钻石原石独有的特征

1、硬度

摩氏硬度10，新摩氏硬度15，显微硬度10000kg/mm2，显微硬度比石英高1000倍，比刚玉高150倍。金刚石硬度具有方向性，八面体晶面硬度大于菱形十二面体晶面硬度，菱形十二面体晶面硬度大于六面体晶面硬度。

2、颜色

金刚石有各种颜色，从无色到黑色都有，以无色的为特佳。它们可以是透明的，也可以是半透明或不透明。许多金刚石带些**，这主要是由于金刚石中含有杂质。

金刚石的折射率非常高，色散性能也很强，这就是金刚石为什么会反射出五彩缤纷闪光的原因。金刚石在X射线照射下会发出蓝绿色荧光。

3、亮度

金刚石因为具有极高的反射率，其反射临界角较小，全反射的范围宽，光容易发生全反射，反射光量大，从而产生很高的亮度。

4、结构

金刚石结构分为；等轴晶系四面六面体立方体与六方晶系钻石。

在钻石晶体中，碳原子按四面体成键方式互相连接，组成无限的三维骨架，是典型的原子晶体。

每个碳原子都以SP3杂化轨道与另外4个碳原子形成共价键，构成正四面体。

5、稳定性

金刚石化学性质稳定，具有耐酸性和耐碱性，高温下不与浓HF、HCl、HNO3作用，只在Na2CO3、NaNO3、KNO3的熔融体中，或与K2Cr2O7和H2SO4的混合物一起煮沸时，表面会稍有氧化；在O、CO、CO2、H、Cl、H2O、CH4的高温气体中腐蚀。

与辽宁钻石相似，山东金刚石晶体上的表面微形貌也非常丰富，常见到的有倒三角形凹坑、塑性变形滑移线、晕线、溶蚀沟、鳞片状蚀象、网格状蚀象、圆盘状凹坑、蛀穴状凹坑、叠瓦状蚀象、圆弧形蚀象和毛玻璃化蚀象等。塑性变形与褐色金刚石密切相关，且金刚石的粒径大小决定着其受塑性变形作用概率，在小颗粒金刚石中具塑性变形的金刚石约占总量的40%，在大颗粒金刚石中具塑性变形的金刚石约占总量的70%，平均为60%。山东金刚石有别于辽宁、湖南金刚石的主要特点之一是在一些金刚石的表面具有一层灰色的壳。这种带壳的金刚石含量不多，且多数遭受部分溶蚀（山东省地矿局第七地质大队，1990；黄蕴慧等，1992；池际尚等，1996；罗声宣等，1999；王萍等，1999）。

本项目对山东408颗钻石样品的表面微形貌特征进行观测及统计。结果显示，山东蒙阴地区钻石晶体普遍遭熔蚀，熔蚀程度较辽宁有所增加，但相当比例的钻石晶面比较光洁，棱角较为清晰尖锐。晶面花纹和蚀像种类按出现的频率由多至少的顺序主要有：溶蚀沟、塑性变形滑移线、倒三角形凹坑、晕线、盘状蚀象、滴状丘、长条状蚀象等。

4221 熔蚀沟

山东金刚石与辽宁的相似，会在晶体表面形成一条深深的溶蚀裂隙，裂隙里面充填颗粒状杂质，如图436所示，一条深沟裂隙贯穿晶体表面。溶蚀沟为晶体沿线状缺陷优先选择性熔蚀而成。

图436 熔蚀沟

（SD-701-011，宝石显微镜，20×）

Figure 436 Etched trench

（sample SD-701-011，Gem Microscope，20×）

4222 塑性变形滑移线

在浑圆晶体的曲晶面上，当滑移线之间的晶面的相邻各部分处于同一基准面上时，就看不见滑移线或只看到很淡的线条。在滑移线之间的曲晶面各部分处于不同的基准面上的情形下，滑移线附近生成倾斜台阶时就较容易观察。沿晶面长对角线延伸的条痕，当从晶面的一个基准面过渡到倾斜台阶上时，在滑移线上强烈曲折（郭起志等，1995）。

如图437所示，金刚石样品为轻微变形的菱形十二面体，在其浑圆表面上出现两组滑移线。一组很淡，呈平行状密集排列；另一组非常清晰，在晶面上形成了粗糙不平的倾斜阶梯，此时在滑移线附近浑圆表面出现清晰的折断现象，曲面晶体的晶棱则呈齿状构造。这表明样品曾遭受过强烈的应力作用，因而发生了强烈的塑性变形。

图438所示样品为变形八面体，在晶棱两边的晶面上呈现出两组滑移线，一组为清晰的直线，另一组为沿滑移线发育的三角锥状丘或滴状丘，呈起伏的线痕状，称为线状熔蚀丘。

图437 两组滑移线

（228-SD，扫描电镜，60×）

Figure 437 Two groups of slip lines

（sample 228-SD，Scanning Electron Microscope，60×）

图438 两组滑移线和线状熔蚀丘

（230-SD，扫描电镜，400×）

Figure 438 Two groups of slip lines and linear etched hillocks

（sample 230-SD，Scanning Electron Microscope，400×）

滑移线为在剪切应力作用下晶体的部分相对于另一部分沿着一定的晶面（滑移面）和晶向（滑移方向）产生相对位移所致，金刚石晶体的滑移面为{111}面，滑移方向为[110]方向，共有12个滑移系，故在同一晶面上常见两组或以上滑移线，反映了晶体生长后遭受了塑性变形。

