钻石的物理和化学性质

1矿物名称为「金刚石」，英文为Diamond，源于古希腊语Adamant，意思是坚硬不可侵犯的物质，是公认的宝石之王。钻石的化学成份有9998%的碳。也就是说，钻石其实是一种密度相当高的碳结晶体。

　　2钻石的摩氏硬度：10，是天然矿物中的最高硬度。但千万别认为钻石硬度高，就永不破损。其实钻石脆性也相当高，用力碰撞仍会碎裂。

　　3钻石是依据其原石的外形，来切割成各种不同形状的钻石。其中，受大家欢迎的八种形状有：圆形、椭圆形、榄尖形、心形、梨形、方形、三角型及绿柱石形。圆钻，是最常见的形状。

　　4钻石属天然矿物。钻石的主要产地是澳大利亚、南非、印度；而美国、印度,以色列、比利时则是钻石加工切割的基地。尤其比利时，是全球公认的雕琢钻石贸易中心。

　　5 买钻石 一定要复检

[编辑本段]化学成分

　　钻石的化学成分是碳，这在宝石中是唯一由单一元素组成的，属等轴晶系。晶体形态多呈八面体、菱形十二面体、四面体及它们的聚形。纯净的钻石无色透明，由于微量元素的混入而呈现不同颜色。强金刚光泽。折光率2417，色散中等，为0044。均质体。热导率为035卡/厘米�6�1秒�6�1度。用热导仪测试，反应最为灵敏。硬度为10，是目前已知最硬的矿物，绝对硬度是石英的1000倍，刚玉的150倍，怕重击，重击后会顺其解理破碎。一组解理完全。密度352克/立方厘米。钻石具有发光性，日光照射后 ，夜晚能发出淡青色磷光。X射线照射，发出天蓝色荧光。钻石的化学性质很稳定，在常温下不容易溶于酸和碱，酸碱不会对其产生作用。

　　钻石与相似宝石、合成钻石的区别。宝石市场上常见的代用品或赝品有无色宝石、无色尖晶石、立方氧化锆、钛酸锶、钇铝榴石、钇镓榴石、人造金红石。合成钻石于1955年首先由日本研制成功，但未批量生产。因为合成钻石要比天然钻石费用高，所以市场上合成钻石很少见。钻石以其特有的硬度、密度、色散、折光率可以与其相似的宝石区别。如：仿钻立方氧化锆多无色，色散强（0060）、光泽强、密度大，为58克/立方厘米，手掂重感明显。钇铝榴石色散柔和，肉眼很难将它与钻石区别开。

钻石的成分是碳。其碳12原子的结构特征是每个碳原子都有四个共价键，C原子间等间距排列，C-C键长为0154nm，原子间结构牢固，组成具有四个角相等的正四面体，形成一个钻石晶胞。同时，四个角又是其它四面体晶胞的一部分。由四面体组成的钻石，常见有立方体、八面体、菱形十二面体晶体。

钻石的碳原子排列结构是（）

A片层结构

B等轴立方晶体结构

C八面体结构

D棱柱结构

答案：C。

钻石的基本结构

等轴晶系

每个C原子周围4个C原子组成共价键，C原子间等间距排列C-C键长为0154nm，原子间结合牢固。

基本单元结构

立方面心格子，C原子占据立方体的角顶，面中心以及相间排列的小立方体中心。

金刚石作为碳的单元素宝石和地幔的特征矿物，其δ13C值的组成及分布体现了钻石形成时岩石圈地幔δ13C的组成特征。大量的研究成果证实，地幔碳的来源包括地幔原始碳、板块俯冲产生的地壳再循环碳甚至有机质碳等多种来源（张宏福，1990；郑永飞等，2000），但大部分的钻石（98%）具有原始地幔碳的同位素组成，显示出钻石碳同位素与地幔碳同位素之间非常密切的联系，金刚石是了解地幔碳组成及地球碳循环的重要探针（张舟和张宏福，2011）。

