本项目的主要进展和成果

钻石产地来源的确定不仅是国际宝石学的技术难题，也是地质学界的科学难题。2002年11月，各国政府、国际钻石行业组织以及非政府组织达成创立金伯利进程证书制度（Kimberley Process Certificate Scheme）的协议，对国际科技界解决这个难题提出了迫切的要求，世界各国的科学家开始参与钻石产地来源的科学研究。钻石产地来源的研究从普通的科学问题上升为涉及国际政治、外交关系及人权问题的重要社会科学议题。

本项目通过全面收集和分析近50年来我国三个钻石产地的地质背景、钻石产量及各种宝石学特征的资料，根据最近开采情况，尽可能收集、观察和统计分析了三个钻石产地产出的数万克拉的钻石，并分析测试了三个产地1077颗钻石样品（远远超过原来设计样品数量），直接到国外参观考察了国外钻石开采和分选情况，通过多种渠道比对和直接测试国外部分矿区的钻石样品/资料，圆满地完成了项目设计的科研工作，取得如下的一些重要进展和成果：

（1）通过对中国三个主要钻石产地开展野外地质野外调研和采样，了解我国最新钻石地质探采和研究进展。在前人工作基础上，通过对金伯利岩及钾镁煌斑岩重砂矿物的研究，首次在辽宁瓦房店金伯利岩脉中淘选出斜锆石样品，对金伯利岩、钾镁煌斑岩及重砂矿物样品进行了大量岩石地球化学及微量元素（LA–ICP–MS）、Rb-Sr、U–Pb、Lu–Hf 同位素方面的测试分析工作；并首次获得了辽宁金伯利岩斜锆石的精确Pb/Pb 年龄4796±49Ma及176Hf/177Hf初始比值数据（0282283～0282389，Hf（t） –298～–675），证实了至少部分辽宁瓦房店金伯利岩和山东蒙阴金伯利岩是近于同时侵位的；发现辽宁和山东金伯利岩记录了华北新太古宙古大陆拼合（24～26Ga）和13Ga地幔交代事件的锆石年龄，初步证实两岩区钻石结晶时岩石圈地幔状态存在差异，两地在钻石形成时可能并不是统一的克拉通陆块。这对于进一步认识华北克拉通的组成及演化过程具有重要的意义。

（2）在前人统计分析的基础上，利用常规放大设备及高倍显微镜系统，对中国三个产地钻石大小、质量（重量）进行了比较。特别是对项目执行期间仍在开采的山东蒙阴701钻石矿金刚石/钻石的品质进行了动态统计分析，获得了山东新开采矿段钻石的质量品质数据。通过对大量样品的实际观察比较，得出以下结论：辽宁钻石晶形完整度比例最高，宝石级钻石含量最高；山东钻石粒度最大，质量（重量）变化也最大；湖南地区砂矿金刚石以带有磨圆特征的完整晶体居多，钻石相对较小，质量（重量）变化小，完整性好。

（3）利用常规的放大设备、微分干涉显微镜、扫描电镜和阴极发光光谱仪（CL）等仪器，对我国三个产地钻石毛坯的实际晶形、结晶度、微形貌及内部生长特征进行了细致全面的观察比较，发现前人所描述的部分表面特征并不是独立的特征，如毛面特征其实是楔形特征的显微表现；利用新的测试手段——钻石观测仪DiamondView（DV）分析统计了超强短波紫外光波在钻石表面激发的荧光影像及生长结构，探讨了该仪器在钻石产地来源方面的应用。在山东个别浅褐色八面体金刚石{111}面上观察到特殊的平行于[100]晶带方向的长条状蚀象，提出了这种蚀像是出露到表面的氮片晶遭受优先选择性腐蚀所致；CL和DV图像显示的生长结构表明，我国三个产地的钻石都出现了均匀的无环带和规则层状环带模式。但湖南样品和山东、辽宁样品相比，无环带比例明显偏高，从中心到边缘两期和多期生长结构样品比例则明显偏低，且湖南钻石CL图像出现独特的“皮壳”状发光样式；证实了山东钻石中也存在辽宁钻石中见到的多期多阶段的复杂生长环带形成的“似玛瑙状”生长结构。

