿命，其露天矿坑正为转成地下开采做准备。

阿尔汉格尔斯科金刚石/钻石成矿省（Arkhangelsk Diamondiferous Province，简称ADP）以金伯利岩为主，MVLomonosov矿位于西部Zolotitsa地区，从北到南95km内有6个独立的岩筒，即Karpinsky-1，Karpinsky-2，Pionerskii，Lomonosov，Pomorskii和Arkhangelskii，是全欧洲最大的金刚石产地（图83），品位约为05Cpht，有效开采期限约为50年，拥有该矿开采权的Severalmaz公司预测金刚石/钻石产量可达200Mct，但由于土壤中饱含水，开采排污等存在技术上的问题，该矿并没有大规模开采（Levine &Wallace，2005）；VGrib矿位于东部Verkhotina-Soyana地区，即Grib岩筒，已探明金刚石/钻石储量达50亿美元，产量是MVLomonosov矿任一岩筒的2倍以上且金刚石/钻石质量上乘（Rubanova et al，2009）。两个矿床的金刚石/钻石品位平均约为07ct/t（70～80US$/ct）（Rubanova et al，2009），其中VGrib矿金刚石/钻石品位较高1～15ct/t，MVLomonosov矿 05～10ct/t（Garanin & Garanin，2008）。

图82 西伯利亚克拉通基底示意图（Spetsius，2004）代表雅库特地区重要的金伯利岩筒

Figure 82 Sketch map of Siberian craton （Spetsius，2004） stands for important kimberlite pipes in Yakutia area

图83 Arkhangelsk碱性火成岩省地理简图（据Lehtonen等，2009）

Figure 83 Geographical sketch of alkaline igneous province in Arkhangelsk （Lehtonen et al，2009）

彼尔姆州主要是金刚石砂矿，该矿位于俄罗斯境内最早发现金刚石/钻石的乌拉尔山地区，产量很低，只占俄罗斯总产量的2%（黄凤鸣和陈钟惠，2000）。沿乌拉尔西坡，最大的金刚石/钻石砂矿在Vishera（北部乌拉尔）和Koivo–Vizhai地区（中部乌拉尔），后者资源已经枯竭（Khachatryan & Kaminsky，2003）。

金刚石俗称“金刚钻”。也就是我们常说的钻石的原身，它是一种由碳元素组成的矿物，是碳元素的同素异形体。金刚石是自然界中天然存在的最坚硬的物质。金刚石的用途非常广泛，例如：工艺品、工业中的切割工具。石墨可以在高温、高压下形成人造金刚石。也是贵重宝石。

