钻石内部特征有哪些

(1)晶体(Crystal)晶体是指钻石内所有具有明显的三维几何形态的矿物晶体晶体又可分为无色的或浅色的包裹体及深色的或黑色的包裹体它的种类繁多(据统计有20多种),形态各异,是钻石中最普遍的内含物,在众多的晶体包裹体中,小钻石出现的几率最多,其次可见橄榄石和石榴石它们常被小羽毛状裂隙环绕或单独出现,或成群分布,可大亦可小晶体的出现,意味着钻石的净度等级一般不会高于VS级除非晶体很大,否则也不会对钻石的美观及耐久性造成影响

　　(2)点状物(Pinponit)或称针尖,钻石内部极小的天然包裹物有无色和深色之分,单一或成群分布,它对净度级别的影响不大

　　(3)云状物(Cloud)钻石中朦胧状或乳状无清晰边界的包裹物,可能是由许多极细小的点状物组成,也可能由结构位错引起云状物常依钻石的对称轴分布(与钻石的成长历史有关),有时在白色的云雾里还可出现一些黑色的大小不等的点状物云雾有时清淡,分布在小的区域内,对净度的影响不大;有时浓重,散布在整个钻石中,不但降低了钻石的净度和透明度,而且也影响了钻石的美观

　　(4)羽状纹(Feather)钻石内由于解理或张力所造成的裂隙,形似羽毛状若羽状纹相对较大,则可称之为"裂纹"羽状纹易沿钻石的四组八面体方向裂开,分裂面平坦、光滑若沿任意方向破裂,其破裂面多成阶梯状羽状纹对净度的影响明显,通常易于观察到个别情况下,有些细小的羽状纹单独出现,且破裂面与钻石的小刻画垂直时,观察起来较困难,应特别仔细寻找,以免疏漏而造成结论上的错误

　　(5)须状腰(Bearding)存在于腰部的须状微裂纹深入内部的部分,形似老人的胡须它是由于过激的粗磨造成的粗糙腰围与其成因相似,但粗糙腰棱有砂粒感,常伴有很小的缺口

　　(6)内部纹理(Internal Graining)钻石内部因原子排列不规则所造成的生长痕迹,如双晶纹、生长纹等纹理可多可少、可粗可细、可平行也可相交纹理看上去多为白色的细线,有时可反光形成彩色条纹,它对净度的影响程度不等若纹理密集地出现在整个钻石内部时,可降低钻石的透明度,使钻石看上去有朦胧感

　　(7)双晶中心(Twinning Center)结晶构造发生错动的中心点,常伴生有点状物

　　(8)内凹原晶面(Sunken Natural)从表面凹入钻石内部的原始晶面多出现于钻石的腰围,也可出现于其他部位理论上深凹的锯齿状或三角状的天然晶面经重新打磨可以去除,但会造成质量上的损失,因此它会降低钻石的净度等级

　　(9)激光痕(Laser Drill mark)用激光束及化学药品去除钻石内部深色包裹物时留下的痕迹管状或漏斗状称为激光孑L常被高折射率玻璃充填

　　(10)吉痕(Bruise)钻石表面受外力撞击形成的根部伸入到钻石内部的痕迹击伤痕通常为白色,具一定的几何形态,尺寸可大可小

　　(11)破口(Chip)腰部边缘破损的小口,多呈"V¨字形

　　(12)坑或洞(Cavity)是钻石中较严重地从外部深入到内部的特征它们可能是由于解理崩落了小块钻石所致,也可能是钻石在抛光时造成表面的包裹体脱落而产生的坑或洞

多年来，国内外学者曾对三产地，特别是辽宁和山东的金刚石/钻石包裹体做过系统的矿物地球化学特征的研究，对金刚石/钻石形成物理化学条件进行过估算，获得过很多有价值的信息。

