金刚石是什么？

金刚石它是一种由碳元素组成的矿物，是碳元素的同素异形体。金刚石的用途非常广泛，例如：工艺品、工业中的切割工具。石墨可以在高温、高压下形成人造金刚石。

金刚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，是指经过琢磨的金刚石。金刚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。

由于金刚石中的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，所以金刚石硬度非常大，熔点在华氏6900度，金刚石在纯氧中燃点为720~800℃，在空气中为850~1000℃，而且不导电。

扩展资料

金刚石的分布：

世界各地都发现了金刚石矿。其中，澳大利亚、刚果、俄罗斯、博茨瓦纳和南非是著名的五大金刚石产地。

美国马萨诸塞大学的地球物理学家史蒂文·哈格蒂博士在1999年研究了世界各地含有金刚石的熔岩的年代，结果发现，这些含有金刚石的熔岩至少是在过去7个不同的时期在各地喷出的岩浆所形成的，其中最古老的熔岩则是在大约10亿年前形成的。

-金刚石

黑钻是遥远的外星球所带来的神秘矿物质。

黑色钻石是不同于地球上任何钻石，它是遥远的外星球所带来的神秘矿物质。黑钻石,又称黑色金刚石,是从十八世纪中期陆续发现于中非共和国及巴西冲积矿床的天然多晶金刚石。它的自然颜色是黑色或暗灰色,有一种钻石很少被人知道，甚至很少被相关书籍记载。有很多专业的认识希望能够看一眼最终都未能得偿所愿，它就是黑钻。黑钻石不同于地球上的任何其他钻石。它们是由遥远的星球带来的神秘矿物。在地球形成之前，它已经在宇宙中，印上了漫长的时间。

在各种钻石首饰中，有一种钻石鲜为人知，很少被珠宝书籍记载，甚至很多资深珠宝专家在生活中也无缘一睹其风采。它总是带着神秘的能量和气息，就连它的来历也是屈指可数。它的产生一直存在着巨大的争议，珠宝收藏家们也从未停止对它的热情和探索。它被赞誉为整个钻石家族中最稀有、最珍贵的钻石，它就是黑钻！它的名字叫 "黑钻"。

一颗重达22018克拉的天然黑钻从比利时包机飞到浙江杭州，在杭州一家商场的珠宝柜台上公开展示，吸引了众多珠宝鉴赏家的目光。据介绍，这颗名为 "克里希纳之眼(Eye of Krishna) "的黑钻产自印度，外观被切割成梨形，约有普通鸡蛋大小，通体呈黑色，是一颗罕见的彩色钻石，持有国际钻石珠宝鉴定机构IGI（国际宝石协会）的权威鉴定证书，被誉为 "上帝之眼"。这颗黑钻比**《泰坦尼克号》中传说的 "海洋之心 "蓝钻大五倍以上，据说是中国大陆有史以来最大的彩钻。

一颗从法国运抵上海的88克拉黑钻将在第三届中国国际进口博览会上展出，这将是它的中国首秀。这颗被称为 "世界五大黑钻 "之一的钻石直径为一元硬币大小，有57个切面，价值约25亿元人民币。世博会闭幕后，这颗黑钻将在上海延期。

十亿很多年前，氧原子紧密联系在地面下列100英里(161公里)或更加深入的锅状、髙压非常高的地区。这类晶体是地球上最硬实的纯天然矿物质，也就是地球上最硬实的纯天然矿物(115零摄氏度)，其工作压力做到水平面工作压力45,000倍。

金钢石掩埋在地球上最深处数千万年，直至火山活动将其以熔岩的方式送到地面。竖直的岩石层称之为“金伯利岩管状”，是这种古时候活火山的遗址。历经一段时间的腐蚀，这种钻石的翡翠原石被从母岩中去除。

伴随着流水和溪流的流动性，这种钻石晶体最后进到沙砾和细沙中，这一般离出产地很远。十九世纪末期之前，在这种冲积层中发现并搜集了全世界的钻石。如今，大部分钻石发现于金伯利岩管状脉，这类管状脉是采掘钻石的关键来源于。