目前，关于金刚石的形成及其碳的来源有三种不同的模式。早期有学者认为，碳同位素很大的分布范围是开放体系下瑞利分馏造成的，特别是根据13C和15N同位素之间的耦合关系，通过分馏作用可以解释世界上大多数碳同位素分布于-8‰～- 2‰的现象（Deines，1980），但研究显示，金刚石极富12C（强烈亏损13C）以及碳同位素组成区间极宽，无法用高温下碳同位素分馏进行解释（郑永飞等，2000）。部分研究者认为，钻石中的碳可来源于原始地幔在地球增生过程中碳同位素不均一的流体或熔体，不同钻石碳同位素的变化是原生的，但这种被认为来源于原始地幔钻石的其他同位素证据缺乏原始地幔的特征，因而无法支持这种模式（Cartigny et al，1998; Handler et al，2009）。第三种模型认为，金刚石是地幔碳和地壳俯冲的壳源碳混合组成的，其中P 型金刚石的碳主要来源于地幔；E 型金刚石的碳来自于俯冲洋壳中碳酸盐和有机质的混合。根据该模式，混合形成E型金刚石氮的含量应该比P 型金刚石低。但问题是事实正好相反，世界各产地的E 型金刚石氮含量均明显高于P 型金刚石。显然，目前的几种模式并不能完全解释金刚石中见到的事实（Kirkley et al，1991；张舟和张宏福，2011）。地幔碳同位素的组成和分布可能是不均一的，但是不均一产生的原因及其动力学机制并不清楚。因此。金刚石（钻石）碳同位素组成对了解地幔碳组成及金刚石的产地来源均有重要的意义。

关于金刚石碳同位素组成与氮元素的关系，不同研究者的看法及不同地区的研究成果均存在差异。随着研究工作的不断开展和深入，逐渐发现不同地区或不同类型以及不同环境产出金刚石的δ13C值具有某些独特性（Meyer，1985;张宏福，1990）。特别是榴辉岩型的金刚石，例如Guaniamo金伯利岩、Argyle钾镁煌斑岩型和New South Wales砂矿的榴辉岩型钻石δ13C分别以-15‰、-11‰和+2‰为中心（P Cartigny，2005；张宏福等，2009）。Deines等（2009）将博茨瓦纳Orapa、Letlhakane和Damtshaa三个金伯利岩矿的P型、E型金刚石的δ13C值分别进行对比，认为尽管岩管之间只相距几十千米，但来自不同金伯利岩管的金刚石具有独特的δ13C值分布特点。数据显示，在E型金刚石的δ13C值分布上，Letlhakane和Damtshaa不能互相区分开，但二者在δ13C的平均值上明显比Orapa更富13C，暗示了贫13C的E型金刚石的丰度向东下降；而对于P型金刚石，Letlhakane的δ13C值分布介于Orapa和Damtshaa之间，而Orapa P型金刚石显示贫13C组成的趋势明显。

中国三个钻石产地分别位于华北克拉通及扬子克拉通。华北克拉通结晶基底的形成时间大约在太古代早期，目前最古老的锆石U–Pb年龄大于38Ga（Liu et al，1992; Zheng et al，2004;柳小明等，2005；吴福元等，2005；张少兵和郑永飞，2008），大约在185Ga后成为稳定的克拉通，直到中生代以后华北克拉通的稳定性质才发生改变。而扬子克拉通陆块古老的基底主要由元古代岩石组成（Chen et al，1998），大约25亿年发生第一次克拉通化，形成古元古代的孔兹岩系，早元古代末期18Ga左右形成大规模区域变质作用，最终形成扬子克拉通古老变质结晶基底（郑维利等，1991；马大铨等，1996）。显然，两个克拉通的演化存在差异。

图720 辽宁、山东、贵州、湖南地区金刚石碳同位素组成频率分布图

（据刘观亮等，1994）

Figure 720 Histogram of carbon isotope content of diamonds from Liaoning，Shandong，Guizhou and Hunan

