钻石的真伪识别

一、钻石与仿制品的鉴别

由于钻石是一种深受人们喜爱的，但价格昂贵的宝石。因此，人们一直需要一些廉价而外观又很像钻石的仿制品。钻石的仿制品可以是天然宝石矿物，也可以是人造或合成材料，但由于这些仿制品的物理性质与钻石总有不同之处，人们可以通过各种方法将它们区别开。表15-2-1列出钻石及其常见代用品的物理性质。

表15-2-1 钻石及其代用品的物理性质

(一)钻石肉眼鉴定

1毛坯的肉眼鉴定

(1)观察光泽：钻石具有特殊的金刚光泽，是区别其他无色透明矿物(或材料)的重要特征，观察时要尽量从光滑面进行光泽的观察。

(2)观察钻石的外观形态和表面特征：钻石最常见的晶体形态是八面体、立方体及二者的聚形，在无色透明矿物中能出现这几种晶体形态的矿物为数较少，即或具备相似的形状，如无色的尖晶石、锆石等，但由于其他性质与钻石相去甚远亦可彼此区分。钻石的另一个特征是晶面花纹，钻石的不同晶面常有特征的生长纹(晶面花纹)，如八面体面常有三角形生长纹等，这些均可作为钻石的识别特征。

(3)估计钻石的密度：钻石用手掂量，有“打手”的感觉，合成立方氧化锆密度为595g/cm3，几乎是钻石的一倍。

2成品抛光钻石肉眼及10倍放大镜下鉴定

(1)切工特征

1)比率：切磨钻石，特别是品级较高者，通常有很好的精确性和对称性。如多条面棱总是相交于一点，各个小面的形状与大小及比率基本一致。但钻石仿制品的切磨常比较差。

2)抛光：钻石的不同刻面上的抛光痕的方向往往不一致。而仿钻各刻面的抛光痕的方向较一致。

3)腰棱：由于钻石硬度很大，在加工时，绝大多数钻石的腰部不抛光而保留粗面，呈毛玻璃状，又称“砂糖状”。钻石仿制品由于硬度小，虽然腰部亦不精抛光，但在粗面上仍能看到打磨时的痕迹，如平行排列的钉状磨痕等，此外，天然钻石腰围及其附近常发现三角形，阶梯状生长纹或原始晶面。

4)刻面棱线：天然钻石硬度大，刻面之间的棱线平直而锐利，而仿制品硬度小，棱线呈圆滑状。

(2)光泽与火彩：钻石具有金刚光泽，色散适中，火彩柔和。受过专门训练的人，可以依据光泽和火彩存在的较小差异，与仿钻区别开。

(3)观察重影：具有较大双折射的仿钻材料，在10倍镜下均可见明显的刻面棱重影现象，也称双轨现象，可与单折射的钻石区别，如锆石、合成金红石、合成碳硅石等，但在观察时，要注意正确的方法，避免从平行光轴或近于平行光轴的方向观察。

(4)内含物的特征：钻石为天然矿物，一般带有特征的矿物包裹体，生长结构等各种天然信息，这是钻石与其他仿制品的根本区别。例如，由平直且平行解理诱发的解理裂隙——羽状纹；特征的生长纹、双晶纹以及钻石腰棱上残留的原始晶面上的晶面纹理等——生长结构；典型的晶体包裹体有石墨、无色或白色橄榄石、红—红褐色晶形完好石榴子石、黑色的晶粒状铬铁矿、小钻石晶体等。

此外，还有一些简单的鉴别方法也具有实际意义，但有一定的局限性。例如，线条试验法，将标准切工的钻石台面向下放在一张有线条的纸上，垂直观察，几乎看不到纸上的线条，非标准切工不适用；倾斜试验法，将样品台面向上，置于暗背景中的，垂直观察离观察者最远的区域，出现暗窗者是仿钻，合成CZ、钛酸锶等折射率高的不适用；亲油性试验，用油性笔在钻石表面划过时可留下清晰连续的线条，而仿制品则会聚成一个个小液滴；托水性试验，用毛细管将小水滴点在样品上，水能在钻石表面保持长时间隆起，反之则为仿制品。

(二)常规仪器鉴定

常用比较简便的仪器进行鉴定和区分：

1热导仪测试

钻石的热导率很高，应用热导仪可以快速地鉴别钻石与仿钻石，但要注意合成碳硅石在热导仪测试中也会像钻石一样发出蜂鸣声，进一步区别可以通过刻面棱重影，内含物特征等进行。

2偏光仪检查

钻石为均质体矿物，而水晶、锆石、无色蓝宝石，托帕石及白钨矿等均为非均质体，理论上用偏光镜应很容易区分开。但天然产出的钻石常出现异常消光，给这种方法带来困难。

3折射率测定

对于水晶、托帕石等低折射率的样品，可以通过测定折射率将他们区别开，但大部分钻石仿制品折射率较高，不能用折射仪测定，而且容易损坏折射仪，因此一般不用测定折射率的方法来进行鉴别。

4密度测量

用静水力学法或重液测量未镶嵌的裸钻或毛坯也是鉴别钻石真伪的有效手段。

5色散

钻石的色散0044是无色透明天然宝石中最高的，因此易于与其天然宝石的代用品相区别。而一些人造的仿制品，如钛酸锶、合成金红石等的色散比钻石大得多，也不难区别。

6分光镜及分光光度计

天然产出的钻石大多数是Ia型(约占98%)，由N3中心致色，这类钻石在415nm处有一强吸收。

二、合成钻石的鉴别

1颜色

大多数合成钻石为**，有一种为近似琥珀**。

2内外部显微特征

(1)合成钻石内常可见到细小的铁或镍铁合金触媒金属包裹体，常呈长圆形，平行晶棱或沿内部生长区分界线定向排列，或呈十分细小的微粒状散布于整个晶体中，在反光条件下，这些金属包裹体可见金属光泽。

(2)合成钻石晶面上常会显示不寻常的树枝状生长花纹。

(3)天然钻石一般呈八面体或立方体等单形或聚形，而合成钻石则发育八面体、立方体、菱形十二面体和四角三八面体等单形组成的聚形。

3荧光特征

合成钻石在长波紫外光下常呈惰性，而在短波紫外光下因受自身不同生长区的限制，其发光性具有明显的分带现象。

4吸收光谱

无色—浅**天然钻石在415nm、452nm、465nm、478nm有吸收线，特别是415nm吸收线的存在是指示无色—浅**钻石为天然钻石的确切证据，而合成钻石则缺少415nm吸收线。

1996年戴比尔斯(deBeers)推出的Diamondsure仪器，用于天然钻石和人工钻石的鉴别，该仪器采用分光光度计的原理，专门测量样品是否具有415nm吸收线，如再配合使用另一种名为Diamond view的仪器，便可以准确鉴别天然与人工合成的钻石。

5异常双折射

天然钻石在正交偏光镜下观察常具弱到强的异常双折射，干涉色颜色多样。多种干涉色聚集形成镶嵌图案，而合成钻石异常双折射很弱，干涉色变化不明显。

6阴极发光

合成钻石的不同生长区因杂质成分(如N)的含量、结构不同，而导致在阴极发光下显示与天然钻石完全不同的颜色和生长条纹等特征。

三、优化处理钻石的鉴别

钻石优化处理的目的，一是改善钻石的颜色；二是提高钻石的净度。

1颜色优化处理品的鉴别

除了用颜料涂层法改善的钻石极易鉴别外，其他方法改善颜色的钻石很难鉴别。对用辐照法增色的钻石，人们已找出了一些与未经处理钻石的差别，如，吸收光谱的不同，但对常规鉴定没有太大的帮助。对于高温高压法去黄变白的钻石就更难鉴别了，为了区分，目前只好采用在钻石腰棱刻字的方法加以限制。如，在高温高压下，Gepol法将Ia型褐色系列净度高的钻石中石墨转化为钻石，使钻石色级可升高至D—G级。GIA采用在钻石腰棱激光刻“Ge pol”印记。还有在高温高压下，将Ib型钻石中N原子迁移形成Ia型，使颜色变浅，色级升高的方法也比较难鉴别。

2净度处理品的鉴别

(1)激光钻孔处理钻石：利用激光技术在高温下对钻石进行激光打孔直达包裹体，将钻石中的有色或黑色包裹体除去再用化学药品进行清理。激光处理过的钻石，会在钻石表面留下永久性的激光孔眼，从亭部观察可见激光孔道。

(2)玻璃充填：充填钻石常具闪光效应，暗域照明下常见的橙黄、紫红、粉色，其次为粉橙色闪光，而亮域照明下可见蓝绿、绿色、绿**、**闪光，同一裂隙的不同部位可表现出不同的闪光颜色，但总体比较单一。而未经填充的裂隙呈现七彩的光谱色。

一、热导仪(导热仪)

热导仪(图12-10-1，12-10-2)是依据钻石导热率比其他宝石大的特性。钻石是目前世界上导热能力最高的物质。它高于金属银的导热率。虽然导热率高，但是基本不导电(除天然蓝钻石外)，所以工业上用它做大功率半导体的基片，向外散热快，达到冷却的目的。

图12-10-1 钻石碳硅石分辨仪(导热仪型)

图12-10-2 热导仪

1热导仪的用途

(1)可以区分钻石与仿钻石(莫桑石除外)