一八六九年，在巴西发现金伯利岩管状毛细血管，意味着当代钻石工业生产的开始。开采主题活动随着发展趋势，每一年可生产制造出数百万卡拉的钻石翡翠原石，在其中包含1967年在博茨瓦纳的一项重特大发现，及其非洲、澳洲、西西伯利亚和澳大利亚西北部地区的别的地域。

到 20 世纪末，土地已不再是钻石的唯一产地。1970 年，通用电气 开始在实验室里制造钻石，1984 年出售了第一颗实验室制造的宝石级钻石。随着科技的进步，人造钻石变得愈发常见，也愈发难以检测。

全世界钻石的储量和生产概况：

已探明天然钻石储量大约有25亿克拉，其中澳大利亚65亿克拉，扎伊尔55亿克拉。按开采水平现有钻石储量只能开采25年，但随找矿科技水平的提高，每年都发现有新的矿区，近几年加拿大钻石储量明显增加。

自从钻石开采以来，共采出钻石350吨左右，即175亿克拉，全世界每年开采钻石在9000万-1亿克拉，其中宝石级占17%-20%。20%宝石级钻石价值相当于80%工业级金刚石价值的5倍。

1、大部分钻石是在地质的高温高压下形成的：

钻石形成条件的压力在45到6Gpa，温度在1100到1500℃。

碳元素在较高的温度、压力下，结晶形成石墨，而在高温、极高气压及还原环境中则结晶为珍贵的钻石。当碳原子呈六方环状的层状排列时，形成的是低硬度的高温耐火材料石墨; 当碳原子呈立方最紧密堆积， 彼此以共价键相连时， 就形成了自然界最硬的宝石—钻石。

2、陨石撞击形成钻石：

当携带石墨的陨石撞上地球时，撞击产生的高温高压能把石墨转变成稀有且极端坚硬的金刚石。2008年，一块橄辉无球粒陨石掉落在苏丹努比亚沙漠中，研究发现，它不仅仅是一块普通的陨石，仔细分析后，科学家确定这块陨石里含有金刚石——钻石的原石。

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天然钻石形成于地表下超过100公里深处，再伴随着火山喷发等地质活动上升到地面。 地幔中的高温高压使碳元素结晶形成钻石，偶尔会将周围的尘埃或液体杂质包裹进去。包裹杂质的钻石通常含有少量的钠、钾和其他能揭示其形成环境信息的矿物质。

钻石是一种天然矿物质，是在未受到人为干预的情况下完全在大自然中形成的。重量一般在0015ct-110ct之间，多数在02ct-04ct之间，颜色多为白色至浅黄系列，在G色-J色之间，彩色系列为浅色的红、黄、蓝等。在紫外荧光下，多数短波下为中等至弱的**、黄绿色，少数为惰性（无荧光）。

