世界不同地区金刚石钻石晶形、颜色及表面形貌特征

世界不同地区出产的金刚石/钻石，在晶形、完整性、颜色类型及其比例等统计学特征上有一定的差异，这种差异是商业上进行产地区分经验的来源。

但是根据世界不同国家和金刚石/钻石矿区开采历史资料的对比（见附表2），可以看出世界各国以国家作为比较对象来进行比较是非常困难的（甚至是错误的），同一个国家不同矿区之间也存在明显的差异；但从不同的矿区来看，根据其金刚石/钻石最常见晶形的类型至少可以归纳为如下几类（不考虑历史因素）：

（1）由八面体金刚石/钻石为主的矿区，包括北美克拉通加拿大Slave克拉通的Jericho、Ekati、Diavik矿区；东西伯利亚克拉通俄罗斯雅库特金刚石/钻石成矿省Malo-Botuobia地区，津巴布韦克拉通Murowa和Sese 矿区；中国华北克拉通辽宁瓦房店42号岩管。

（2）菱形十二面体为主的矿区，包括北美克拉通加拿大Superior省Renard矿区；巴西；俄罗斯东欧克拉通（太古宙Kola克拉通）MVLomonosov矿区；东西伯利亚克拉通俄罗斯乌拉尔地区砂矿；西非克拉通几内亚Kankan地区；南澳克拉通/澳大利亚艾伦代尔（Ellendale矿区，中国华北克拉通辽宁50号岩管，山东蒙阴。

（3）八面体和菱形十二面体比例近似的矿区，包括北美克拉通加拿大Superior省Wawa矿区；俄罗斯东欧克拉通（太古宙Kola克拉通）VGrib原生矿，中非克拉通安哥拉的Catoca field ；中国湖南沅水流域金刚石/钻石砂矿。

（4）出现较多异形金刚石/钻石的矿区，包括北美克拉通加拿大Superior省Lynx矿区，Alberta省Buffalo Head Hills矿区；中非克拉通/刚果（扎伊尔）以及Kaapvaal克拉通南非、博茨瓦纳，Pilbara北澳克拉通阿盖尔（Argyle），南澳克拉通Orroroo（Eurelia）原生金伯利岩和Springfield Basin砂矿；新南威尔士Bingara砂矿、Copeton砂矿、Wellington砂矿、Airly Mountain砂矿A组等。另外，还有Kaapvaal克拉通纳米比亚砂矿和西非克拉通坦桑尼亚Mwadui矿没有见到可靠的晶形统计资料。

上述分类还可以按照是否明显出现立方体形金刚石/钻石和不出现立方体金刚石/钻石分两大类。一是明显出现立方体金刚石/钻石的矿区包括：北美克拉通加拿大Slave克拉通的Diavik矿区；北美克拉通加拿大Superior省Wawa矿区，Alberta省Buffalo Head Hills矿区；东西伯利亚克拉通俄罗斯雅库特金刚石/钻石成矿省Udachnaya岩管；中非克拉通安哥拉Catoca field矿区，塞拉利昂的Koidu矿区；Kaapvaal克拉通南非的Venetia矿区；博茨瓦纳Orapa和Jwaneng；津巴布韦克拉通Murowa和Sese；南澳克拉通Eurelia矿区，中国湖南沅水流域的砂矿。二是明确没有出现或者少见立方体及其聚形金刚石/钻石的矿区，只有Kaapvaal克拉通南非普列米尔和北澳克拉通阿盖尔（Argyle）。其余的地区可能是没有发现或者数量较少，因此没有提及。

金刚石/钻石晶形是金刚石/钻石形成过程环境条件的综合反映（ЮЛ奥尔洛夫等，1977；Haggerty，1986；Besk等，1989；黄蕴慧等，1992；池际尚等，1996），具有复杂晶体形态的矿区通常是结晶条件复杂，物理化学条件或者流体供应变化比较大（伊 ПФ等，1989；陆太进等，2011; Kriulina et al，2011），金刚石/钻石在形成后受到过明显的塑性变形或强烈的溶蚀也可能造成金刚石/钻石晶形强烈的变形（例如，Udachnaya岩管和华北克拉通山东蒙阴金刚石/钻石矿区）（Chapman，1996；Lu et al，2001）。而立方体及其聚型最容易出现在高温高压合成金刚石/钻石中，天然金刚石/钻石中出现的比例往往较少，如果某些矿区大量出现这种形态的金刚石/钻石实际上也反映了该矿区金刚石/钻石的形成条件和其他矿区有明显的差异（Kaminsky et al，2009）。