(2)改进后的热导仪可以区分莫桑石与钻石。

(3)此仪器经适当调整后，可以对某些宝石进行鉴别。

2热导仪的结构与类型

热导仪的类型主要有三种：①指针式；②灯声显示式；③与反射式折射仪两用式，与红外反射式折射仪(钻石、莫桑石分辨仪两用)。见图12-10-1。

Ⅱ 型热导仪(图12-10-2)它由探头、测量显示系统、警报系统及电源组成。

(1)探头：主要是一个热电偶及一个加热的恒温陶瓷圆片组成。向测量系统有四根导线，两根是通向测量系统的热电偶线，另外两根是恒温陶瓷的加热导线，热电偶探头伸向机外，另外还有保护探头的外套。

(2)测量系统是由集成电路加电阻、电容、三极管、发光二极管、蜂鸣器及电阻等组成的信号放大系统，使发光二极管亮或不亮来显示导热率的大小，达到测定的目的。如果是钻石，发光二极管就会亮到钻石区，同时会发出拉长的嘟! 嘟! 声(此声与警报声有所不同，前者是拉长间隔长，而后者短而连续急促)。

(3)警报系统是为了防止热导仪探头直接接触金属部分(金、银、铂等金属)使热导仪发出错误的信号而设置的。警报系统是由人体、金属、探头及仪器背面的一块直角三角形的金属板及蜂鸣器等组成。如果探头接触金属托，当金属托上的样品为金属样品时，就会与仪器的探头、金属板形成一个回路，蜂鸣器就会发出短促的嘟! 嘟! 的警报声，说明探头接触金属托，需重新放探头再测量。

(4)电源一般由一个9V的积层电池、一个带电位器的电源开关，它可以调节测量系统的电压，调节显示器上二极管发亮多少个(要按钻石大小与环境温度来调节，二极管亮多少个)。

注：①其他类型的热导仪基本原理与上述相同，只是显示器改为表头指针式。观察指针摆动的大小来确定是否是钻石，同样也有警报器。

②热导仪的灵敏度是可以调整的(在仪器中部有2个调整螺丝)。

③如果灵敏度调整到导热率在莫桑石与钻石之间，那这台仪器就可以鉴别钻石和莫桑石。

3热导仪的操作步骤

(1)把钻石或仿钻石用不起毛的擦布擦拭干净(如果是裸石就放在铝板的凹坑中)。

(2)打开热导仪的电源开关进行预热。

(3)查看仪器背面的表(按照环境温度与钻石的克拉数，查出初始要亮发光二极管的个数)。

(4)据查到数值预先调整仪器的初始状态(亮发光二极管的个数，用开关电位器进行)。

(5)手握住仪器，使探头向外。仪器正面向上，便于观察显示器的表现，而手的中指与无名指一定要放在背面的直角三角形金属板上(以便在探头接触金属时形成回路而发出警报)。另一只手要扶住铝条或首饰的金属托。

(6)用探头垂直接触被测宝石的表面。

(7)观察发光二极管亮的个数及移动的速度，听有无间隔较长的嘟! 嘟! 声，如果灯亮移动速度很快，可以到达钻石区又听到间隔较长的嘟! 嘟! 声，这就是钻石，反之不是钻石。

(8)如果用热导型莫桑石钻石分辨仪，经上述操作后，是钻石，发光二极管可以亮到钻石区，莫桑石只能点亮到莫桑石区，而不能到达钻石区。因为莫桑石的导热率略低于钻石，仪器是按照它们的导热率来设定的，所以该仪器能区分钻石与莫桑石。

4操作中必须注意的事项

(1)操作时必须根据环境温度与宝石大小(克拉数)设置初始值(预亮发光二极管数)。

(2)操作时手指必须接触仪器背面的直角三角形的金属板，以免误判定。

(3)探头要垂直被测的宝石表面。

(4)测试时必须预热仪器。

(5)灵敏度合适可以扩大应用范围，但各仪器都要自己确定。

5宝石的相对热导率表(表12-10-1，12-10-2)

表12-10-1 钻石及其他材料的热导率

表12-10-2 钻石及其他一些材料的相对热导率值

物质的热导率各不相同，同时影响因素很多，所以必须注意测定条件。如环境温度及钻石(试样)大小等。

二、钻石笔

钻石笔是依据钻石与仿钻石表面张力的不同而设计的。

工具是墨水笔和2～10倍的放大镜。

操作步骤及检验标准：

(1)用抛光剂及不起毛的擦巾，擦净样品表面(台面)。

(2)用笔在待测表面上快速划一条直线。

(3)用10倍放大镜观察墨线的连续性。

a若墨线是连续无间断的线，则可能是钻石，再进一步作其他测定来确定。

b若墨线是小墨珠间断排列，则不是钻石，是仿钻石。

应该注意的事项：

(1)要保证测试结果的准确性，必须待测表面抛光十分好而且干净，若表面有油污必须先除去。

(2)必须经练习，方可正确地使用钻石笔。

(3)必须分别测试台面与亭面两部分，以防二层石。

(4)测试操作可能存在某些问题，因此该测试方法只能作为辅助性手段。

三、反射——折射仪

1仪器制作原理

物质的反射率和折射率成正比，宝石的折射率越高其反射率就越高，对一些高折射率的宝石一般的宝石折射仪是无法测定其折射率的，而其反射率则是可以测定的。所以对高折射率的宝石用宝石的反射力来鉴定是有一定的效果。但同一种宝石由于内部含微量元素的不同，其反射率有一定的变化范围，另外由于表面的光洁度，包体及其他杂质，反射率也会有变化。所以只能用某一范围来圈定宝石。例如莫桑石、钻石、立方氧化锆、锆石、GGG、YAG等。图12-10-3仪器红外线按一定角度射到宝石表面，这时有一部分光线被宝石吸收，而另一部分光线被反射出来，进入光电接收器，测出反射光的强度(I)。用反射光的强度(I )与入射光强度(I0)之比表示反射率(R)，这一数字应该小于1。

反射率(R)=反射光强度(I)/入射光强度(I0)

反射率(R)乘上1000来表示。

图12-10-3 反射仪结构图

1—光电检测器；2—红外灯(LED)；3—测试按钮；4—50mV表；5—校准装置；6—9V电池；7—宝石；8—检测器；9—灯和检测器结合；10—红外灯；11—检测器与红灯的交角

一般反射仪是根据反射率与反射光的强度(I)和入射光的强度(I0)的关系来制作的。而反射折射仪的制作原理是根据反射率(R)和宝石的折射率(N)及周围介质折射率(n)的关系式，以及与反射光的强度(I)和入射光的强度(I0)关系式来制作。它们的关系式为：

珠宝玉石学GAC教程

空气(周围介质)的折射率为1。

2仪器类型及结构

一个发光二极管(发出红外光)，在另一边有一个光电接收器，接收反射来的光，并与入射光强度进行计算以数字显示出来。(图12-10-3)

反射仪的类型，有钢笔式和台式两种。

钢笔式反射仪(例如Rayner Diamondscan型)(图12-10-4)，直径为18mm，长约155mm，可随身携带。使用6 V电池，可用于钻石与仿制品的鉴别。该仪器上的数字为相对反射率值。

图12-10-4 钢笔式反射仪

台式反射仪的型号主要Jeweler's，e(图12-10-5)、台式反射和热导仪混合型Gemanalyzer(图12-10-6)、紫外钻石，碳硅石检测仪Jemeter Digital90型(图12-10-7)。

图12-10-5 反射仪

图12-10-6 台式反射和热导仪混合型

台式反射仪的测定范围一般有两个：低值范围，反射率为8%以下，折射率为181以下(由玻璃至刚玉)，以合成尖晶石为标准。高值范围，反射率8%以上，折射率为181以上，由人造钇铝榴石至合成金红石，以钻石为标准。因而，该种反射仪所测定的宝石相对反射率范围较宽。

台式反射仪既可测定试反射率数据，又可用手柄探测针来测定宝石的相对反射率值。有的还带液晶指示器(Liquid crystal display)。

反射仪中使用的光为远红外光(930nm)。采用远红外光二极管为入射光源，用小型光电管检测从宝石表面反射的光线(图12-10-3)。

有的台式反射仪上不仅刻有反射率值，还刻有折射率值，既可测反射率，也可测折射率值。因而，这种仪器称为反射折射仪。

3操作步骤

(1)擦净宝石表面(用酒精或丙酮)。

(2)把台面平扣在仪器的出光口上。

(3)罩上黑色罩子，不要漏光。

(4)按下测量按钮。

(5)读出所测量数字。

(6)查读有关数据进行解读。

利用反射仪可以测定钻石及仿钻品的反射率，利用反射—折射仪(Reflectance refractometer)不仅可以测定钻石及其仿制品的反射率，而且还能测定钻石的折射率。

4应用范围及局限性

对于折射率为181以下的仿钻品，可用一般折射仪精确测定其折射率，易与钻石区分；但对于折射率大于181的钻石及仿制品，因不能用一般折射仪法测定，所以，反射仪及反射折射仪是钻石和高折射率仿制品鉴定和鉴别的较好仪器，用它可较有效地区分钻石(反射率为1723%，折射率为217)和碳硅石(反射率为204%～2098%，折射率265～269)。