在人们的珠宝奢侈品中，钻石是指抛光钻石，也是爱情和忠诚的象征。人们对钻石形成的原因很好奇。我来给你详细解释一下钻石是怎么形成的。钻石形成的原因钻石的结构特征:钻石由碳元素组成，是碳元素的一种晶体，硬度为10。它是自然界中最坚硬的天然矿物，密度为3。53(001)克/立方厘米，折射率为2。417，离散度为0。044它是钻石经过切割、研磨后的产物，在钻石矿物中约有五分之一可以达到宝石级，被称为宝石级钻石，在国外被称为“毛坯钻石”或“钻坯”。毛坯切割打磨成切割形状后，称为裸钻，国外称为成品钻或抛光钻。英文名Diamond来源于希腊语amount，意思是“坚硬、不可侵犯、不可战胜”。金刚石和石墨都是由碳组成的。金刚石和石墨是在不同的温度和压力条件下形成的，它们在温度和压力条件的变化下可以相互转化。钻石属于立方晶体，硬度为10，石墨属于六方晶体，硬度为1。它们具有不同的晶体结构，并且是结晶碳的两种同质多晶型物。只有在一定的压力和温度下，碳才能结晶成金刚石。钻石的形成:最早的天然钻石形成于地球内部，温度为900-1600℃，压力为(45-6)×109Pa，相当于地下130-200km的深度。理论上，只要满足条件，钻石随时都可以形成。目前开采的钻石大多形成于33亿年前和12-17亿年前。形成钻石的碳来自地幔中熔化的岩浆，或者是因为地壳的运动。地壳中的碳带聚集在地球深处，在合适的条件下结晶成钻石。还有一种外在的方式产生钻石。陨石撞击大陆时，瞬间产生的高温高压也可能产生钻石。但这种方式生产的钻石往往比较小，质量差，一般没有经济价值，不能作为珠宝加工的钻石。钻石的发现:钻石首先在印度被发现。随着人们对钻石的渴望，钻石的勘探和开采越来越受欢迎。金刚石矿床分为原生矿和次生矿。原生矿石是由地球的地质运动产生的。地震和火山活动将富含金刚石的矿物带到地表或地表附近的区域，其中大部分是富含金刚石的金伯利岩和煌斑岩，以及火山口附近的填充物和岩壁和基岩中的根部沉积物。在自然的作用下，次生矿石由原生矿石搬运沉积而成。大部分经风化和雨水冲刷，残留在山坡、河流和海岸形成矿床，多为砂矿。钻石的形成和发现过程大致是这样的，不像黄金等贵金属。21世纪以来，钻石价格一直保持稳定增长的趋势，逐渐成为投资者的首选。钻石的鉴定方法简单识别钻石的简单鉴别方法:需要10-20倍的放大镜辅助，做几个简单的观察。观察钻石的腰部。腰部用沙子磨的话最好用这个方法。因为钻石比任何仿制品都硬，不会有仿制品那样的细线。钻石的腰部是颗粒状的。钻石比仿制品坚硬，仿制品的刻面往往比钻石钝，但钻石的刻面一定要锋利。因为钻石比仿制品坚硬，仿制品的刻面边缘经常磨损。如果钻石有自然表面，就有机会在自然表面找到钻石独特的“三角形生长线”。如果一颗钻石破碎，它的外观通常是阶梯状的，而仿制品是弯曲的或贝壳状的。硬度检查钻石是已知最坚硬的天然物质，没有任何东西可以标记它们。如果可以，那就不是钻石了。热传导试验呼吸的同时对钻石和其他类似的项目进行辩论。如果是钻石，其表面凝结的水雾应该比其他物品上的水雾蒸发得快。这是因为钻石的导热性很高。观察法反射光用放大镜可以观察到钻石的腰部呈现非常精细的磨砂状，反射光闪闪发光。钻石的这一特性是独一无二的。看生长点在放大镜下观察，真钻的晶面上往往有凹槽和三角形生长点，而假货有三种:①普通玻璃加氧化铝，因折射率和色散增加，容易误入，但硬度较低。②由化学合成的蓝宝石和无色尖晶石仿制，硬度相近，但折射率低且有双折射现象，放大镜下可见重影。铅笔标识铅笔的化学成分是碳，就像钻石一样，只是物理结构不同，所以很多人用一支铅笔来检测钻石的真伪，这是比较实用有效的方法。鉴定时，他们要先用水打湿钻石，然后用铅笔轻轻划线。在真钻石的晶面上，铅笔划到的地方是没有痕迹的，而如果不是钻石，而是玻璃、水晶等材料，就会在表面留下痕迹。一般会用铅笔标注，以鉴别钻石的真伪。这个它硬度高，折射性好，但是旋转时会反射更多的彩色光，和正品旋转时只反射微弱的**和蓝色光有明显区别。钻石切割程序一颗钻石毛坯看起来不起眼，必须经过精心的切割、打磨、加工，才能成为我们习以为常的闪亮钻石。所以钻石的车削直接影响钻石的价值，下面详细介绍。