纳米比亚,纳米比亚沙漠沿海地区分布一条“钻石海岸”,已探明的陆上钻矿石储量约为5000 万吨以上;这里的钻石质地最纯,其中95% 以上为宝石级,出产的金刚石品质为世界最优。
纳米比亚的原生金伯利岩型钻石矿床分布在南部的斯别尔格贝特(SPergebiet),斯别尔格贝特钻石矿床以出产粗粒宝石级钻石闻名世界。 纳米比亚位于南非的西北侧,西临大西洋,因此滨海钻石砂矿十分发达。
滨海冲积型钻石砂矿床有三处,第一处是奥兰治河至华尔威斯湾沿海地带,另一处在埃里扎比次湾,第三处在卢德立次湾的近海海底。这三处次生钻石砂矿床所产钻石都是粗——细粒宝石级的。
需要指出的是,经过多年普查工作,纳米比亚迄今未发现钻石原生矿床,推断这里砂矿中的钻石主要是通过横穿南非地区的奥兰治河从南非、莱索托等国的钻石矿床(经风化、剥蚀)中搬运来的,由于流水、海浪的反复冲刷,劣质钻石被淘汰,保存下来的几乎都是优质钻石。因此,纳米比亚的钻石质量极佳,以纯净无色钻石为其特色,也可见到极珍贵的淡蓝白色钻石。
目前世界上共有27个国家发现钻石矿床,大部分位于非洲、俄罗斯、澳大利亚和加拿大。 ①非洲: 南部非洲是世界主要钻石产区(南非、纳米比亚、博茨瓦纳、扎伊尔、安哥拉等)。 世界上最大的钻石砂矿在西南非纳米比亚,平均售价高于300美元/克拉,而且95%以上为宝石级。 世界上最大的金伯利岩筒(Mwadui)以盛产宝石级大钻石闻名于世,它位于坦桑尼亚。 而世界上首次发现的原生钻石矿床在南非(Premier),出产了许多世界著名大钻石,如库利南(3106克拉)、高贵无比(9992克拉)、琼格尔(726克拉)。 博茨瓦纳是另一个重要钻石产地,其钻石收入占国家出口收入的70%以上,1999年其 产值保持全球第一。 扎伊尔、博茨瓦纳、南非、纳米比亚、安哥拉、坦桑尼亚、塞拉利昂(宝石级占60%以上,平均售价173美元/克拉)、加纳等非洲国家拥有的钻石储 量为全世界钻石总储量的56%,宝石级平均为31%。 ②澳大利亚: 1979年在澳大利亚钾镁煌斑岩中首次发现钻石,这是钻石矿床学方面一个突破性进展, 随后在西澳北部发现了150多个钾镁煌斑岩体,其中含有一定数量的色泽鲜艳的玫瑰色、 粉红色、少量蓝色钻石,属稀世珍宝,平均售价高达3000美元/克拉,有一颗高净度玫瑰 色的钻石重35克拉售价达350万美元。 阿尔盖是当今世界含钻石最丰富、储量最大的岩体。 澳大利亚是目前钻石产量最多的国家,其储量占全球的26%,其中宝石级约5%。 ③俄罗斯: 主要分布于西伯利亚雅库特地区的金伯利岩中,虽然粒度小,但优质透明者多。 ④加拿大: 1990年在加拿大西北靠近北极圈的湖泊地带所发现的金伯利岩型原生矿,世界钻石史上 又一大突破,也对De Beer 的垄断经营构成了威胁。 ⑤亚洲及中国: 印度是世界上最早发现钻石的地方,且出产了古老而有名的大钻“莫卧儿大帝”、“摄政 王”、“荷兰女皇”等,但目前产量很低。 中国1950年首次在湖南沅江流域发现具有经济价值的钻石砂矿,品质好,宝石级占40%±,但品位低,分布零散。60年代在山东蒙阴找到的原生钻石矿品位高、储量大,但质量差,宝石级占12%左右,且色泽偏黄,多用于工业上。70年代初在辽宁瓦房店发现了钻石原生矿床,储量大、质量好,宝石级约占50%以 上,成为中国也是亚洲最大的原生钻石矿山(每年开采10万克拉以上)。目前最大的一颗 重65克拉,每克拉钻石平均售价120美元,而澳大利亚的钻石售价大多数仅数美元。 据最新资料世界上产量最高的排名依次为: 澳大利亚(4000万克拉)、扎伊尔(2000万克拉)、 博茨瓦纳(1600万克拉)、俄罗斯(1200万克拉)、南非(900万克拉),这五个国家占世界总产量的95%。另外,纳米比亚、安哥拉也是重要钻石产出国。 但按产值的排名则为(2000年9月统计资料): 钻石生产国 单位:亿美元 博茨瓦纳 1782 俄罗斯 1625 南非 776 安哥拉 618 纳米比亚 430 加拿大 405 刚果(金) 396 澳大利亚 367 委内瑞拉 120 塞拉里昂 0
