在矿石中，钻石是这样形成的？

形成原因

现代科学技术 、手段为探索钻石的形成提供了新思路和方法。钻石是世界上最坚硬的、成份最简单的宝石,它是由碳元素组成的、具立方结构的天然晶体。其成份与我们常见的煤、铅笔芯及糖的成份基本相同，碳元素在较高的温度、压力下，结晶形成石墨（黑色），而在高温、极高气压及还原环境（通常来说就是一种缺氧的环境）中则结晶为珍贵的钻石（白色）。为了便于理解钻石的起源，先看一看含有钻石的原岩。

自从钻石在印度被发现以来,我们不断听到人们在河边、河滩上捡到钻石的故事，这是由于位于河流上游某处含有钻石的原岩，被风化、破碎后，钻石随水流被带到下游地带，比重大的钻石被埋在沙砾中。钻石的原岩是什么？1870年人们在南非的一个农场的黄土中挖出了钻石，此后钻石的开掘由河床转移到黄土中，黄土下面就是坚硬的深蓝色岩石，它就是钻石原岩——金伯利岩(kimberlite)。什么是金伯利岩？金伯利岩是一种形成于地球深部、含有大量碳酸气等挥发性成份的偏碱性超基性火山岩，这种岩石中常常含有来自地球深部的橄榄岩、榴辉岩碎片，主要矿物成份包括橄榄石、金云母、碳酸盐、辉石、石榴石等。研究表明，金伯利岩浆形成于地球深部150公里以下。由于这种岩石首先在南非金伯利被发现，故以该地名来命名。

另一种含有钻石的原岩称钾镁煌斑岩（lamproite),它是一种过碱性镁质火山岩，主要由白榴石、火山玻璃形成，可含辉石、橄榄石等矿物，典型产地为澳大利亚西部阿盖尔（Argyle)。

科学家们经过对来自世界不同矿山钻石及其中原生包裹体矿物的研究发现，钻石的形成条件一般为压力在45-60Gpa(相当于150-200km的深度），温度为1100-1500摄氏度。虽然理论上说，钻石可形成于地球历史的各个时期/阶段，而目前所开采的矿山中，大部分钻石主要形成于33亿年前以及12-17亿年这两个时期。如南非的一些钻石年龄为45亿左右，表明这些钻石在地球诞生后不久便已开始在地球深部结晶，钻石是世界上最古老的宝石。钻石的形成需要一个漫长的历史过程，这从钻石主要出产于地球上古老的稳定大陆地区可以证实。另外，地外星体对地球的撞击，产生瞬间的高温、高压，也可形成钻石，如1988年前苏联科学院报道在陨石中发现了钻石，但这种作用形成的钻石并无经济价值。

稀少的钻石主要出现于两类岩石中,一类是橄榄岩类,一类是榴辉岩类，但仅前者具有经济意义。含钻石的橄榄岩，目前为止发现有两种类型：金伯利岩（kimberlite)（名字源于南非得一地名——金伯利）和钾镁煌斑岩（lamproite),这两中岩石均是由火山爆发作用产生的，形成于地球深处的岩石由火山活动被带到地表或地球浅部，这种岩浆多以岩管状产出，因此俗称“管矿”（即原生矿）。含钻石的金伯利岩或钾镁煌斑岩出露在地表，经过风吹雨打等地球外营力作用而风化、破碎，在水流冲刷下，破碎的原岩连同钻是被带到河床，甚至海岸地带乘积下来，形成冲积砂矿床（或次生矿床）。

目前，世界上共有二十多个国家发现钻石矿床，其中大部分位于非洲、俄罗斯、澳大利亚和加拿大。

1非洲

非洲南部是世界主要钻石产区，南非、安哥拉、扎伊尔、博茨瓦纳、纳米比亚等都是重要的钻石出产国。迄今南非共发现金伯利岩岩筒350个，钻石含量估计为25亿ct。博茨瓦纳是非洲另一个重要的钻石产地，迄今已发现200多个金伯利岩岩筒，其中41个估计含量为35亿ct。

2俄罗斯

俄罗斯1954年首次在西伯利亚雅库特发现原生钻石矿床，迄今已发现金伯利岩体450个，钻石估计含量为25亿ct，世界著名的岩管有“和平”、“成功”、“艾哈尔”等。1988年在阿尔汗格尔斯克又发现了新的金刚石矿，估计储量约25亿ct，且50%是宝石级的，目前俄罗斯正与英国戴比尔斯公司合作勘探。

