山东钻石的内部生长特征

4321 山东钻石的异常双折射特征

利用偏光显微镜在正交偏光下对山东地区46个钻石薄片进行观察，结果表明891%的金刚石具不同程度的异常双折射现象。主要呈现为：花瓣、放射状消光图案（363%），复合叠加消光图案（317%），平直消光（146%），无固定形态的消光图案（73%）等，见图481，图482；由典型的塑性变形所致滑移线而形成的细小格子状消光图案（“榻榻米”结构）不太常见，仅占49%。

4322 山东钻石的阴极发光图像（CL）和DiamondView荧光图像（DV）特征

本项目对11颗钻石进行了阴极发光图案观察，对71个钻石切片进行了DV观察，结果显示：

（1）绝大多数钻石显示蓝色荧光（80%），表明I型钻石的比例相当高；

（2）多数晶体显示八面体生长环带，无清晰生长条带的约为17%；

（3）部分晶体显示明显的两期生长或多期生长结构，如图483所示，为“闭形”的八面体环带结构，环带平直，宽窄均匀，界限清晰，先是由中心区域均匀生长无环带结构出现，说明早期生长成分均一；之后的第二个生长区为以规则的八面体环带形式生长，说明后期流体成分变化均一，该晶体的整体生长过程比较连续，没有中断。图484为“开形”的八面体生长环带结构，晶体中心区域可见平直密集的两组塑性变形滑移线呈网格状交错，之后的生长过程中八面体生长环带密集平直，界限清晰，说明在一个相对稳定的环境中生长，并且没有经受较大的溶蚀作用，晶体在一个相对稳定的环境中匀速生长，生长过程没有间断。

图481 平直消光带

（16-SD）

Figure 481 Birefringence pattern with straight strips

（sample 16-SD）

图482 十字状消光

（248-SD）

Figure 482 Birefringence pattern with a cross

（sample 248-SD）

图483 “闭形”八面体环带结构

（SD01303，CL）

Figure 483 Closed octahedral growth zones

（sample SD01303，CL）

图484 “开形”的八面体生长环带结构

（SD02301，CL）

Figure 484 Open octahedral growth zones

（sample SD02301，CL）

（4）有的金刚石为多周期多阶段的复杂层状生长环带，这种多期多阶段生长的晶体出现的结构形式是各种各样的，有规则的，也有不规则的，其复杂程度也不尽相同。

如图485所示，早期为晶核生长，晶核发光不均匀，说明在这个阶段生长过程不均匀，晶核周围被一圈不规则形状的生长结构所包围，说明晶核生长形成后经历了一定的溶蚀，生长过程一度间断，在这之后出现了“开形”的八面体生长环带，之后是一段均匀发光的部分，说明经历了一段时间的均匀生长，然后再次出现“开形”的八面体形平直细密的生长环带，界限清晰，说明这部分生长过程较为连续，但是在后期的八面体环带出现弯曲，形状不规则，边缘出现锯齿状的样式，说明在晶体生长后期遭遇了强烈的溶蚀作用，生长过程一度中断。

如图486所示，该晶体具有左上、右下两个生长核心区，生长核心区的外围都出现了变形弯曲的生长环带，说明晶核形成后遭受了一定的溶蚀作用；之后出现均匀发光的部分，说明这段时间生长较为稳定；第3个生长期为多边形不规则的生长环带，环带密集平直，说明后期生长简单一致，两晶核融合后，生长为一个完整的晶体。