目前,世界上共有二十多个国家发现钻石矿床,其中大部分位于非洲、俄罗斯、澳大利亚和加拿大。
1非洲
非洲南部是世界主要钻石产区,南非、安哥拉、扎伊尔、博茨瓦纳、纳米比亚等都是重要的钻石出产国。迄今南非共发现金伯利岩岩筒350个,钻石含量估计为25亿ct。博茨瓦纳是非洲另一个重要的钻石产地,迄今已发现200多个金伯利岩岩筒,其中41个估计含量为35亿ct。
2俄罗斯
俄罗斯1954年首次在西伯利亚雅库特发现原生钻石矿床,迄今已发现金伯利岩体450个,钻石估计含量为25亿ct,世界著名的岩管有“和平”、“成功”、“艾哈尔”等。1988年在阿尔汗格尔斯克又发现了新的金刚石矿,估计储量约25亿ct,且50%是宝石级的,目前俄罗斯正与英国戴比尔斯公司合作勘探。
3澳大利亚和加拿大
1972年在南澳地区发现了含钻石的金伯利岩。1979年又发现了含钻石的橄榄钾镁煌斑岩,从而在钻石矿床学是个突破性进展,因为这是世界上首次在非金伯利岩中发现了钻石,意义重大。现今,在西澳北部地区已发现150多个钾镁煌斑岩岩体,特别是阿盖尔钾镁煌斑岩的发现,它是现今世界含钻石最富、储量最大的。澳大利亚已成为世界钻石产量最多的国家,其产量已成为世界第一,仅1998年,澳大利亚产钻石便达到4100万ct,但达宝石级的很少。
1990年首次在加拿大西北部耶鲁奈夫市北北东360km,靠近北极圈北纬65度的湖泊地带发现了金伯利岩型的钻石原生矿,现已发现51个金伯利岩岩管,其中大多数均含钻石。有5个岩管具有重要经济价值,其钻石以无色透明为主,质量好,宝石级钻石占30%~40%,平均品位是25ct~100ct/100t,年产量预计可能会达到400万ct。加拿大西北部钻石原生矿床的发现是20世纪90年代以来世界钻石史上一次重大突破。
4亚洲及中国
在亚洲,印度是世界最早发现钻石的地方。而且古老而有名的大钻石如“莫卧儿皇朝”(787ct),“光明之山”(1088ct)“摄政王”(140ct),“奥尔洛夫”(1896ct)等世界名钻均产于此地,但印度钻石的原生矿床至今未发现,砂矿的产量也有限。我国是世界钻石资源较少的国家。1950年,在湖南沅江流域,首次发现具经济价值的钻石砂矿。品位低,分布较零散,但质量好,宝石级钻石占40%左右。60年代,先后在贵州及山东蒙阴找到了钻石原生矿。70年代初,在辽宁南部找到我国最大的原生钻石矿,该矿储量大,质量好,宝石级钻石产量高,约占50%以上,山东钻石原生矿品位高、储量较大,但质量较差,宝石级钻石约占12%,且一般偏黄,以工业用钻石为主。
思考题
一、是非判断题
1确定钻石色级时必须应用色温在4700~6500K的光源。
2长波紫外光灯下钻石都有荧光。
3钻石颜色定级时,如果所测钻石颜色介于两个样石H和I之间,则该样品色级应定为H。
4钻石颜色定级时,如果所测钻石在颜色介于两个样品之间,则应定为色级较低的一档。
5钻石在不同方向上的压入硬度是相同的。
6一颗钻石其台面宽度为腰平均直径的66%,按“国标”应称此切工为很好。
7钻石的导热率是物质中最高的。
8金刚石是等轴晶系矿物,所以其不同晶面硬度相同。
9钻石透过的光为偏振光。
10利用CZ作半球的折射仪可以测定钻石的折射率。
11热导仪可以区分钻石和合成α—碳硅石。
12在热导仪上显示钻石反应的样品未必就是钻石。
13X光荧光光谱仪可以查明某钻石样品是否含氮。