3澳大利亚和加拿大

1972年在南澳地区发现了含钻石的金伯利岩。1979年又发现了含钻石的橄榄钾镁煌斑岩，从而在钻石矿床学是个突破性进展，因为这是世界上首次在非金伯利岩中发现了钻石，意义重大。现今，在西澳北部地区已发现150多个钾镁煌斑岩岩体，特别是阿盖尔钾镁煌斑岩的发现，它是现今世界含钻石最富、储量最大的。澳大利亚已成为世界钻石产量最多的国家，其产量已成为世界第一，仅1998年，澳大利亚产钻石便达到4100万ct，但达宝石级的很少。

1990年首次在加拿大西北部耶鲁奈夫市北北东360km，靠近北极圈北纬65度的湖泊地带发现了金伯利岩型的钻石原生矿，现已发现51个金伯利岩岩管，其中大多数均含钻石。有5个岩管具有重要经济价值，其钻石以无色透明为主，质量好，宝石级钻石占30%～40%，平均品位是25ct～100ct/100t，年产量预计可能会达到400万ct。加拿大西北部钻石原生矿床的发现是20世纪90年代以来世界钻石史上一次重大突破。

4亚洲及中国

在亚洲，印度是世界最早发现钻石的地方。而且古老而有名的大钻石如“莫卧儿皇朝”(787ct)，“光明之山”(1088ct)“摄政王”(140ct)，“奥尔洛夫”(1896ct)等世界名钻均产于此地，但印度钻石的原生矿床至今未发现，砂矿的产量也有限。我国是世界钻石资源较少的国家。1950年，在湖南沅江流域，首次发现具经济价值的钻石砂矿。品位低，分布较零散，但质量好，宝石级钻石占40%左右。60年代，先后在贵州及山东蒙阴找到了钻石原生矿。70年代初，在辽宁南部找到我国最大的原生钻石矿，该矿储量大，质量好，宝石级钻石产量高，约占50%以上，山东钻石原生矿品位高、储量较大，但质量较差，宝石级钻石约占12%，且一般偏黄，以工业用钻石为主。

思考题

一、是非判断题

1确定钻石色级时必须应用色温在4700～6500K的光源。

2长波紫外光灯下钻石都有荧光。

3钻石颜色定级时，如果所测钻石颜色介于两个样石H和I之间，则该样品色级应定为H。

4钻石颜色定级时，如果所测钻石在颜色介于两个样品之间，则应定为色级较低的一档。

5钻石在不同方向上的压入硬度是相同的。

6一颗钻石其台面宽度为腰平均直径的66%，按“国标”应称此切工为很好。

7钻石的导热率是物质中最高的。

8金刚石是等轴晶系矿物，所以其不同晶面硬度相同。

9钻石透过的光为偏振光。

10利用CZ作半球的折射仪可以测定钻石的折射率。

11热导仪可以区分钻石和合成α—碳硅石。

12在热导仪上显示钻石反应的样品未必就是钻石。

13X光荧光光谱仪可以查明某钻石样品是否含氮。

14钻石是色散值(dis)最高的天然宝石。

二、选择题(每题1分，共25分。把你所选择的答案：A或B或C填写在题后的括号内)

1我国目前钻石的主要产地有：( )

a山东、湖南、辽宁

b辽宁、山东、江苏

c湖南、湖北、山东

2用钻石笔鉴别钻石时是利用钻石的：( )

a导热率高

b硬度高

c亲和性好

3为判别钻石与合成钻石应使用以下哪种仪器：( )

a热导仪

b分光镜

c红外光谱仪

4钻石的天然蓝色是由于钻石中含有微量的元素：( )

a硼

b氮

c钴

5与176ct钻石等体积的立方氧化锆的重量是：( )

a176ct

b260ct

c290ct

6某钻石称得质量为1538ct，应表示为：( )

a154ct与153ct均可以

b154ct

c153ct

7钻石的天然**是由于钻石中含有微量的元素：( )

a硼

b氮

c钴

8钻石在紫外灯下：( )

a都有荧光

b可以有荧光

c都没有荧光

9现在金刚石产量最多的国家：( )

a南非

b俄罗斯

c澳大利亚

10钻石在365nm波长下：( )

a都有蓝色荧光

b可有**荧光

c可有绿色荧光

d可无荧光

11Diamond是：( )

a自然元素矿物

b可以是水热法合成的

c与石墨是类质同象

d有六方晶系2 H型的多型变体称为六方金刚石

12对钻石的切磨角度要求十分严格，目的是使钻石反映出最好的( )

