三个产地钻石表面微形貌特征的成因及其产地意义

本项目收集了三个产地1077颗钻石进行了系统的观察、测试和统计（观察过的钻石超过10000颗），可以说是历年来统计数量最多和最为系统的一次，其结果在一定程度上可以反映我国三大产地来源的钻石（原生与砂矿）晶体的形态及表面形貌的特征及其差异。

钻石在地幔深部结晶完成后，经金伯利岩或者其他相关岩石带出岩石圈，由于受压力、温度和浓度等环境因素变化的影响，钻石会受不同程度的变形或熔解，其晶体及晶面上就会出现很多大小不同的裂隙和熔解蚀象。在强烈熔解甚至应变的过程中，钻石晶体受压力差异的影响也会出现和应变及塑性变形有关的蚀象。如果钻石在岩石中风化脱落经历复杂的搬运过程，搬运条件不稳定和发生改变，晶面上还会叠加很多大小不同、规则或不规则的碰撞磨蚀蚀象。因此，钻石表面的蚀像实际上是钻石形成时和形成后环境物理化学条件改变留下的痕迹。

在熔蚀作用过程中，晶棱、顶角与岩浆的作用大于晶面，因此熔蚀程度往往大于晶面，其中顶角由于只有二个键与晶体联结，岩浆中熔蚀程度大于由3个键与晶体联结的晶棱，因此，大多钻石会呈现圆滑的而不是平直的晶面。

日本著名结晶学家砂川一郎等（1983）对不同生长条件下的金刚石晶体形态和晶面特征进行过详细研究后指出：具有正三角形生长层阶梯状的八面体钻石形成于自然界稳定的温压条件下，其温度范围为1000～1600℃，压力范围在4×108～50×108Pa。国内学者郑建平、杨明星、陈美华等人对金刚石的微形貌进行观察后认为，金刚石的形成具有多期多阶段的特点（郑建平等，1996；2001；陈美华等，1999；2000；2006；杨明星等，2000；2001）。山东和辽宁金伯利岩型钻石原生矿均位于华北地台，因此两地钻石样品表面形貌特征十分接近。但是从两个产地样品形态特征看，山东钻石出现变形非常强烈的拉长的塑性变形纹，辽宁地区塑性变形线大多不规则，发生强烈的变形弯曲，排列也不规则，而山东金刚石样品的塑性变形线大多平直，且呈平行状排列。这说明辽宁地区钻石发生塑性变形的程度较山东地区的略强。

前人研究了乌拉尔和西伯利亚砂矿钻石后指出，金刚石晶体上明显的机械磨蚀痕迹和晶体空洞、蚀沟中存留的围岩粘结物，标志着现代砂矿钻石的来源为古老的砾岩，而不是原生岩浆（奥尔洛夫，1977）；Kaminsky等（Kaminsky et al，2009）。对比来自巴西Juina地区Pandrea金伯利岩管中的钻石与该地区砂矿床钻石的晶形时，发现两者在类型上具有相似性，但是在定量对比上则可以发现其差异，主要体现在砂矿钻石中八面体晶体的数量是岩管钻石的2～3倍，这表明Juina地区砂矿钻石的来源除了已知的Pandrea金伯利岩管外，应该在该区还有别的未知的钻石原生矿。我国湖南沅水流域钻石大多数为浑圆程度高的晶体，晶棱和蚀像都显示变形的弧形曲面形态，这种特征显示出钻石形成过程中经历了较长时间的熔蚀，同时晶面上具有差异硬度导致的各种形式的磨蚀和撞击痕，和湖南钻石经历过后期河流冲刷搬运的特点相对应；但是大多数湖南钻石表面的熔蚀像清晰，晶体被磨蚀程度低，表明钻石被河流搬运的距离较小、距离原生矿较近。值得一提的是，湖南地区钻石晶体存在各种颜色的色斑，部分有色斑的位置放大观察可发现有放射状的“弯月状”蚀象，这可能和色斑的辐照成因相关。此外，“弯月状”蚀象也可以考虑作为砂矿成因钻石的辅助性鉴定特征。