（After Liu Guanliang，et al，1994）

a—辽宁复县金伯利岩中金刚石；b—山东蒙阴金伯利岩中金刚石；c—贵州镇远钾镁煌斑岩中金刚石；d—湖南沅水砂矿中金刚石。n为样品数代号，其单位为个

刘观亮等（ 1994）在宜昌地质矿产研究所同位素实验室采用真空氧化方法对我国华北克拉通辽宁复县、山东蒙阴金伯利岩区和扬子克拉通的贵州镇远钾镁煌斑岩区以及丁桃金刚石砂矿区共230颗金刚石进行系统的碳同位素组成测定结果显示，我国金刚石的δ13C值的分布范围为-2606‰～+152‰，差值为2754‰。绝大部分δ13C值集中分布于-9‰～-2‰之间，主峰位置在-5‰～-4‰，形成重碳同位素一侧较陡直，过主峰后向轻碳同位素一侧逐渐降低的分布格局（图720）。其中，辽宁复县的金刚石δ13C值为-1471‰～-027‰，多数集中在-9‰～-2‰，主峰值位于-5‰～-4‰；山东蒙阴的金刚石δ13C值为-1175‰～-281‰，多数集中在-9‰～-3‰，主峰值位于-5‰～-6‰，与复县金刚石碳同位素组成相比，辽宁钻石的碳同位素向轻碳一侧漂移了约1‰；贵州镇远金刚石矿区δ13C值变化范围为–2215‰～–253‰，在–11‰～–5‰之间稍有集中的趋势，主峰值大约为–10‰，向轻碳同位素一侧漂移了很多，显示其碳同位素组成与复县、蒙阴金伯利岩中的金刚石有明显不同；湖南沅水流域的丁桃金刚石砂矿区（丁家港、桃源矿区）其碳同位素组成呈现出很宽的分布频带，δ13C值变化范围为–2606‰～+152‰，其中δ13C值-2606‰，是我国已经测得的最富轻碳的同位素数据，而+152‰又是含重碳同位素最高的金刚石的数据。

张宏福等（ 2009）在英国伦敦大学皇家Hollyway学院采用英国Macro Mass公司生产的多元素质谱分析仪（Fisons Carlo Erba NA1500）对山东蒙阴和辽宁复县14颗含固态矿物包裹体的金刚石和49颗无包裹体的金刚石碳同位素进行的测试结果显示，我国上述地区及类型的金刚石碳同位素组成存在一定的差异，例如含固态矿物包裹体的金刚石相对于无包裹体的金刚石具有较窄的碳同位素区间，但却相对富集12C （δ13C<-25‰）。就不同产地而言，无论金刚石含包裹体与否，山东蒙阴金刚石的碳同位素变化范围相对较宽（含包裹体：-637‰～-250‰；不含包裹体：-572‰～-042‰），而辽宁复县金刚石的碳同位素组成范围则较窄（含包裹体：-503‰～-305‰；不含包裹体：-495‰～-137‰），其中前者有约30%不含包裹体的金刚石具有较富的13C同位素组成（>-1‰）。张宏福同时指出，橄榄岩型钻石的碳同位素变化一般较轻微，但榴辉岩型钻石碳同位素的变化则较为明显，研究结果和世界其他地区的结果相近似，反应了榴辉岩型钻石形成过程中碳同位素分馏较为明显或者钻石的碳同位素的来源较为复杂（张宏福等，2009；张舟和张宏福，2011）。

世界上最早发现金刚石的国家是四大文明古国之一的印度。世界上最大的钻石是1905年1月21日在南非比勒陀利亚城发现的库里南钻石,呈淡天蓝色,重量3106克拉,Morgan的名字。

世界上最大的钻石——“千年星”（图）

这张18日得到的照片显示的是德比尔斯公司的“千年星”钻石。这颗钻石重203克拉，是世界上最大的钻石之一。“千年星”钻石将和其他一些名贵的钻石一起于6月底在美国首都华盛顿向世人展示。

碧玺，宝石级电气石的俗称，英文名称为Tourmaline，是从古僧伽罗语“Turmali”一词衍生而来的，意为“混合宝石”。在我国的一些历史文献中称为“砒硒”、“碧玺”、“碧霞希”、“碎邪金”等。

碧玺的来历，有一段有趣故事：传说1703年，一个温暖的夏天，在荷兰的阿姆斯特丹，有几个小孩在玩荷兰航海者带回的石头。突然，一个小孩发现这些石头将近处的灰尘和草屑纷纷吸了过去。小孩十分惊奇，便叫他们的父母来看，果然发现这种石头能吸引或排斥轻物体，如灰尘和草屑等。因此，荷兰人把它叫做“吸灰石”。直到1768年，瑞典著名科学家林内斯发现了电气石后，人们才逐渐接受并采纳了现在的名称-碧玺。

碧玺是我国珠宝行业惯用的名称，在矿物学中属于电气石族。化学分子式为XR3Al6B3Si6O27(OH)4，其中X为Na、K、Ca，R为各种金属离子，R的种类和含量直接影响碧玺的颜色。属三方晶系。晶体呈复三方柱状。颜色多种多样，有无色、玫瑰红色、粉红色、红色、蓝色、绿色、**、褐色和黑色等，其中以蔚蓝色和鲜玫瑰红色为上品。玻璃光泽，透明至半透明，折光率一般为1624-1644，双折射率0018-0040，色散0017。具极强的多色性。硬度7-75，密度306-326克/立方厘米。无解理，贝壳状断口。碧玺还具有压电性和热电性，这也是电气石名称的由来。