a晕彩

b色彩

c火彩

d变彩

13钻石首饰鉴定中，在钻石台面内肉眼见到一个黑色包裹体，该钻石净度应为( )

aVS

bSI

cP

14不宜用为锯钻方向的钻石纹理是指平行于：( )

a{100}方向

b{110}方向

c{111}方向

三、多项选择题

1钻石与莫桑石(合成α-SiC)可以用以下仪器区分：( )

a热导仪

b红外反射仪

c电导仪

d紫外荧光灯

e放大镜

2合成Moissanite(SiC)与钻石相比( )

a折射率不同

b导电率不同

c都可以没有双折射

d紫外吸收不同

e热导仪不可以区分

四、填空题(每空1分，共60分)

1钻石定级标准简称 4C，其中文意思分别是：CARATWEIGHT( )，COLOUR( )，CUT( )，CLARITY( )。

2无色钻石中出现的彩色光是光( )引起的；而欧泊中出现的彩色是光( )引起的。

3钻石的折射率在不同波长的光波下具有( )折射率。

4钻石净度分级可分为LC称( )，VVS称( )，VS称( )，SI称( )，P称( )。

5鉴定钻石用的标准放大镜应该是( )、( )、( )。

6写出3个最能以假乱真的钻石人工仿制品有①( )、②( )、③( )。

7钻石的“4C”分级标准适用于( )色系的抛光钻石，不适用于( )色系和( )钻石及( )钻石的钻石分级。

8钻石颜色分级环境的色调应为( )，分级时要采用( )灯，并以( )为背景。

9钻石颜色按成因机理可概括为A、**或蓝色是因为( )。

B褐色、粉红—红色是因为( )。C绿色是与( )有关。

10按国标规定，钻石净度分级时，不影响归入LC级的外部瑕疵有：( )、( )。

11确定钻石净度级别时，必须考虑瑕疵的( )、( )、( )、( )、( )等。

12目前市场最常用的钻石代用品是( )，最新的仿制品是( )、后者与钻石最大的区别是( )及放大观察时的重影现象。

13钻石的保养方法有：( )、( )等。

14钻石的颜色分级是在钻石灯下、白色背景、以( )为基础，通过比较样品与( )的颜色来确定钻石的颜色级别。

15IIb型钻石常呈蓝色，是由( )的选择吸收引起的。

16一颗裸钻亭深太浅，从台面上可见一白色圆环，这种钻石叫( )。

17莫桑石的化学成分是SiC(碳硅石)，六方晶系，常为( )色或( )色，鉴定时利用其双折率高可见( )和非均质性。

18钻石呈色的4个主要原因是( )、( )、( )和( )。

19蓝色钻石的颜色是由( )引起的，大多数天然蓝色钻石是( )型的。

20有两颗裸钻石，一颗在10倍放大镜下比较容易观察到具细小的瑕疵，按国标应定为( )；另一颗在10倍放大镜下很容易观察到具明显的瑕疵，按国标应定为( )。

21钻石常见的聚形有( )、( )和( )。

22有两颗裸钻石，在10倍放大镜下，钻石的内部和外部无瑕疵，一颗钻石在亭部有额外刻面，冠部看不见，按国标应定为( )；另一颗钻石在腰围内有原始晶面，但不影响腰部的对称，冠部看不见，按国标应定为( )。

23合成钻石常呈**，为( )致色，属( )型合成钻石。

24快速区分钻石与仿钻(除合成α-SiC外)的方法是( )、( )。

25钻石估重公式，包括腰围直径、高度和( )三项内容。

钻石是在地球深部高压、高温条件下形成的一种由碳元素组成的单质晶体，是指经过琢磨的钻石。钻石是无色正八面体晶体，其成分为纯碳，由碳原子以四价键链接，为目前已知自然存在最硬物质。由于钻石中的C-C键很强，所有的价电子都参与了共价键的形成，没有自由电子，所以钻石硬度非常大，熔点在华氏6900度，钻石在纯氧中燃点为720~800℃，在空气中为850~1000℃，而且不导电。

伯纳特兄弟于1870年发现了金伯利钻石矿。正是这一发现，使人们知道了在哪种岩石中有可能含有钻石。

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钻石，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，找到钻石矿的可能性就相对大。于是，石榴石和橄榄石就成为寻找钻石的“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钻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钻石矿了。

