山东金刚石钻石产地的大地构造背景及地质概况

蒙阴地区金伯利岩群产出于华北克拉通冀鲁辽陆核的中部。华北克拉通在古太古代就已开始形成陆核，其后大小不等的陆块在不同时代经历过不同规模的拼接，最后经吕梁运动形成统一的华北克拉通基底。克拉通的形成和发展演化大体经历了太古宇—古元古宇的基底形成阶段，中元古代—三叠纪盖层稳定发展阶段和中–新生代活化等3个阶段（张国伟等，1996；翟明国和卞爱国，2000；阎国翰等，2007；刘敦一等，2007）。

但不同的学者对华北克拉通基底块体组成，拼贴及经历构造热事件的时间意见很不统一。虽然在华北多个区域发现具有大于38Ga锆石年龄的岩石（Liu，et al，1992；Wu，et al，2005），但目前出露的华北克拉通基底主要由大面积的新太古宙TTG杂岩及表壳岩系组成。同位素证据显示，不同区域构造热事件的峰期年龄主要是在25Ga左右，因此，大规模陆壳增生及不同微陆块的碰撞聚合过程可能主要发生在新太古宙末期，25Ga才是华北大规模陆壳基底形成的时间（Liu et al，1992；宋彪等，1996；白瑾等，1996；万渝生等，1999；Zheng et al，2004a；Wu et al，2005；翟明国和卞爱国，2000；沈其韩等，2005；刘敦一等，2007）。古元古代初期，古老的华北克拉通开始了伸展裂解和早期盖层发育阶段，古元古代晚期微陆块发生碰撞缝合，形成超级克拉通，并在克拉通西北边缘发生强烈改造作用（李江海等，2006）。

表220 LW1斜锆石Hf同位素数据　Table 220 Hf isotope data of baddeleyites in LW1 kimberlite dyke

测试单位：中国科学院地质地球物理研究所

根据不同变质地体的P–T演化轨迹、岩石组成、构造样式、地球化学及同位素年龄方面的研究成果，现今统一的华北克拉通结晶基底是在中元古代（185Ga）形成的（Zhao et al，1998，1999，2000）。其中东部陆块真正的太古宙基底岩石以新太古代岩石组合为主，主要由约占整个基底出露面积的70%以上的TTG片麻岩和超铁镁质（科马提质）、铁镁质火成岩、同构造花岗岩和紫苏花岗岩以及少量表壳岩组成，并以高级地体或中-低级花岗绿岩地体形式出露于吉南、辽北、鞍本、辽南、辽西、冀东、密云、鲁西和胶东等地（伍家善等，1998；赵国春等，2002）。华北克拉通盖层稳定发展的早期阶段（185～16Ga）主要以拉张–裂解构造活动为主，表现为拗拉谷系的发育，拉张性岩浆活动以及早期变质基底的隆升（李江海等，2000），双峰式火山岩及碱性岩浆岩大多数分布在中元古代的拗拉谷内及其附近，第二阶段新元古代中–晚期（09～06Ga）的岩浆活动和第一阶段具有一定的继承性，但分布范围明显局限；古生代末–新生代张性岩浆活动范围最广（250Ma–新生代），各种碱性岩浆岩和火山杂岩主要分布在中生代末—新生代形成的裂谷、断陷盆地及两侧，并且在不同地区呈现不同的演化模式。

钻石的化学成分是碳，这在宝石中是唯一由单一元素组成的。属等轴晶系晶体。形态多呈八面体、菱形十二面体、四面体及它们的聚形。纯净的钻石无色透明，由于微量元素的混入而呈现不同颜色。金刚光泽。折光率2417，色散中等，为0044。均质体。热导率为035卡/厘米·秒·度。用热导仪测试，反应最为灵敏。硬度为10，是目前已知最硬的矿物，目前世界上很多国家有钻石矿产，我们国家的东北瓦房店地区，山东，湖南都钻石出产，世界上以南非钻石比较有名，很多大粒钻石出产在那里，因此普通消费者都称钻石为南非钻，很多仿钻称瑞士钻，日本钻，苏联钻等等，其实俄罗斯也出产钻石，价格和国际行情一致，苏联钻是立方氧化锆，是假的；这里不详细介绍。钻石的价格和产地没有关系，切割好的钻石很难分辨产地在哪里，钻石的价值主要决定于钻石的4C，它是由美国宝石研究所（GIA）提出的质量评价体系，这也是所有宝石中最完整、最具国际性、最科学的一套评价系统。中国国家钻石分级标准也主要参考这套体系而制定的。