14钻石是色散值(dis)最高的天然宝石。
二、选择题(每题1分,共25分。把你所选择的答案:A或B或C填写在题后的括号内)
1我国目前钻石的主要产地有:( )
a山东、湖南、辽宁
b辽宁、山东、江苏
c湖南、湖北、山东
2用钻石笔鉴别钻石时是利用钻石的:( )
a导热率高
b硬度高
c亲和性好
3为判别钻石与合成钻石应使用以下哪种仪器:( )
a热导仪
b分光镜
c红外光谱仪
4钻石的天然蓝色是由于钻石中含有微量的元素:( )
a硼
b氮
c钴
5与176ct钻石等体积的立方氧化锆的重量是:( )
a176ct
b260ct
c290ct
6某钻石称得质量为1538ct,应表示为:( )
a154ct与153ct均可以
b154ct
c153ct
7钻石的天然**是由于钻石中含有微量的元素:( )
a硼
b氮
c钴
8钻石在紫外灯下:( )
a都有荧光
b可以有荧光
c都没有荧光
9现在金刚石产量最多的国家:( )
a南非
b俄罗斯
c澳大利亚
10钻石在365nm波长下:( )
a都有蓝色荧光
b可有**荧光
c可有绿色荧光
d可无荧光
11Diamond是:( )
a自然元素矿物
b可以是水热法合成的
c与石墨是类质同象
d有六方晶系2 H型的多型变体称为六方金刚石
12对钻石的切磨角度要求十分严格,目的是使钻石反映出最好的( )
a晕彩
b色彩
c火彩
d变彩
13钻石首饰鉴定中,在钻石台面内肉眼见到一个黑色包裹体,该钻石净度应为( )
aVS
bSI
cP
14不宜用为锯钻方向的钻石纹理是指平行于:( )
a{100}方向
b{110}方向
c{111}方向
三、多项选择题
1钻石与莫桑石(合成α-SiC)可以用以下仪器区分:( )
a热导仪
b红外反射仪
c电导仪
d紫外荧光灯
e放大镜
2合成Moissanite(SiC)与钻石相比( )
a折射率不同
b导电率不同
c都可以没有双折射
d紫外吸收不同
e热导仪不可以区分
四、填空题(每空1分,共60分)
1钻石定级标准简称 4C,其中文意思分别是:CARATWEIGHT( ),COLOUR( ),CUT( ),CLARITY( )。
2无色钻石中出现的彩色光是光( )引起的;而欧泊中出现的彩色是光( )引起的。
3钻石的折射率在不同波长的光波下具有( )折射率。
4钻石净度分级可分为LC称( ),VVS称( ),VS称( ),SI称( ),P称( )。
5鉴定钻石用的标准放大镜应该是( )、( )、( )。
6写出3个最能以假乱真的钻石人工仿制品有①( )、②( )、③( )。
7钻石的“4C”分级标准适用于( )色系的抛光钻石,不适用于( )色系和( )钻石及( )钻石的钻石分级。
8钻石颜色分级环境的色调应为( ),分级时要采用( )灯,并以( )为背景。
9钻石颜色按成因机理可概括为A、**或蓝色是因为( )。
B褐色、粉红—红色是因为( )。C绿色是与( )有关。
10按国标规定,钻石净度分级时,不影响归入LC级的外部瑕疵有:( )、( )。
11确定钻石净度级别时,必须考虑瑕疵的( )、( )、( )、( )、( )等。
12目前市场最常用的钻石代用品是( ),最新的仿制品是( )、后者与钻石最大的区别是( )及放大观察时的重影现象。
13钻石的保养方法有:( )、( )等。
14钻石的颜色分级是在钻石灯下、白色背景、以( )为基础,通过比较样品与( )的颜色来确定钻石的颜色级别。
15IIb型钻石常呈蓝色,是由( )的选择吸收引起的。
16一颗裸钻亭深太浅,从台面上可见一白色圆环,这种钻石叫( )。
17莫桑石的化学成分是SiC(碳硅石),六方晶系,常为( )色或( )色,鉴定时利用其双折率高可见( )和非均质性。