扩展资料

钻石有各种颜色，从无色到黑色都有，以无色的为特佳。它们可以是透明的，也可以是半透明或不透明。许多钻石带些**，这主要是由于钻石中含有杂质。 钻石的折射率非常高，色散性能也很强，这就是钻石为什么会反射出五彩缤纷闪光的原因。

钻石在X射线照射下会发出蓝绿色荧光。钻石原生矿仅产出于金伯利岩筒或少数钾镁煌斑岩中。金伯利岩等是它们的母岩，其他地方的金刚石都是被河流、冰川等搬运过去的。钻石一般为粒状。如果将钻石加热到1000℃时，它会缓慢地变成石墨。

-金刚石 （钻石）

1，辽宁省大连市瓦房店市

2011年初，辽宁省瓦房店地区发现的一处大型金刚石矿，矿藏量保守估计约100万克拉（约合200公斤），可开采30年以上。瓦房店市被誉为东方钻石城，金刚石储量占全国已探明储量的54%，多呈8面体和12面体，质地优良，晶形完整，色泽晶莹剔透，首饰级含量占70%，在国际市场上属一流。

2，山东省临沂市临沭县

临沭县享有“钻石之乡”的美誉。矿产资源丰富，主要有重晶石，金刚石，大理石，石英石，金红石等20余种，闻名全国的常林钻石（1587860克拉，出土时中国最大，世界第二）就出土在临沭县曹庄镇常林村。

扩展资料

1965年是我国钻石找矿取得重大突破的年份。在山东省蒙阴县的常马庄发现了中国第一个具有工业开采价值的钻石原生矿。

1970年，辽宁省地矿局区调队在辽南地区开展地质普查。历时一年后，普查已接近尾声，当时矿产组组长白尚金在日伪时期的地质资料中，发现在瓦房店李店乡石灰窑村有铅锌矿的记载。

-临沭

-瓦房店

温州新闻网-辽宁钻石矿的发现过程相当传奇

　　1、出产钻石的国家

　　世界各地均有钻石产出，已有三十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。

　　中国的金刚石探明储量和产量均居世界第10名左右，年产量在20万克拉，钻石主要在辽宁瓦房店、山东蒙阴和湖南沅江流域，其中辽宁瓦房店是目前亚洲最大的金刚石矿山。

　　2、 出产最好钻石的国家

　　对于钻石的毛坯和宝石级钻石所占比例来说，最好的钻石来自于纳米比亚冲积矿床中开采出来的钻石。这些钻石经历的自然风化搬运到海边，路程长达1000英里。经过这段旅程钻石中脆弱部分都分离。在特定沉积环境中钻石按不同粒级不同形状一定规律分布于岩层中。该矿区宝石级钻石英钟最高达到97%。对切磨好的钻石戒面，很难分辩出产自哪个国家和矿区。

　　任何矿区产出的钻石都有好、中、差。拿矿区中最好的钻石与纳米比亚产出最差的钻石比，纳米比亚冲积矿床的钻石也不一定就好。

　　3、 钻石产地的变迁

　　印度是世界上最早发现钻石的国家，3000年前，印度是钻石的唯一产地。自2500年前至18世纪初印度克里希纳河、彭纳河及其支流是世界唯一产出钻石的地方，历史上许多著名钻石如光明之山(kohi-noor)、奥尔洛夫(orloff)和大莫卧儿(great mogul)都来自印度，但目前印度的钻石产量很小。

　　至1725年巴西钻石的发现及开采，使巴西取代印度，成为当时全球钻石的最重要产地。

　　1867年以后，南非发现了冲积砂矿床和大量原生金伯利岩筒使得南非成为世界上最重要的钻石生产国，其产量长期处于世界前列，并由此开创了钻石业的新纪元。1905年，在南非阿扎氏亚发现了世界上最大的金伯利岩岩筒—普列米尔岩筒，并在此发现最大的钻石(库利南钻石)。目前，南非拥有世界上产量最大、且最现代化的维尼蒂亚钻石矿。南非钻石颗粒大，品质优，50％的金刚石均是可切割的，其产量虽不及澳大利亚等国，但产值一直居世界前列。

　　自1979年澳大利亚西部发现钾镁斑岩中含有金刚石起，至1986年，澳大利亚的金刚石产量已居霸主地位，但宝石级仅占其产量的5％。澳大利亚钻石主要分布西澳新南威尔斯的bingara和copeton，尤其是阿盖尔(argle)矿床储量为5．5亿克拉。