碧玺与相似宝石的区别。与红色碧玺相似的宝石有红宝石、红色尖晶石、锂辉石、淡红色黄玉、红色绿柱石、淡紫色水晶等。与绿色碧玺相似的宝石有透辉石、祖母绿、绿色绿柱石。与蓝色电气石相似的宝石有蓝色尖晶石。碧玺与其区别是：碧玺的棱角处有明显双影，气液包裹体和裂隙较多，二色性强，透明度好，其密度和折光率均有较大差异，双折射率大。

碧玺的评价与选购。碧玺以颜色、透明度、内部缺陷多少和重量作为评价与选购的依据。选购时注意：碧玺的透明度要好，表面具有玻璃光泽，同一晶体颜色不均匀，内部缺陷（包裹体和裂隙）要少。碧玺具有脆性，佩带时应注意避免撞击。

碧玺颜色鲜艳、美丽、多变，透明度高，自古以来深受人们喜爱。目前它是仅次于祖母绿、变石的中档宝石之一。据记载，清朝慈禧太后的殉葬品中，有一朵用碧玺雕琢而成的莲花，重量为368钱，当时的价值为75万两白银。人们把碧玺定为“十月诞生石”，象征安乐与和平。

具有宝石级价值的碧玺多产在强烈钠长石化和锂云母化的微斜长石钠长石伟晶岩的核部。世界上50-70％的彩色碧玺，来自巴西米那斯吉拉斯州的伟晶岩中。还有美国、俄罗斯、斯里兰卡、缅甸等国也有产出。我国新疆的阿勒泰所产的碧玺，晶莹剔透，颜色多样，并有内红外绿的“西瓜皮”珍品。

钻石，又称金刚钻，矿物名称为金刚石。英文为Diamond，源于古希腊语Adamant，意思是坚硬不可侵犯的物质。

钻石的化学成分是碳，这在宝石中是唯一由单一元素组成的。属等轴晶系。晶体形态多呈八面体、菱形十二面体、四面体及它们的聚形。纯净的钻石无色透明，由于微量元素的混入而呈现不同颜色。强金刚光泽。折光率2417，色散中等，为0044。均质体。热导率为035卡/厘米·秒·度。用热导仪测试，反应最为灵敏。硬度为10，是目前已知最硬的矿物，绝对硬度是石英的1000倍，刚玉的150倍，怕重击，重击后会顺其解理破碎。一组解理完全。密度352克/立方厘米。钻石具有发光性，日光照射后 ，夜晚能发出淡青色磷光。X射线照射，发出天蓝色荧光。钻石的化学性质很稳定，在常温下不容易溶于酸和碱，酸碱不会对其产生作用。

钻石与相似宝石、合成钻石的区别。宝石市场上常见的代用品或赝品有无色宝石、无色尖晶石、立方氧化锆、钛酸锶、钇铝榴石、钇镓榴石、人造金红石。合成钻石于1955年首先由日本研制成功，但未批量生产。因为合成钻石要比天然钻石费用高，所以市场上合成钻石很少见。钻石以其特有的硬度、密度、色散、折光率可以与其相似的宝石区别。如：仿钻立方氧化锆多无色，色散强（0060）、光泽强、密度大，为58克/立方厘米，手掂重感明显。钇铝榴石色散柔和，肉眼很难将它与钻石区别开。所以，选购时要牢记钻石的鉴定特征，以免造成不必要的损失。

莫桑钻：和钻石极为相似，是最新的钻石模仿品--合成碳化硅。是美国C3公司投资4500万美元开发、研究，1998年6月推出的世界专利产品。其化学成分为SiC，近于无色，折光率256-269，色散0104，双折射率0043，硬度925，密度322克/立方厘米。检测方法：热导仪区分不开钻石和莫桑钻，必须用美国C3公司590型无色碳化硅/钻石检测仪鉴别。用二碘甲烷（密度332克/立方厘米）液测，莫桑石上浮，钻石下沉。还可以用放大镜观察包裹体和火烧法进行辅助鉴定。