用反射仪及反射折射仪，很难区分钻石和人造钛酸锶，因为人造钛酸锶的反射率(1709%)和折射率(2409)与钻石反映经和折射率很相近。

由于非均质仿钻品双折射现象的存在，样品表面打光程度的不同，使用的光源为远红外光，而不是黄光，因而，实际测定的反射率值与用公式计算结果有差异。

5注意事项

由于钻石及仿钻制品的反射率会受油污或表面缺陷的影响，因而在使用反射仪时，确保它们的测面平坦、洁净及无擦痕是十分重要的。

在使用反射仪和反射折射仪前，应以钻石和合成尖晶石标样的反射率为标准，进行调试，使反射仪上的相应刻度值与其标样反射率数值一致。在使用较简单的钢笔式反射仪时，还必须挡住宝石的背面，以防杂散光线进入宝石内，产生虚假的高值。

四、钻石碳硅石(莫桑石)检测仪

为了鉴别无色-浅**系列的钻石和合成碳硅石，美国C3公司推出了“Tester Model 590”检测仪图12-10-7。

图12-10-7 Tester Model 590钻石-碳硅石检测仪

1仪器制造原理及结构

无色—浅**系列的钻石可被长波紫外光透过(即具穿透性)。而合成碳硅石可将长波紫外光吸收(即具吸收性)。“Tester Model 590”检测仪就是利用钻石与合成碳硅石对长波紫外光透过各吸收的不同性质而制成的。该仪器上装有接收紫外光的细光纤管，并有声响及指示灯装置。

2使用方法

当长波紫外灯的光线射向钻石时，若钻石为无色—浅**系列，则长波紫外光从钻石台面进入内部后，通过折射、内反射过程，又折射回到台面上，进入接收器，发出声响，并使绿灯闪亮。若为合成碳硅石，则因进入晶体内部的长波紫外光线被吸收，无紫外光线折射回来，即无紫外光线进入接收器，因而，无声响，指示灯不闪亮。