　　博茨瓦纳盛产优质金刚石，宝石级占50％，其产值居世界首位。博茨瓦纳的钻石来自露天开采的金伯利岩，巨大的矿山有orapa岩筒(1967年)、letihakena岩筒(1977年)和jwaneng钻矿(1982年)，三个矿的总产量在1989年超过1500万克拉。

　　俄罗斯的钻石主要分布在西伯利亚中部雅库特地区，该区找到有一百多个含金刚石金伯利岩筒，1988年，俄罗斯在靠近欧洲附近又找到新的钻石矿。目前，俄罗斯钻石产量在1200万克拉左右，一半为宝石级。多年来俄罗斯形成了独立的钻石开采加工销售体系，其钻石数量大、质量优、均匀性好，在市场上具有很强的竞争力。

　　前几年报道加拿大北部地区发现大量金伯利岩，几年后钻石产量可占全世界产量的10%。

　　中国钻石资源与产地

　　中国的金刚石探明储量和产量均居世界第10名左右，年产量在20万克拉，钻石主要在辽宁瓦房店、山东蒙阴和湖南沅江流域，其中辽宁瓦房店是目前亚洲最大的金刚石矿山。

　　中国于1965年先后在贵州和山东找到了金伯利岩和钻石原生矿床。1971年辽宁瓦房店找到钻石原生矿床。目前仍在开采的两个钻石原生矿床分布于辽宁瓦房店和山东蒙阴地区。钻石砂矿则见于湖南沅江流域、西藏、广西以及跨苏皖两省的郯庐断裂等地。

　　目前我国钻石主要产地有三个:辽宁瓦房店,山东蒙阴—临沭,湖南沅江流域都是金伯利岩型,但湖南尚未找到原生矿其中辽宁的质量好,山东的个头较大

　　目前我国现存发现的最大钻石为常林钻石，于1977年12月21日发现于山东，由常林大队魏振芳发现，故而得名“常林钻石”，现藏银行国库中。常林钻石重158786克拉，呈八面体，质地洁净、透明，淡**。

　　另据传，中国最大的钻石曾是金鸡钻石，也发现于该地区，重28125克拉，但在二战期间被日军掠走，至今下落不明。

在地球的深部大约150-200公里，纯碳物质在压力为（45-6）×109Pa，温度为1100-1600摄示度条件下结晶，形成天然钻石。在地球的深部只有很少的地方具有钻石形成的物理、化学条件。从理论上讲任何时期都可以形成钻石，只要达到钻石形成物理、化学条件。从目前开采的钻石矿中，大部分钻石形成于33亿年和12-17亿年这二个时期。从钻石产出于地球古老稳定大陆地区可以证实。

另外，外星对地球的撞击，产生的高温、高压也可形成钻石。但这种方式形成的钻石颗粒小，质量差，不能作为首饰用的宝石。

当地球的外壳产生拉力，固体的岩块开始移动及破裂，这时发生地震，火山喷发。当火山熔岩从地球深部往地表上升时，将深部形成的钻石带到地球浅层及表面。经过熔岩冷却我们可以在冷却的岩石中找到钻石。当钻石富集并达到一定规模时，我们称为钻石原生矿。含有钻石的岩石在自然条件下风化，钻石残留在山坡、河流、海岸中并富集形成矿床，称为钻石次生矿。

根据不同的矿类型，采用不同的开采方法。

露天矿：含钻石的矿体风化后经河水、雨水的搬运富集形成次生矿。开采时要除去表层浮土，对含矿砂层以及岩缝都要认真清理，平均200吨砂石中可以选出1克拉钻石。

原生矿：沿矿脉旁打竖井，然后由竖井横向挖往矿脉，将矿石运到地表，破碎、分选将钻石选出。目前南非金伯利矿开采深度达900米。

砂矿：当钻石顺河流带到海岸边，在海滩富集，形成矿砂。开采方法是将所有含钻石的砂进行分选，将钻石选出。

海底采矿：采用先进的海上采矿技术，对海底含矿石的矿砂进行分选。戴比尔斯海上矿产公司，在纳米比亚离海岸35000米，水深110米的海底采矿钻石达400万克拉。

1905年在南非普列米尔矿，发现重3106克拉巨型大钻，定名为"库利南"，1919年在该矿区又找到一块重1500克拉钻石，按它的形状，颜色、反复对比研究后确定它应该与"库利南"为同一晶体，所以没有命名，如果没有裂开成为二块的话，"库利南"重量到少在4606克拉以上。1980年在该矿区又发现第三颗大钻重599克拉。南非普列米尔矿为世界公认的巨形钻石的产地。