4223 倒三角形凹坑

在熔解作用影响下，导致金刚石晶面上出现各种形态大小不等的凹坑，即侵蚀像。晶面上的倒三角形蚀象有两种类型：负三棱锥形的三角形凹坑和平底的三角形凹坑。图439所示为一个发育在晶面上的平底的三角凹坑，三角凹坑里面又发育了另一个不完全的平底三角凹坑，里面充填有颗粒状杂质。图440所示为倒三角凹坑群。

4224 三角锥状丘和滴状丘

山东金刚石表面的丘状体比较发育，在很多样品表面都可观察到，三角丘成群密集排列，锥棱尖锐，如图441所示。三角锥状丘边棱圆化后便形成了滴状丘，滴状丘的排列比较分散，不像三角锥状丘一样紧密排列，彼此间存在空隙（图442）。

4225 叠瓦状蚀像

叠瓦状蚀象是由因晶面遭受侵蚀而成的三方锥叠加在一起呈叠瓦状分布所致，如图443和图444所示。叠瓦状蚀象的出现，表明晶体的晶面遭受了强烈的侵蚀作用。

图439 倒三角形凹坑

（SD-HQ-5-05，微分干涉显微镜，100×）

Figure 439 Reversed triangular etched pits

（sample SD-HQ-5-05，Differential Interference Contrast Microscope，100×）

图440 倒三角形凹坑

（SD-701-017，微分干涉显微镜，200×）

Figure 440 Reversed triangular etched pits

（sample SD-HQ-5-05，Differential Interference Contrast Microscope，100×）

图441 成群密集排列的三角丘

（226-SD，扫描电镜，400×）

Figure 441 Groups of intensive triangular etched hillocks

（sample 226-SD，Scanning Electron Microscope，400×）

图442 圆化的生长丘

（228-SD，扫描电镜，250×）

Figure 442 Rounded growth hillocks

（sample 228-SD，Scanning Electron Microscope，250×）

图443 叠瓦状蚀像

（240-SD，实体显微镜，40×）

Figure 443 Imbricated etched figures

（sample 240-SD，Stereomicroscope，40×）

图444 叠瓦状蚀像

（SD-241，扫描电镜，400×）

Figure 444 Imbricated etched figures

（sample SD-241，Scanning Electron Microscope，400×）

4226 盘状蚀像

区别于其他产地，山东蒙阴金刚石表面发育大量的盘状的蚀像是其显著的特征之一。这种蚀像常见于浑圆晶体的弯曲晶面上，是近圆形圆盘状的凸起。盘状蚀像是残留的原始平滑晶面部分，高于溶蚀面，在蚀坑底部发育有清晰的晕线。当浑圆晶体的大部分曲晶面都被强烈溶蚀时，只在个别部分残留有原始平滑晶面。如图445和图446所示，样品表面遭受了强烈溶蚀，残留的原始平滑晶面部分呈盘状，高于溶蚀面，在蚀坑底部发育了清晰的晕线。

图445 具有特殊“麻子”溶蚀表面的山东钻石

（01-SD，实体显微镜下，10×）

Figure 445 Shandong diamond with special pock marks on erosion surface

（sample 01-SD，Stereomicroscope，10×）

图446 样品上强烈溶蚀后残留盘状的原始平滑晶面

（261-SD，扫描电镜，60×）

Figure 446 Primitive smooth crystal faces left by strong erosion

（sample 261-SD，Scanning Electron Microscope，60×）

与湖南和辽宁的钻石相比，山东钻石的溶蚀坑及盘状蚀像非常特征，晶面在盘状蚀象基础上进一步发育了很多很小形状不规则的溶蚀坑和残留盘状原始平滑晶面，形成非常复杂的“麻子”组合样貌，盘状蚀象的成因虽未清楚，但其形成与晶体内存在特征的晶格缺陷有关。

4227 似平行长条状蚀像

山东金刚石晶体微形貌的另一特征为，在部分山东金刚石的十二面体和八面体金刚石晶体表面上观察到似平行长条状蚀象，尤其是在个别浅褐色八面体金刚石晶体表面{111}面上出现的平行于[100]晶带方向的长条状蚀象（图447）。

图447 十二面体上的长条状蚀像

（SD-701-014，左图100×，右图200×）

Figure 447 Etched strips on the surface of dodecahedral crystal

（sample SD-701-014，left 100×，right 200×）

宝石显微镜下观察显示，具有长条状蚀象的浅褐色八面体金刚石晶体的晶形多为沿L4对称轴压扁的浅褐色八面体晶形。此类晶体表面一侧因受强烈腐蚀而难见其晶面和蚀象，另一侧受轻微腐蚀，可见一组塑性变形滑移线，其他微细特征较难发现（图448）。