金刚石/钻石表面色斑很多时候是金刚石/钻石周围环境中存在放射性物质形成的（马文运，1989；Harris，1992），多数经历过搬运和再沉积的砂矿金刚石/钻石表面往往存在绿色或者褐色的色斑（杨明星等，2002），但在某些原生矿的金刚石/钻石中也有色斑的存在（De Stefanol et al，2008，2009；Hunt et al，2008），因此，色斑是金刚石/钻石一种具有来源标型性的特征之一。根据不同金刚石/钻石矿区金刚石/钻石表面是否存在色斑可以将金刚石/钻石分为两大类，有色斑的和无色斑的，前者产地通常比较少见。

出现色斑的产地主要包括：北美克拉通加拿大Slave克拉通的Jericho矿区，该地绿色金刚石表面具有暗绿色圆形色斑；北美克拉通加拿大Superior省Renard矿区部分金刚石/钻石也具有绿色色斑；巴西Amazonian克拉通，Sao Francisco克拉通和Rio De La克拉通金刚石/钻石砂矿的金刚石/钻石大多具有色斑，并且绿色和棕色色斑出现的比例接近，例外的只有Juina地区Rio Soriso矿区；乌拉尔地区砂矿金刚石多数具有褐色或绿色的色斑；中非克拉通安哥拉Catoca field矿区的金刚石/钻石带特别的橙斑和黑斑，而津巴布韦克拉通的金刚石/钻石常具有特征的红色色斑；南澳克拉通新南威尔士金刚石/钻石砂矿金刚石/钻石30%有绿色和褐色的斑点，同样这种特征也出现在印尼加里曼丹和中国湖南沅水流域以及山东砂矿来源金刚石/钻石中。砂矿中不出现色斑的是巴西Juina地区Rio Soriso矿区的金刚石/钻石，它们很少见到有绿色和棕色色斑的出现。

宝石作为地质作用的产物，其形成的地质条件非常复杂。根据地质作用的性质和能量来源，可将宝石矿床的成因分为内生成矿作用、外生成矿作用和变质成矿作用。

内生成矿作用　指与岩浆活动和火山喷发有关的一系列成矿作用。主要有岩浆成矿作用（形成的宝石如钻石、镁铝榴石、红宝石、蓝宝石和橄榄石等）、伟晶岩成矿作用（形成的宝石如红宝石、蓝宝石、石榴石、水晶和尖晶石等）、热液成矿作用（形成的宝石如水晶、祖母绿、玛瑙和黄玉等）和火山成矿作用（形成的宝石如黑耀岩等）。

外生成矿作用　指在近地表由于太阳、水、风、空气和有机体作用所形成的成矿作用。其形成的矿床类型主要包括风化壳型、砂矿型和成岩型，风化壳型和砂矿型又称为次生矿床，如欧泊、玉髓、绿松石、孔雀石、钻石、红蓝宝石、翡翠、软玉、绿柱石、石榴石等。

变质成矿作用　指已经形成的矿物群体（岩石或矿床）在地壳内应力作用下（如构造运动引起的温度、压力、岩浆、热液等的作用），使其物质矿物成分、矿物组合、结构和构造发生变化而形成新的矿物、岩石或矿床的成矿作用，如翡翠、石榴石、碧玉、红宝石、蓝宝石、硅化木和月光石等。

从20世纪80年代中期开始，国内外地质学家和矿物学家对产于中国金刚石/钻石中包裹体矿物的地球化学进行过多个视角的研究，取得了相当丰硕的成果：

（1）获得三个主要金刚石/钻石产地金刚石/钻石中大量矿物及熔体等包裹体的种类，这些矿物包裹体包含了国际上所确定橄榄岩型组合（P型）和榴辉岩型组合（E型）；还在同一颗金刚石/钻石中发现P+E型包裹体组合。