应先用热导仪及其他检测方法，排除碳硅石之外的所有仿制品后，再使用该仪器鉴别钻石与碳硅石，但该种仪器不能用来鉴别彩钻和有色碳硅石。

钻石及其仿制品的鉴别特征，可见第十五章表15-2-1。

思考题

一、是非判断题

1正确观察宝石颜色应在阳光直照下观察。

2分光镜可以提供宝石颜色的光谱组成。

3手持分光镜是研究颜色光谱组成的常用宝石学仪器。

4光栅式分光镜的优点是透光度比棱镜式分光镜高。

5光栅式分光镜的色散元件是玻璃棱镜。

6任何光源都可以用来观察宝玉石的吸收光谱。

7吸收光谱仪所用光源必须是连续光谱的光源。

8应用吸收光谱仪时，任何一般光源都可以作为照明光源。

9粗晶多矿物组成的玉石可测得不同的折射率。

10含非均质矿物的玉石在正交偏光镜下可表现为全消光。

11X射线荧光光谱仪可以查明某钻石样品是否含氮。

12X射线荧光分析仪主要用于测定贵金属______的成分。

13发光反应不仅要观察发出光的颜色、强度，还要观察发出光的分布特征。

14用静水力学称重法得出的相对密度有一定的误差，样品越大误差越小。

15静水称重法测试密度用有机浸液作介质时应作温度校正。

16宝石折射仪的RI测试范围主要取决于浸油的RI值。

17常规实验室，用折射仪测定任何宝石的RI值必须使用181的浸油。

18在宝石折射仪测定宝石折射率时所用浸油的折射率愈大愈好。

19适用于测弧面型宝石折射率的远视法(点测法)获得的是近似折射率值。

20宝石的折射率是指在589nm黄光下测出的折射率。

21反射式折射仪可测得n≥181宝石的折射率，但测不出宝石的双折射率。

22利用CZ作半球的折射仪可以测定钻石的折射率。

23查尔斯滤色镜只允许红光透过。

24查尔斯滤色镜的红色光透过率与黄绿色光透过率相比：a小 b差不多 c大得多

25查尔斯滤色镜下变红的样品中都含有铬。

26在查尔斯滤色镜下，蓝色、**、绿色蓝宝石的颜色不变。

27宝石鉴定中激光拉曼光谱仪可鉴别气液包裹体和有机质充填物成分。

28查尔斯滤色镜可以透过：a黄绿光 b蓝光 c红光 d紫光

29在热导仪上显示钻石反应的样品未必就是钻石。

30热导仪可以区分钻石和合成α-碳硅石。

31放大镜的质量好坏主要取决于分辨率的高低。

32用二色镜鉴定宝石时不宜使用偏振的白光为光源。

33用二色镜在白光下所见的颜色即宝石不同方向的体色或表色。

34在任何条件下，均可以观察宝石的生长线和色带。

35红外光谱仪只能分清一部分A货或B货翡翠。

二、选择题

1吸收光谱仪使用时光源应该用：

a目前用5000～7000 K色温的钻石灯

b连续光谱白炽强光灯 c日光灯

2吸收光谱使用的光源：

a必须是连续光谱(400～700nm)光源

b任意白光就可以

c最好用高压汞灯作光源

3吸收光谱仪在使用前必须调整：

a仪器的进光狭缝、滑管焦距及刻度

b只调整滑管焦距

c滑管与刻度及清晰度

4无损鉴定蔷薇辉石与菱锰矿玉石雕件时，不应该测试：

a折射率值

b酸可溶性

c组构

5X射线荧光光谱仪可测出样品中的：

a部分元素的含量

b全部元素的含量

c矿物含量

6用天平测定宝玉石密度值时，称重值应精确到小数点后：

a第二位

b第三位

c第四位

7宝石鉴定用的、称重在100克以下的天平，其称重误差应小于1‰。

8静水力学法测定宝石的密度要求密度精确到小数点后第二位，则称重精度必须为：

a001g

b0001g

c00001g

9静水力学法测定密度值应精确到小数点后：

a一位

b二位

c三位

10通常所说的宝石折射率值是指在哪种光源下测得的

a460nm

b487nm

c587nm

d687nm

11宝石折射仪测定宝石双折射率时必须：

a宝石有较大的光滑平面和折射仪上要有偏光镜和**光源

b只要有较大的光滑平面就可以

c没有特殊要求

12折射仪测定宝石折射率时宝石界面与半球之间必须加接触液，该液的折射率：

a必须是181

b必须等于半球的折射率

c要介于半球折射率与宝石折射率之间

13折射仪在同一刻面与折射仪半球接触的情况下：

a可以测出最大双折射率

b不可能测出最大的双折射率

c可能测到一个折射率

14目前用的宝石折射仪其测得的折射率误差精度为：

a±0002

b±0001

c±0005

15宝石折射仪的估测值的误差是：

a±0001

b±0002

c±0005

16宝石折射仪的精度是：

a±0005

b±0001

c±001

17反射式折射仪测定折射率的原理是：

a反射率换算成折射率 b用折射角、入射角计算 c全反射原理

18下列哪种绿色宝石在查尔斯滤色镜下会变红

a翡翠

b海蓝宝石

c澳洲玉

d钙铝榴石

19下面哪一种绿色宝石在查尔斯滤色镜下不呈现红色色调

a水钙铝镏石

b东陵石

c翡翠

20为查明红宝石中有无玻璃充填，宜选用：

a亮域照明和斜照明

b暗域照明

c反射照明

21判别钻石与激光穿孔钻石或充填处理的钻石时，最好使用：

a亮域照明

b暗域照明和斜照明

c反射照明

22如果两个偏振片处在“正交位置”：

a有最大量的光通过

b全黑

c通过的光减少一半

d可见多色性

23用偏光镜观察有无消光现象时，两个偏光镜的振动方向：

a相互平行

b相互垂直

c呈45°

24用偏光仪在正交偏光镜下观察干涉图时必须加：

a干涉玻璃球

b干涉玻璃片

c偏振片

25宝石显微镜的垂直照明法是一种观察宝石

的照明方式。

a弯曲条纹

b包裹体

c表面

26宝石中所见的由于干涉产生的颜色通常称为：

a晕彩

b多色性

c体色

d残余色

27常规钻石分级中，放大镜最好用：

a无涂膜的10倍放大镜

b有增透的蓝色涂膜的10倍放大镜

c无增透涂膜的15倍放大镜

28选用观察钻石的10倍放大镜(宝石放大镜)时：

a没有什么特殊要求，无色差

b10倍放大镜其分辨能力都一样

c要求无色差，无球面差，无蓝色镀膜

29Ⅱ型热导仪上的金属板：

a是装饰品

b测试者手指必须接触它才能进行测试

c测试者千万别用手接触它

30热导仪：

a只能测定样品是否是钻石

b除测定钻石外还能测定另一些宝石

c一定能区分钻石与其仿制品

31二色镜两个方块中看到的颜色代表：

a宝石不同方向的颜色

b不同振动方向的颜色

c宝石两个互相垂直方向上的振动经二色镜分解后合成的颜色

32无损伤鉴定宝石气相包裹体成分的方法有：

d激光拉曼光谱分析

33用电子探针判别合成紫晶与紫晶是检测它们的：

a电子探针成分分析

bX射线荧光分析

cX射线能谱分析

a矿物成分

b主要化学成分

c微量元素

d晶体结构

34用红外光谱判别充胶翡翠与不充胶翡翠是检测它们的：

a结构是否破坏

b翡翠的矿物成分

c翡翠中的阳离子

d有机阴离子团

35用红外光谱鉴定酸浸充胶翡翠时在2800～3200cm-1处有吸收带，胶的弱吸收是：

a3000cm-1

b3040cm-1

c3060cm-1

d3200cm-1

36在紫外光灯下，含铁量高的宝石：

a无荧光

b有荧光

c可有可无荧光

37阴极发光仪所用辐照源发射出的是：

a电子束

bX射线

cγ射线

38用偏光显微镜观察宝石多色性，应在：

a单偏光下进行

b正交偏光下进行

c锥光下进行

39皇冠上有一颗透明的红色宝石，不拆下来如何区分它是红宝石还是红色尖晶石：

a测折射率

b测比重

c观察二色性

d用偏光仪测非均质还是均质体

三、多项选择题

1查尔斯滤色镜：

a允许蓝色和紫色光通过

b允许红色光通过

c允许绿色光通过

d允许部分黄绿色光通过

e允许**光通过

2石折射仪：

a测定折射率是根据折射定律来测定的

b宝石折射仪测得的宝石折射率代表与物台接触的平面上的折射率

c宝石折射仪测得的宝石折射率代表垂直折射光线并物台接触的平面的折射率

d测定宝石折射率时只要有足够光滑的平面就可以直接放上去测定

e测定折射率时如果没有接触液用水代替也可以

3使用宝石折射仪测宝石的折射率时：

a必须要加介质

b介质的折射率介于半球和宝石的折射率之间

c介质的n必须等于181

d介质可用水代替

e介质的n大于半球的折射率

4偏光镜：

a鉴定宝石是光性均质体还是光性非均质体

b在正交偏光下宝石不消光可以判定该宝石是非均质体

c可以用来测定宝石有无二色性

d上下偏光镜振动方向一致时看到宝石的颜色就是宝石多色性之一

e上下偏光镜振动方向一致时可能见到的是宝石的一种干涉色

5一块致密块状艳绿色非均质集合体玉石在查尔斯滤色镜下为红色可能是：

a翡翠

b碧玉

c独山玉

d钙铝榴石

e染色玛瑙

6与放大镜质量好坏有关的是：

a放大镜的放大倍数大小

b放大镜分辨率的好坏

c放大镜球面差的大小

d放大镜色差的大小

e放大镜外观的好坏

7使用热导仪时应注意：

a打开开关等指示灯亮后才能用

b按样品重量和测试时室温预先开亮到几节灯

c测定时必须用手直接接触金属

d打开开关就能用

e可同时测得折射率

8二色镜的应用：

a可以鉴别宝石有无多色性

b可以判定部分有色宝石是否是非均质性

c它可观察两个不同振动方向的颜色

d在任何色光下都可以观察二色性

e只有在白色光下才能观察多色性现象

9钻石分级鉴定用的10倍放大镜：

a要求无色差

b要求有球面差

c前工作距要大于20～25mm

d不能有镀膜

e放大镜的直径越大，其分辨率越好

10用二色镜观察一轴晶宝石多色性的最好方向是：

a平行光轴方向

b斜交光轴方向

c垂直结晶轴C轴方向

四、填空题

1用来判定宝石颜色特征的宝石学常规仪器有______、______和______等。

2吸收光谱仪的工作原理是__________。

3吸收光谱仪的光源应该用______的强光源，其波长应在______nm之间。

4测定宝石吸收光谱的仪器是______，其仪器可以分成______式和______式两种。

5用吸收光谱鉴定宝石的依据是：______和______位置以及______。

6测定宝石密度的方法有①______，②______，③______磁流体法。

7目前测定宝石密度的方法有______、______。

8静水力学法测定宝石密度时的计算公式是密度=______×______。

9常用的重液原料有二碘甲烷、______及一溴萘。

10一般书上列出的折射率都是______光下的折射率。

11一般书上标的折射率是______光下的折射率，其标正光源波长为______nm。

12用宝石折射仪测定折射率的原理是__________。

13折射仪可以测定宝石的轴性和光性。

14折射仪常用的单色光源是波长______的**光。

15折射仪可提供以下数据作为有效的鉴别依据：______、______等。

16用宝石折射仪测定宝石折射率时在宝石与半球之间加______，其折射率必须介于与______的折射率之间。

17如果折光仪使用得当，且宝石是易于观察的，可得到的信息有：__________、__________、__________、__________。

18测定宝石色散系数时应用______。

19查尔斯滤色镜只能透过______光和少部分______光。

20染成绿色的玉石，在查尔斯滤色镜下都变红。

21用查尔斯滤色镜鉴定绿色宝玉石，主要目的是检查该宝玉石的绿色中是否含______色光，借以判别宝玉石的品种和/或绿色的来源。

22使用偏光仪必须调整__________。

23偏光仪可用来观察宝石的二色性。

24宝石显微镜的9种照明方法分别是：明场照明、散射照明、点光照明、水平照明、掩蔽照明、偏光照明和______、______、______。

25热导仪操作步骤为①______、②______、③______、④、______⑤______。

26Ⅱ型热导仪的使用步骤依次是：__________、__________、__________、__________、__________。

27钻石放大镜必须满足______和______两个条件。

28钻石评价用的标准放大镜应该是______、______、______的。

29鉴定钻石用的标准放大镜应该是______、______、______。

30正确使用宝石显微镜时，首先要调节的是焦距，其调节步骤是______、______、__________、__________。

31二色镜两个方块中看到的颜色代表__________。

32二色镜的两个小窗口代表：a不同的颜色 b不同的波长 c两个互相垂直的振动方向的光的颜色

33二色镜中的二个颜色代表两个__________的颜色，二色镜使用时应注意__________和__________观察。

34二色镜一端的透镜应焦正在：a前端的窗口 b窗口外的宝石 c冰洲石棱镜的前端 d冰洲石棱镜的后端

35二色镜一端的透镜它应焦正在：a前端的方形窗口 b窗口外的宝石 c冰洲石的前端

36用二色镜观察宝石多色性时应从宝石的______方向观察并转动二色镜。

37电导仪能用于区分钻石与合成α-碳硅石。

38常用于宝石鉴定的紫外灯其长波、短波的主波长为：a380nm 及260nm b365nm 及254nm c356nm 及245nm d365nm 及245nm

39宝石鉴定中常用的紫外光灯平均长、短波长为：a245nm 和 355nm b254nm 和 365nm c276nm 和395nm

40宝石鉴定中常用的紫外光灯有______nm和______nm两个波长。

41宝石实验室中的二碘甲烷主要用途是做______，丙酮的主要用途是__________。

42二碘甲烷的密度是289g/cm3。

43配制相对密度为305g/cm3的重液通常用______作指示矿物。

44最常见的比重液有三种，其相对密度为______、______、______。

45包裹体成分的现代分析技术有：1______；2______；3______。

锆石作为研究壳幔岩石演化过程重要的矿物地球化学探针，抗风化且具有非常高的稳定性，即使经历后期多次事件后仍有保存（谢桂青等，2001）；锆石普遍含Pb低，富含U、Th，其U–Pb体系封闭温度可达到900℃（Lee et al，1997；Cherniak et al，2000），是目前已知矿物同位素体系中封闭温度较高的，因而是确定岩浆岩结晶年龄的理想对象。结合锆石的阴极发光图像、锆石微区U–Pb年龄测定、锆石微量元素及锆石微区Hf同位素综合分析，可以为锆石的成因演化及其寄主岩经历的地质作用过程提供重要依据（Griffin et al，2000；吴元保等，2004；Zheng et al，2006；钟玉芳等，2006）。对与金刚石有关的金伯利岩锆石的研究已显示，金伯利岩的锆石可以成为金伯利岩金刚石勘探的指示性矿物（Belousova et al，2002）。本项目在前人工作基础上，对湖南宁乡、常德等地的钾镁煌斑岩及含有金刚石的相关岩石的重砂矿物进行了分离，利用电子探针、阴极发光图像及LA-ICPMS等现代测试技术对其中的锆石进行主、微量元素成分、内部结构特征及U–Pb同位素地球化学研究。

2441 样品来源及分析方法

5个重砂样分别来自湖南宁乡钾镁煌斑岩群Ⅰ号岩管2个（编号I-1、I-2），III号岩管1个（III），常德港二口洞湾钾镁煌斑岩1个（DW），石门上五通白垩系红层1个（SWT），每个重砂岩样约20kg。重砂样品的分选工作在广州有色金属研究院完成，整个过程包括重砂岩石样品的脱泥、淘洗、称重、筛分、缩分、磁选及重液分离等程序，然后在显微镜下从重砂样分选出的重砂矿物中挑选出锆石。之后，将锆石置于双面胶上，接着用无色透明的环氧树脂将之固定做成圆饼状样品靶，待树脂固化后抛光直至露出锆石平面，用于之后的分析。