8331 南非金刚石/钻石的晶体形态及其表面微形貌特征

南非金刚石矿区较多，晶体形态也复杂多变，几乎所有报道过的金刚石晶体形态在南非矿区都能看到。主要有八面体、菱形十二面体、立方体、四面体、接触双晶、穿插双晶等（Fritsch et al，1998；Harlow，1998）。南非几个著名金刚石矿区产金刚石晶体的典型见图819和图版Ⅶ4。

根据已收集到的文献和相关资料可以看出，金刚石晶体表面微细形貌特征有正三角形生长丘、熔蚀沟、熔蚀孔道和熔蚀空洞、倒三角凹坑、叠瓦状蚀像、熔蚀毛面、塑性变形滑移线。具绿色色调的金刚石晶体上可见绿色和褐色辐照斑点，有时呈圆形，有时呈不规则状，反映了金刚石在地质过程中受到放射性物质的辐照作用。与熔蚀有关的表面微形貌以倒三角形凹坑、熔蚀沟和熔蚀孔道为主。晶面上常见塑性变形滑移线，IIa型金刚石中几乎全可观察到塑性变形滑移线。

8332 南非金刚石/钻石内的包裹体及其他内部特征

南非金伯利岩金刚石矿床众多，发现和开采历史悠久，前人对其岩石学、矿物学、宝石学特征进行了长期广泛和深入的研究（Stachel ＆ Hirris，2008；Bishop et al，1978；Boyd et al，2004；Stachel et al，2004a，b；Tappert et al，2005；Welke et al，1974）。然而由于范围大，至今也没有找出统一规律和可行的判断产地的指纹特征。我们简单地将前人对南非金刚石的矿物包裹体特征以及微量元素特征叙述如下：

Stachel和Harris（2008）对前人及他们自己研究团队长期以来所做南非金伯利岩金刚石包裹体的研究成果进行了总结（表85）。由表85可知，各矿区所产金刚石中所含矿物包裹体的比例不等，最高的为Premier矿，占44%，最低的为Finsch矿，仅为04%。换句话说，Finsch矿区产的金刚石晶体中通常矿物包裹体甚少。不同矿区产出金刚石中矿物包裹体的种类也有差异。如Finsch矿区和 De Beers Pool矿区最常见的矿物包裹体为橄榄岩型石榴子石，但Orapa矿区（博茨瓦纳）以硫化物矿物包裹体为主。原生型矿物包裹体多数具一定的晶体形态，次生矿物包裹体主要分布于裂隙和外层部位，多以层状硅酸盐矿物和氧化物、氢氧化物矿物为主。图820为南非Venetia矿区金刚石中见到的绿色橄榄岩型单斜辉石包裹体（Stachel ＆ Hirris，2008）。

图819 南非几个著名矿区产金刚石晶体和金伯利岩

（据wwwmineralsnet）

Figure 819 Diamond crystals and kimberlites produced in some famous mines of South Africa

表85 南非金伯利岩型金刚石中矿物包体的统计　Table 85 Statistics of mineral inclusions in diamonds from South Africa

图820 南非 Venetia 矿区金刚石中见到的绿色橄榄岩型单斜辉石包裹体

（据 Stachel ＆ Hirris，2008）

Figure 820 P-type green clinopyroxene inclusion in diamond from Venetia mine，South Africa

（Stachel ＆Hirris，2008）

前人对特征且常见原生型矿物包裹体化学成分，微量元素含量、比例、组合，以及碳同位素数值等依照橄榄岩型（Peridotic）、榴辉岩型（Eclogitic）和二辉岩型（Websteritic）三种类型进行了分类和总结。其中橄榄岩型又细分为二辉橄榄岩型（lherzolitic）、方辉橄榄岩型（harzburgitic）和异剥辉石橄榄岩型（wehrlitic）三种类型。根据石榴子石中微量元素含量、比例、组合特征，前人试图将之区分为不同的岩石类型。如橄榄岩型石榴子石的w（Cr2O3）含量通常大于1%，Ca和Cr的比例在CaO和Cr2O3图上分布范围不一。榴辉岩型的石榴子石的Cr2O3含量很低。二辉橄榄岩型金伯利岩产金刚石中石榴子石包裹体的Cr2O3含量通常大于4%等。对单斜辉石矿物包裹体中的Al和Na含量也进行了分析，结果显示榴辉岩型的单斜辉石通常Na含量大于Al含量。