图485 具有晶核的多阶段的复杂层状生长环带

（SD01301-1，CL）

Figure 485 Multi-stage complicated growth zones with crystal nucleus

（sample SD01301-1，CL）

图486 两个生长核心区及复杂层状生长环带

（SD2402，CL）

Figure 486 Complicated growth zones with two crystal nucleation region

（sample SD2402，CL）

（5）约有12%的晶体具有“似玛瑙状”、圆弧形同心环带、斑块状等特殊的生长结构。

金刚石晶体中观察到玛瑙状的分带现象最早是20世纪70年代苏联的奥尔洛夫提出的（奥尔洛夫，1977）。Bulanova等（1995）在俄罗斯雅库特的金刚石中也发现了这种结构，认为这种复杂的生长环带是由不同的生长机制所致。八面体环带区受层状生长机制控制，立方体或圆形环带区的生长受螺旋生长机制控制，少见的具有复杂的“似玛瑙状”结构或圆环形结构的金刚石是在特定的生长条件下，由多中心发展而成。早期的多中心相邻或聚集，形成较复杂的种晶形态；后续的结晶过程是在这种复杂形态的种晶基础上进行的，并且受层状和螺旋式的混合生长机制控制。这种结构反映了金刚石结晶于粘性大、碳过饱和的环境中。另外，金刚石在高温下的变形亦是产生“似玛瑙状”生长结构的因素之一。陈美华等（1999，2000）在研究辽宁瓦房店金刚石时，在一颗样品边部也发现“似玛瑙状”生长结构。

本项目利用阴极发光测试，在山东蒙阴的金刚石样品中也发现了这种多期多阶段的复杂生长环带形成的“似玛瑙状”发光结构。

如图487所示，晶核部分先是经历了一段时间的均匀生长，说明这段时间流体均一稳定；而在晶核外部出现了弯曲不平的环带，似玛瑙状，表明这段时间晶体遭受了较为强烈的溶蚀作用，生长过程一度中断；第三个生长期为平直的六边形环带，环带细密平直，说明这一阶段生长较稳定连续；六边形之后又是一段均匀发光的部分，说明晶体继续稳定生长，流体组分没有发生明显的变化；最外边再次出现玛瑙状的生长环带，环带宽窄不一，高低起伏不平，发光强度也不尽相同，说明该晶体生长后期遭受了强烈的溶蚀作用，生长过程不连续，一度中断。

图488所示为一中心缺失发光而形成极不规则斑块状的发光样式。该晶体本身为完整的晶体切片，但在阴极发光下中心缺失发光显示，黑色边缘起伏不平，弯曲变形很大，说明在钻石晶体生长的初期就遭受了强烈的熔蚀作用，生长过程曾一度中断，导致晶核变形；之后继续生长，但是生长环境不稳定，流体成分变化较大，且不均匀，生长过程不连续，生长具有一定的间歇性并遭受了熔蚀作用，由此推断可能在这个时期多处地带发生了较为强烈的地质变化。

上述结果和尹作为等（2005）对15颗蒙阴金刚石样品阴极发光的研究结果有所不同，尹作为等研究的蒙阴金刚石样品显示平直色带，说明形成金刚石的物质供给是比较连续的（即生长是连续的），整个结晶过程未发生明显的长期停顿产生的熔蚀。

图489～图492列出了典型的山东金刚石DV图像。

图487 弯曲不平似玛瑙状环带

（SD03002-2，CL）

Figure 487 Agate-like curved growth zones

（sample 03002-2，CL）

图488 生长初期就遭受强烈溶蚀形成核心复杂环带

（SD05202-1，CL）

Figure 488 Growth zones with complicated core areas，due to strong corrosion at the initial stage

（sample 05202-1，CL）

图489 两期生长结构，中间存在种晶核和特殊的发光区域

Figure 489 Growth structure of two stages，with crystal nucleus and a special luminescence area at the core

