巴西金刚石钻石的宝石矿物学特征

8621 巴西金刚石/钻石的晶体形貌和颜色特征

巴西各矿区的金刚石/钻石具有相似的晶体形态、表面形貌和颜色特征。金刚石/钻石的晶体形态以十二面体为主，其次为不规则形状、聚形和八面体晶形，还有少量的三角薄片双晶（图838、图839），大多数金刚石/钻石表面显示溶蚀特征、塑性变形纹理及与搬运相关的表面磨损；金刚石/钻石的颜色以无色为主，其次为灰色、棕色、**、粉色、乳白色及不均一的颜色（Kaminsky et al，2001b；Hayman et al，2003，2005；Tappert et al，2006；Bulanova et al，2008a；Hunt et al，2009）。

虽然巴西各矿区的钻石都以菱形十二面体为主，具有相似的晶体形态，但不同来源钻石的形态组合则有差异。例如Arenapolis、Boa Vista和Canastra三个砂矿的钻石具有相似的与生长和溶蚀过程相关的晶体形态。三个矿区钻石的晶体形态均以菱形十二面体为主，其次为比例相当的八面体和菱形十二面体聚形、八面体、不规则形状晶形（Tappert et al，2006）。Juina地区Rio Soriso砂矿钻石晶形也以菱形十二面体为主（42%），其次为菱形十二面体与八面体的聚形（13%），八面体（4%）（图838），但出现一些不常见的立方体和立方-八面体钻石（Hayman et al，2005）。而Carolina金伯利岩筒钻石的形貌以滚圆（32%）和不规则（26%）的菱形十二面体为主，其次为不规则、不可辨别的晶形（26%），其余的为八面体（12%）和三角薄片双晶（4%）。

图838 Rio Soriso矿区原石（A）十二面体（B）八面体 - 十二面体组合（C）聚形（D）八面体双晶

（据 Hayman et al，2003）

Figure 838 Rough diamonds from Rio Soriso mine A） dodecahedron B） combination form of octahedron and dodecahedron C） combination form D） macle

（Hayman et al，2003）

图839 Collier 4岩管金刚石的形貌

Figure 839 Diamond morphology of No4 pipe，Collier

J1：碎片，熔蚀与蚀刻白色八面体；J2：白色八面体/双晶/共生一边破碎；J9：淡棕色熔蚀破碎的八面体；J10：白色熔蚀八面体、十二面体

（据 Bulanova et al，2010）

J1: fragment，resorped and etched white octahedral crystal; J2: white octahedral crystal intergrows with macle，one side broken; J9: light brown，resorped and broken octahedral crystal; J10: white resorped octahedral crystal and dodecahedral crystal

（Bulanova et al，2010）

图840 Rio Soriso 矿区原石具有不同的荧光颜色：（A） 蓝色，（B）绿松石色，（C）绿色，（D） 棕色

（据 Hayman et al，2003）

Figure 840 Rough diamonds with different fluorescence colors from Rio Soriso mine: A）blue，B）turquoise，C）gREE，D）brown

（Hayman et al，2003）

图841 Rio Soriso矿区原石CL图像 （A）多阶段的八面体生长和溶蚀；（B）复杂的生长模式

（据 Hayman et al，2003）

Figure 841 CL images of rough diamonds from Rio Soriso mine，（A） multi-stage octahedron growth and resorption; （B） complicated growth pattern

（Hayman et al，2003）

Juina地区金刚石（包括起源地Sao Luiz河）表面具有大量塑性变形滑移线和蚀刻通道，常缺少机械相关的磨损痕迹（（Kaminsky et al，2001b；Hayman et al，2003）。而其他地区金刚石表面具有丰富的晶面蚀像，如盾形的薄层、三角坑（座）、阶梯状生长结构、生长丘、塑性变形滑移线及不同比例与搬运相关的表面磨损（Hunt et al，2009；Bulanova et al，2008a；Tappert et al，2006）。