在辽宁金刚石/钻石中发现的包裹体矿物包括：橄榄石、石榴子石、顽火辉石、铬尖晶石类矿物、透长石、金刚石/钻石、黄铁矿、石墨、复杂成分包裹体、高铜高氯包裹体、金红石、金云母、镁硅酸盐包裹体、流体包裹体、碳化硅（包括六方的α–SiC和立方的β–SiC）、柯石英、自然铁、自然银包裹体、钾质长石、α–或β–石英包裹体、岩浆熔融包裹体、镍黄铁矿和钾盐包裹体（Irene S Leung，1990；肖序刚等，1990；张安棣等，1991；路凤香等，1991；苗青等，1991；董振信，1991，1992，1994；黄蕴慧等，1992；郑建平，1994；赵磊等，1995；苗青，1996；池际尚等，1996；刘观亮等，1997；Wang Wuyi等，1998a，1998b ，1998c，2000，2001；郑建平，1999；亓利剑等，1999；李兰杰和郭起志，1999；刘惠芳，2002）。

在山东金刚石/钻石中发现的包裹体矿物种类包括石墨、橄榄石、镁铝榴石、镁铝-铁铝榴石、透辉石、绿辉石、铬尖晶石类矿物、金云母、金刚石/钻石、镁钛铁矿、闪锌矿、针镍矿、方解石（针镍矿和方解石都见于橄榄石包裹体内）、石盐、高钾高氯包裹体、高铜高氯包裹体、自然铁、自然银和含银铁-金合金包裹体、岩浆熔融包裹体、富铁石榴子石和绿辉石（张安棣等，1991；黄蕴慧等，1992；董振信，1991，1992，1994；陈丰等，1992a，1992b，1992c，1996；赵磊等，1995；池际尚等，1996；刘观亮等，1997；郑建平，1999；罗声宣等，1999；Wang Wuyi等，1998a，1998b，1998c，2000，2001）。

在湖南沅江流域砂矿型金刚石/钻石中共发现的包裹体包括橄榄石、斜方辉石（顽火辉石）、单斜辉石（铬透辉石、顽透辉石、绿辉石）、石榴子石（镁铝榴石、镁铝-铁铝榴石）、铬尖晶石（主要是铬铁矿）、石墨、柯石英、碳硅石、自然铬、高铜高氯包裹体、氯化钠、岩浆熔融包裹体、金刚石/钻石籽晶、镁硅酸盐包裹体、蓝晶石（已蚀变）、云母（金云母、白云母）、霞石（钠霞石、钾霞石）、碳酸盐（菱镁矿、方解石）、Si-Fe球粒、Si-Al玻璃（郭九皋等，1989；陈丰等，1992c；刘观亮等，1997，2009；龚平等，2005）。

前人对三个产地金刚石/钻石中包裹体的研究工作表明，我国三个产地金刚石/钻石包裹体种类与世界其他地区的基本相同，包裹体矿物以石墨、橄榄石、石榴子石、辉石和铬尖晶石等地幔来源的晶体矿物为主，包裹体类型包括橄榄岩型组合（P型）和榴辉岩型组合（E型），同时也发现有P+E型包裹体组合。其中辽宁和山东两地金伯利来源金刚石/钻石中包裹体的化学成分和组合特征以P型占主导，也兼有少部分的E型，在P型包裹体中以方辉橄榄岩和纯橄榄岩组合为主，二辉橄榄岩组合次之，这与其金伯利岩中地幔岩包裹体主要为橄榄岩类岩石一致，其中辽宁金刚石/钻石中的矿物包裹体成分相对较复杂，不仅有比较典型的P型和E型，而且还发现了复杂成分的包裹体组合和流体包裹体；而湖南地区砂矿来源金刚石/钻石中包裹体的详细研究资料还较少。