克拉与钻石大小之相约对照

钻石的评价与选购，应从以下四个方面考虑：

（1）颜色：以无色为最好，色调越深，质量越差。具有彩色的钻石，如：红、粉红、绿、蓝色等，又属于钻石中的珍品，价格昂贵。

（2）瑕疵：应在十倍显微镜下仔细观察钻石洁净程度，瑕疵越多，所在位置越明显，则质量越差，价格也相应地要降低。

（3）重量：钻石的价格与重量的平方成正比，重量越大，价值越高。

（4）切工：应按标准比例切磨而成标准圆钻型。比例不合适，钻石会不出“火“，则价格下降。如果表面有琢磨的细纹和人工损伤，其价格也会下降。

钻石居世界五大珍贵高档宝石之首，素有“宝石之王”、“无价之宝”的美誉。国际宝石界定钻石为“四月诞生石”。世界上最早发现金刚石的国家是四大文明古国之一的印度。世界上最大的钻石是1905年1月21日在南非比勒陀利亚城发现的库里南钻石，呈淡天蓝色，重量3106克拉，近似一个男人的拳头。被琢磨成大小不等的105粒钻石，其中最大的一粒“非洲之星”重5302克拉，镶在英王爱德华七世的权杖上。我国最著名的一颗大钻石叫“常林钻石”，重量15878克拉，1977年12月21日，山东省临沭县岌山镇常林村的一位女社员魏振芳，在耕地时发现的。

宝石级金刚石多富集于砂矿或金伯利岩和钾镁煌斑岩岩筒中。世界上最著名的钻石产地有澳大利亚、南非、扎伊尔、博茨瓦纳、俄罗斯等国。中国的辽宁、山东、湖南等省均有产出。

红宝石的英文名称为Ruby，源于拉丁文 Ruber，意思是红色。红宝石的矿物名称为刚玉。

红宝石的化学成分为三氧化二铝（Al2O3），因含微量元素铬（Cr3+ ）而成红至粉红色。属三方晶系。晶体形态常呈桶状、短柱状、板状等。集合体多为粒状或致密块状。透明至半透明，玻璃光泽。折光率176-177，双折射率0008-0010。二色性明显，非均质体。有时具有特殊的光学效应-星光效应，在光线的照射下会反射出迷人的六射星光，俗称“六道线”。硬度为9，密度395-410克/立方厘米 。无解理，裂理发育。红宝石在长、短波紫外线照射下发红色及暗红色荧光。

红宝石与相应红色宝石的区别。与红宝石相似的天然红色宝石有红色尖晶石、红色碧玺、红色绿柱石、镁铝榴石、浅红色黄玉。相似的人造宝石有合成红宝石和红色玻璃。其特点如下：红色尖晶石颜色均匀，呈大红、正红色，晶形为八面形，均质体，偏光器下黑暗。红色碧玺呈粉红色，长柱状晶形，硬度、密度、折光率均低于红宝石。红色绿柱石呈红色，六方柱状晶形，非均质体，硬度、密度均低于红宝石。合成红宝石红色均匀，内部缺陷少，无暇，包体少，紫外线下荧光较天然红宝石强。

红宝石的评价与选购。红宝石的首要评价与选购因素是颜色，其次是重量、透明度和净度。一般来说，颜色纯正，颗粒大，透明，无或极少包裹体与瑕疵，加工精细，各部分比例匀称的刻面红宝石为上等品。缅甸红宝石，多呈鸽血红，色匀，透明度大，粒大，极少瑕疵与裂纹。斯里兰卡红宝石，色浅，主要品种是星光红宝石。泰国尖竹纹红宝石，深红色，颜色不太鲜艳，比较洁净。红宝石具有脆性，怕敲击、摔打，佩带时应该注意。

蓝宝石的英文名称为Sapphire，源于拉丁文Spphins，意思是蓝色。蓝宝石的矿物名称为刚玉，属刚玉族矿物。目前宝石界将红宝石之外，其余各色宝石级刚玉统称为蓝宝石。

蓝宝石的化学成分为三氧化二铝（Al2O3），因含微量元素钛（Ti4+）或铁（Fe2+）而呈蓝色。属三方晶系。晶体形态常呈筒状、短柱状、板状等，几何体多为粒状或致密块状。透明至半透明，玻璃光泽。折光率176-177，双折射率0008，二色性强。非均质体。有时具有特殊的光学效应-星光效应。硬度为9，密度395-41克/立方厘米。无解理，裂理发育。在一定的条件下，可以产生美丽的六射星光，被称为“星光蓝宝石”。

蓝宝石可以分为蓝色蓝宝石和艳色（非蓝色）蓝宝石。颜色以印度产“矢车菊蓝”为最佳。据说蓝宝石能保护国王和君主免受伤害，有“帝王石”之称。国际宝石界把蓝宝石定为“九月诞生石”，象征慈爱、忠诚和坚贞。蓝宝石是世界五大珍贵高档宝石之一。