但一般消费者很难把握，我这里有些形象比喻，可以是使你一目了然，作为目前最贵重宝石，钻石以其坚硬品质，和完美的折射，成为千百年来女人心中的最爱，女人戴上钻戒婚戒的一刹那，幸福终生的感觉是粗心的男人无法体会的，女人爱钻石，男人爱钻石，同源于自然界，对美的追求。两者非常近似。下面是钻石的4C标准:

1钻石的重量:

钻石重量以克拉计算，1克拉相等于100分，等于02克,例如一颗05克拉的钻石，可写成50分。国际上03或者30分以下的为小钻石,30分到50分之间为中型钻石,50分以上的大钻,如果钻石比较小如30分以下,其他级别如净度等没有必要那么高,钻石的重量是钻石最重要的指标,一克拉已切割好的钻石，需要挖掘250吨矿土才能获得，可见钻石的昂贵所在。钻石的重量相当于女孩的年龄，但是反向的，钻石越重价值越高，女孩的年龄则相反(只是玩笑比喻,加强记忆,女性朋友见谅)。钻石重量很容易用拉精密天平测量，但用贵金属镶嵌后，就很难准确测量了，钻石证书上的重量是标重，即是钻石镶嵌时候珠宝商自己标明的重量，所以消费者一定要小心，购买大颗粒钻石时候，选择诚信的卖家，不能纯粹图便宜，钻石重量镶嵌后是无法鉴定的，除非拆掉鉴定，钻石镶嵌成品证书一般有钻石标重：是指钻石的标明的重量，不是鉴定的具体重量，消费者一定要有清醒认识，当然相信大多数淘宝商家都是诚信的，但不排除有些珠宝卖家缺斤少两，他们摸准了顾客不舍得拆掉鉴定的心理，钻石标重不按照实际标，坑害消费者利益，建议消费者，第一：不能纯粹图便宜，详细了解卖家的信誉，从南京到北京买的没有卖的精，永远就是这个道理，如果同样分数，卖的非常便宜，多问几个为什么，钻石的成本非常标准透明,亏本做生意的人这年头基本脑袋有问题；第二：30分以上务必要珠宝商提供裸钻证书，裸钻证书非常详细的表明了钻石重量，只要是省级以上鉴定机构都非常准确权威的，裸钻证书的重量非常准确，在商场购买是一样的道理哦，这样可以有效保护你的利益，放心，一般珠宝商如果非常诚信，他们会提供证书；

2钻石的净度:

钻石净度等级示意图

FL—IF级净度:"FL"=无暇级:没有内含物或瑕疵的等级一种完全无瑕疵的钻石

IF=内无暇级：没有内在的瑕疵。这种级别净度的钻石在钻石的外部有轻微的划痕，但是内部却是完全没有瑕疵的。这两种净度级的钻石都是极其稀少，但是也是最美丽的。

VVS1—2级净度：极微瑕级VVS1级的钻石净度稍微比VVS2级的钻石净度好一些。

VS1—2级净度：微瑕级VS1级的钻石净度稍微比VS2级的钻石净度好一些。这些钻石所具有的内含物对于肉眼是看不到的。价格要比高等级的净度低好几个点。这种净度等级的钻石非常美丽，并且价值较高

SI1—2级净度：微瑕级SI1级的钻石净度稍微比SI2级的钻石净度好一些。这个净度等级的钻石的内含物专业人事用放大镜才能看到。这个等级净度的钻石具有独特的价格和价值

P1级净度：这些钻石具有明显的内含物。佐卡伊珠宝将此等级净度钻石列为非优质钻石。虽然你在某些地方可能找到这种净度等级的钻石，但是佐卡伊珠宝不推荐此类型净度等级的钻石。