特别是通过对钻石进行拉曼光谱的系统分析，发现了辽宁金刚石的拉曼特征峰半高宽变化最小，为54737～61024cm-1（集中分布在54～58cm-1），平均值为56396cm-1；山东金刚石的拉曼特征峰半高宽变化范围最大，为56069cm-1～68527cm-1（主要变化范围为62～68cm-1），平均值为64112cm-1；湖南金刚石拉曼特征峰半高宽变化范围介于山东和辽宁之间，集中分布在54～58cm-1，平均值为57027cm–1。研究结果为中国三产地钻石的品质特征提供了重要的理论解释，显示钻石的结晶度可能对钻石的产地来源有指示作用，是潜在的产地指纹性特征。

（4）首次在津巴布韦马朗金刚石/钻石大规模开发以来，对联合国金伯利进程非常关注的津巴布韦马朗金刚石/钻石的品质、晶体形态和表面微细特征和生长特征进行了较为详细的研究，指出津巴布韦马朗金刚石/钻石表面常见的红色斑点的形成与我国湖南等产地砂矿钻石表面常见的褐色斑点和绿色斑点有本质差异，与地质辐照作用无关，是次生氧化铁类矿物沉积氧化致色；根据该地金刚石/钻石阴极发光、DV图像特征以及“十字架”是大量溶蚀坑沿[100]方向折重叠排列的事实，推断这类特定的缺陷可能与晶体生长过程中产生的线状和面状缺陷，如位错线、位错束、氮杂质集合体等有关。上述成果对分析马朗金刚石砂矿成矿及其赋存环境提供了有力依据，并首次提出“十字架”形熔蚀图像和红色斑点、斑块为世界金刚石砂矿罕见特征，可作为该产地的“指纹”特征。

（5）对中国三个产地314颗钻石进行了傅里叶变换红外光谱分类比较研究，确认我国所产钻石红外光谱类型主要为IaAB型，其次为IaB型和IaA型。山东钻石的类型相对丰富，IaA、IaB和IIa型钻石的比例均高于辽宁和湖南两地。而湖南IaA型钻石比例偏低，证实了三个产地的钻石中普遍存在H杂质。而被测样品中，除IIa型钻石外，所有样品均显示出与{111}滑移面有关的吸收峰，表明三个产地金刚石/钻石中普遍存在塑性变形。同时，首次对钻石进行了系统的面扫描分析，根据显微红外光谱谱图定量计算出钻石中的氮含量并进行填图示踪，证实钻石生长过程中钻石类型的转变是普遍存在的现象，钻石生长过程中氮的含量和聚集度是不断变化的，且成核阶段氮含量可高于或低于其他生长阶段，不同生长阶段氮杂质含量变化不具有单向变化规律，显示钻石生长过程中地幔流体碳和氮存在复杂的交换，不同产地钻石中氮含量频率分布及NB（% ）/ N（T）特征存在一定区域性差异；钻石中碳和氮含量并不存在严格的相关性。

（6）在前人研究工作基础上，通过对中国三个产地192颗钻石原石的包裹体进行常规显微镜、扫描电镜、拉曼光谱、电子探针成分及激光烧蚀等离子发射光谱与质谱的系统研究，确认了山东和辽宁金刚石/钻石以P型包裹体为主，而湖南沅水流域金刚石/钻石P型和E型包裹体比例接近；首次同时在三个产地均发现了共生于同一金刚石/钻石中的橄榄岩型和榴辉岩型包裹体组合（P+E型）；在湖南砂矿钻石中发现确认了原生蓝晶石矿物包裹体及金红石、柯石英包裹体组合，显示湖南钻石形成过程中岩石圈地幔可能存在古老的地壳物质。这一认识对于进一步研究扬子克拉通的组成及演化具有重要启示。

根据橄榄石拉曼压力计、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，获得的湖南金刚石/钻石形成时地幔温度范围为1109～1327℃，压力为4～6GPa，形成深度133～192km，确认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，金刚石/钻石形成时地幔具有明显的不均一性；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不同，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/钻石的原生矿来源可能和钾镁煌斑岩相关（榴辉岩型金刚石/钻石具有更大的重要性），还可能暗示了湖南金刚石/钻石形成时岩石圈地幔可能存在古老地壳物质或者陆壳物质参与了地幔对流和再循环过程。上述成果对认识湖南金刚石/钻石来源的多样性、确定今后找矿方向具有明显的意义，为我国钻石找矿提供了新的重要认识。