路凤香等（1991）和董振信等（1991）比较早就应用Mercier（1976）辉石温压计估算了山东和辽宁金刚石/钻石中辉石的平衡温度范围分别为1531℃和1115～1139℃，压力分别为45GPa和517～523GPa。池际尚等（1996）结合各种不同的地幔温压计计算出山东金刚石/钻石的包裹体矿物平衡温度为1100～1203℃，平均值为1184℃，压力变化在559～920GPa之间，而辽宁金刚石/钻石包裹体矿物的平衡温度为11151～11710℃，平均值为1123℃，压力为517～747GP，平均值为63GPa；苗青（1996）根据石榴子石与绿辉石的共生组合中钙、镁和铁之间的交换，计算辽宁金刚石/钻石中这一共生包裹体组合的平衡温度为1203℃，压力为5GPa；Wang Wuyi（1998，2001）利用橄榄石-石榴子石矿物对温度计和辉石温度计求取包裹体矿物的平衡温度，山东蒙阴的温度值变化于1050～1253℃之间，平均值为1170℃，辽宁瓦房店的温度值不高于1082～1367℃，压力为54～61GPa；Zhang等（1999）利用石榴子石微量元素温度计得出山东包裹体矿物的平衡温度主体接近1200℃，辽宁的包裹体矿物平衡温度为900～1250℃，主体温度为1100～1150℃；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，得出山东金刚石/钻石中包裹体指示的温压为1194℃和60GPa，辽宁相应的温压范围是1083～1176℃，53～61GPa。由于不同的温压计有不同的使用范围及误差来源，上述的数据可能无法比较，但不同研究者的数据总体上可以反映出山东和辽宁两地金刚石/钻石形成时岩石圈地幔的温压状况差别，山东金刚石/钻石中包裹体形成时岩石圈地幔温度范围为1050～1500℃，压力为450～920GPa；辽宁金刚石/钻石中包裹体形成时岩石圈地幔温度范围为1082～1367℃，压力为500～747GPa。华北克拉通金刚石/钻石形成时岩石圈地幔温度集中在1000～1200℃左右，压力集中在5～7GPa左右（路凤香等，1991；董振信等，1991；池际尚等，1996；苗青，1996；Wang，1998，2001；Zhang et al，1999；殷莉等，2008）。

综合本文利用橄榄石拉曼压力计、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（郭九皋等，1989），获得的湖南金刚石/钻石形成时的地幔温度范围为1109～1327℃，压力为4～6GPa，形成深度为133～192km。Wang W Y（1998）认为由金刚石/钻石中共生包裹体矿物估算出来的结晶温度较低，范围是周围地幔温度的近似值。可见与山东和辽宁相比，湖南金刚石/钻石形成时地幔的温度较大，或者说钻石形成时扬子克拉通的岩石圈地幔温度可能略高于华北克拉通，但压力稍低，这一特点和钻石包裹体组合中扬子克拉通E型包裹体占较大比例，华北克拉通则以P型为主相一致。

将前人对湖南、山东和辽宁三产地金刚石/钻石中橄榄石、镁铝榴石和辉石包裹体的成分数据与本文研究数据进行对比，发现三地橄榄石包裹体总体都富镁、贫钙，Mg#为91～94，氧化镁含量为地球上各种产状组合的橄榄石中最高者，皆为镁橄榄石的变种（Fo为918%～100%）（董振信，1991，1994）；三产地金刚石/钻石中的镁铝榴石都属于铬镁铝榴石，Cr2O3总体介于8%～20%之间，CaO介于3%～15%之间。同时也存在一些差异：

不同产地的橄榄石包裹体的Mg#频数分布柱状图（图656）和Mg#—氧化物相关图（图658和图659）表明，与山东相比，辽宁和湖南金刚石/钻石中的包裹体橄榄石有稍低的Mg#、Cr2O3、Al2O3、TiO2、MnO和CaO；橄榄石中的NiO和和Mg#值通常有地幔难熔程度的良好指示作用，高CaO表明了高的温度状态（郑建平，1999），橄榄石包裹体的成分特征说明，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，其中山东地区可能经历较高温的热事件。同时根据三产地金刚石/钻石中橄榄石包裹体Mg#—氧化物相关图，发现湖南金刚石/钻石中橄榄石包裹体的成分分布分散，可能表明该区金刚石/钻石形成时地幔具有明显的不均一性，金刚石/钻石的来源比较复杂。

图656 金刚石/钻石中橄榄石的Mg#频数分布柱状图

Figure 656 Bar chart of Mg#frequency distribution of olivines in diamonds

包裹体数据收集自文献（郭九皋等，1989；张安棣等，1991；董振信，1991；黄蕴慧等，1992；董振信，1994；池际尚，1996；苗青，1996；Wang Wuyi 等，1998；亓利剑等，1999；Wuyi Wang 等，2001），其中山东和湖南 1、2 号数据来自本文

金刚石/钻石中镁铝榴石包裹体的Mg#频数分布柱状图（图657）和Cr2O3、CaO含量变化图（图660）显示，相对于山东和湖南金刚石/钻石中的镁铝榴石，辽宁的镁铝榴石包裹体成分数据变化范围较大，Mg#为71～94，Cr2O3为008%～1652%，CaO为003%～2073%。