大部分矿区金刚石/钻石表面存在色斑，如Boa Vista砂矿矿区约75%的金刚石/钻石具有绿色和褐色色斑，以绿色色斑为主。Arenapolis和Canastra砂矿近40%或更少的金刚石/钻石拥有比例相当的绿色、褐色色斑（Tappert et al，2006）。Machado River砂矿的金刚石/钻石表面也常见绿色和棕色色斑 （Bulanova et al，2008a）。只有Juina地区Rio Soriso矿区等少量矿区金刚石/钻石表面不存在色斑（Hayman et al，2003）。

8622 巴西金刚石/钻石的内部结构特征

Arenapolis、Boa Vista和Canastra砂矿金刚石阴极发光（CL）生长结构多样，简单环带、振荡环带、扇形和复杂分区环带结构均可见。Boa Vista矿区未溶蚀的八面体金刚石/钻石一般具有低氮的外层（Tappert et al，2006）。Rondônia州Machado河砂矿橄榄岩型的金刚石/钻石具有明亮的蓝色光致发光及八面体分带的阴极发光图像，但其超深榴辉岩型金刚石/钻石则不具有或呈非常弱的光致发光和阴极发光图像（Bulanova et al，2008a）。

Juina地区金刚石/钻石的内部结构与岩石圈来源的金刚石/钻石有极大不同，以复杂的内部生长结构、塑性变形、内应力、破碎和溶蚀为特征（Hayman et al，2005；Hutchison，1997；Kaminsky et al，2001b；Bulanova et al，2010）。Juina地区Rio Soriso砂矿大部分金刚石/钻石表现为同中心、复杂形状、扇形分带的内部结构，许多金刚石出现阶段性的溶蚀、生长及塑性变形（Hayman et al，2005）。Juina地区Collier 4岩筒只有少数金刚石/钻石呈现规则的八面体环带结构，大部分具有充填破碎和溶蚀的后代金刚石/钻石的裂缝，或者表现为非常复杂的生长模式（图839），表明金刚石/钻石具有复杂的生长历史，起源于交替生长和强烈溶蚀的环境，受到类似剪切地幔捕虏体的脆性和塑性变形（Bulanova等 et al，2010）。

8623 巴西金刚石/钻石的包裹体特征

巴西大部分矿区的金刚石/钻石具有与世界其他地区相似的矿物包裹体组合，以橄榄岩型（P型）为主，包括橄榄石、镁铬铁矿、石榴子石、斜方辉石、顽火辉石等（Meyer ＆ Svisero，1975；Tappert et al，2006）。其中橄榄石和斜方辉石包裹体具有高Mg和低Ca特征，指示金刚石/钻石强到中等亏损橄榄岩型的地幔来源；榴辉岩型（E型）包裹体丰度低，表明在巴西主要部分的岩石圈地幔，缺少玄武岩组成的金刚石/钻石源岩（Tappert et al，2006）。只有Juina地区砂矿金刚石/钻石具有独特的以超高压相为主的包裹体组合，包括铁方镁石、钙钛矿、四面体的铁铝-镁铝榴石混合物相（TAPP）、超硅石榴石、含锰钛铁矿、Cr-Ti尖晶石、自然Fe、自然Ni、榍石等，其中铁方镁石的质量分数最丰富（Hayman et al，2005；Kaminsky et al，2001b；Kaminsky et al，2008；Hutchison et al，1999; Harte et al，1994）。铁方镁石+MgSi-钙钛矿+CaSi-钙钛矿+SiO2±TAPP矿物的共生组合，与实验研究中高压下橄榄岩型组成预测一致（Kesson et al，1991）。这些罕见包裹体系列揭示了金刚石/钻石的过渡地带和下地幔来源，起源深度可能超过1700 km（Hayman et al，2005；Kaminsky et al，2001b；Harte et al，1994）。金刚石也存在E型包裹体，包括水铝硅酸盐（“Egg相”）（Wirth et al，2007）、碳酸盐（方解石和白云石）（Brenker et al，2007；Wirth et al，2009）、硅酸盐（硅灰石-Ⅱ、枪晶石、钙镁橄榄石、金云母）、卤化物（NaCl、KCl、CaCl2和PbCl2）、氧化物（钛铁矿和尖晶石）以及硫化物（Wirth et al，2009）等，表明金刚石可能是地壳物质俯冲到了一个深度较低的过渡地带和下地幔形成的（Wirth et al，2007；Brenker et al，2007；Wirth et al，2009），见表89。