锆石一般150～400μm，颜色多样，大部分透明，玻璃光泽或油脂光泽。他形到自形，晶体形态包括短柱状、长柱状、浑圆状等。少数具有较完整的四方双锥或复四方双锥晶形，其锥面和柱面发育完善，自形程度较高，以长柱状为主，具有不同的长宽比，反映其可能结晶于岩浆物理化学条件不同的环境（刘显凡和卢秋霞，1997；汪相，1998）。

锆石电子探针的成分分析和阴极发光，在中国科学院（北京）地质与地球物理研究所的法国CameraSX51电子探针仪器及其附带的阴极发光探测仪上完成，分析电压为50kV，电流为15nA。锆石微量元素及U–Pb年龄在中国地质大学（武汉）地质过程与矿产资源国家重点实验室，利用激光剥蚀-电感耦合等离子体质谱仪（LA-ICPMS）测定，其中分析仪器为Agilent7500a等离子体质谱仪，激光剥蚀系统为GeoLas2005。分析过程参数为：等离子体功率：1350W；激光波长：193nm；激光脉冲频率：10Hz；激光能量：＞200mJ；光斑直径：44μm；分析时采用单点剥蚀方法，以美国国家标准物质局人工合成硅酸盐玻璃NIST610作为外标，以29Si作为内标，数据选用一个质量峰一点的跳峰方式进行采集。锆石U–Pb年龄测定采用国际标准锆石91500作为外标校正方法，每隔4～5个样品分析点测一次标准，在分析20次锆石U、Th和Pb的含量的前后均测定NIST610，以保证数据具有可比性。测试结果通过采用GLITTER软件计算得出207Pb/206Pb、207Pb/235U、206Pb/238U三组同位素比值、年龄及误差，单个数据点的误差为1σ，加权平均值的误差为2σ，年龄计算及谐和图的绘制采用Ludwig’s Isoplot（ver 206b）完成。

研究的大部分锆石阴极发光图像颜色明亮，具有特征的岩浆振荡环带（图232）；少量锆石没有分带结构，阴极发光图像较暗。根据锆石的外形及内部结构特征，可初步判断它们主要为岩浆型锆石（Vavra，1993；Crofu et al，2003）。本文电子探针成分分析显示锆石成分为，SiO2：33197%～34548%，ZrO2：63087%～65717%，HfO2：056%～1749%。Zr/Hf值为37～85，平均为51，与一般的碱性岩成因锆石Zr/Hf值相当（丘志力等，2004），锆石成分特征与起源于地幔深部偏碱性的钾镁煌斑岩一致（银剑钊，2000）。

图232 宁乡I号岩管钾镁煌斑岩中锆石的CL图像

Figure 232 Cathodoluminescence images of zircons in the NoI lamproite pipe of Ningxiang

2442 锆石的稀土及微量元素

5个重砂样品中的27颗锆石进行稀土及微量元素测定结果见表231。结果表明，大部分锆石ΣREE含量与已有典型钾镁煌斑岩的研究结果相符，少部分锆石ΣREE含量则与之相差较大，可能为其他碱性岩来源或钾镁煌斑岩捕虏体锆石，将不作为钾镁煌斑岩结晶锆石对象进行讨论。

湖南与钾镁煌斑岩有关锆石的微量元素Y含量变化范围很大（5179～1477992μg/g）；Hf含量为066%～139%，平均含量为102%。Hf与Y之间具有一定的负相关关系，（Yb/Sm）N的范围变化在10～230之间，Nb/Ta值为141～377，平均为206；锆石U含量为3244～176114 μg/g，平均22761μg/g；Th 2653～64371μg/g，平均15669μg/g。Th/U集中于017～324范围，平均为090，但主要集中在04～10之间，显示出岩浆型锆石的特点。除洞湾Dw-03样品外，其他锆石均表现为LREE亏损HREE富集的稀土配分模式，以及明显的Ce正异常和适度的Eu负异常（图233），属于典型的岩浆型锆石的稀土配分模式，但和大多数幔源金伯利岩锆石有明显区别（吴元保和郑永飞，2004；钟玉芳等，2006）。

属于钾镁煌斑岩结晶锆石的ΣREE含量为23922～89473μg/g，平均为58354μg/g，与前人研究的结果基本一致。将这些锆石微量元素测试数据在微量元素对相关图上投影（图234），发现图上投点大部分落入西澳典型钾镁煌斑岩锆石的投影区域及附近，只有个别落在部分相关图的区域之外。显示湖南宁乡钾镁煌斑岩有关的锆石成因来源与西澳典型的钾镁煌斑岩的锆石具有一定的相似性（Belousova et al，2002）。

表231 湖南钾镁煌斑岩及相关岩石中的重砂锆石LA-ICPMS微量元素分析结果

图233 湖南钾镁煌斑岩重砂锆石的稀土元素球粒陨石标准化分布型式图

（ 部分锆石由于某些元素的缺失而没有投在图上，球粒陨石标准化根据 Taylor and McLennan，1985）

Figure 233 The chondrite-normalized diagram showing the distribution pattern of REEs of heavy mineral zircons in lamproites from Hunan

（some zircons are not presented on the diagram due to their deficiency of certain elements，and chondrite-normalization after Taylor and McLennan，1985）

2443 锆石U-Pb年龄

对5个重砂样中11颗有阴极发光图像及微量元素测试锆石的U–Pb年龄进行了测定（表232，图235），其中宁乡钾镁煌斑岩I号岩管4颗，III号岩管3颗，洞湾地区钾镁煌斑岩2颗，上五通地区白垩系红层2颗，年龄数据如表232中所示。年龄较新的6个锆石样品中，I和 III号岩管的2个锆石样品（I-2-Zr-01，III-Zr-05）具有较高的U、Th和∑REE含量，其U含量分别为185μg/g和472μg/g，Th分别为126μg/g和257μg/g，Th/U值分别为068和054，∑REE含量分别为691μg/g和769μg/g；它们具有典型的振荡环带结构，属岩浆锆石，年龄均为（104±1）Ma，为燕山中期喷发的岩浆结晶锆石；另外4个锆石的U、Th和∑REE含量接近，U为32～69μg/g，Th为27～62μg/g，Th/U值为083～090，∑REE含量为416～533μg/g，也是岩浆的结晶产物，但是否和前2个样品来源于同一母岩还有待研究。6个锆石样品中有4个样品（I-1-Zr-01、I-2-Zr-01、III-Zr-03、III-Zr-05）年龄比较集中，206Pb/238U年龄为99～104Ma之间，均落在谐和曲线上，加权平均年龄为（1016±51）Ma（95%置信度，MSWD=25），但来源于III号岩管锆石（III-Zr-02）年龄则为80±1Ma，属燕山晚期。而洞湾钾镁煌斑岩样品DW-Zr–01-a的206Pb/238U年龄为（102±1）Ma，与加权平均年龄为1016Ma的一组宁乡钾镁煌斑岩重砂锆石年龄相一致，说明它们是在同期岩浆中结晶的。

中生代印支期的2个锆石样，年龄分别为（217±2）Ma（I-2-U-Zr-02）和（237±3）Ma（DW-Zr-02-b），前者具有较高的U（1959μg/g）、Th（717μg/g）和∑REE（1312μg/g）含量，较低的Th/U比值，为037，具有明显的振荡环带结构；后者U的含量为287μg/g，Th为304μg/g，Th/U为106，∑REE为555μg/g。和前人发现的钾镁煌斑岩锆石ΣREE含量一般不超过600～700μg/g一致（Belousova et al，2002），显示两者的母岩来源可能有所不同。根据其微量元素及CL图特征判断，它们应该均为岩浆成因，后者可能来自钾镁煌斑岩。印支期是对中国大陆影响广泛而强烈的一次构造运动，和扬子板块与华北板块碰撞结合（220～240Ma）（Li et al，1993）明显具有同时性，可能是该区域发生的一次重要的岩浆活动产物的反映。对于该时期是否具有钾镁煌斑岩岩浆活动，以此单颗锆石年龄目前还不足以判断，还需作进一步的工作证实。

图234 钾镁煌斑岩锆石微量元素含量相关图

-宁乡及洞湾钾镁煌斑岩锆石数据投影， -西澳Argyle钾镁煌斑岩锆石数据投影，阴影区为西澳钾镁煌斑岩锆石微量元素含量相关性投影区，数据选自 Belousova et al（2002）

Figure 234 Correlation diagram of trace elements of zircons in lamproites

-data plot of zircons in lamproites of Ningxiang and Tongwan， -data plot of zircons in lamproites of Argyle，Western Australia，shadow area is

correlation projection of trace elements in zircons of lamproites from Argyle，Western Australia，data selected from Belousova et al（2002）

新元古代（662±7）Ma（I-2-U-Zr-01）锆石具有明显的振荡环带结构，较高的U、Th和很高的∑REE含量，具有典型岩浆锆石特征，其核心到边缘，微量元素含量逐渐增加，核心和边缘的U含量分别为493μg/g和787μg/g，Th分别为445μg/g和576μg/g，∑REE分别为6051μg/g和9351μg/g，Th/U值分别为 090和073，无法确定来源与钾镁煌斑岩的关系；新元古代（794±8）Ma （SWT-Zr-04），具有典型的振荡环带结构，其U、Th很低，分别为U（53μg/g）、Th（43μg/g），Th/U值为082，∑REE含量为962μg/g。它们的3组年龄明显不一致，呈现207Pb/206Pb>207Pb/235U>206Pb/238U的趋势，说明锆石的封闭体系可能受到一定的破坏而导致放射成因Pb的丢失，因此其U–Pb年龄的意义无法讨论。