对三个产地的镁铝榴石包裹体成分进行Cr2O3-CaO成分图投点显示（图661），除辽宁个别点落入异剥橄榄岩区外，大多数点都落在二辉橄榄岩区（G9）和方辉橄榄岩-纯橄榄岩区（G10），其中又以落在方辉橄榄岩-纯橄榄岩区占大多数，而落入二辉橄榄岩型的又以亏损型为主。镁铝榴石包裹体主量元素的特征说明山东和辽宁产地金刚石/钻石主要形成于相对难熔的方辉橄榄岩-纯橄榄岩的环境中，并表现出高度难熔的特点，但辽宁部分样品可能来源于二辉橄榄岩为主的岩石圈地幔，结果和前人一致（郑建平等，1999；殷莉等；2008）。而湖南金刚石数据太少，无法评述。

湖南金刚石/钻石中顽火辉石的Na2O大多小于1%，Al2O3和TiO2都较低（079%～088%，0～002%）；单斜辉石的MgO、CaO、FeO的变化范围分别为1207%～2083%、1634%～1785%、200%～305%， w（Cr2O3）的变化范围为024%～111%，Mg#的变化范围为9149～9241，Cr#的变化范围为156～3176。单斜辉石的Al2O3与SiO2呈消长关系，Al的原子数越高，通常代表了橄榄岩受熔融抽取的程度越低（Selyer和Bonatti，1994），三产地中山东金刚石/钻石中单斜辉石包裹体具有较高的Al2O3和较低的SiO2（图662），说明山东所在的的地幔岩石圈的熔融抽取程度最低，辽宁最高；这认识和前人根据金刚石/钻石中透辉石出现几率、石榴子石G10 与G9 的比例获得金刚石/钻石形成时山东蒙阴最古老岩石圈地幔以亏损程度较大的方辉橄榄岩为主，难熔程度大；而瓦房店以富集程度较高的二辉橄榄岩比例较大，难熔程度较小的特点一致（殷莉等，2008）；湖南金刚石/钻石中辉石包裹体显示该区金刚石/钻石来源具有中等的熔融抽取程度。

图657 金刚石/钻石中镁铝榴石包裹体的 Mg#频数分布柱状图

Figure 657 Bar chart of Mg#frequency distribution of pyropes in diamonds

包裹体数据收集自文献（郭九皋等，1989；赵秀英，1988；路凤香等，1991；董振信，1991；张安棣等，1991；黄蕴慧等，1992；董振信，1994；池际尚，1996；郑建平，1999；亓利剑等，1999；Wang W Y 等，2000），其中山东和湖南 1 号数据来自本文

对湖南、山东和辽宁三产地金刚石/钻石中橄榄石、石榴子石和辉石包裹体的成分数据综合对比显示，湖南金刚石/钻石中包裹体的成分分布具有比较分散的特点，表明该区金刚石/钻石形成时地幔物质环境具有高度不均一性。刘观亮（1995）对湖南宁乡钾镁煌斑岩中火山微球粒的成分和结构研究表明，该区钾镁煌斑岩岩浆侵位至地壳深部某一部位时，曾有一段停留时间，岩浆在岩浆房内发生液态分异熔离作用，形成岩浆不混溶；李子云（1993）、林玮鹏等（2009）对湖南钾镁煌斑岩及相关岩石重砂锆石的地球化学特征、U–Pb年龄和产出地质特征的研究也显示，宁乡地区与金刚石/钻石有关的火山物质的来源具有复杂性；刘观亮、李子云等（1997）分析了扬子克拉通钾镁火山岩Nd、Sr、Pb同位素组成，结果表明这些岩石起源于不同的古老地幔源区，测量出上百颗湖南金刚石/钻石的碳同位素组成的分布频带相当宽，不同类型的金刚石/钻石的碳同位素组成差异明显，反映了金刚石/钻石结晶源区碳同位素组成的不均一性。前人的这些研究工作都说明了湖南金刚石/钻石源区具有复杂性和不均一性，与本文对金刚石/钻石中包裹体成分研究获得的结论一致。

图658 金刚石 / 钻石中橄榄石包裹体 Mg#- 氧化物相关图

Figure 658 Correlation diagram of Mg#-oxides in olivine inclusions of diamonds

包裹体数据收集自文献（郭九皋等，1989；张安棣等，1991；董振信，1991；黄蕴慧等，1992；董振信，1994；池际尚，1996；苗青，1996；Wang Wuyi 等，1998；亓利剑等，1999；Wuyi Wang 等，2001），其中山东和湖南 1、2 号数据来自本文