世界范围内，仅巴西西部的Juina地区（Kaminsky et al，2001b；Harte ＆ Harris，1994）、加拿大的A154 South岩管（Donnelly et al，2007）、Panda（Tappert et al，2005a，2005b）以及几内亚的Kankan（Stachel et al，2000b）地区的金刚石/钻石含有铁方镁石包裹体。仅Jagersfontein、Juina、Kankan三个产地金刚石/钻石中含有相当比例的超硅石榴子石包裹体（Stachel et al，2004a，2004b）。四面体的铁铝-镁铝榴石混合物（TAPP）包裹体极其低Ca、Cr、高Ti成分，属于异常的地幔石榴子石，只在Juina地区Sao Luiz、Rio Soriso、Collier 4矿区金刚石/钻石中发现（Harris et al，1997；Hayman et al，2005；Kaminsky et al，2001b；Bulanova et al，2010）。磁铁矿是金刚石/钻石中的稀有包裹体，仅在Juina地区（Hutchison，1997）、委内瑞拉的Guaniamo地区（Sobolev et al，1998），美国的Sloan地区（Meyer ＆ McCallum，1986）和西伯利亚一些矿区（Sobolev et al，1981，1984）的金刚石/钻石中发现。自然铁也是金刚石的稀有包裹体，仅在Juina地区砂矿金刚石/钻石（Hayman et al，2005；Kaminsky et al，2008），西伯利亚及澳大利亚Wellington地区的橄榄岩型金刚石/钻石（Sobolev et al，1981；Bulanova et al，1998；Davies et al，1999），及美国Colorado-Wyoming（Meyer ＆ McCallum，1986）金刚石/钻石中报道过。显然，金刚石中含有磁铁矿、自然铁这些稀有包裹体是有重要的产地来源指示意义。

表89 巴西金刚石/钻石的包裹体特征　Table 89 Diamond inclusion features of Brazil

据：Meryer and Svisero，1975；Tappert et al，2006；Shiryaev et al，2003；Bulanova et al，2008a；Harte et al，1999；Kaminsky et al，2001b；Araújoet al，2003；Hayman et al，2005；Kaminsky et al，2008；Brenker et al，2007 ；Wirth et al，2007，2009；Bulanova et al，2010；Kesson ＆ Fitz Gerald，1991 文献整理

8631 巴西金刚石/钻石的微量杂质元素特征

巴西大部分矿区金刚石/钻石的N的质量分数较高、聚合程度中等，地幔寄居温度大多位于1100～1150℃之间（Hunt et al，2009；Bulanova et al，2008a；Kaminsky et al，2001a）。

Minas Gerais州Coromandel地区砂矿金刚石/钻石平均N的质量分数较高，约550μg/g，聚合程度中等，（Khachatryan，2001a）。Rondonia州Carolina金伯利岩管金刚石/钻石整体N含量高，平均N的质量分数约600μg/g，无Ⅱ型金刚石/钻石，N的聚合状态中等，93%的Carolina金刚石/钻石为IaAB型，6%为IaA型，仅05%的金刚石/钻石为IaB型，片晶氮峰多退化，表明在地幔寄居过程中经历一次或者多次短暂的热事件（Hunt et al，2009）。Machado河砂矿按来源分为超深橄榄岩型和榴辉岩型金刚石/钻石，E型金刚石/钻石N的质量分数范围为39～860μg/g，P型金刚石/钻石N的质量分数较高，为200～1500μg/g，具有低、中等和高三组聚合程度，形成于1000～1200℃上地幔岩石圈；但绝大多数超深来源金刚石属于Ⅱ型，形成温度超过1300℃，指示亚岩石圈生长环境（Bulanova et al，2008a），见表810。