2018年12月，加拿大出土了一颗重量高达552克拉的**钻石，这使它成为了在北美洲发现的最大的一颗钻石。

基本介绍 中文名 ：金刚石 英文名 ：diamond 别称 ：金刚钻 化学式 ：C 分子量 ：120107（8） CAS登录号 ：7782-40-3 EINECS登录号 ：231-953-2 绝对硬度 ：10000-2500 物性数据,计算化学数据,物理性质,硬度,颜色,化学性质,结构性质,光学性质,稳定性,金刚石和石墨,人造金刚石,主要产地,用途,工业用途,慢性毒药,观赏宝石, 物性数据 1 性状：粉末 2 密度（g/mLat 25°C）：35 3 熔点（ºC）：3550°C-4000°C 4绝对硬度：10000-2500 计算化学数据 1、 疏水参数计算参考值（XlogP）：-11 2、 氢键供体数量：0 3、 氢键受体数量：2 4、 可旋转化学键数量：0 5、 互变异构体数量： 6、 拓扑分子极性表面积（TPSA）：341 7、 重原子数量：2 8、 表面电荷：0 9、 复杂度：0 10、 同位素原子数量：0 11、 确定原子立构中心数量：0 12、 不确定原子立构中心数量：0 13、 确定化学键立构中心数量：0 14、 不确定化学键立构中心数量：0 15、 共价键单元数量：1 物理性质 硬度 摩氏硬度10，新摩氏硬度15，显微硬度10000kg/mm 2 ，显微硬度比石英高1000倍，比刚玉高150倍。金刚石硬度具有方向性，八面体晶面硬度大于菱形十二面体晶面硬度，菱形十二面体晶面硬度大于六面体晶面硬度。 依照摩氏硬度标准(Mohs hardness scale)共分10级，钻石(金刚石)为最高级第10级；如小刀其硬度约为55、铜币约为35至4、指甲约为2至3、玻璃硬度为6。 由于硬度最高,金刚石的切削和加工必须使用钻石粉或雷射(比如532nm或者1064nm波长雷射)来进行。金刚石的密度为352g/cm，折射率为2417(在500纳米光波下)，色散率为0044。 颜色 金刚石有各种颜色，从无色到黑色都有，以无色的为特佳。它们可以是透明的，也可以是半透明或不透明。许多金刚石带些**，这主要是由于金刚石中含有杂质。 金刚石的折射率非常高，色散性能也很强，这就是金刚石为什么会反射出五彩缤纷闪光的原因。金刚石在X射线照射下会发出蓝绿色萤光。金刚石原生矿仅产出于金伯利岩筒或少数钾镁煌斑岩中。金伯利岩等是它们的母岩，其他地方的金刚石都是被河流、冰川等搬运过去的。金刚石一般为粒状。如果将金刚石加热到1000℃时，它会缓慢地变成石墨。 中国也拥有制造金刚石的技术，但最大也不过02克拉左右。 引用亚洲宝石协会（GIG）报告：金刚石的化学成分为C，与石墨同是碳的同质多象变体。在矿物化学组成中，总含有Si、Mg、Al、Ca、Mn、Ni等元素，并常含有Na、B、Cu、Fe、Co、Cr、Ti、N等杂质元素，以及碳水化合物。 金刚石矿物晶体构造属等轴晶系同极键四面体型构造。碳原子位于四面体的角顶及中心，具有高度的对称性。单位晶胞中碳原子间以同极键相连结，距离为154pm。常见晶形有八面体、菱形十二面体、立方体、四面体和六八面体等。 金刚石的绝对硬度是刚玉的4倍，石英的8倍。详细绝对硬度如下： 金刚石10000-2500 刚玉2500-2100 石英1550-1200。 矿物性脆，贝壳状或参差状断口，在不大的冲击力下会沿晶体解理面裂开，具有平行八面体的中等或完全解理，平行十二面体的不完全解理。矿物质纯，密度一般为3470-3560kg/m3。金刚石的颜色取决于纯净程度、所含杂质元素的种类和含量，极纯净者无色，一般多呈不同程度的黄、褐、灰、绿、蓝、乳白和紫色等；纯净者透明，含杂质的半透明或不透明；在阴极射线、X射线和紫外线下，会发出不同的绿色、天蓝、紫色、黄绿色等色的萤光；在日光曝晒后至暗室内发淡青蓝色磷光；金刚光泽，少数油脂或金属光泽，高折射率，一般为240-248。 化学性质 金刚石是在地球深部高压、高温条件下形成的一种由碳元素组成的单质晶体，是指经过琢磨的金刚石。