图659 金刚石/钻石中橄榄石包裹体Mg#-氧化物相关图

Figure 659 Correlation diagram of Mg#-oxides in olivine inclusions of diamonds

包裹体数据收集自文献（郭九皋等，1989；张安棣等，1991；董振信，1991；黄蕴慧等，1992；董振信，1994；池际尚，1996；苗青，1996；Wang Wuyi 等，1998；亓利剑等，1999；Wuyi Wang 等，2001），其中山东和湖南 1、2 号数据来自本文

图660 金刚石/钻石中镁铝榴石包裹体的 Cr2O3、CaO 含量变化图

Figure 660 Variation diagram of Cr2O3content and CaO content in pyrope inclusions of diamonds

包裹体数据收集自文献（郭九皋等，1989；赵秀英，1988；路凤香等，1991；董振信，1991；张安棣等，1991；黄蕴慧等，1992；董振信，1994；池际尚，1996；郑建平，1999；亓利剑等，1999；Wang W Y 等，2000），其中山东和湖南 1 号数据来自本文

图661 金刚石/钻石中镁铝榴石包裹体w（CaO）-w（Cr2O3） 相关图

Figure 661 Correlation diagram of w（CaO）-w（Cr2O3） in pyrope inclusions of diamonds

包裹体数据收集自文献（郭九皋等，1989；赵秀英，1988；路凤香等，1991；董振信，1991；张安棣等，1991；黄蕴慧等，1992；董振信，1994；池际尚，1996；郑建平，1999；亓利剑等，1999；Wang W Y 等，2000），其中山东和湖南 1 号数据来自本文

图662 金刚石/钻石中单斜辉石包裹体的Na2O-A12O3和 Na2O-SiO2相关图

Figure 662 Correlation diagram of Na2O–A12O3to Na2O–A12O3in clinopyroxence inclusions of diamonds

包裹体数据收集自文献（郭九皋等，1989；张安棣等，1991；黄蕴慧等，1992；董振信，1992；池际尚，1996；苗青，1996；Wang Wuyi等，1998；2001）

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的不同，可能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/钻石的原生矿来源更大可能和钾镁煌斑岩有关（榴辉岩型金刚石/钻石具有更大的重要性）外，还可能暗示了湖南金刚石/钻石形成岩石圈地幔可能存在古老的地壳物质或者陆壳物质参与了地幔对流和再循环过程，湖南金刚石/钻石来源具有多样性对今后找矿方向的确定具有明显的重要性，但具体的证据尚需要进一步确定。

辽宁和山东金刚石/钻石矿物包裹体地球化学特征的差异也显示出两地金刚石/钻石形成时岩石圈地幔有各自的特点，有关成果和池际尚等（1996）、郑建平等（1999）、Zhang等（1999）对蒙阴和瓦房店金伯利岩中深源橄榄岩捕虏体的研究结果也是一致的，如果能对这种差异进行精细的测定，区分两地来源的金刚石/钻石应该也是可行的，但就目前的工作程度来说还存在困难。

钻石的成分和晶体结构

钻石的主要成分是碳(C)，

含C量96%-999%。即使很纯净的钻石也含有0001%的杂质。钻石中的杂质组分有Si、Al、Ca、Mg、Mn、Ti、Cr、N

等。

除

N

以外，其余杂质通常都以矿物包裹体形式存在，钻石中常含有磁铁矿、钛铁矿、镁铝榴石、铬透辉石、橄榄石、石墨等矿物包裹体。

氮(N)是钻石中一种重要的杂质组分，N在钻石晶体结构中组成各种缺陷中心，可以单个N、A中心、B中心、N3小晶片等形式存在。

根据N的含量和聚结形式可将钻石划分为Ⅰ型和Ⅱ型。Ⅰ型钻石含N量较多(005%-03%)。

Ⅰa型钻石中N以N3小晶片形式存在，Ⅰb型钻石中N以分散状态的顺磁方式存在。

Ⅱ型钻石含N量较少(<005%)，N呈自由状态存在。Ⅰ型和Ⅱ型钻石在某些物理性质上有所不同。自然界的钻石绝大部分是Ⅰ型钻石。

钻石为等轴晶系，晶体结构为立方面心格子，晶胞参数a°=356A(1A=1mm/1千万)(见左图)。C原子位于立方晶胞的八个角顶和六个面中心，并在其八个小立方格的半数中心相间地分布着四个C原子，每个C原子都与周围四个C原子相连接，每两个相邻C原子之间的距离都相等(154A)。这种结构C原子间形成极其牢固的共价键，