图448 浅褐色八面体金刚石晶体

一侧受强烈腐蚀，高低不平（左）；另一侧晶面平坦，可见蚀象（右）

Figure 448 Light brown octahedral diamond crystal

with one side strongly eroded and uneven （left），and the other side flat and etched （right）

微分干涉显微镜下观察显示，该类浅褐色八面体金刚石晶体的{111}面上的蚀象丰富（图449）：塑性变形引起的一组疏密不等的滑移线平行于八面体晶面的一个晶棱，另一组滑移线呈交角60°或120°的平行线。相互平行、大小不等的一系列长条状腐蚀图像规则出露在晶体表面，蚀象呈细长的沟壑状，内壁斜切至底部，底部平直，深浅不一；两个正三角形蚀象交叠在一起成为一个新的三角形，其腰部可见交叠痕迹，底部与一长条状蚀象垂直相交。此外在该{111}晶面上还出现了一些不规则的腐蚀坑点。

图449 八面体 {111} 晶面上的长条状蚀象，右上方为局部放大图

Figure 449 Etched strips on the surface of {111}octahedral crystal，partial enlarged details on the upper right

图450 （111）晶面上的长条状蚀象在（001）面上的投影

Figure 450 Etched strips on （111） surface projected onto （001） surface

在三维立体空间中，这组互相平行、大小不等的长条状蚀象平行于八面体金刚石的{100}面，它们在（001）面上的投影平行于[110]晶带方向（图450）。在这组互相平行的长条状蚀象中，最长者可达270μm，最短者仅约有10μm，其宽窄范围在1～5μm之间，长条状蚀象彼此之间的间距在一个数量级范围内变化。这组长条状蚀象均与一组塑性变形滑移线相互垂直并交错，与另一组滑移线以30°角斜交。这种蚀象在辽宁、湖南金刚石中暂未发现，且在现有的国内外文献中也从未报道过。通过显微红外光谱技术对其{111}面定向切片测试，并结合相关资料分析，推测在山东个别浅褐色八面体金刚石{111}面上观察到的、平行于[100]晶带方向的长条状蚀象，是由于出露到表面的氮片晶遭受优先选择腐蚀所致（张健等，2011）。

与资料相比，本项目研究的408颗金刚石晶体表面除了出现常见的微形貌（倒三角形凹坑、塑性变形滑移线、晕线、熔蚀沟等），还首次发现了长条状蚀象，通过进一步的研究可知，该长条状蚀象可能为出露到表面的氮片晶遭受优先选择腐蚀所致。

钻石如何鉴定：

方法一

假钻表面的圆滑磨纹

由于钻石的晶胞为五原子四面体，其晶体结构可以视为以角顶相连接的四面体组合，规则重复和三维排列。由四面体组成的钻石，常见有立方体、八面体、菱形十二面体晶体，其表面光滑平整，成镜状，不会出现圆滑纹理或沟槽。有圆滑纹理或沟 槽者为仿品。

方法二

编辑真钻石硬度极高为10级。可以观察钻石的腰部，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。

方法三

假钻石圆棱

同样因为钻石比冒仿品坚硬,冒仿品的刻面稜线往往会比钻石的感觉圆钝，而钻石的刻面稜线必是锐利的。

方法四

基于钻石比冒仿品坚硬的原理，冒仿品的刻面稜线常常出现磨损的情况。

方法五

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』。

方法六

编辑若钻石出现崩断口，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。(图七,图八)

其它方法

比重测试法

市面上有一种测量宝石比重的比重液；我们可以用332的比重液拿来测试真假钻石。天然钻石的比重为352，所有天然钻石置于比重水中都会下沉，所以凡是浮在比重液上的宝石，都可肯定它不是钻石。

穿透观察法

钻石具有高折光率,而折光率越高的钻石,光线反射力也越强,相对的透视度较低。可准备一张画有直线的纸张,将要测定的两颗不知名的钻石,正面朝下,压盖在直线上,由该钻石的背部直接以肉眼看下去,如能看到压在钻石下的直线,就肯定不是天然钻石。

亲油性法

钻石对油脂有一种「吸油性」,仿冒钻石则无此特性。将钻石在脸上沾些微量的油脂,用拇指磨擦该钻石,拇指会感到一种胶黏性,不易滑动,而仿冒钻石则会让拇指有滑溜的感觉[1]。

呵气试验

天然钻石传热能力佳,热气散得快。将要测试的钻石靠近嘴巴,轻轻呵气,使被测试的钻石蒙上一层轻雾,此时立即注视该钻石雾气挥发的情形,如为天然钻石,雾气将立即散去,反之雾气会在仿冒钻石上维持一阵子, 才会散去。

度量与重量

1克拉的天然钻石,直径尺寸约为650毫米(065公分),大多数的仿冒钻石在相同1克拉的重量下,其直径尺寸与天然钻石总有颇大的差距。

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。

人造氧化锆仿制

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。

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。

导热性试验

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。

(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