净度CLARITY

每颗钻石均有内含物，其内含物数量、大小、形状及颜色将会决定每一颗钻石的净度及特质。大部分首饰用的钻石内含物是无法用肉眼看见的，内含物愈少，光芒折射愈多，令其加倍璀璨。钻石的净度相当于女孩的纯洁,(这里只是开个玩笑,绝对没有其他意思,希望JMS谅解,这样容易记忆)每个男人在恋爱时候,总希望自己的女朋友是第一次,没有过去和历史,无限纯洁,可惜现在这种女孩要幼儿园寻找了适度就行了,只要忠诚于你,有些瑕可以接受,每个我们可利用10倍放大镜，找出个中分别。净度分级标准有：FL、IF(LC)、VVS,VS,SI、P。（注：LC为最佳，依顺序依次递减。市场流通一般有VVS，VS，SI，另美国将净度细分为VVS1，VVS2等）我们国内检测站对钻石净度的鉴定最为严格和标准,因为都是凭借显微镜,相对而言香港的净度级别宽松很多,很多国内的SI和P的钻石都批发到香港,他们可以反过来鉴定成VS以上卖给大陆人,现在国内钻石关税收即征即退,钻石成本和香港一致,香港的钻石切割和镶嵌都在中国国内加工,目前国内钻石首饰镶嵌加工厂90%以上都在深圳,香港的人工的地租根本没有办法加工首饰,从深圳进货,香港的人工和工资,同等质量不会比大陆价格便宜,前段时间国检抽查钻石,上海周生生裸钻不合格事件爆光,不是独立事件,在香港珠宝商是公开的秘密,净度级别普遍偏低;反过来卖给大陆人,传统上大陆人以为香港钻石便宜

3钻石的颜色

色泽COLOR

大部分钻石的色泽，可归纳为「无色透明」至「接近无色」，当中最高色泽「无色透明」以英文字「D」开始命名，直至Z色级「淡**」钻石。「无色透明」的钻石极为珍贵罕有，较普遍的是「接近无色」至「淡**」。钻石的颜色相当于女孩的皮肤,一白遮百丑,越白价格越贵,克拉的钻石颜色,每高一个档次,价格贵很多,钻石颜色非常重要,钻石的颜色,国内商场基本上都是I-J色偏多,有部分K-L和H色,基本上很少见到F-G色以上,M-N以色以下,因为H色以上,珠宝商家成本偏高,国内消费者还不怎么懂颜色,不会出更高的价格,颜色太低,肉眼明显看出,也不怎么好卖,所以I-J色偏多,钻石尤其大钻,颜色某种程度上比净度更重要,我们国家非常明显,我们钻石批发,南方的上海,净度可以放低,SI都可以接受,颜色一定要H色以上,而北京和大部分内地省份搞不清楚颜色,一定要VVS,起码VS以上,颜色I-J,K-L都可以,呈现非常不均衡分布,其实是度的把握,根据自己的预算适度就可以了由于钻石颜色需要比色石去比,一套标准的比色石非常贵重,很多小型的检测站检测颜色不够客观

其具体分级方法是把样品与一套已标定颜色级别的标准圆钻型钻石标样（7-10粒）进行目视比色。

其条件：在无阳光直射的室内环境下进行（北半球交易大厅内只开朝北的窗户），周围色调应为白色或灰色，分级灯的色温5000K—7200K（比利时规定6500K），并以比色板或比色纸为背景另外，应由2—3名受过专门技能培训的人员独立完成同一样品的颜色分级，并取得统一结果。

应该说明的是钻石颜色的“白”实际上是无色透明的意思（白光没有被吸收和反射，而是全部透过），饱和度为零。而物理意义上的“白”应是白光没有被吸收而全部被反射。

一般要出具国家级和国际机构证书,如国检(北京小黄庄的国检),GIA,中国地质大学;如果是大钻石一定要出具裸钻证书,这样最大的保证你的利益。

理想的情况下，晶体的生长遵守布拉维面网法则，即形成的晶体往往为面网密度最大的晶面所包围。但实际的情况下，晶体最终出现的晶面会受到环境物理化学条件及成分变化的影响。高温高压法人工合成钻石实验已经证明，钻石的大小、结晶习性和合成条件关系密切，在温度梯度很大的低温条件下，合成出来的主要是立方体生长习性的钻石，钻石畸变的情形比较常见（伊 ПФ等，1989）。因此，钻石的形态是钻石生长过程、形成条件、成分及搬运条件综合作用的结果。细分来说，影响形态特征的因素包括：钻石形成的温度、压力、氧逸度、生长速率、生长机制、流体作用、挥发分的影响、母岩携带钻石喷出环境构造应力的大小以及时间差异、杂质的存在、碳的过饱和度等。钻石最终的形态是上述条件综合影响的结果（ Haggerty，1986; Besk等，1989；杨志军等，2010）；另外，钻石的晶形还和钻石杂质元素及形变有明显的联系，例如，多数Ⅱ型钻石很难见到平坦的晶面，该类型钻石的{111}面往往呈不规则状或扁平状，分选钻石原石的过程中，可以根据这种形态特征把II型钻石从I型钻石中区分开来（Ichiro Sunagawa，2001）。显然，利用钻石形态来进行产地的区分应该非常困难，但不同产地由于有独特的钻石稳定条件及其组合（图413），理想的情况下可以依据钻石形态组合具有的特征性，获得产地来源的信息。