（7）利用加拿大同位素研究所（CCIM）的SIMS（Cameca IMS-1280离子探针）对我国三个产地钻石进行了精细的碳同位素分层原位测试（123个点）。结果显示，辽宁瓦房店钻石的41个点δ13C的变化范围为-60‰～-26‰；平均值为-39‰；山东蒙阴钻石56个点δ13C值的变化范围在-56‰～-20‰之间，平均值为-36‰，湖南样品碳同位素δ13C的变化范围为-86‰～-30‰，平均-61‰。辽宁金刚石的碳同位素组成范围最窄，湖南最宽。碳同位素原位测试结果显示，辽宁和山东的钻石生长具有更多的期次，变化复杂，在钻石结晶晚期碳同位素大部分呈现变轻趋势；而湖南沅水钻石则变化较为简单、平缓，大部分晚期出现变重的趋势。上述结果显示出钻石结晶时华北克拉通和扬子地台岩石圈地幔流体或熔体碳同位素组成或来源上具有一定的差异性，但有关的变化规律仍然需要更多测试结果的证实。

（8）首次系统地对世界25个地区金刚石/钻石及我国三个产地金刚石/钻石的宝石矿物学特征进行了综合比较。通过对9个产地金刚石/钻石中E型石榴子石包裹体的元素含量分组统计分析，发现不同产地来源的金刚石/钻石E型石榴子石包裹体的FeO、MgO、CaO三种组分的含量分组聚类后有一定的差异性，建立了判别方程，证实E型石榴子石的成分是一种潜在的指纹性特征，可以为产地来源的判断提供量化参数。通过比较，确认钻石（矿）形成时间、矿物学特征（特别是晶形及其组合）、氮杂质、包裹体特征和碳同位素特征等要素组合，对于金刚石/钻石产地来源的确定具有明显的重要性。理论上，如果可以确认某个矿区金刚石/钻石的上述特征，在存在国际金刚石/钻石产地完整数据库前提下，可以通过这些要素组合进行单一矿区典型钻石包装样品（指具有代表性的混合样品）的产地来源进行判别。

综上所述，本项目通过对中国三个主要钻石产地形成地质背景，结晶矿物学特征及包裹体地球化学，原位碳同位素分析，创新性地将宝石学和地质地球化学的研究结合起来，在综述世界重要克拉通不同产地钻石特征的基础上，首次系统提出了我国三个产地来源组合特征及其与国际其他产地来源钻石的区别，研究成果对支撑我国参与联合国金伯利进程的工作具有重要参考价值。

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？

图21 重达1014695ct的蒙山5号金刚石晶体

Figure 21 The No5 Mengshan diamond crystal weighing 1014695ct

中国出产金刚石的记载是在明朝（1488年），湖南沅水流域的农民在淘砂金时就常淘到金刚石，山东郯城地区明朝时也有金刚石的发现。20世纪20～30年代，山东胶县七宝山地区也发现过金刚石。1917年编写的《临沂县志》记载：“金刚石有明净如水而无色者，有白黄红绿诸色者用于宝饰，小者可划玻璃，往往拣而得之，不恒有。”（叶寅生，1997）。其后，最重要的一些发现包括：1937年，山东农民罗振邦在郯城金鸡岭翻地时偶尔发现了重28125ct的金刚石，淡**，晶形似一只刚出壳的雏鸡，结合产地其被命名为“金鸡钻石”；1939年，也是在山东的郯城，又有人拾获了一颗重21875ct的金刚石（白立仑，1997），后来，这两颗金刚石据说均被日军驻临沂的顾问掠走，至今下落不明（涂怀奎，1998）。1965年，山东省地质局809队在山东蒙阴常马庄发现了我国第一个具有工业价值原生金伯利岩型金刚石矿床“红旗1号”；1971年6月，辽宁省地质局区调队在辽宁瓦房店发现含金刚石的金伯利岩管，随后确定了3个含金刚石的金伯利岩矿带。1977年12月21日，山东省临沭县岌山公社常林大队村民魏振芳在田里发现一颗淡**，重158786ct的天然金刚石，引起轰动。该晶体呈八面体、透明，属宝石级钻石，被命名为“常林钻石”，是中国目前可见最大的钻石（走向世界，2009）。70年代末，复州河城的金刚石砂矿发现一颗无色透明的宝石级金刚石，重108ct。1981年8月15日，山东临沂县郯城陈埠矿区发现一颗棕**12427ct的巨粒金刚石，晶体呈立方体与菱形十二面体的聚形，命名为“陈埠1号”。1983年11月14日，山东蒙阴王村矿区胜利1号金伯利岩筒中发现了一颗淡**透明11901ct的金刚石，被命名为“蒙山1号”。1986年，湖南沅水流域的桃园县群众挖到一颗不规则椭圆形，透明度较好，重4315ct的金刚石，其后湖南的农民还挖到过一颗重621ct的金刚石。1991年于瓦房店发现“岚崮1号”钻石，这是辽宁发现最大的一颗透明宝石级钻石，重6015ct，呈八面体。2006年5月27日，山东蒙阴建材701矿在胜利1号岩管生产线上选出一颗呈拉长八面体晶形、重达1014695ct特大金刚石（图21）。表21为部分我国已发现的大于2g（10ct）的金刚石/钻石晶体。