要分开这种化学健必须给以很大的能量。这就决定了金刚石具有一些特殊的性质，如极高的硬度和化学稳定性。

钻石的晶形最常见的是八面体，其次是菱形十二面体，较少见的是立方体。此外，可长成各种复杂形态的聚形或歪晶。

VVS2净度钻石本来就有瑕疵，GIA证书是世界上知名度最高，影响力最大的证书，而且你所说内含白色小点很多，不排除是你看的方法不对，由于钻石折光性很强，有的一个小点位置特殊可以看出来两个，甚至十几个都不奇怪。而且钻石净度每个等级是有范围，该净度等级上限和下限比较有差别。不同鉴定师的理解和鉴定也会有轻微影响。

并且每个影像大小，形状完全相同，为了准确判断究竟是钻石存在多个包裹体还是影像作用，可以使目光垂直一个亭部刻面进行观察，消除其他刻面形成的影像干扰，从而判断包裹体的数量。表面灰尘：钻石具有亲油性特点，表面容易吸收灰尘，所以，在观察净度特征时要把钻石清洗干净，当钻石净度较高时，要注意表面灰尘和近表面的针尖状小包裹体的区别，可以把钻石侵入酒精溶液中漂洗干净后取出，趁钻石附的酒精未辉发式观察，因为究竟能够减弱钻石表面反光的影响，如果是表面灰尘，就会飘浮在酒精上面，由此将他与钻石近表面形成反射光，通过反射光能够判断观察对象是否是表面灰尘。 镊子的影像：当用镊子夹住钻石腰棱放大观察时，常常可以在镊子夹持位置看见镊子的影像，对于初学者，比较容易把镊子的影像当作钻石的包裹体或羽状裂隙，另外，由于镊子对光线的遮挡以及所形成影像的干扰，常常在镊子夹持腰棱的位置形成暗域，难以准确把握该位置的净度特征，尤其是当净度特征比较小的时候，为了克服镊子影像的影响，建议除学者在观察净度特征时变换钻石的夹持位置是影响覆盖区域充分暴露出来，最好放在6点钟位置观察，利用这种“换个角度看问题”的思路来解决问题。 激光打孔和裂隙充填：激光打孔和裂隙充填是改善钻石净度外观的俩种最常见方式，若钻石内部存在深色包裹体，可以利用激光从近包裹体的表面打一个通道烧出该包裹体，然后利用强酸煮沸去除残留物质，激光打孔可以改善净度外观，但是并不能提高精度级别，烧出包裹体后形成的激光打孔通道和白色空洞应该作为钻石净度分级的内部特征处理，同时应在钻石分级证书中注明该钻石是经过激光处理。 当钻石亭部的内部包裹体靠近表面且位于俩个或三个相邻刻面的对称面位置上，常常因为光线反射、折射的关系形成俩个或俩个以上的镜像，若包裹体靠近钻石的底尖时，会形成一圈环状的影像，同一个裹体形成的多个影像常常具有对成型特点。并且每个影像大小，形状完全相同，为了准确判断究竟是钻石存在多个包裹体还是影像作用，可以使目光垂直一个亭部刻面进行观察，消除其他刻面形成的影像干扰，从而判断包裹体的数量。

本文通过显微拉曼、红外、能谱和电探等测试手段，对前文经切磨的三个产地金刚石/钻石薄片中的包裹体类型特征进行了统计分析，结果详见表63。

辽宁钻石中鉴定出的矿物包裹体有橄榄石、铬铁矿、顽火辉石、镁铝榴石、镁铝-铁铝榴石和石墨等。包裹体类型以橄榄岩型占大多数，同时也存在一部分榴辉岩型包裹体和混合型（P+E型）包裹体。

山东钻石中鉴定出的矿物包裹体有橄榄石、镁铁辉石、绿辉石、顽火辉石、镁铝榴石、镁铝-铁铝榴石、碳酸盐矿物、钛铁矿、赤铁矿、石墨等。包裹体类型以橄榄岩型占大多数，同时也存在一部分榴辉岩型包裹体和混合型（P+E型）包裹体。

湖南砂矿钻石中共发现包裹体矿物10多种，包括有橄榄石、顽火辉石、绿辉石、镁铝榴石、镁铝-铁铝榴石、柯石英、石英族矿物、自然银、蓝晶石（未蚀变）、黄铜矿、黄铁矿、金红石和石墨等。包裹体矿物除了橄榄岩型组合（P型）和榴辉岩型组合（E型）外，还在2颗金刚石/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（P+E型），而且总体上P型和E型的比例接近（P∶E＝22∶16），显示出湖南金刚石/钻石的来源与华北克拉通的来源明显有异，具有独特性和复杂性。