（2）发现了金刚石/钻石中存在的特殊组合矿物包裹体、流体和熔体包裹体，并提出了流体对金刚石/钻石形成所具有的特殊意义。

苗青等（1991）在辽宁具有环带构造的金刚石/钻石中发现了复杂成分的包裹体组合，这些矿物包括石英、钾长石、氧化物、硫化物、碳酸盐、硫酸盐和镁硅酸盐等，矿物组合显示出壳源物质来源的特征，说明金刚石/钻石也可形成于温度、压力较低的壳内环境。陈丰等（1992）利用扫描电镜、能谱仪和电子探针分析发现了湖南八面体金刚石/钻石中存在球形和椭圆形高铜高氯包裹体，与其伴生的包裹体有大量碳质物，说明高铜高氯包裹体是从封闭在金刚石/钻石内的地幔流体晶出的，地幔流体中局部富铜并存在液相物质流体，间接证明了金刚石/钻石生长过程中存在流体的活动。郑建平等（1994）在辽宁瓦房店50号岩管的8颗八面体金刚石/钻石中首次发现了流体包裹体，立体显微镜观察流体包裹体多以个体存在，并与石墨、金红石和金云母等包裹体伴生，激光拉曼探针测定流体包裹体的状态、表面深度和成分表明，包裹体都是气相或液相的单相包裹体，深度大小不等，CO2为流体的主要成分，绝大多数还含有H2O、H2S和CH4，并利用氮浓度计算了其中一颗含流体包裹体的金刚石/钻石的年龄为14469Ma，作者认为富CO2流体包裹体及大量的金云母、金红石包裹体表明广泛的地幔交代作用诱发了地幔的富化、熔融形成岩浆及金刚石/钻石的形成。刘慧芳（2002）在辽宁1粒八面体金刚石/钻石中新发现了具六方镍黄铁矿和钾盐包裹体，对金刚石/钻石进行破碎，在双目镜下对包裹体进行详细的观察，镍黄铁矿为自形粒状的三六方对称晶体，生长在金刚石/钻石原生孔隙中，电子探针的成分分析结果显示其矿物化学式为（Ni，Fe，Co）862～901S8，成分与镍黄铁矿相同，显微激光拉曼光谱分析表明，其结构不属于镍黄铁矿结构（立方对称），此外，在六方镍黄铁矿包裹体上还生成有磁黄铁矿，电子探针的成分分析结果显示该磁黄铁矿微包裹体应属于六方磁黄铁矿；钾盐包裹体呈不规则的叠层状集合体，个体呈粒状或似片状，根据能谱仪和波谱仪的分析结果，该包裹体除钾盐（KCl）外，可能还存在CaCl2、KCl及MgCl2等包裹体。金刚石/钻石中这些包裹体的发现，指示了地幔中局部存在富钾、富氯和高铁镍硫的液相（或熔体）。

（3）通过对包裹体矿物的甄别和研究，获得了金刚石/钻石形成的温度压力条件。

Wang Wuyi等（1998c，2000，2001）从商业性来源金刚石/钻石中随意挑选出约100颗来自山东和辽宁金刚石/钻石进行包裹体研究，共取出276颗矿物包裹体（压碎或者在空气中燃烧到800℃后使包裹体被释放出来），大多数包裹体显示立方-八面体形态，大小在30μm到300μm之间，进行电子探分析包裹体的主量元素，结果显示，山东和辽宁金刚石/钻石大多数为橄榄岩型来源，橄榄岩型包裹体种类包括橄榄石（53%）、镁铝榴石（14%）、顽火辉石（斜方辉石13%）、透辉石和铬铁矿（19%）；利用橄榄石-石榴子石矿物对温度计计算得出包裹体矿物的平衡温度，瓦房店有一个高值（1367℃），其他值不高于1200℃，变化于1150℃左右，而蒙阴的温度值变化于1050～1250℃之间，平均值为1170℃。殷莉等（2008）应用适用于石榴子石橄榄岩相的单斜辉石温压计对金刚石/钻石包裹体中透辉石进行了计算，得出华北克拉通金刚石/钻石形成于1083～1194℃、53～61GPa的地质环境。