表21 我国已发现的大于2g（10ct）的金刚石/钻石　Table 21 Diamonds above 2g(10ct)found in China

自发现中国第一个具有工业价值金伯利岩型金刚石原生矿床“红旗1号”，到1977年，基本探明了山东常马庄、王村、西峪、头寸和红喜庄5个有工业价值的金刚石原生矿床；此后数年，山东陆续发现60余个金伯利岩。

1971年，辽宁省地质局区调队在辽宁瓦房店发现含金刚石的金伯利岩管，继而发现了3个含金刚石的金伯利岩矿带（包括几十个岩体，其中最富的品位为16ct/m3）。其后，至1980年又探明了30号、42号、50号、57号、68号和74号等6个具有工业价值金刚石原生矿床。1992年辽宁省地矿局地质6队，采用金刚石重砂测量和高精度地面磁法测量新技术，在辽宁瓦房店岚崮山地区发现了3个新的含金刚石的金伯利岩岩体；2009年，辽宁地质队又在原有工作基础上，在瓦房店位于110号岩管东侧下方找到一个金刚石储量大约在21×104ct的中型金刚石矿（中国新闻网，2010-1-21；东北新闻网（沈阳），2010-02-05）。

1990年10月，湖南宁乡县云影窝地区含金刚石的橄榄金云火山岩岩体的发现具有重要意义。至今，该区已发现了25个橄榄金云火山岩岩体（脉）。经对6个岩管进行采样选矿试验，在4个岩管中发现了65颗微粒金刚石，这些发现虽然不具经济意义，但为扬子地台金刚石的找矿提供了重要的线索，表明我国南方原生金刚石的成矿条件良好并具备较为广阔的找矿前景（王仲会，1998；梅厚钧等，1998；张培元，2001）。

图22 中国三个主要金刚石 / 钻石产地的大地构造区位及金刚石 / 钻石发现情况

（ 据 Yang et al2009； Zheng et al，2006； Zheng et al，2007 等修改 ）

Figure 22 Geotectonic locations and diamond exploration situation of the three major diamond fields in China

（After Yang et al，2009; Zheng et al，2006; Zheng et al，2007）

至今，我国目前已基本查明了辽宁、山东、湖南、江苏等省金刚石原生矿床与砂矿金刚石矿产资源的储量（金刚石/钻石产地及分布见图22）。截至2000年年底，中国保有金刚石储量2295×104ct，在世界上30多个钻石产出国中大约居第10位。20世纪90年代到21世纪初期，我国年产金刚石约（10～15）×104ct，但在2002年前后，辽宁50号岩筒的金刚石开采基本结束，2009年以后山东蒙阴胜利1号岩金刚石的产量和质量也开始下降。实际上，最近两年国内金刚石的产量已经很难统计，较为重要的可能是湖南省沅水流域间歇性的金刚石砂矿开采，农闲期间，有大小规模不等的淘砂机在4～5个地区进行钻石砂矿的开采，有些开采点一个点的淘砂机就可达5台（图版Ⅰ），每天可以有上百克拉的产量，但总体上估计年产量不会超过10×104ct。

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？

众所周知，钻石以其晶莹剔透、璀璨夺目和坚硬无比的优秀品质被人们视作世界上最珍贵的宝石品种，被誉为“宝石之王”。钻石怎么形成？钻石鉴别方法有哪些？下面是我整理的钻石怎么形成以及鉴别方法，欢迎阅读。