金刚石是无色正八面体晶体，其成分为纯碳，由碳原子以四价键连结，为目前已知自然存在最硬物质。由于金刚石中的C-C键很强，所有的价电子都参与了共价键的形成，没有自由电子，所以金刚石硬度非常大，熔点在华氏6900度，金刚石在纯氧中燃点为720~800℃，在空气中为850~1000℃，而且不导电。 结构性质 金刚石结构分为；等轴晶系四面六面体立方体与六方晶系钻石。 在钻石晶体中，碳原子按四面体成键方式互相连线，组成无限的三维骨架，是典型的原子晶体。每个碳原子都以SP3杂化轨道与另外4个碳原子形成共价键，构成正四面体。由于钻石中的C-C键很强，所以所有的价电子都参与了共价键的形成，没有自由电子，所以钻石不仅硬度大，熔点极高，而且不导电。在工业上，钻石主要用于制造钻探用的探头和磨削工具，形状完整的还用于制造手饰等高档装饰品，其价格十分昂贵。 钻石的摩氏硬度为10；由于在自然界物质中硬度最高，钻石的切削和加工必须使用钻石粉来进行。钻石的密度为352g/cm3，折射率为2417，色散率为0044。 光学性质 (1) 亮度（Brilliance）金刚石因为具有极高的反射率，其反射临界角较小，全反射的范围宽，光容易发生全反射，反射光量大，从而产生很高的亮度。 (2) 闪烁（Scintillation）金刚石的闪烁就是闪光，即当金刚石或者光源、 观察者相对移动时其表面对于白光的反射和闪光。无色透明、结晶良好的八面体或者曲面体聚形钻石，即使不加切磨也可展露良好的闪烁光。 (3) 色散或出火（Dispersion or fire）金刚石多样的晶面象三棱镜一样，能把通过折射、反射和全反射进入晶体内部的白光分解成白光的组成颜色——红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫等色光。 (4) 光泽（Luster）刚石出类拔萃般坚硬的、平整光亮的晶面或解理面对于白光的反射作用特别强烈，而这种非常特征的反光作用就叫作金刚光泽。 稳定性 金刚石化学性质稳定，具有耐酸性和耐碱性，高温下不与浓HF、HCl、HNO 3 作用，只在Na 2 CO 3 、NaNO 3 、KNO 3 的熔融体中，或与K 2 Cr 2 O 7 和H 2 SO 4 的混合物一起煮沸时，表面会稍有氧化；在O、CO、CO 2 、H、Cl、H 2 O、CH 4 的高温气体中腐蚀。 金刚石还具有非磁性、不良导电性、亲油疏水性和摩擦生电性等。唯Ⅱb型金刚石具良好的半导体性能。根据金刚石的氮杂质含量和热、电、光学性质的差异，可将金刚石分为Ⅰ型和Ⅱ型两类，并进一步细分为Ⅰa、Ⅰb、Ⅱa、Ⅱb四个亚类。Ⅰ型金刚石，特别是Ⅰa亚型，为常见的普通金刚石，约占天然金刚石总量的98%。Ⅰ型金刚石均含有一定数量的氮，具有较好的导热性、不良导电性和较好的晶形。Ⅱ型金刚石极为罕见，含极少或几乎不含氮，具有良好的导热性和曲面晶体的特点。Ⅱb亚型金刚石具半导电性。由于Ⅱ型金刚石的性能优异，因此多用于空间技术和尖端工业。 世界上最大的工业用金刚石和宝石级金刚石都超过3100克拉（1克拉=200毫克）。其中宝石级金刚石的尺寸为10×65×5厘米，名叫“库利南”，1905年发现于南非的普雷米尔岩管。中国常林钻石，重158786克拉，于1977年被山东临沭县常林大队女社员魏振芳发现，后列为世界名钻。世界金刚石主要产地有南非、澳大利亚、萨伊、波札那、俄罗斯。 金刚石和石墨 石墨和金刚石都属于碳单质，他们的化学性质完全相同，但金刚石和石墨不是同种物质，它们是由相同元素构成的同素异型体。 所不同的是物理结构特征。 二者的化学式都是C。 石墨原子间构成正六边形是平面结构，呈片状。 金刚石原子间是立体的正四面体结构。 金刚石和石墨的熔点比较： 金刚石的熔点是3550℃，石墨的熔点是3652℃～3697℃(升华)。石墨熔点高于金刚石。 从片层内部来看，石墨是原子晶体；从片层之间来看，石墨是分子晶体(总体说来，石墨应该是混合型晶体)；而金刚石是原子晶体。石墨晶体的熔点反而高于金刚石，似乎不可思议，但石墨晶体片层内共价键的键长是142×10－10m，金刚石晶体内共价键的键长是155×10－10m。