一般的情况下，天然宝石级的钻石最常出现的是圆化的八面体晶形，其次是菱形十二面体，但是对世界上不同国家钻石形态的观测统计表明，实际的情况各不相同，这些事实构成了产地来源判断最基本的依据。

图413 天然金刚石结晶演化模式示意图

（据Besk等，郑建平等译，1989）

Figure 413 A schematic diagram showing the crystallization evolution of natural diamond

（After Besk et al，Zheng Jianping，et al translated，1989）

图414 中国三个产地金刚石晶体类型对比图

Figure 414 Comparison chart of diamond crystal forms of the three diamond fields in China

对中国三个主要钻石产地的晶形进行的对比研究显示（表45；图414），三个产地的主要晶形虽然都是以菱形十二面体和八面体为主，但是不同地区的组合也存在差异。其中，辽宁金刚石以八面体（373%）和菱形十二面体（178%）为主，双晶次之，连生和聚形较少，晶体多以面平棱直状出现，极少呈现角顶、晶棱钝化的曲面状，同时辽宁完整晶形钻石的比例较高，达到6404%，优质钻石中具平面八面体的类型成为辽宁瓦房店优质钻石的重要特征；山东金刚石以菱形十二面体（207%）和八面体（161%）为主，聚形（68%）、歪晶（47%）、六面体（32%）等次之，同时含有一定量的三角薄片、双晶、连生等，晶体多以面平棱直状出现，极少呈现角顶、晶棱钝化的曲面状，高比例的歪晶和六面体是山东金刚石晶形特征之一；湖南钻石也以菱形十二面体（340%）和八面体（265%）为主，但聚形的含量（159%）高于辽宁和山东，晶体多以角顶、晶棱钝化的曲面状出现，极少呈现面平棱直状，高比例的圆化曲面晶体含量（27%）是湖南金刚石重要特征。

表45 中国三产地金刚石晶体类型对比　Table 45 Comparison of diamond crystal forms of the three diamond fields in China

显然三个产地钻石的晶形及其组合具有一定的产地来源的意义，可以成为区分产地来源的基础。

本项目共选取22粒山东钻石，测试样品均为I型，如图59所示。常见的谱峰有N7（3065nm），N6 （3156nm），N5（3296nm），N4（344nm），N3（415nm），N2（4776nm）等。在部分褐色金刚石样品中还出现了7261nm、580nm、498nm、455nm等颜色有关的吸收谱峰（Zaitsev，2001）。

表56 辽宁金刚石紫外—可见吸收峰百分含量统计表　Table 56 Statistics of UV-Visible absorption peak percentage of Liaoning diamonds

图58 辽宁金刚石紫外—可见吸收谱峰

（LN-50-251）

Figure 58 UV—Visible absorption spectra of Liaoning diamonds

（LN-50-251）

山东金刚石紫外—可见吸收谱峰百分含量统计详见表57，表中还对IaA型金刚石在紫外—可见范围内出现的次级吸收谱峰（3605nm（N7）、3156nm（N6）、3296nm（N5））、与Ia型金刚石三角C3v对称缺陷中的电子转移有关的紫外吸收峰（3442nm（N4）、4152nm（N3）、4776nm（N2））及与辐照、加热有关的吸收谱峰（5032nm（H3）、4962nm（H4）、5944（595中心）、7409nm（GR1））进行了统计。值得注意的是，本次研究的大部分样品（约占样品总量的636%）中出现了与辐照有关的741nm吸收峰。

图59 山东金刚石紫外—可见吸收光谱图

（SD-SL-I-004）

Figure 59 UV—Visible absorption spectra of Shandong diamonds

（SD-SL-I-004）

表57 山东金刚石紫外—可见吸收峰百分含量统计表　Table 57 Statistics of UV—Visible absorption peak percentage of Shandong diamonds

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。