（4）通过对包裹体矿物进行微量元素分析和统计，研究了金刚石/钻石形成和岩石圈地幔的关系，并探讨了不同产地岩石圈地幔的性质差异及演化。

Wang Wuyi等（1998a，1998b）在山东和辽宁金刚石/钻石中发现有共生于同一金刚石/钻石中的橄榄岩型和榴辉岩型包裹体组合，辽宁金刚石/钻石包含7颗富铁石榴子石、4颗绿辉石和1颗橄榄石包裹体，山东金刚石/钻石包含4颗橄榄石、1颗透长石和一颗柯石英包裹体，并利用电子探针和SIMS分析了它们的成分特征，石榴子石和绿辉石包裹体和来自世界其他产地的具有相似的组分，并显示玄武岩组分特征，都显示正Eu异常（δEu=164～179），两颗金刚石/钻石中的橄榄石包裹体的Mg/（Mg+Fe）比率为91～92，明显低于来自同一金伯利岩管金刚石/钻石中橄榄石包裹体的值（92～95），认为含有“混合”型矿物包裹体的金刚石/钻石说明了寄主金刚石/钻石经历了复杂的生长历史，并指出这种包裹体的存在显示太古宙克拉通中也存在地幔柱活动。殷莉等（2008）收集山东蒙阴、辽宁瓦房店两地金刚石/钻石中包括橄榄石（62个）、石榴子石（80个）、单斜辉石（18个）和铬尖晶石类矿物（38个）等包裹体矿物的主量元素和微量元素的成分数据，根据两地金刚石/钻石铬镁铝榴石包裹体在Cr2O3–CaO图解中大部分落入方辉橄榄岩-纯橄榄岩区（G10），表现出高度难熔的特点，说明两地金刚石/钻石的结晶环境均以方辉橄榄岩-纯橄榄岩为主；在Y–Zr相关图中，山东蒙阴金刚石/钻石全部落入亏损的方辉橄榄岩区，而辽宁瓦房店有个别点落入熔体交代区，显示两地之间可能存在的差别；金刚石/钻石包裹体矿物的主量元素显示，华北克拉通至少在古生代金伯利岩侵位时具高度亏损玄武质的难熔克拉通岩石圈地幔特征，蒙阴和瓦房店两地金刚石/钻石包裹体所反映的古老岩石圈地幔都表现为克拉通岩石圈地幔特征，但也存在一定的不均一性。

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？

科学家们经过对世界不同矿山钻石研究发现，钻石的形成条件一般为压力在45～60GPA的环境下，相当于出产的地方要达到地表以下150～200千米深，所需温度一般最低在1500摄氏度，有不同的层级，有的可以低到1100摄氏度。

钻石形成于上地幔，地球坚硬的地表层下最浓稠、最柔软的一层。大部分钻石主要形成于33亿~9亿年前，在到达地表前已在地球深处存在了相当长的时间。在对生长有钻石的矿物包裹体进行显微分析的基础上。

科学家们确定了两种基本的岩石类型：一类是榴辉岩类(E型)，另一类是橄榄岩类(P型)。榴辉岩是一种粗粒不等粒变质岩，主要由石榴石和辉石组成，形成于高温高压的环境之下，位于地壳深处的变质岩区。

榴辉岩的化学成分与玄武岩相似，其形成与俯冲碰撞作用有关，并经历过海洋地壳玄武岩变质作用。橄榄岩包含的岩石种类非常多，例如纯橄榄岩、斜方辉石橄榄岩和二辉橄榄岩，含有不同混合比例的橄榄石、斜辉石和斜方辉石，是地幔中最常见、最丰富的岩石。

扩展资料：

钻石的主要产地：

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、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。

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。

-钻石

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

目前世界上钻石储量超过1000万克拉的国家有：纳米比亚、塞拉利昂、加纳、几内亚、中国和巴西。

1．纳米比亚

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(sperrgebiet),斯别尔格贝特钻石矿床以出产粗粒宝石级钻石闻名于世。

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。这里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,以纯净五色钻石为其特色,也可见到极珍贵的淡蓝白色钻石。

纳米比亚年产钻石超过l百万克拉,其中95％是宝石级的,居世界

之首位,5％是工业级的。

2．塞拉利昂

塞拉利昂曾经是世界上重要的钻石生产国,钻石砂矿主要分布在塞拉利昂东部的塞瓦河(sewa)及其支流巴菲河(bari)、莫阿河(moa)和马诺河(mano)流域,其分布面积达2万平方公里。20世纪80年代,在科伊杜(koidu)地区新发现了两个含钻石的金伯利岩岩筒及其附近的冲积矿床。经过长期的开采,塞拉利昂钻石资源储备已近枯竭。