18钻石呈色的4个主要原因是( )、( )、( )和( )。
19蓝色钻石的颜色是由( )引起的,大多数天然蓝色钻石是( )型的。
20有两颗裸钻石,一颗在10倍放大镜下比较容易观察到具细小的瑕疵,按国标应定为( );另一颗在10倍放大镜下很容易观察到具明显的瑕疵,按国标应定为( )。
21钻石常见的聚形有( )、( )和( )。
22有两颗裸钻石,在10倍放大镜下,钻石的内部和外部无瑕疵,一颗钻石在亭部有额外刻面,冠部看不见,按国标应定为( );另一颗钻石在腰围内有原始晶面,但不影响腰部的对称,冠部看不见,按国标应定为( )。
23合成钻石常呈**,为( )致色,属( )型合成钻石。
24快速区分钻石与仿钻(除合成α-SiC外)的方法是( )、( )。
25钻石估重公式,包括腰围直径、高度和( )三项内容。
博茨瓦纳位于南非地台的卡拉哈迪台向斜的东南边缘,约80%的面积被卡拉哈迪系(第三纪至现代)沉积物覆盖,只有东部和西北部地区局部出露第三纪以前的基岩。全境可分为罗得西亚克拉通、卡普瓦尔克拉通和卡拉哈迪克拉通3个构造单元,前两者为古老的太古宙克拉通,后者为元古宙克拉通。
罗得西亚克拉通位于博茨瓦纳东部,主要由古太古代的超基性岩、基性岩、酸性变火山岩,以及绿片岩相和早期角闪石相的沉积变质岩、花岗岩组成。卡普瓦尔(Kaapvaal)克拉通位于东南部,出露新太古宙片麻岩、超基性岩、火山岩和花岗杂岩等岩石,绝对年龄约24亿年,为稳定的结晶地盾。卡拉哈迪克拉通,又称年轻的克拉通(台向斜)区,它保留着未变质的元古宙和显生宙的沉积岩和火山岩,其范围包括博茨瓦纳南部和中部广大地区。由林波波活动带、元古宙地台盖层、达马腊活动带和卡鲁群盖层组成。
博茨瓦纳金刚石资源较为丰富,据估计各种品级的金刚石储量近4亿克拉,居世界第三,而宝石级金刚石资源更为丰富,仅次于南非,位于世界第二位。博茨瓦纳的金刚石矿床主要分布在靠近南非和津巴布韦的东部卡拉哈里地区(图88),全部为金伯利岩型原生矿床,产于不同构造部位过渡部位,受到深大断裂的控制。已发现的150个金伯利岩筒可以划分为3大岩筒群,即奥拉帕(Orapa)岩筒群、朱瓦能(Jwaneng)岩筒群和莫楚迪岩筒群。博茨瓦纳的三个主要金刚石矿床——Orapa金刚石矿床、Jwaneng金刚石矿床和Lethakane金刚石矿床,就产在与前两个矿床同名的岩筒群上。此外,从奥帕拉地区往东,以及博茨瓦纳的广大东南部地区,还分布着大片的指示矿物异常区,但目前尚未发现金伯利岩岩筒。
奥拉帕岩筒群包括32个含金刚石的岩筒,分布在直径约50km的范围内。其大地构造位置处于近东西向的林波波活动带和北东向的达马腊活动带的交汇部位,岩筒主要沿林波波活动带呈北西西方向展布。从航空照片上看,这一地区分布许多北西向线性构造和一个大岩墙系;航空磁测资料显示强烈的北西西向强烈异常。因此金伯利岩的侵入可能受北西西向隐伏深断裂控制。其中奥拉帕岩筒(AK1岩筒)为博茨瓦纳已知的最大岩筒,是世界第二大岩筒(Alfred et al,1992;Picton et al,1999;Shigley et al,1990)。
图88 博茨瓦纳金刚石矿分布
Figure 88 Geographical location of Botswana
图89 有384个足球场大的Jwaneng金伯利岩金刚石露天矿
Figure 89 Open pit of Jwaneng diamond mine in the size of 384 football fields
(http://wwwfirestonediamondscom//main_jwaneng_minejpg)