蓝宝石与相似蓝色宝石、合成蓝色宝石的区别。与其相似的蓝色宝石有蓝色尖晶石、蓝色碧玺、蓝锆石、蓝锥矿、蓝晶石、堇青石等。与其相似的合成宝石有合成蓝宝石、合成尖晶石、含钴蓝玻璃。蓝色尖晶石：颜色均一，微带灰色，晶体呈八面体，均质体，无二色性。蓝色碧玺：颜色为带绿蓝色，晶体为复三方柱状，硬度、密度、折光率都较蓝宝石低，二色性极明显，双折射率大。蓝锆石：经加热处理的锆石，颜色鲜艳，色散强，双折射率高。合成蓝宝石：颜色均一，洁净，包裹体稀少，有圆气泡，均质体。

蓝宝石的评价与选购。蓝宝石的评价与选购因素是颜色、重量、透明度和净度。蓝宝石的最大特点是颜色不均匀，聚片双晶不发育，二色性强。缅甸地区产的蓝宝石，呈鲜艳的蓝色（含钛致色），因含包裹体，可产生六射或十二射星光。印度克什米尔蓝宝石，呈矢车菊蓝色，是微带紫的靛蓝色，颜色鲜艳，属优质蓝宝石。斯里兰卡、泰国、中国、澳大利亚产的蓝宝石也各具特色。蓝宝石具有脆性，佩带时应避免摔打、磕碰。

锆石，亦称“锆英石”，日本称之为“风信子石”，英文名称为Zircon。其来源一说可能是在阿拉伯文“Zarkun“的基础上演变而来的，原意是“辰砂及银朱”；另一说认为是来源于古波斯语“Zargun”，意即“金**”。第一次正式使用“Zircon”是在1783年，用来形容来自斯里兰卡的绿色锆石晶体。

锆石的主要成分是硅酸锆，化学分子式为Zr[SiO4]，除主要含锆外，还常含铪、稀土元素、铌、钽、钍等。锆石按成因分为高型锆石和低型锆石。宝石学中依据锆石中放射性元素影响折光率、硬度、密度的程度将它分为“高型”、“中间型”、“低型”三种。锆石属四方晶系。晶体形态呈四方柱和四方双锥组成的短柱状晶形，集合体呈粒状。质纯者无色，含杂质者颜色为红、黄、蓝、紫、褐色等，最佳的颜色是无色透明的红色和蓝色。具金刚光泽，透明至半透明，条痕白色。折光率“高型”1925-1984，“低型”1780-1815。双折射率“高型”0059，“低型”0005。“高型”色散较强，为004。硬度“高型”7-75，“低型”6。密度“高型”46-48克/立方厘米，“低型“39-41克/立方厘米。具较强的脆性。紫外线照射下，“高型”锆石呈红色荧光。

按颜色可将高型锆石进一步划分为：无色、蓝色、红色、棕色、**、绿色锆石等。由于锆石的光泽强，色散度高，硬度较大，常用于制作钻石的代用品。已成为中低档宝石的佼佼者。

锆石与相似宝石的区别。锆石易与钻石、榍石、人造金红石相混。它们的区别是：钻石是均质体，在偏光镜中黑暗，硬度大；榍石、人造金红石的双折射率、色散度均比锆石高，往往出现“火彩”。

锆石的评价与选购。主要依据因素是颜色、净度、切磨的款式和重量。锆石的最为流行的颜色为无色和蓝色，以蓝色者价值较高。无色锆石：是宝石级锆石的最优质品种，因其色散度高，透明无色，常用做钻石的代用品。蓝色锆石：是锆石的优质品种，价值最高，以鲜艳的蓝色，透明无暇和高的色散倍受人喜爱。锆石性脆，硬度比钻石低的多，当做饰品佩带时必须小心。

在西方人看来，佩带红锆石可以起到催眠作用，可以驱走瘟疫，战胜邪恶。现今有些国家把锆石和绿松石一起作为“十二月诞生石”，象征成功和必胜。高型锆石是岩浆早期结晶的矿物，不含或少含放射性元素，对人体无害。世界上最著名的蓝色锆石，重208克拉，现珍藏于美国纽约自然历史博物馆。

宝石级锆石多产于变质岩、玄武岩中。世界上宝石级锆石主要产于斯里兰卡、缅甸、柬埔寨、澳大利亚等国。我国的华南、华北、华东也有产出。

祖母绿的英文名称为Emerald，起源于古波斯语，后演化成拉丁语Smaragdus，大约在公元16世纪左右，成为今天英文名称。祖母绿又叫“吕宋绿”、“绿宝石”。古希腊人称祖母绿是“发光”的“宝石”。