同为共价键，键长越小，键能越大，键越牢固，破坏它也就越难，也就需要提供更多的能量，故而熔点应该更高。 (主要就是石墨的原子晶体属性导致它的熔点变高) 人造金刚石 人工合成金刚石的方法主要有两种，高温高压法及化学气相沉积法。 高温高压法技术已非常成熟，并形成产业。国内产量极高，为世界之最。 化学气相沉积法仍主要存在于实验室中。 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、波札那和南非是著名的五大金刚石产地。 美国麻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。 1971年以来的二十年中，在中国陆续发现了几颗50克拉以上和100克拉以上的金刚石，按发现时间的先后排列如下： 1．1971年9月25日，在江苏省宿迁公路旁发现一颗重52．71克拉的金刚石。 2．1977年12月21日，在山东省临沭县常林大队，女社员魏振芳发现1颗重158786克拉的优质巨钻，全透明，色淡黄，可称金刚石的“中国之最”。被命名为“常林钻石” 3．1981年8月15日，在山东郯城陈埠发现一颗124．27克拉的巨粒金刚石。被命名为“陈埠一号”。 4．1982年9月，在山东郯城陈埠发现一颗96．94克拉的金刚石。 5．1983年5月，在山东郯城陈埠发现一颗92．86克拉的金刚石。 6．1983年11月14日，在山东蒙阴发现一颗119．01克拉的巨粒金刚石，被命名为“蒙山一号”。蒙阴金刚石矿是全国最大的原生矿。 据1987年资料，中国主要金刚石成矿区有：①辽东—吉南成矿区，有中生代和中古生代两期金伯利岩。②鲁西、苏北、皖北成矿区，下古生代可能有多期金伯利岩。③晋、豫、冀成矿区，已在太行山、嵩山、五台山等地发现金伯利岩。④湘、黔、鄂、川成矿区，已在湖南沅水流域发现了4个具工业价值的金刚石砂矿。 湖南金刚石，产于湖南省常德丁家港、桃源、黔阳等地。湖南金刚石以砂矿为主，主要分布在沅水流域，分布零散，品位低，但质量好，宝石级金刚石约占40%。相传在明朝年间，湖南沅江流域就有零星的金刚石发现，大规模的寻矿则始于二十世纪五十年代。沅江整个水域均有金刚石分布，但有开采价值的仅常德丁家港、桃源县车溪冲、溆浦县（黔阳）新庄垅、沅陵县窑头等4处。 湖南金刚石的颜色深浅不一，内外颜色差异明显，呈带状、斑状分布。其褐色系列金刚石，晶体呈黄褐色，内部洁净，表面有大量的褐色斑点，其褐斑的颜色有**、黄褐色、褐色、黑色等，主要分布在金刚石的溶蚀面上，褐色主要由自然界放射性粒子的辐照造成。金刚石总体颗粒小，但质地较好，以单晶为主，约占总产量的98%；晶体比较完整，以八面体、十二面体、六八面体为多；绝大多数晶体浅色透明或呈黄、褐色等；粒重多小于28mg，一般为109～15mg；22%晶体中含包裹体；60%的晶体表面有裂纹，表面溶蚀不重。 2018年12月，加拿大出土了一颗重量高达552克拉的**钻石，这使它成为了在北美洲发现的最大的一颗钻石。美国媒体15日报导，该颗钻石长3374毫米，宽5456毫米，由统领钻石公司(Dominion Diamond Mines)于10月份在加拿大西北地区的戴维科钻石矿区(Diavik Diamond Mine)发现。 用途 工业用途 地质钻头和石油钻头金刚石、拉丝模用金刚石、磨料用金刚石、修整器用金刚石、玻璃刀用金刚石、硬度计压头用金刚石、工艺品用金刚石。 若涂在音响纸盆上，音箱音质会大为改善。 慢性毒药 文艺复兴时期，用金刚石粉末制成的慢性毒药曾流行在义大利豪门之间。当人服食下金刚石粉末后，金刚石粉末会粘在胃壁上，在长期的摩擦中，会让人得胃溃疡，不及时治疗会死于胃出血，是种难以让人提防的慢性毒剂。 观赏宝石 钻石由于折射率高，在灯光下显得闪闪生辉，成为女士最爱的宝石。巨型的美钻可以价值连城。而掺有深颜色的钻石的价钱更高。目前最昂贵的有色钻石，要数带有微蓝的水蓝钻石。 钻石分为一型和二型两种，这主要是根据它是否含有N元素：一型含；二型不含。而蓝色的钻石是二B型的，是半导体。