表232 宁乡钾镁煌斑岩重砂锆石的U-Pb测年结果　Table 232 U–Pb age dating results of heavy mineral zircons in lamproites of Ningxiang

图235 湖南宁乡钾镁煌斑岩锆石的U-Pb谐和曲线图

Figure 235 Concordia diagram with zircon U–Pb data of lamproites from Ningxiang

早元古代锆石（SWT-U-Zr-01）207Pb/206Pb年龄为（2008±29）Ma，属于谐和年龄，3组年龄在误差范围内基本一致，反映了锆石U–Pb封闭良好。其U、Th和∑REE含量较低，U为31μg/g，Th为29μg/g，∑REE为202μg/g，Th/U值为094，具振荡环带结构，属于岩浆型锆石，该年龄锆石的存在说明在石门上五通地区含金刚石的白垩系红层中可能存在过早元古代的岩浆喷发事件，但这个事件和金刚石的成因关系暂时还无法评估。

本项目测试的湖南宁乡附近不同地点和钾镁煌斑岩有关的重砂锆石206Pb/238U年龄具有多组不同的年龄，可能显示研究区钾镁煌斑岩岩浆活动具有多期次的特点。这一结果和湖南金刚石分布十分广泛，在震旦系江口组、寒武系、上三叠统—侏罗系、白垩系、古近系—新近系中均有金刚石的发现，金刚石的指示矿物镁铝榴石、铬铁矿等的分布与震旦系江口组、中新生代新老碎屑岩及红层均有关系指示湖南金刚石原生矿的成矿期可能具有多期次性的特征一致。

湖南413队的未发表资料显示，前寒武纪、古生代及中生代均有可能含有潜在的不同期次的钾镁煌斑岩或其他含金刚石的岩体，湖南地区大面积广泛分布的白垩系陆相红层沉积可能掩盖了一部分未被发现的基底。Zheng et al（2006）对当地重砂锆石207Pb/206Pb年龄研究结果也显示，湖南沅水流域重砂锆石最大的年龄达到2980 Ma，也显示了太古宙热事件（岩浆或变质）的存在。本书发现石门上五通地区含金刚石白垩系红层样品中具207Pb/206Pb谐和年龄为（2008±29）Ma的古元古代岩浆锆石，某种意义上证实沅水流域具有古老的与金刚石有关的火山物质来源。

本项目获得较年轻的钾镁煌斑岩有关的重砂锆石206Pb/238U年龄分布在燕山晚期，其岩浆活动和前人对中国东部玄武岩和辉绿岩等基性岩脉所获得的密集年龄区间（103～110）Ma（K–Ar和40Ar–39Ar法同位素年龄）具有明显的一致性（Li et a1，1998；谢桂青，2003），显示出它们可能和中国东部始于中侏罗世的岩石圈伸展和减薄事件有关（范蔚茗等，2003）。

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

钻石产地来源的确定不仅是国际宝石学的技术难题，也是地质学界的科学难题。2002年11月，各国政府、国际钻石行业组织以及非政府组织达成创立金伯利进程证书制度（Kimberley Process Certificate Scheme）的协议，对国际科技界解决这个难题提出了迫切的要求，世界各国的科学家开始参与钻石产地来源的科学研究。钻石产地来源的研究从普通的科学问题上升为涉及国际政治、外交关系及人权问题的重要社会科学议题。

本项目通过全面收集和分析近50年来我国三个钻石产地的地质背景、钻石产量及各种宝石学特征的资料，根据最近开采情况，尽可能收集、观察和统计分析了三个钻石产地产出的数万克拉的钻石，并分析测试了三个产地1077颗钻石样品（远远超过原来设计样品数量），直接到国外参观考察了国外钻石开采和分选情况，通过多种渠道比对和直接测试国外部分矿区的钻石样品/资料，圆满地完成了项目设计的科研工作，取得如下的一些重要进展和成果：

（1）通过对中国三个主要钻石产地开展野外地质野外调研和采样，了解我国最新钻石地质探采和研究进展。在前人工作基础上，通过对金伯利岩及钾镁煌斑岩重砂矿物的研究，首次在辽宁瓦房店金伯利岩脉中淘选出斜锆石样品，对金伯利岩、钾镁煌斑岩及重砂矿物样品进行了大量岩石地球化学及微量元素（LA–ICP–MS）、Rb-Sr、U–Pb、Lu–Hf 同位素方面的测试分析工作；并首次获得了辽宁金伯利岩斜锆石的精确Pb/Pb 年龄4796±49Ma及176Hf/177Hf初始比值数据（0282283～0282389，Hf（t） –298～–675），证实了至少部分辽宁瓦房店金伯利岩和山东蒙阴金伯利岩是近于同时侵位的；发现辽宁和山东金伯利岩记录了华北新太古宙古大陆拼合（24～26Ga）和13Ga地幔交代事件的锆石年龄，初步证实两岩区钻石结晶时岩石圈地幔状态存在差异，两地在钻石形成时可能并不是统一的克拉通陆块。这对于进一步认识华北克拉通的组成及演化过程具有重要的意义。

（2）在前人统计分析的基础上，利用常规放大设备及高倍显微镜系统，对中国三个产地钻石大小、质量（重量）进行了比较。特别是对项目执行期间仍在开采的山东蒙阴701钻石矿金刚石/钻石的品质进行了动态统计分析，获得了山东新开采矿段钻石的质量品质数据。通过对大量样品的实际观察比较，得出以下结论：辽宁钻石晶形完整度比例最高，宝石级钻石含量最高；山东钻石粒度最大，质量（重量）变化也最大；湖南地区砂矿金刚石以带有磨圆特征的完整晶体居多，钻石相对较小，质量（重量）变化小，完整性好。

（3）利用常规的放大设备、微分干涉显微镜、扫描电镜和阴极发光光谱仪（CL）等仪器，对我国三个产地钻石毛坯的实际晶形、结晶度、微形貌及内部生长特征进行了细致全面的观察比较，发现前人所描述的部分表面特征并不是独立的特征，如毛面特征其实是楔形特征的显微表现；利用新的测试手段——钻石观测仪DiamondView（DV）分析统计了超强短波紫外光波在钻石表面激发的荧光影像及生长结构，探讨了该仪器在钻石产地来源方面的应用。在山东个别浅褐色八面体金刚石{111}面上观察到特殊的平行于[100]晶带方向的长条状蚀象，提出了这种蚀像是出露到表面的氮片晶遭受优先选择性腐蚀所致；CL和DV图像显示的生长结构表明，我国三个产地的钻石都出现了均匀的无环带和规则层状环带模式。但湖南样品和山东、辽宁样品相比，无环带比例明显偏高，从中心到边缘两期和多期生长结构样品比例则明显偏低，且湖南钻石CL图像出现独特的“皮壳”状发光样式；证实了山东钻石中也存在辽宁钻石中见到的多期多阶段的复杂生长环带形成的“似玛瑙状”生长结构。

特别是通过对钻石进行拉曼光谱的系统分析，发现了辽宁金刚石的拉曼特征峰半高宽变化最小，为54737～61024cm-1（集中分布在54～58cm-1），平均值为56396cm-1；山东金刚石的拉曼特征峰半高宽变化范围最大，为56069cm-1～68527cm-1（主要变化范围为62～68cm-1），平均值为64112cm-1；湖南金刚石拉曼特征峰半高宽变化范围介于山东和辽宁之间，集中分布在54～58cm-1，平均值为57027cm–1。研究结果为中国三产地钻石的品质特征提供了重要的理论解释，显示钻石的结晶度可能对钻石的产地来源有指示作用，是潜在的产地指纹性特征。

（4）首次在津巴布韦马朗金刚石/钻石大规模开发以来，对联合国金伯利进程非常关注的津巴布韦马朗金刚石/钻石的品质、晶体形态和表面微细特征和生长特征进行了较为详细的研究，指出津巴布韦马朗金刚石/钻石表面常见的红色斑点的形成与我国湖南等产地砂矿钻石表面常见的褐色斑点和绿色斑点有本质差异，与地质辐照作用无关，是次生氧化铁类矿物沉积氧化致色；根据该地金刚石/钻石阴极发光、DV图像特征以及“十字架”是大量溶蚀坑沿[100]方向折重叠排列的事实，推断这类特定的缺陷可能与晶体生长过程中产生的线状和面状缺陷，如位错线、位错束、氮杂质集合体等有关。上述成果对分析马朗金刚石砂矿成矿及其赋存环境提供了有力依据，并首次提出“十字架”形熔蚀图像和红色斑点、斑块为世界金刚石砂矿罕见特征，可作为该产地的“指纹”特征。