朱瓦能岩筒群位于奥拉帕以南400km,首都哈博罗内以西88km,包括7个岩筒。位于卡拉哈里台向斜和罗德西亚卡普瓦尔克拉通的交接地带。该克拉通由太古宙片麻岩和超基性岩组成,但出露不好。有3个岩筒在近地表处连在一起,组成朱瓦能矿床(图89)。岩筒上部50m,即从地表至地下50~100m深度,为风化的“黄土”。往下,即在垂深100m以下,变为坚硬的蓝土,围岩为元古宙的沉积岩。岩筒侵入德兰士瓦系各种岩石以及年龄为2600Ma的哈博罗内花岗岩和时代可能为元古宙的正长岩中。岩筒上部金刚石含量高(Alfred et al,1992;黄凤鸣,陈钟惠,2000;Newman,2009)。两个岩管在金伯利岩岩石类型上均有橄榄岩型和榴辉岩型,其中榴辉岩型岩石位于橄榄岩型岩石之上,为中元古代形成。据金伯利岩中的锆石U/Pb同位素年龄测试约为235(±4)Ma形成。主要矿物组成包括橄榄石、金云母和透辉石,副矿物有铬铁矿、钛铁矿、钙钛矿、磷灰石等。常含有上地幔超镁铁和镁铁质岩石包裹体及其破碎后的矿物捕虏体,以及岩浆中晶出的巨晶,如镁铝榴石,含硬玉分子的单斜辉石,某些大颗粒、半自形的橄榄石、斜方辉石、单斜辉石以及页理化、扭曲和具膝折的金云母大晶体等。有时可见岩浆末期蚀变矿物,主要是蛇纹石和方解石或白云石(Janes,1995,1996)。
在全世界已被确认的 5000 多种矿物中,半数属于稀有矿物。而下面这6种矿物更是稀有,与它们相比,就连钻石和红
宝石
都只能算常见矿物。
1红钻
在钻石中,最稀有的就是红钻。红钻的成色原理既不是夹杂杂质,也不是被辐射照射,而是因为钻石晶格受到来自一个方向的高压,发生塑性变形,这导致钻石中某些层面反射红光。也有科学家认为红钻的成因可能是晶格中混入了氮原子。
红钻几乎只产于澳大利亚的一个矿坑,从1999年至今这座矿只出产了30颗红钻。
2蓝色黝帘石
一些珠宝公司在广告中宣称坦桑石的稀有度比钻石高上千倍。其实坦桑石只是商品名,它的真正名称叫黝帘石。黝帘石本身不是很稀有,但天然蓝色黝帘石真的十分罕见。蓝色来自于黝帘石中混入的杂质钒。
黝帘石只出产于坦桑尼亚马里兰尼矿山 8 平方千米的矿区,它们是在造山运动过程中形成的。珠宝店中的坦桑石几乎都是蓝色的,它们的蓝色来自于热处理工艺。
3海森石
目前人们只在美国加利福尼亚州莫诺湖中发现过海森石——一种呈放射状生长的罕见晶体。有科学家猜测,当湖水长时间干涸,浓度过高的磷会使微生物中毒。因此,湖水中的鞘丝藻用湖水中的氧、钾、钠和镁元素在体内合成海森石晶体,并排出体外。也有科学家猜测,海森石是鞘丝藻死亡后释放的化合物与湖水中元素发生化学反应后形成的。
海森石遇水融解,这也是它们非常罕见的原因之一。
4撒丁石
撒丁石是人类发现的第一种同时含有钼和钍的矿物(目前只发现两种),具有放射性。它得名于意大利撒丁岛,晶体呈白色菱形。
5布里奇曼石
布里奇曼石本身并不稀有,地幔38%的质量来自于这种镁铁硅酸盐。布里奇曼石罕见的原因在于它在常温常压下会转变成非晶质。要想得到布里奇曼石晶体,压强必须超过 120 万个标准大气压。
2014 年,科学家意外在一个陨石坑中发现了一个被其他矿物包裹起来的天然布里奇曼石晶体。
6芬格石
这是一种只生长于萨尔瓦多的伊萨克火山喷气孔中的含砷酸芬钒
铜矿
,它由火山喷气孔中的蒸汽凝华而成。要形成这种矿物,不但需要特定的化合物种类和比例,还需要特定温度。如果其中钒和铜的比例不对,就无法形成芬格石。芬格石遇水会融解,这导致其极为稀有。
20 世纪 80年代,科学家仅在伊萨克火山喷气孔中收集到了数微克芬格石。
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