2211 区域地质背景

辽宁瓦房店金伯利岩区位于辽东半岛的南部，金州断裂以西瓦房店境内，范围约900km2。区域上分布在华北克拉通冀鲁辽陆核的东北部，辽东地块的西部及郯庐断裂带以东。岩带的基底为太古宙鞍山群结晶片岩和片麻岩，金伯利岩主要侵入到震旦系的石英岩、泥灰岩、页岩和寒武系的灰岩中。

区域内以金州断裂为界分为两个沉积环境和地质发展史有明显差异的构造单元。东侧为新金凸起，处于长期隆起区，由前震旦纪古老变质岩系组成，并有中生代燕山期花岗岩侵入；西侧为复州坳陷区，沉积了自新元古界以来的一套沉积岩系，岩浆活动不强烈，除金伯利岩外还有辉绿岩、橄榄流纹斑岩等，岩石大多呈脉状和床状。金州断裂是区内重要的断裂构造，南起大连湾，由金州北经瓦房店，纵贯辽东半岛，分割新金凸起和复州凹陷，断裂走向NE10°～30°，倾向NW，倾角30°～70°，形成于古元古代、控制新元古代及古生代地层并长期活动的正断层（郑建平等，1989）。已发现的瓦房店金伯利岩体，分布在复州凹陷与新金凸起的交接带，并偏向于坳陷区（图23）。

2212 矿区构造与金伯利岩体产状及分布

金伯利岩体的产出和分布主要受近EW向的隐伏基底深断裂控制。东西向基底构造为导矿构造，又为储矿构造（黄蕴慧等，1992）。地表与区内金伯利岩有关的次级断裂构造还有北东向及北西向。北东向断裂控制了部分金伯利岩管和岩脉延伸方向，也控制了多数岩管的边界，性质有压性和扭性，以压性为主。北西向张性断裂控制了少数金伯利岩管和岩脉的边界（池际尚等，1996）。金刚石成矿区111个金伯利岩体成群产出，成带分布，从北往南，组成NEE75°Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ3个平行岩带，Ⅰ带分布有42，30号等金伯利岩管，Ⅱ岩带分布有50，51号等金伯利岩管。已探明的3个金刚石原生矿为瓦房店（42号岩管）、涝田沟（30号岩管）和头道沟（50、51、68、74号岩管）金刚石矿。

Ⅰ矿带位于矿田北部，西南端起自石灰窑、经马圈子、方屯、老田沟、太阳沟、二道沟、大王沟至庙下一带，长28km，宽2km。金伯利岩体多而集中，矿带连续性好，由11个岩管和53条岩脉组成，其中42号和30号岩管达金刚石大型矿床规模，较大的岩脉有9号、10号和11号岩脉。

II号矿带位于矿田中部，西南端起自小关里，经头道沟、吴店、画花湾一带，延伸约15km，宽约1～2km。带内金伯利岩体集中分布于矿带的西段头道沟一带，由5个岩管和4条岩脉组成，其中金刚石品位较高的岩管为50、51、68、74号岩管。50号岩管主要为露天开采，运输通道从地面呈螺旋状延伸至坑底，矿石通过机车拖到地面，采完后目前留下一个深近200m、宽数十米的大坑（图版Ⅰ1）。2002年，50号岩管地表矿已经基本采空，但最近在其附近深部又发现了一个新的基本达到中型规模的矿体（21×104ct）。另外，辽宁地矿局2012年宣布（2012111日）在外围发现了储量达到100×104ct的大型金伯利岩原生钻石矿，289ct/m3（辽宁省地质矿产勘查局局长于文礼，中新社及http://newshexuncom/2012-01-13/137216042html）。

图23 瓦房店地区地质及金刚石矿化带分布简图（比例尺1∶50万 ）

（据付海涛，2005）

Figure 23 Simplified geologic map of Wafangdian area and its diamond mineralization zone （scale 1∶500000）