（5）对中国三个产地314颗钻石进行了傅里叶变换红外光谱分类比较研究，确认我国所产钻石红外光谱类型主要为IaAB型，其次为IaB型和IaA型。山东钻石的类型相对丰富，IaA、IaB和IIa型钻石的比例均高于辽宁和湖南两地。而湖南IaA型钻石比例偏低，证实了三个产地的钻石中普遍存在H杂质。而被测样品中，除IIa型钻石外，所有样品均显示出与{111}滑移面有关的吸收峰，表明三个产地金刚石/钻石中普遍存在塑性变形。同时，首次对钻石进行了系统的面扫描分析，根据显微红外光谱谱图定量计算出钻石中的氮含量并进行填图示踪，证实钻石生长过程中钻石类型的转变是普遍存在的现象，钻石生长过程中氮的含量和聚集度是不断变化的，且成核阶段氮含量可高于或低于其他生长阶段，不同生长阶段氮杂质含量变化不具有单向变化规律，显示钻石生长过程中地幔流体碳和氮存在复杂的交换，不同产地钻石中氮含量频率分布及NB（% ）/ N（T）特征存在一定区域性差异；钻石中碳和氮含量并不存在严格的相关性。

（6）在前人研究工作基础上，通过对中国三个产地192颗钻石原石的包裹体进行常规显微镜、扫描电镜、拉曼光谱、电子探针成分及激光烧蚀等离子发射光谱与质谱的系统研究，确认了山东和辽宁金刚石/钻石以P型包裹体为主，而湖南沅水流域金刚石/钻石P型和E型包裹体比例接近；首次同时在三个产地均发现了共生于同一金刚石/钻石中的橄榄岩型和榴辉岩型包裹体组合（P+E型）；在湖南砂矿钻石中发现确认了原生蓝晶石矿物包裹体及金红石、柯石英包裹体组合，显示湖南钻石形成过程中岩石圈地幔可能存在古老的地壳物质。这一认识对于进一步研究扬子克拉通的组成及演化具有重要启示。

根据橄榄石拉曼压力计、石榴子石-橄榄石共生矿物对的Ni温度计以及前人的研究成果，获得的湖南金刚石/钻石形成时地幔温度范围为1109～1327℃，压力为4～6GPa，形成深度133～192km，确认华北克拉通和扬子克拉通在金刚石/钻石形成时存在难熔的岩石圈地幔，金刚石/钻石形成时地幔具有明显的不均一性；湖南金刚石/钻石中包裹体与山东、辽宁金刚石/钻石包裹体的类型组合及其地球化学特征不同，显示出扬子克拉通和华北克拉通岩石圈组成及演化过程存在的差异；湖南砂矿金刚石/钻石与西澳和非洲榴辉岩型金刚石/钻石中包裹体类型组合类似，除了显示湖南砂矿金刚石/钻石的原生矿来源可能和钾镁煌斑岩相关（榴辉岩型金刚石/钻石具有更大的重要性），还可能暗示了湖南金刚石/钻石形成时岩石圈地幔可能存在古老地壳物质或者陆壳物质参与了地幔对流和再循环过程。上述成果对认识湖南金刚石/钻石来源的多样性、确定今后找矿方向具有明显的意义，为我国钻石找矿提供了新的重要认识。

（7）利用加拿大同位素研究所（CCIM）的SIMS（Cameca IMS-1280离子探针）对我国三个产地钻石进行了精细的碳同位素分层原位测试（123个点）。结果显示，辽宁瓦房店钻石的41个点δ13C的变化范围为-60‰～-26‰；平均值为-39‰；山东蒙阴钻石56个点δ13C值的变化范围在-56‰～-20‰之间，平均值为-36‰，湖南样品碳同位素δ13C的变化范围为-86‰～-30‰，平均-61‰。辽宁金刚石的碳同位素组成范围最窄，湖南最宽。碳同位素原位测试结果显示，辽宁和山东的钻石生长具有更多的期次，变化复杂，在钻石结晶晚期碳同位素大部分呈现变轻趋势；而湖南沅水钻石则变化较为简单、平缓，大部分晚期出现变重的趋势。上述结果显示出钻石结晶时华北克拉通和扬子地台岩石圈地幔流体或熔体碳同位素组成或来源上具有一定的差异性，但有关的变化规律仍然需要更多测试结果的证实。

（8）首次系统地对世界25个地区金刚石/钻石及我国三个产地金刚石/钻石的宝石矿物学特征进行了综合比较。通过对9个产地金刚石/钻石中E型石榴子石包裹体的元素含量分组统计分析，发现不同产地来源的金刚石/钻石E型石榴子石包裹体的FeO、MgO、CaO三种组分的含量分组聚类后有一定的差异性，建立了判别方程，证实E型石榴子石的成分是一种潜在的指纹性特征，可以为产地来源的判断提供量化参数。通过比较，确认钻石（矿）形成时间、矿物学特征（特别是晶形及其组合）、氮杂质、包裹体特征和碳同位素特征等要素组合，对于金刚石/钻石产地来源的确定具有明显的重要性。理论上，如果可以确认某个矿区金刚石/钻石的上述特征，在存在国际金刚石/钻石产地完整数据库前提下，可以通过这些要素组合进行单一矿区典型钻石包装样品（指具有代表性的混合样品）的产地来源进行判别。

综上所述，本项目通过对中国三个主要钻石产地形成地质背景，结晶矿物学特征及包裹体地球化学，原位碳同位素分析，创新性地将宝石学和地质地球化学的研究结合起来，在综述世界重要克拉通不同产地钻石特征的基础上，首次系统提出了我国三个产地来源组合特征及其与国际其他产地来源钻石的区别，研究成果对支撑我国参与联合国金伯利进程的工作具有重要参考价值。

区别于山东和辽宁金刚石，湖南金刚石产于砂矿。前人的研究显示，湖南金刚石的表面溶蚀形貌较为丰富，表面溶蚀较严重的样品约占68%之多。溶蚀蚀像有三角形凹坑、六边形凹坑、线性溶蚀丘及溶蚀孔道等。湖南金刚石晶体上的溶蚀图案形态复杂，而且成因多样。各种蚀象的分布受单形的约制，在晶面上的排列有严格的方向性（除腐蚀成因的）；而Ⅱ型金刚石晶体上主要出现下凹溶蚀象和塑性滑动线，它们往往和变形的曲面十二面体联系在一起（谈逸梅等，1983）。杨明星（2004）认为，湖南金刚石表面普遍遭受了较强烈的熔蚀，主要有熔蚀线和熔蚀孔道两种。其中，熔蚀线主要出现在金刚石{111}面出露的方向上，表现为线状熔蚀丘，有时为一组平行线，有时为两组相互交叉，有时可见三组交叉，四组熔蚀线在同一晶面上同时出现则很少见。

本项目研究了377颗湖南沅水地区钻石样品的表面微形貌特征（图版Ⅲ）。结果显示，该产地晶体受溶蚀程度为轻微—中等。与前人的观察（谈逸梅等，1983） 有一定的差异，相当一部分晶体具有遭溶蚀轻微的圆滑曲面。晶面花纹和蚀像较丰富，既有生长过程导致的生长台阶等生长形态、晶体生长后期遭受熔解和熔蚀作用导致的晶面蚀像和钻石在后期搬运过程中产生的和砂矿有关的独特撞击磨蚀蚀像。概括来说，湖南沅水地区钻石晶体晶面蚀像主要有：倒三角凹坑、蛀穴状凹坑、六边形凹坑、叠瓦状蚀像、束状晕线、塑性变形滑移线、三角锥状丘、四方锥状丘、溶蚀沟、溶蚀孔道、阶梯状生长层、放射状龟裂纹，部分钻石晶体上显示强烈的磨蚀现象（毛玻璃化）和独特的“弯月状”蚀象，“弯月状”蚀象的分布特点和形态特征反映了湖南钻石后期受机械撞击的特点，是中国三个钻石产地的钻石产品比较独特的（其他2个主要是原生矿，只有少部分砂矿），显示钻石毛坯经历过后期的搬运磨蚀。

常见的晶面熔蚀图案有倒三角凹坑、四边形凹坑和六边形凹坑，其中以倒三角凹坑最为常见，且随着倒三角凹坑的发育，三角凹坑发展为六边形凹坑。在平面-曲面晶体的八面体（111）晶面上，与（111）三角形晶面构成反向平行。由于熔蚀程度不同，三角形大小不等，在湖南晶体表面较常见（图451，图452）。在立方体面{100}晶面上可见四边形蚀象如图453，图454所示。

此外，熔蚀空管、熔蚀线、阶梯状蚀象、生长台阶和生长丘结构也常见到，图455的熔蚀空管为熔蚀作用沿位错线优先腐蚀所致（Lu et al，1997）。图456为（111）面上观察到的生长台阶，生长台阶自生长中心向外扩展，三角形与（111）面的外形一致。叠瓦状蚀象为晶面台阶发育处常见的一种蚀象，呈扁平状的浑圆低凸起形状，如图457，图458所示。

值得指出的是本次研究，我们观察到一些新的或较罕见的熔蚀现象，这些现象在国外金刚石晶体上也较少或未曾报道过，如圆盘状凹坑、毛玻璃化蚀像和弯月状蚀像。

4231 “圆盘状”蚀像

湖南金刚石上“圆盘状”蚀像多呈规则的圆形凹坑状（图459～图462）。

图451 三角形凹坑，阶梯状生长纹

（9-HN，实体显微镜，500×）

Figure 451 Triangular etched pits，stepped growth lines

（sample 9-HN，Stereomicroscope，500×）

图452 熔蚀凹坑内壁显示阶梯状和由三角形凹坑演变来的六边形凹坑

（23-HN，微分干涉显微镜，100×）

Figure 452 Stepped inwall and triangular-evolving hexangular inwall of the etched pits