祖母绿是一种含铍铝的硅酸盐，其分子式为Be3Al2[Si6O18]，属于绿柱石家族中最“高贵”的一员。属六方晶系。晶体单形为六方柱、六方双锥，多呈长方柱状。集合体呈粒状、块状等。翠绿色，玻璃光泽，透明至半透明。折光率1564-1602，双折射率0005-0009，多色性不明显。非均质体。硬度75，密度263-290 克/立方厘米。解理不完全，贝壳状断口。具脆性。X射线照射下，祖母绿发很弱的纯红色荧光。

祖母绿与相似的天然绿色宝石、合成祖母绿、赝品的区别。与其相似的天然绿色宝石有萤石、绿碧玺、磷灰石、翡翠、绿色蓝宝石、含铬钒钙铝榴石；人造祖母绿及仿制品有合成祖母绿、绿柱石三层石、箔衬祖母绿、注油祖母绿等。其区别如下：萤石，微带蓝的绿色，均质体，硬度小，为4，密度318 克/立方厘米，大于祖母绿，荧光浅蓝色。绿碧玺，深蓝色绿碧玺处理后改为纯正的绿色，二色性明显，双折射率高，为018，密度大。磷灰石，微带蓝的浅绿磷灰石，有蓝的色调，硬度较小，为5，折光率较大，为1632-1667，紫外线下发磷光。翡翠，优质半透明翠绿色翡翠较似祖母绿，但翡翠具有纤维交织结构，有较细的纤维，祖母绿无此结构。含铬钒钙铝榴石，翠绿色，均质体，强的亚金刚光泽。合成祖母绿，助熔剂生长法和水热法合成，颜色浓艳，紫外线下有较强的红色荧光，滤色镜下呈鲜明的红色。还有绿柱石三层石、箔衬祖母绿、注油祖母绿等经仔细观察和鉴定均可与祖母绿相区别。

祖母绿的评价与选购。祖母绿的评价与选购的依据是颜色、透明度、净度和重量。天然祖母绿主要有哥伦比亚祖母绿、乌拉尔祖母绿、巴西祖母绿和津巴布韦祖母绿等。颜色多呈透明、鲜艳的翠绿色、淡黄绿色等。外貌柔绒状，包裹体常见。在偏光器中明亮，转动360度时有四次明暗变化，为非均质体。二色镜下多色性不明显。滤色镜下呈粉红色。祖母绿较脆，怕高温，遇火会褪色，在高温下容易炸裂，佩带和保存时要十分注意。

猫眼石(Cat’s eye)，即“猫儿眼”、“猫睛”、“猫精”。猫眼石又称东方猫眼，是珠宝中稀有而名贵的品种。由于猫眼石表现出的光现象与猫的眼睛一样，灵活明亮，能够随着光线的强弱而变化，因此而得名。这种光学效应，称为“猫眼效应”。

具有猫眼效应的宝石很多。宝石学界把具有猫眼效应的金绿宝石称之为猫眼石，一般所说的猫眼石指的是金绿猫眼宝石，而其它具有猫眼效应的宝石，必须在“猫眼”二字之前加上宝石的名称，如海蓝宝石猫眼、电气石猫眼等。

猫眼石在矿物学中是金绿宝石（Chrysoberyl）中的一种，属尖晶石族矿物。金绿宝石是含铍铝氧化物，化学分子式为 BeAl2O4。属斜方晶系。晶体形态常呈短柱状或板状。猫眼石有各种各样的颜色，如蜜黄、褐黄、酒黄、棕黄、黄绿、黄褐、灰绿色等，其中以蜜**最为名贵。透明至半透明。玻璃至油脂光泽。折光率1746-1755，双折射率0008-0010 。二色性明显，色散0015，非均质体。硬度85，密度371-375 克/立方厘米。贝壳状断口。

猫眼石与其它相似宝石猫眼、人造猫眼的区别。自然界能产生猫眼效应的宝石还有碧玺、绿柱石、磷灰石、石英蓝晶石等，但是都不如金绿猫眼珍贵。碧玺猫眼：硬度较小，为7-75，密度306克/立方厘米， 折光率1624-1644。石英猫眼：硬度低，65左右，密度小，为278克/立方厘米，折光率小，为144。人造猫眼：由人工玻璃纤维造成的猫眼石，有褐**、蓝色和红色。但是人造猫眼石在弧形顶端同时出现2-3条亮带，天然猫眼石仅出现一条亮带。用放大镜观察可看见人造猫眼石有六边形蜂窝状结构，硬度低，为5左右，密度小，为246克/立方厘米，折光率144。