图490 存在生长核的似玛瑙状生长结构

Figure 490 Agate-like growth structure with crystal nucleus

图491 颜色斑驳的似玛瑙状生长结构

Figure 491 Agate-like growth structure with color patches

图492 四边形生长结构

Figure 492 Quadrilateral growth structure

在人们的珠宝奢侈品中，钻石是指抛光钻石，也是爱情和忠诚的象征。人们对钻石形成的原因很好奇。我来给你详细解释一下钻石是怎么形成的。钻石形成的原因钻石的结构特征:钻石由碳元素组成，是碳元素的一种晶体，硬度为10。它是自然界中最坚硬的天然矿物，密度为3。53(001)克/立方厘米，折射率为2。417，离散度为0。044它是钻石经过切割、研磨后的产物，在钻石矿物中约有五分之一可以达到宝石级，被称为宝石级钻石，在国外被称为“毛坯钻石”或“钻坯”。毛坯切割打磨成切割形状后，称为裸钻，国外称为成品钻或抛光钻。英文名Diamond来源于希腊语amount，意思是“坚硬、不可侵犯、不可战胜”。金刚石和石墨都是由碳组成的。金刚石和石墨是在不同的温度和压力条件下形成的，它们在温度和压力条件的变化下可以相互转化。钻石属于立方晶体，硬度为10，石墨属于六方晶体，硬度为1。它们具有不同的晶体结构，并且是结晶碳的两种同质多晶型物。只有在一定的压力和温度下，碳才能结晶成金刚石。钻石的形成:最早的天然钻石形成于地球内部，温度为900-1600℃，压力为(45-6)×109Pa，相当于地下130-200km的深度。理论上，只要满足条件，钻石随时都可以形成。目前开采的钻石大多形成于33亿年前和12-17亿年前。形成钻石的碳来自地幔中熔化的岩浆，或者是因为地壳的运动。地壳中的碳带聚集在地球深处，在合适的条件下结晶成钻石。还有一种外在的方式产生钻石。陨石撞击大陆时，瞬间产生的高温高压也可能产生钻石。但这种方式生产的钻石往往比较小，质量差，一般没有经济价值，不能作为珠宝加工的钻石。钻石的发现:钻石首先在印度被发现。随着人们对钻石的渴望，钻石的勘探和开采越来越受欢迎。金刚石矿床分为原生矿和次生矿。原生矿石是由地球的地质运动产生的。地震和火山活动将富含金刚石的矿物带到地表或地表附近的区域，其中大部分是富含金刚石的金伯利岩和煌斑岩，以及火山口附近的填充物和岩壁和基岩中的根部沉积物。在自然的作用下，次生矿石由原生矿石搬运沉积而成。大部分经风化和雨水冲刷，残留在山坡、河流和海岸形成矿床，多为砂矿。钻石的形成和发现过程大致是这样的，不像黄金等贵金属。21世纪以来，钻石价格一直保持稳定增长的趋势，逐渐成为投资者的首选。钻石的鉴定方法简单识别钻石的简单鉴别方法:需要10-20倍的放大镜辅助，做几个简单的观察。观察钻石的腰部。腰部用沙子磨的话最好用这个方法。因为钻石比任何仿制品都硬，不会有仿制品那样的细线。钻石的腰部是颗粒状的。钻石比仿制品坚硬，仿制品的刻面往往比钻石钝，但钻石的刻面一定要锋利。因为钻石比仿制品坚硬，仿制品的刻面边缘经常磨损。如果钻石有自然表面，就有机会在自然表面找到钻石独特的“三角形生长线”。如果一颗钻石破碎，它的外观通常是阶梯状的，而仿制品是弯曲的或贝壳状的。硬度检查钻石是已知最坚硬的天然物质，没有任何东西可以标记它们。如果可以，那就不是钻石了。热传导试验呼吸的同时对钻石和其他类似的项目进行辩论。如果是钻石，其表面凝结的水雾应该比其他物品上的水雾蒸发得快。这是因为钻石的导热性很高。观察法反射光用放大镜可以观察到钻石的腰部呈现非常精细的磨砂状，反射光闪闪发光。钻石的这一特性是独一无二的。看生长点在放大镜下观察，真钻的晶面上往往有凹槽和三角形生长点，而假货有三种:①普通玻璃加氧化铝，因折射率和色散增加，容易误入，但硬度较低。②由化学合成的蓝宝石和无色尖晶石仿制，硬度相近，但折射率低且有双折射现象，放大镜下可见重影。铅笔标识铅笔的化学成分是碳，就像钻石一样，只是物理结构不同，所以很多人用一支铅笔来检测钻石的真伪，这是比较实用有效的方法。鉴定时，他们要先用水打湿钻石，然后用铅笔轻轻划线。在真钻石的晶面上，铅笔划到的地方是没有痕迹的，而如果不是钻石，而是玻璃、水晶等材料，就会在表面留下痕迹。一般会用铅笔标注，以鉴别钻石的真伪。