表810 巴西各矿区金刚石/钻石N、H杂质含量特征　Table 810 N content and H content of diamonds from different mines of Brazil

据 Kaminsky ＆ Khachatryan，2001a；Kaminsky et al，2001b；Tappert et al，2006；Hunt et al，2009；Bulanova et al，2008a文献整理。

巴西Juina地区金刚石/钻石的N杂质特征则与其他地区明显不同，前者以Ⅱ型为主，具有质量分数低且高度聚合的特征，“小片晶”氮低（Kaminsky ＆ Khachatryan，2001a；Kaminsky et al，2001b），指示金刚石/钻石可能的超深来源，几乎所有金刚石/钻石都含有中等至显著的氢杂质元素（Kaminsky et al，2008；Bulanova et al，2010）。Rio Soriso砂矿金刚石/钻石N和红外活性H具有明显的正相关性（Hayman et al，2005）。假设寄居地幔年龄为3Ga，该区金刚石/钻石形成温度可能超过1240℃（Hayman et al，2003）。

世界范围内，绝大多数金刚石矿区仅含1%的Ⅱ型金刚石，只有少量产地包括加拿大Slave克拉通Ekati和DO-27、Superior省、Buffalo Hills地区，加纳Birim，巴西Juina，几内亚Kankan，南非Premier和Jagersfontein矿区、乌克兰晚第三纪砂矿具有高丰度的Ⅱ型金刚石，因此，Juina地区高Ⅱ型金刚石比例具有产地来源指示意义。

8632 巴西金刚石/钻石的C同位素组成

Arenapolis、Canastra、Boa Vista砂矿P型金刚石中C同位素的比值分布范围为-89‰～-20‰，与世界范围橄榄岩型的组成一致（Tappert et al，2006）。Carolina金伯利岩管金刚石δ13C值-224‰～-37‰，与地幔C同位素比值（接近-55‰）类似的样品比例较高，部分负值较低的样品显示金刚石和榴辉岩来源有关（Hunt et al，2009）。Machado河超深金刚石δ13C为-3‰～-1‰，与碳酸盐的特征相同；P型金刚石具有标准的地幔δ13C值（-4‰～-6‰）；E型金刚石δ13C从重的地幔δ13C值（-3‰）到轻的俯冲型δ13C值（-12‰），直至极轻值（-18‰），暗示可能存在有机质碳源（Bulanova et al，2008a），见图842。

Juina地区金刚石δ13C组成范围为-263‰～-3‰（Kaminsky et al，2001b，2008），主要集中在-5‰，-13‰，-18‰，-25‰附近，轻C同位素比值低至263‰，表明Amazon克拉通西南部的过渡地带受循环碳影响，可能与克拉通西南部边界15～10Ga间源于Rondoniana Santo Ignacio和Sunsas地形的俯冲一致。Juina地区下地幔金刚石碳同位素组成均一，紧密集中在-5‰附近（Kaminsky ＆ Khachatryan，2001a；Hutchison et al，1999），与其他地区下地幔金刚石的典型C同位素比值一致（Deines et al，1991）；过渡地带金刚石δ13C值主要集中在-5‰附近和-11‰～-13‰（Kaminsky ＆ Khachatryan，2001a；Hutchison et al，1999），具有不同的物质来源，贫13C为过渡地带存在地壳循环成分提供了证据（图842）。