猫眼石的评价与选购。猫眼石的评价是从颜色、眼线的位置、宝石的形状、重量等因素考虑。优质的猫眼宝石，猫眼线要细而窄，界限清晰；眼要张闭灵活，显活光；猫眼颜色要与背景形成鲜明对比；并且猫眼线要位于弧面中央。选购时要根据鉴定特征把猫眼石与其它宝石猫眼、人造猫眼区别开，买到货真价实的猫眼石。

在东南亚一带，猫眼石常被认为是好运气的象征，人们相信它会保护主人健康长寿，免于贫困。猫眼石常被人们称为“高贵的宝石”。它和变石一起属于世界五大珍贵高档宝石之一。英国的宝石收藏家霍普珍藏着一块著名的猫眼石，这块宝石被雕成象征祭坛的形状，顶上有一火把，整个宝石呈球形，直径约为1-15英寸。猫眼石主要产于气成热液型矿床和伟晶岩岩脉中。世界上最著名的猫眼石产地为斯里兰卡西南部的特拉纳布拉和高尔等地，巴西和俄罗斯等国也发现有猫眼石，但是非常稀少。

钻石在天然矿物中的硬度最高，其脆性也相当高，用力碰撞就会碎裂。

钻石其实是一种密度相当高的碳结晶体。

钻石的化学成分是碳，这在宝石中是唯一由单一元素组成的，属等轴晶系。

常含有005%-02%的杂质元素，其中最重要的是N和B，他们的存在关系到钻石的类型和性质。晶体形态多呈八面体、菱形十二面体、四面体及它们的聚形。

钻石的产地分布：

世界各地均有钻石产出，已有30多个国家拥有钻石资源，年产量一亿克拉左右。产量前五位的国家是澳大利亚、扎伊尔、博茨瓦纳、俄罗斯、南非。

这五个国家的钻石产量占全世界钻石产量的90%左右。其它产钻石的国家有刚果（金）、巴西、圭亚那、委内瑞拉、安哥拉、中非、加纳、几内亚、象牙海岸、利比利亚、纳米比亚、塞拉利昂、坦桑尼亚、津巴布韦、印度尼西亚、印度、中国、加拿大等。

世界主要的钻石切磨中心有：比利时安特卫普，以色列特拉维夫，美国纽约，印度孟买，泰国曼谷。安特卫普有＂世界钻石之都＂的美誉，全世界钻石交易有一半左右在这里完成，“安特卫普切工”便是完美切工的代名词。

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晶体机基本原理

晶体以其内部原子、离子、分子在空间作三维周期性的规则排列为其最基本的结构特征。展开分析晶体的特征非常晦涩，如果没有系统的学习物理化学知识比较难以理解，但是对于大多数宝迷来说，只要学会与宝石鉴定相关的基础知识则足够。



晶体结构的透射电镜

通俗的说，晶体内部的结构是有规律的，而非晶体则没有这种内部排列的规律。举例说明：

非金属的碳原子通过共价键可以形成金刚石晶体，即钻石晶体。



钻石内部碳原子结构

钻石的成分是碳12原子，其结构特征是每个碳原子都有四个共价键（四个共用电子对），C原子间等间距排列，C-C键长为0154nm，原子间结构牢固，组成具有四个角相等的正四面体，形成一个钻石晶胞。同时，四个角又是其它四面体晶胞的一部分。由四面体组成的钻石，常见有立方体、八面体、菱形十二面体晶体。

由此可见，宝石晶体内部原子结构一定程度上决定了其外部晶体形状，同一元素，内部结构不同，晶体外在表现形状也不同。比如在石墨中碳原子先通过共价键形成层型分子，然后通过范德华力结合成晶体。



石墨内部碳原子结构

二、晶体形状的种类

结晶质矿物由单个或多个晶体组成。多晶矿物由多个小型晶体组成，需要借助显微镜才能看清楚的晶体构成的矿物称为隐晶矿。

结晶质矿物由若干称为晶面的平坦表面围成，这些晶面的方位确定了晶体的总体形状，称之为”习性“。具有自身习性的晶体呈现为特定的形状，而没有明确习性的晶体则形成块状。

1、金字塔形宝石晶体



IIA型钻石

2、针状晶体



针状金红石发金

3、棱柱形晶体



海蓝宝石棱柱晶体

4、块状晶体



青金石块状晶体

5、树枝状晶体



自然铜树枝状晶体

上面介绍了五种主要的晶体形状，不同元素可能结晶成相同形状，相同元素也可能结晶成不同形状，

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？