原生型矿物包裹体主要有石榴子石、单斜辉石、斜方辉石、橄榄石、Mg—钛铁矿和多种硫化物矿物等。Stachel和Harris于2008年分别对这些常见矿物包裹体微量元素特征进行了系统分析和总结，结果未能找出具产地意义的指纹特征，但能依据不同的金伯利岩类型进行大致的归纳和整理。

　　按您的要求我做如下解答:

　　形成条件（也就是您所说的形成于何种地质条件）:高温(1200-1800℃);高压(4万到7万大气压);地壳深部90公里以下)

　　是岩浆作用的产物,主要产于金伯利岩中

　　其特征的矿物组合为镁橄榄石,金云母,镁铝榴石,铬透辉石,铬尖晶石如我国山东沂蒙山区，辽宁南部等其中辽宁南部有50％以上的是可以做宝石的优质钻石．中国还有发现的产地有：江苏，安徽，河南，山西，湖北，广西，贵州，新疆我国储量居世界第十位．

　　我国有远景的产地是：华北地台的郯庐断裂带，太行山断裂带，塔里木地台等．

　　钻石的价格＝1克拉的价格重量的平方．也就是说一粒4克拉的钻石价格是1克拉的钻石的16倍而不是4倍．

　　颜色分类：

　　100色：足色（净水钻）肉眼观察为无色．为珍品．

　　99－95色：极难看到的淡**调．属多数品种．

　　95－90色：肉眼观察有**感．

　　90－85色：有明显**感．

　　＜85色：较深**，属工业钻石．

　　**主要是氮含量的原因！！含量越高**越明显．

　　有色品种分：红钻，蓝钻，绿钻，黑钻，其他色钻等红钻和蓝钻为珍品．

　　现在市场的价格一日千变，一般质量的在1000－5000美圆之间．我这只有较老的价格标准,不过也可给您介绍一下

　　美国标准:100(克拉)----1750(美圆) 下同

　　160----------2500

　　186----------4000

　　300----------7000

　　日本标准:0205---------2777

　　0535---------1190

　　国内市场价格我尚不了解

　　钻石的净度分6等（中国制）

　　1．无瑕：用十倍放大镜检查看不出钻石内部的瑕疵．

　　2．极微瑕：用十倍放大镜极难发现瑕疵，有很小的瑕疵．

　　3．一号花：用十倍放大镜难发现，有经验者可看出．

　　4．二号花：用十倍放大镜易发现，针点或裂隙小区

　　5．三号花：肉眼刚刚可见雾状区，表面花纹等

　　6．大花：肉眼易见，明显有瑕．

　　当然，国外也有其他标准，还有英国标准和美国宝石研究所的标准，我在这也不打出来了，太多了，你看也麻烦，我也累啊

　　简单特性：

　　1比重为352－355

　　2性脆（别以为硬就可以摔啊，其机理和玻璃差不多）

　　3硬度为10(水晶只为7,绿松石5-6,孔雀石35-45)

　　4色散值为0044

　　最后我要介绍的是钻石的鉴定（我想老兄有做这生意的意思啊？！）

　　1真的钻石用X光透照后为透明（透照10分钟即可），而假钻为黑色（也有呈荧光状态的，即通常所说的夜明珠，这也是有可能的，也属钻石的一种）

　　2把握4”C”标准，即：颜色（color），净度（clarity），重量）（carat weight），切工（cut）

　　前两者我已说过了，第三就是重量了，重量越大越珍贵，特优者可以成千上万倍的增长．第四是切工，切工影响价格的1/2．”美国型”是认为”出火”最理想的琢型．

　　3相似宝石的鉴定：现市场上的代用品很多，最常用的有：人造立方氧化锆，合成红金石，合成尖晶石，萤石，玻璃等

　　4钻石最有效的检测仪器是钻石导热仪，其原理是检测导热性能，如以尖晶石的导热率为1，则钻石的应为707－2120

　　我就只能说这么多了

　　其实您要是真的想了解透彻，那您还是去买本较专业的书吧，在这学到的毕竟是皮毛啊