（sample 23-HN，Differential Interference Contrast Microscope，100×）

图453 与熔蚀沟相伴的三角形、四边形凹坑

（25-HN，扫描电镜，200×）

Figure 453 Triangular and quadrilateral etched pits concomitant with etched trench

（sample 25-HN，Scanning Electron Microscope，200×）

图454 四边形凹坑内的阶梯状熔蚀特征

（25-HN，扫描电镜，1500×）

Figure 454 Stepped etched features of quadrilateral etched pits

（sample 25-HN，Scanning Electron Microscope，1500×）

图455 溶蚀孔道

（02-3，微分干涉显微镜，100×）

Figure 455 Etched channel （sample 02-3，Differential Interference Contrast Microscope，100×）

图456 三角形生长阶梯

（128-HN，实体显微镜下，40×）

Figure 456 Triangular growth steps

（sample 9-HN，Stereomicroscope，40×）

图457 叠瓦状蚀像

（140-HN，微分干涉显微镜，200×）

Figure 457 Imbricated etched figures

（sample140-HN，Differential Interference Contrast Microscope，200×）

图458 叠瓦状蚀像

（116-HN，阴极发光，500×）

Figure 458 Imbricated etched figures

（sample116-HN，Cathodoluminescence，500×）

图459 盘状蚀像和环状蚀像

（3-2，实体显微镜，20×）

Figure 459 Disk-like and ring-like etched figures

（sample 3-2，Stereomicroscope，20×）

图460 圆盘状蚀像

（15-HN，微分干涉显微镜，200×）

Figure 460 Disk-like etched figures

（sample 15-HN，Differential Interference Contrast Microscope，200×）

图461 盘状熔蚀表面

（1-13，实体显微镜，80×）

Figure 461 Surface with disk erosion

（sample 1-13，Stereomicroscope，80×）

图462 晶面上的盘状蚀像和“弯月状”蚀象

（10-HN，微分干涉显微镜，100×）

Figure 462 Disk-like etched figures and crescent-shaped etched figures on crystal surface

（sample 10-HN，Differential Interference Contrast Microscope，100×）

4232 毛玻璃化蚀像

整个晶体表面粗糙，光泽暗淡、乳白色，磨蚀产生的痕迹呈薄膜状覆盖在晶体表面（图463，图464）。

图463 毛玻璃外观

（7-HN，实体显微镜，20×）

Figure 463 Ground glass outlook

（sample 7-HN，Stereomicroscope，20×）

图464 毛玻璃化外观

（HNY3，实体显微镜，30×）

Figure 464 Ground glass outlook

（sample HNY3，Stereomicroscope，30×）

4233 “弯月状”蚀像

较多湖南钻石晶体显示浑圆外形，晶棱为圆滑弧形，晶面呈弧面状，表面出现“弯月状”细小裂纹。该“弯月状”蚀像通常周围分布有细小凹坑，蚀像内部呈阶梯层状，且偶尔与晶体内部微细裂隙连通（图465～图468）；在辐照斑点周围通常也会出现“弯月状”蚀像（图469，图470）。这种“弯月状”蚀像的成因可能与金刚石晶体遭受撞击或放射性辐照有关，也可能是其他原因所致，该类蚀像的具体成因有待进一步探讨。

图465 密集的“弯月状”蚀像

（7-HN，微分干涉显微镜，50×）

Figure 465 Intensive crescent-shaped etched figures

（sample 7-HN，Differential Interference Contrast Microscope，50×）

图466 “弯月状”蚀像

（27-HN，实体显微镜，60×）

Figure 466 Crescent-shaped etched figures

（sample 27-HN，Stereomicroscope，60×）

图467 “弯月状”蚀像周围的细小凹坑

（27-HN，扫描电镜，250×）

Figure 467 Small pits around the crescent-shaped etched figures

（sample 27-HN，Scanning Electron Microscope，250×）

图468 “弯月状”蚀像内部的层状结构

（7-HN，扫描电镜，1500×）

Figure 468 Layer structure inside the crescent-shaped etched figures

（sample 7-HN，Scanning Electron Microscope，1500×）

图469 “弯月状”蚀像绿色斑共存

（72-HN，微分干涉显微镜，500×）

Figure 469 Crescent-shaped etched figures coexist with green spots

（sample 72-HN，Differential Interference Contrast Microscope，500×）

图470 “弯月状”蚀像和褐色斑共存

（1-5，微分干涉显微镜，500×）

Figure 470 Crescent-shaped etched figures coexist with brown spots

（sample1-5，Differential Interference Contrast Microscope，500×）

过去合成钻石及处理成本仍然很高，尤其是在设备、技术、工艺等方面要求仍然很高，但目前世界上已有少量的合成钻石投放市场，但无价格优势。但随着科技的发展，目前人造钻石已经具备商业价值。主要鉴别特征：

（1）内含物

具有不同形态合金包裹体，这些包裹体呈浑圆状、棒状、板状、针状等，其排列方式与内部生长区界限相关。包裹体还可呈微粒状分散于整个晶体中。这些包裹体不透明，反射光下呈金**或黑色，具金属光泽。

种晶及种晶幻影区；种晶幻影区是在钻石内部存在的沿四方形种晶片向外生长形成的、边缘由相对明亮的细线构成的四方单锥状生长区，无论种晶片是否在加工过程中被磨掉，该幻影区始终存在，在暗域场中或将钻石置于浸液中观察该现象表现更为清楚。

（2）颜色

绝大多数合成钻石呈**、渴**（大多数）具沙漏状色带；而天然钻石为无色、浅黄及其它颜色。而目前品质较好的CVD钻石业能达到无色或浅咖啡色，肉眼几乎无法辨认。

（3）吸收谱线

合成钻石 缺失天然钻石中无色－浅**系列具有415nm最为特征 谱线。另外绝大部分天然钻石为Ⅰa 型，而合成钻石主要为Ⅰb 型，少数情况下有双原子集合体氮存在。

（4）异常双折射

正交偏光下，天然钻石因生长及运移过程的复杂性表现出复杂的异常双折射特征，如不规则带状、波状、斑块状和格子状等，而合成钻石异常双折射表现较弱，某些合成钻石呈十字形交叉的亮带。

（5）发光特征

紫外荧光： 有些合成钻石在长波紫外光下呈惰性，在短波紫外光下显示中等至强的黄绿色荧光，并且具分带现象，与天然钻石的荧光特征不同。

阴极发光仪（电子激发下）：

合成钻石：颜色：**-黄绿色，规则分区（主方体、八面体区不同）

天然钻石：蓝色为主，层状生长或复杂的生长形式

（6）晶形及表面特征

合成钻石常以八面体和立方体聚形为主体，并且可发育菱形十二面体、四角三八面体或三角三八面体晶面。

表面可能显示树枝状生长纹或不规则的小丘或瘤状物与天然钻石不同。

钻石的折射率为2417。

钻石的折射率基本是一致的，主要是因为钻石是等轴晶系的晶体,在光学性质方面是均质体折射率基本固定为2417，因此折射率也是判别钻石真伪的有力参数。

其他宝石的折射率

每种宝石和钻石有其对应的折射率，比如翡翠是166,红宝石和蓝宝石是1762~1770,海蓝宝石是1577~1583,碧玺是1624~1644等等。通过准确的测出宝石折射率，就可以大体确定待测宝石到底可能是什么宝石，然后再结合其它的鉴定手段确定宝石种属。

扩展资料：

鉴别案例

1、结晶习性

合成钻石常为：立方体、八面体以及两者的聚形

天然钻石常为：八面体、菱形十二面体以及两者的聚形，还有常见三角薄片双晶

2、颜色

合成钻石常为黄褐色，并且经常被辐照改色成蓝、橙、粉、褐以及金**

天然钻石98%都是无色—浅黄系列。

3、内部纹理

合成钻石：可显示树枝状或者交叉状纹理

天然钻石：表面常见三角凹痕或者三角座，内部常显示与结构相关的纹理。

4、放大观察

合成钻石：籽晶及其幻影区，各种形态的金属包体

天然钻石：没有金属包体

5、可见光吸收光谱

合成钻石：无4155nm吸收线，在液氮获得的低温条件下可以测得658nm吸收峰和500nm以下全吸收

天然钻石：绝大部分都是4155nm吸收线

6、紫外荧光

合成钻石：长波下通常是没有荧光的，短波下有黄绿色、橙**荧光，有“马耳他十字分带”现象，同时有明显磷光

天然钻石：在长波下多为蓝白色荧光，短波下较弱或者显示惰性。

7、阴极发光仪

合成钻石：与紫外荧光分布特征相似，不同成长区显示不同的荧光分带

天然钻石：多是不规则

因为天然钻石生长的时候，环境是时刻都会变化的，然而合成钻石的生长环境都是一成不变。

8、红外光谱

合成钻石：1130波束的吸收普带

天然钻石：1176、1282波束的吸收谱带。

9、导电性

合成钻石：有的可能具有导电性或者导热性

天然钻石：除了蓝色钻石是半导体之外，均不导电，而且是没有磁性。

其他

比如异常双折射形形色色

参考资料：