钻石怎么形成

钻石一般是通过火山爆发形成的，被岩浆带到地球的表面。岩浆在上升过程中同时也会把一些相关的矿物掳获到地球表面。这些将是用来寻找钻石的“指示性”的矿物，在同一土壤范围内，指示性矿物越多，找到钻石的机会就越大。

根据对所含包裹体的研究，钻石的形成温度为900-1300℃，压力为45-60×108Pa，相当于地球深处130-180km的深度。根据包裹体测年分析，•钻石的形成年代通常比携带它至地表的金伯利岩或钾镁煌斑岩的年代要早得多，如南非金伯利钻石矿，金伯利岩形成于距今90-100Ma，而该矿床中的钻石却形成于3300 Ma前。世界各地的钻石矿均具有相同的特征，因此，可以认为钻石是在较古老的地质历史时期形成于地幔深处，在后期火山活动中，被金伯利岩浆或钾镁煌斑岩岩浆捕获，被带至地表，并赋存在金伯利岩和钾镁煌斑岩中，形成钻石原生矿。

原生矿经过风化剥蚀作用，钻石被带至河流或滨海环境沉积下来，则形成钻石的次生砂矿。到1871年为止，全球所有的钻石均发现于次生砂矿，至今次生砂矿仍是世界钻石的主要来源。第一个钻石原生矿于1870年发现于南非的金伯利城，以后相继在波札那、扎伊尔、澳大利亚、俄罗斯、巴西和中国等发现金伯利岩型或钾镁煌斑岩型原生钻石矿床。

钻石物理效能

中文名称：金刚石，钻石

英文名称：Diamond

莫氏硬度：10

化学成份：9998%的碳

物理效能：是天然矿物中的最高硬度，其脆性也相当高，用力碰撞仍会碎裂。源于古希腊语Adamant，意思是坚硬不可侵犯的物质，是公认的宝石之王。也就是说，钻石其实是一种密度相当高的碳结晶体。

常见外形：圆形、椭圆形、榄尖形、心形、梨形、方形、三角型及祖母绿形等。圆钻，是最常见的形状。

折射率：2417

色散值：0044较高

全内反射：临界角：245°

主要产地：钻石的主要产地是澳大利亚、波札那、加拿大、辛巴威、奈米比亚、南非、巴西、西伯利亚;目前世界主要的钻石切磨中心有：比利时安特卫普，以色列特拉维夫，美国纽约，印度孟买，泰国曼谷。安特卫普有"世界钻石之都"的美誉，全世界钻石交易有一半左右在这里完成，“安特卫普切工”是完美切工的代名词。

钻石因为极其珍贵，因此它们的重量使用专用的单位 克拉 来表示的。1克拉等于02克。现在世界上最大的钻石是一颗名叫 非洲之星的钻石，它镶嵌在英国女王的权杖上，重达5302克拉，合10604克。

钻石鉴别方法

　简易鉴别

钻石的简易鉴别方法：需要借助一个10-20倍放大镜作辅助并作数个简单的观测。

观察钻石的腰部，若是磨沙状腰围就最适合用此方法，钻石因为比任何冒仿品坚硬，因此不会像冒仿品般出现细条状的纹路，钻石的腰围乃呈颗粒状外观。

钻石比冒仿品坚硬，冒仿品的刻面棱线往往会比钻石的感觉圆钝，而钻石的刻面棱线必是锐利的。

基于钻石比冒仿品坚硬，冒仿品的刻面棱线常常出现磨损的情况。

若钻石留有天然面，天然面上有机会发现到钻石独有的『三角形生长纹』。

若钻石出现崩断口，外观通常皆为阶梯状，而冒仿品则会截然不同地呈弯弧或贝壳状。

　硬度检验

钻石是已知最硬的自然生成物质，没有什么东西可在钻石上划上痕迹，若能划上痕迹的则绝非钻石。

　导热试验

在待辩钻石和其它相似物品上同时呼一口气，若是钻石则其表面凝聚的水雾应比其它物品上的水雾蒸发得快，这是因为钻石具有高导热性的原因。

　观察方法

观察反射光

用放大镜可观察到钻石的腰围处呈现一种很细的磨砂状并有亮晶晶的反射光。钻石的这种特征是独一无二的。

　看生长点

在放大镜下观察，真品钻石的晶面上常有沟纹和三角形生长点，而赝品有三类：①加了氧化铝的普通玻璃，因折射率和色散提高， 容易误入，但硬度低。②用化学合成的蓝宝石和无色尖晶石仿制，硬度接近，但折射率低并有双折射现象，在放大镜下可见重影。