图842 巴西部分矿区金刚石/钻石的C同位素组成特征

（ 据 Tappert et al，2006；Kaminsky et al，2001b，2008 文献整理）

Figure 842 Carbon isotope composition of diamonds from several mines in Brazil

（after Tappert et al，2006; Kaminsky et al，2001b，2008）

世界上第一枚钻戒的产生没有资料记载，但是最早的钻石于公元前800年-公元前600年发现于印度。

印度是18世纪以前唯一的主要钻石产地。早期就在这里发现了包括“光明之山”在内的一系列名钻。

1725年，在巴西的米纳斯吉拉斯发现首粒钻石。在19世纪南非发现钻石以前，巴西是世界上最大的钻石生产国。

1867年到1868年（有争议，时间不准确）初首次在南非发现了一颗钻石。原石重2125克拉，切磨后重1073克拉，命名为“伊利加”。

后来，一个牧羊人捡到的8350克拉的钻石原石，掀起了南非的“钻石风暴”，这个钻石切磨后重4769克拉，命名为“南非之星”。

钻戒背后美好的寓意：

1、代表无限的权利

人们用古希腊语adamant作为词源为它取名叫diamond，意思就是坚硬不可侵犯的物质。由于钻石无比坚硬，人们把钻石看成是非凡能力的标志，它坚强无比，既是坚不可摧的，又是攻无不克的。

因此，在几百年前的欧洲，只有群主才能佩戴钻石，以此来象征权势、威严和勇敢，甚至认为佩戴钻石可以战无不胜。

2、纯洁爱情的标志

钻石纯洁透明、经久不变，钻戒像情人炯炯有神的眼睛，深情地注视着你。它是纯洁爱情的标志，表示对爱情的永恒追求和忠贞。

3、代表着兴旺和发达

钻石代表兴旺发达，来源于南非之星。1869年，原重8350克拉的南非之星的发现，奠定了南方财富的基础，在南非掀起了淘钻热潮，并吸引了世界各地的人来到南非寻找财富，对南非的兴旺发达起了重要的推动作用。

4、非凡能力的标志

在地质学中，按相对硬度，将自然界中矿物的硬度分为10级，钻石是硬度为10的标准石，是最硬的，也是硬度为10的唯一的结晶物。钻石的硬度是蓝宝石硬度(9级)的150倍，是水晶硬度(7级)的1000倍。

因此，人们把钻石看成是非凡能力的标志，它坚强无比，既是坚不可摧的，又是攻无不克的。

--钻戒

人民网--关于结婚钻戒背后的美好寓意

石墨与金刚石，石墨就是铅笔芯，很软的，而金刚石却是世界上最硬的元素，其实他们是同一种炭元素，只是因原子结构排列组合不一样，但石墨经过几千度高温上万个大气压也能变成金刚石

钻石（Diamond）

俗名：金刚钻，未经琢磨之原石叫金刚石。金刚石又叫昆吾、铨石、玉宝石、夜光石、夜光璧等，佛家称如意珠。金刚石还有一个俗名叫“夜明珠”化学成分：在空气中性质极其稳定，就是泡在强酸或强碱溶液中煮沸，也不会发生变化。能够燃烧，脆性大和容易打碎，是金刚石的缺点。金刚石成分是纯碳，不过它并不象煤那样容易燃烧。在空气中必须达到850至1000℃的高温才能燃烧，并形成二氧化碳而毫无残渣。金刚石硬度无比。号称世界“硬度之王”，现在还没有任何物质能划伤它，也没有任何灰尘微粒能磨毛它，金刚石的摩氏硬度为10，是石英硬度（石英硬度相当于玻璃）的一千倍，刚玉的一百五十倍；金刚石的折光率高，钻石的磨光表面能大量反射外界光线；金刚石的“色散”也很大。历史：18世纪以前，印度是世界上钻石的唯一产地。巴西钻石发现于1728年；非洲钻石发现于1850年。我国山东钻石的产出，据说仅有二三百年的历史。据《文物》1972年第11期第32页报道，南京象山7号东晋墓葬中，出上镶嵌有金刚石的戒指，这是迄今为止我国出土的最早钻石，按时间看应属天竺的产品。

产地：中国山东、辽宁；印度、巴西。南非安哥拉刚果博茨瓦纳加拿大俄罗斯