当然，理想的切割效果是保持钻石的最大重量，最大限度减少瑕疵，充分展示钻石的美，使其熠熠生辉。一般切割过程包括以下步骤:1划线(Marking):这是钻石切工的第一步。首先，检查钻坯，在钻石表面做标记。做这项工作的人经验丰富，精通加工技术。最终目标是生产出最大、最干净、最完美的钻石，从而尽可能高的体现钻石的价值。抄写员必须注意两点:保持最大重量，尽量减少夹杂物。划线员用放大镜研究钻坯的结构。如果是大钻石，这个工作可能需要几个月，而对于普通钻坯，则需要几分钟。但是，再小的钻石毛坯，每颗钻石都必须经过详细的检验，才能做出正确的判断。抄写员用印度墨水在钻坯上做了记号，表示钻坯要沿着这条线分。通常情况下，线尽可能沿着钻石的自然纹理方向画。裂开切割者将画好线的钻坯放在夹持器上，然后用另一颗钻石沿分割线切割出一个凹痕，再在凹痕上放一把方形刀，用手适当用力敲击。钻石会沿着纹理方向分裂成两块或更多块。锯切大部分钻石不适合劈开，需要用锯子切割。由于只有钻石才能切割钻石，所以锯片是磷青铜圆片，边缘涂有金刚石粉和润滑剂。钻石固定在夹具上，锯盘高速旋转切割钻石。将现代激光技术引入金刚石切割，大大提高了钻坯的加工效率。采取想要的形状锯好或劈好的钻石送到磨圆部进行磨圆整形，即根据设计要求，将钻石做成圆形、心形、椭圆形、尖形、祖母绿形等常见的切花形状，或其他特殊形状。由于钻石是迄今为止人类公认的最坚硬的天然物质，只有钻石才能打磨钻石，钻石的硬度在各个方向都略有不同。所以打磨的时候要靠经验来把握钻石的基本形态:三面体、八面体、十二面体和晶体特征。一般方法是在车床上高速转动钻坯，然后用另一只手臂上的金刚石把转动的钻坯磨圆。擦亮在涂有钻石粉和润滑油的铸铁圆盘上，所有的刻面(刻面)都被转动，使钻石闪闪发光。打磨工艺通常是，先在底层做8个大面，再做16个小面。有尖底，有25个刻面，从这些刻面延伸出三角刻面、风筝刻面、腰刻面，共33个刻面。这样的圆形钻石一共有58个刻面，如果没有尖底刻面，则有57个刻面。并不是每个钻坯都要经历以上所有的工序，这取决于钻坯的特性和要达到的目标。例如，上述“扁平”钻坯可能不需要分割，或者祖母绿钻石可能不需要倒圆。然而，对于任何一颗毛坯钻石来说，都有两个必不可少的过程，即“划线”、“削片”和抛光。一颗精雕细琢的钻石所产生的花瓣表面的位置和角度都是经过精确计算的，这使得钻石最闪耀。随着科技的进步，激光技术和计算机技术的引入，可以使钻坯的设计和切割更加精确。钻石的化学成分钻石的化学成分是碳，碳是宝石中唯一的单一元素，属于等轴晶系。它往往含有005%-02%的杂质元素，其中最重要的是N和B，它们的存在与钻石的种类和性质有关。大多数晶体是八面体、菱形十二面体、四面体及其集合体。纯钻无色透明，因微量元素的混合而呈现不同的颜色。强烈的钻石光泽。折射率为2417，色散适中，为0044。各向同性物体。热导率为035卡/厘米/秒/度。用热导仪测试，反应最灵敏。硬度为10，是目前已知最硬的矿物。其绝对硬度是应时的1000倍，刚玉的150倍。它害怕重重的一击，重重的一击之后就会被劈碎。一组完全裂开。密度为352克/立方厘米。钻石是会发光的，当暴露在阳光下时，它们在夜间会发出淡淡的青色磷光。x射线照射会发出天蓝色的荧光。钻石的化学性质非常稳定，在常温下不容易溶于酸和碱，酸碱也不会对其产生作用。钻石与同类宝石和人造钻石的区别。宝石市场常见的替代品或赝品有无色宝石、无色尖晶石、立方氧化锆、钛酸锶、钇铝石榴石、钇镓石榴石、人造金红石等。人造钻石最早由日本在1955年研制成功，但没有批量生产。因为合成钻石比天然钻石贵，所以合成钻石在市场上很少见。钻石可以通过其独特的硬度、密度、色散和折射率来区别于类似的宝石。如类金刚石立方氧化锆无色，分散性强(0060)，光泽强，密度高，为58g/cm3，手感厚重。钇石榴石的分散性较软，肉眼很难与钻石区分。看看钻石是如何形成的，看看:1金矿是怎么形成的？2月光石是如何形成的？3雷电是如何形成的？4泻湖是如何形成的？5贝壳的珍珠是如何形成的？

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。