（After Fu Haitao，2005）

1 第四系 2 寒武系张夏组 3 寒武系馒头组 4 震旦系甘井子组 5 震旦系南关岭组 6 震旦系长岭子组 7 青白口系桥头组 8 青白口系南芬组 9 青白口系钓鱼台组 10 太古宙片麻岩 11 闪长岩 12 断层及编号 13 地层界线 14 隐伏断裂带及编号 15 原生金刚石矿带及编号16金伯利岩管及编号

Ⅲ号矿带位于矿田南部，矿带长约6km，宽约05km，在李家店、大高屯、满洲转一带，目前仅发现由2个小岩管和1条岩脉组成，其中脉状金云母金伯利岩，金云母的含量明显比其他岩筒增大，含矿性较差。该矿带工业价值不大。

本区金伯利岩按岩体形态分为岩管和岩脉两种。岩管状金伯利岩体形态较复杂，地表出露形态有椭圆形、肾形、舌形、葫芦形和不规则形等。地貌多呈负地形。岩管的长轴方向多为北东东-近东西向，倾向多为南东，倾角75°～85°，向深部有时具多次膨大或变窄现象。岩管深部产状多与围岩岩性和断裂性质有关，如果岩管产出的围岩是石英砂岩、片麻岩等刚性岩石，则产状陡，形态变化小而延深较大。如果岩管产于页岩、粉砂岩、泥灰岩中，则岩管形态垂向变化大，见有膨大—缩小—膨大的特点，显示垂向层间双重控制作用。同时岩管随垂深增加而急剧收缩、尖灭或呈脉状（辽宁地质矿产局第六地质队，1992；孙德梅，1993；张培元，2001）。例如矿田内规模最大Ⅰ矿带东段的42号岩管，由42-1、42-2号双生管及42-3号小管组成（见图版Ⅰ3）。矿区出露地层为元古宇青白口系石英砂岩、粉砂岩、页岩，产状平缓，岩管周围出露有流纹岩、安山岩、辉绿岩等呈脉状和岩床状产出，并切穿金伯利岩管。岩管总体倾向北西，其形态在地表与深部变化不大。其中42-1号岩管地表为不规则状，具有两个长轴方向，倾角70°～80°。42-2号呈椭圆状，倾角一般为75°～85°。42-3号管倾向南，倾角75°～85°。而位于II矿带西段含矿性最好的头道沟矿区50号岩管，围岩地层为元古宇下震旦统南芬组与桥头组，岩筒则呈一个巨大的倒三角锥形，岩管呈不规则菱形，长轴呈东西向，长272m，东段110m，呈脉状，宽40～60m，面积00064km2，岩管总体倾向南东，倾角85°，垂深240m，急剧向南东侧伏，向隐伏50-2岩体过渡。岩管在60～-20 m部位膨大，在-70m标高左右急剧收缩尖灭。

区内金伯利岩脉长一般100～500m，最长的9号脉1040m。脉宽一般02～07m，与围岩界线清楚。岩脉一般呈70°～80°方向展布，脉体间走向近于平行，产状稳定，局部岩脉顺层侵入倾角也由陡变缓，呈岩床状。单个脉体走向具有明显分枝复合现象（庄德厚，1984）。金伯利岩脉普遍含金刚石，但品位中等或偏低。

金刚石它是一种由碳元素组成的矿物，是碳元素的同素异形体。金刚石的用途非常广泛，例如：工艺品、工业中的切割工具。石墨可以在高温、高压下形成人造金刚石。

金刚石是在地球深部高压、高温条件下形成的一种由碳元素组成的单质晶体，是指经过琢磨的金刚石。金刚石是无色正八面体晶体，其成分为纯碳，由碳原子以四价键链接，为目前已知自然存在最硬物质。

由于金刚石中的C-C键很强，所有的价电子都参与了共价键的形成，没有自由电子，所以金刚石硬度非常大，熔点在华氏6900度，金刚石在纯氧中燃点为720~800℃，在空气中为850~1000℃，而且不导电。

扩展资料

金刚石的分布：

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。

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