塞拉利昂钻石质量佳,宝石级钻石占60％以上,以高净度白色优质宝石级钻石为主,平均每克拉钻石销售价为173美元。宝石级大钻石十分常见,最大者被命名为“塞拉利昂之星”,重968．90克拉,无色透明,属世界著名优质宝石级钻石。此外,还有重量为770．00克拉的宝石级钻石,晶体表面虽有少量黑色斑点,但内部清晰透明,属无色系列,为世界著名宝石级钻石,被命名为“沃义河”(woyie river)钻石。同其他一些生产钻石的非洲国家一样,塞拉利昂也存在非法开采和大量走私钻石的问题。

3．加纳

加纳的钻石是1919年开采砂金矿时发现的,主要分布在加纳东南部的比里姆河(birim)上游流域,钻石品位较高,每立方米沙砾层中含钻石1-2．5克拉。从1921年开始开采钻石砂矿起,迄今共采出钻石约1亿克拉。由于钻石砂矿大多已采尽,目前主要开采贫矿,结果造成钻石产量急剧下降,从20世纪70年代产钻石100多万克拉,降到．1996年的约50万克拉,目前估计钻石保有储量为2000万克拉。加纳钻石颗粒较小,但质量佳,以无色透明钻石为主,宝石级钻石占50％以上,平均每克拉钻石售价为165美元。

4．几内亚

几内亚钻石已探明储量2500万-3000万克拉,大部分产于南部和东部。几内亚的钻石赋存在受深部裂隙系统控制的中生代金伯利岩墙和岩管中,有些富集在冲积和残积的砂矿中,平均品位在每立方米0．12-2克拉,宝石级钻石占60％以上。

5．中国

我国自1953年以来,经过勘查工作,先后在湖南、山东和辽宁等省发现钻石矿床,探明储量超过2500万克拉,目前钻石年产量15万---20万克拉。辽宁瓦房店地区是我国钻石的主要产区,既有原生矿,也有砂矿。该区钻石质量极佳,大多无色透明,净度高,宝石级占60％以上,平均每克拉售价为175美元。目前辽宁已发现的最大宝石级钻石重65克拉。山东沂蒙山区是我国钻石的重要产区,也是我国最早发现金伯利岩型钻石原生矿床的地区。沂蒙山区原生矿中的钻石质量较差,颜色以淡**和褐色为主,内部包体较多,主要是工业级钻石,宝石级钻石约占15％。此外,在郯城地区还分布有钻石砂矿。湖南常德、桃源地区是我国著名的钻石砂矿区,钻石质量好,颜色以浅**和无色透明为主,净度高,宝石级钻石占60％以上。据了解,该区钻石的售价为平均每克拉重30美元。目前湖南沅水流域已发现的最大宝石级钻石重52克拉。

6。巴西

巴西是南美洲主要钻石产出国,金伯利岩型钻石矿床主要分布在巴伐利亚州及米纳斯吉拉斯州,但品位很低,故以开采冲积砂矿床为主,这种次生矿床的品位很高,且所产钻石质量优良。巴西的钻石砂矿主要分布在米纳斯吉拉斯州最西部的“三角形矿区”,即圣弗兰西斯科河(sao fanncisco)上游地带,砂矿中的钻石品位不高,每立方米沙砾物含钻石约0．5克拉,但钻石质量较好,以微黄白色钻石为主,也有少量高净度白色钻石,平均每克拉钻石销售价约为85美元。该地区还以盛产宝石级大钻石而闻名于世,被誉为“大钻石之乡”。著名的宝石级大钻石有带微黄白色的重量为726．60克拉的“瓦加斯总统” (presidentvargas)、带微棕白色的重量为407．70克拉的“杜特拉总统”(presidentdutra)等。在阿巴埃特河(abaete)、巴加热姆河(the paranaiba)和圣安东尼奥河(san antonio)等流域也分布有钻石砂矿。阿巴埃特河流域的钻石砂矿,亦以产大钻石而驰名,如“胜利”(375．00克拉)等宝石级大钻石,这些大钻石多呈浅棕色或棕色,故不很珍贵。