　铅笔鉴别

铅笔的化学成分是碳和钻石一样，只是物理结构不一样，所以很多人用铅笔去检测钻石的真伪，属于一种比较实用有效的方法，在鉴定的时候，要先把钻石用水溼润，然后再用铅笔轻轻的刻划，在真钻石的晶面上，铅笔划过的地方，是不留痕迹的，而如果不是钻石，而是玻璃、水晶等材料，就会在表面上留下痕迹，一般情况下，用铅笔刻划来鉴别钻石的真假，这种方法的准确性是较高的。硬度较高，折射好，但在转动时会反射较多的彩光，与真品在转动时只反射出微弱的黄、蓝色彩光相比，有明显的差别。

关于纳米比亚钻石宝石学特征的资料非常少见。部分研究者指出其钻石大部分是浅黄至浅褐色，具有特征的、熔蚀情况多变的、圆化的十二面体晶形（Phillips& Harris，2009）。2009年和2010年产出钻石的平均大小分别达056ct和059ct（Namdeb Financial Performance，2010）。

纳米比亚砂矿金刚石/钻石大部分为橄榄石共生序列和石榴子石共生序列，另外还发现有二辉岩型金刚石/钻石，以及一种不寻常的至今都“未确定”类型的金刚石/钻石。Loest等（2003）、Harris等（2004）、Pierre Cartigny等（2004）对纳米比亚Oranjemund北部至Elisabeth Bay沿海地带冲击砂矿产出的106颗带包裹体的金刚石/钻石进行研究，样本中有49颗金刚石/钻石（46%）为橄榄岩型，43颗金刚石/钻石（41%）为榴辉岩型，1颗金刚石/钻石为二辉岩型 （websteritic），13颗金刚石/钻石（12%）为“未确定”类型（表812）。虽然该样本容量太小，不能真正代表纳米比亚产出的不同金刚石/钻石类型的比例；并且为了有利于稀土元素和地质温压计分析，研究者在选择标本时对含石榴子石的金刚石/钻石有偏好，该样本的金刚石/钻石类型比不具代表性；但是我们也可以从中了解纳米比亚金刚石/钻石中出现的包裹体类型。

其中，“未确定”类型金刚石/钻石包裹体具有交互层状生长的辉石和一些常见于特殊交代变质地幔捕虏体的矿物，包括碳酸盐、金云母和钛酸钡。在这类金刚石/钻石中，原本均匀的单斜辉石包裹体又出溶了斜方辉石，由于SiO2饱和或者过饱和而无橄榄石，但仍有一些橄榄岩型的特征，如辉石和石榴子石高Ni和Cr，并发现富Cr的钛酸盐。“未确定”类型金刚石/钻石的其他特征包括低Mg，高K、Ba、Sr，可分成高Na和低Na的两个组。这类金刚石/钻石同时显示橄榄岩型和榴辉岩型（二辉岩型）的特征。另外还有CaCO3、MgCO3、金云母和钛钡铬石作为附属物出现，辉石中有SiO2出溶。

表812 纳米比亚金刚石/钻石的包裹体组合　Table 812 Diamond inclusion combination of Namibia

据 Loest et al，2003；Harris et al，2004；Pierre Cartigny et al，2004 文献整理

斜方辉石-单斜辉石交互生长呈“立方-八面体”形态，指示它们是同生包裹体，出溶作用发现在金刚石/钻石包裹事件之后。原来的包裹体是具Ca-Eskola成分的低Ca单斜辉石，含量更低的碳酸盐、钛钡铬石、金云母和石榴子石。它们与寄主金刚石/钻石在稍高于“正常”克拉通地温的平衡温度结晶，约为1300～1500℃，压力约为60～70Kbar（Loest et al，2003）。这样的温压条件是由富CO2（碳酸盐）的热熔体/流体与地幔橄榄岩的交互作用提供的，碳酸化作用使得体系中没有了橄榄石。目前看来，纳米比亚“未确定”类型金刚石/钻石的包裹体的层状出溶结构和混杂的属性是独一无二的。