这个它硬度高，折射性好，但是旋转时会反射更多的彩色光，和正品旋转时只反射微弱的**和蓝色光有明显区别。钻石切割程序一颗钻石毛坯看起来不起眼，必须经过精心的切割、打磨、加工，才能成为我们习以为常的闪亮钻石。所以钻石的车削直接影响钻石的价值，下面详细介绍。当然，理想的切割效果是保持钻石的最大重量，最大限度减少瑕疵，充分展示钻石的美，使其熠熠生辉。一般切割过程包括以下步骤:1划线(Marking):这是钻石切工的第一步。首先，检查钻坯，在钻石表面做标记。做这项工作的人经验丰富，精通加工技术。最终目标是生产出最大、最干净、最完美的钻石，从而尽可能高的体现钻石的价值。抄写员必须注意两点:保持最大重量，尽量减少夹杂物。划线员用放大镜研究钻坯的结构。如果是大钻石，这个工作可能需要几个月，而对于普通钻坯，则需要几分钟。但是，再小的钻石毛坯，每颗钻石都必须经过详细的检验，才能做出正确的判断。抄写员用印度墨水在钻坯上做了记号，表示钻坯要沿着这条线分。通常情况下，线尽可能沿着钻石的自然纹理方向画。裂开切割者将画好线的钻坯放在夹持器上，然后用另一颗钻石沿分割线切割出一个凹痕，再在凹痕上放一把方形刀，用手适当用力敲击。钻石会沿着纹理方向分裂成两块或更多块。锯切大部分钻石不适合劈开，需要用锯子切割。由于只有钻石才能切割钻石，所以锯片是磷青铜圆片，边缘涂有金刚石粉和润滑剂。钻石固定在夹具上，锯盘高速旋转切割钻石。将现代激光技术引入金刚石切割，大大提高了钻坯的加工效率。采取想要的形状锯好或劈好的钻石送到磨圆部进行磨圆整形，即根据设计要求，将钻石做成圆形、心形、椭圆形、尖形、祖母绿形等常见的切花形状，或其他特殊形状。由于钻石是迄今为止人类公认的最坚硬的天然物质，只有钻石才能打磨钻石，钻石的硬度在各个方向都略有不同。所以打磨的时候要靠经验来把握钻石的基本形态:三面体、八面体、十二面体和晶体特征。一般方法是在车床上高速转动钻坯，然后用另一只手臂上的金刚石把转动的钻坯磨圆。擦亮在涂有钻石粉和润滑油的铸铁圆盘上，所有的刻面(刻面)都被转动，使钻石闪闪发光。打磨工艺通常是，先在底层做8个大面，再做16个小面。有尖底，有25个刻面，从这些刻面延伸出三角刻面、风筝刻面、腰刻面，共33个刻面。这样的圆形钻石一共有58个刻面，如果没有尖底刻面，则有57个刻面。并不是每个钻坯都要经历以上所有的工序，这取决于钻坯的特性和要达到的目标。例如，上述“扁平”钻坯可能不需要分割，或者祖母绿钻石可能不需要倒圆。然而，对于任何一颗毛坯钻石来说，都有两个必不可少的过程，即“划线”、“削片”和抛光。一颗精雕细琢的钻石所产生的花瓣表面的位置和角度都是经过精确计算的，这使得钻石最闪耀。随着科技的进步，激光技术和计算机技术的引入，可以使钻坯的设计和切割更加精确。钻石的化学成分钻石的化学成分是碳，碳是宝石中唯一的单一元素，属于等轴晶系。它往往含有005%-02%的杂质元素，其中最重要的是N和B，它们的存在与钻石的种类和性质有关。大多数晶体是八面体、菱形十二面体、四面体及其集合体。纯钻无色透明，因微量元素的混合而呈现不同的颜色。强烈的钻石光泽。折射率为2417，色散适中，为0044。各向同性物体。热导率为035卡/厘米/秒/度。用热导仪测试，反应最灵敏。硬度为10，是目前已知最硬的矿物。其绝对硬度是应时的1000倍，刚玉的150倍。它害怕重重的一击，重重的一击之后就会被劈碎。一组完全裂开。密度为352克/立方厘米。钻石是会发光的，当暴露在阳光下时，它们在夜间会发出淡淡的青色磷光。x射线照射会发出天蓝色的荧光。钻石的化学性质非常稳定，在常温下不容易溶于酸和碱，酸碱也不会对其产生作用。钻石与同类宝石和人造钻石的区别。宝石市场常见的替代品或赝品有无色宝石、无色尖晶石、立方氧化锆、钛酸锶、钇铝石榴石、钇镓石榴石、人造金红石等。人造钻石最早由日本在1955年研制成功，但没有批量生产。因为合成钻石比天然钻石贵，所以合成钻石在市场上很少见。钻石可以通过其独特的硬度、密度、色散和折射率来区别于类似的宝石。如类金刚石立方氧化锆无色，分散性强(0060)，光泽强，密度高，为58g/cm3，手感厚重。钇石榴石的分散性较软，肉眼很难与钻石区分。看看钻石是如何形成的，看看:1金矿是怎么形成的？2月光石是如何形成的？3雷电是如何形成的？4泻湖是如何形成的？5贝壳的珍珠是如何形成的？

4311 辽宁钻石的异常双折射特征

利用偏光显微镜在正交偏光下对42个辽宁地区钻石薄片进行观察，结果表明：857%的金刚石样品具不同程度的异常双折射现象，主要呈现花瓣、放射状消光图案（389%，与钻石中的裂隙和包裹体有关），复合叠加消光图案（278%，反映了该类样品在生长过程和生长期后经历了多期次不同形式的应力作用），平直消光条带图案（194%），无固定形态的消光图案（111%，可能是由于样品内部应力作用和切片厚度原因共同作用的结果），见图471，图472。而由典型的塑性变形所致滑移线而形成的细小格子状消光图案（“榻榻米”结构）不太常见，仅占28%。

图471 花瓣、放射状消光图案

（LN-50-001）

Figure 471 Petal-like and radial birefringence patterns

（sample LN-50-001）

图472 复合叠加消光图案

（3-LW）

Figure 472 Composite and superimposed birefringence patterns

（sample 3-LW）

4312 辽宁钻石的阴极发光图像（CL）和DiamondView荧光图像（DV）特征

陈美华等 （1999；2000）曾利用阴极发光图像归纳了辽宁瓦房店钻石的内部结构具有3 种主要类型：简单的生长环带结构；多期生长复杂环带结构；稀少的似玛瑙状结构。这些特点反映了辽宁钻石生长过程的复杂性。本项目对12颗钻石样品进行了阴极发光测试，对43个钻石切片进行了DV观察，结果如下：

（1）辽宁瓦房店地区样品主要出现四种发光模式：均匀发光、两期生长结构、多期复杂生长结构及斑块状发光样式（图473～图478）。部分样品的彩色阴极发光颜色为蓝色和黄绿色，发光强度不一。

（2）大多数钻石显示蓝色荧光（674%），小部分钻石显示蓝、绿两种荧光（326%），表明辽宁钻石虽然I型钻石的比例高，但部分钻石以混合型为主。

（3）均匀发光，无条带或环带的占326%，简单层状生长环带占326%（图479），表明辽宁金刚石的生长环境较为稳定。

（4）多周期生长环带的样品占278%，表明仍有部分钻石是在复杂生长环境中形成的。图480中样品比较特殊，中间呈蓝色不连续的四边形斑块，边缘呈绿色条带。

（5）三角形的斑块状发光式样，占70%。

图473 均匀发光模式

（2-LW-01）

Figure 473 Homogeneous luminescence pattern

（sample 2-LW-01）

图474 主体黄绿色，复杂生长环带结构

（LN-50-267）

Figure 474 Complicated growth zones，with the main color being yellowish gREE

（sample LN-50-267）

图475 主体蓝白色，发光现象不明显

（LN-50-265）

Figure 475 Inconspicuous luminescence，with the main color being bluish white

（sample LN-50-265）

图476 主体蓝色，“似玛瑙状”生长环带

（LN-50-266）

Figure 476 Agate-like growth zones，with the main color being blue

（sample LN-50-266）

图477 主体为绿色，模糊的斑块状发光

（LN-50-287）

Figure 477 Obscure luminescence pattern with patches，the main color being green

（sample LN-50-287）

图478 斑块状发光

（3-LW-01）

Figure 478 Luminescence pattern with patches

（sample 3-LW-01）

图479 八面体生长环带

Figure 479 Octahedral growth zones

图480 多期复杂生长结构

Figure 480 Multi-stage complicated growth zones