辽宁钻石的晶体形态

前人资料表明，辽宁金刚石的晶体形态特征在含矿性不同的金伯利岩体中具有很大的差别，辽宁瓦房店地区品位较高的50号岩管中金刚石以曲面菱形十二面体为主，其次为阶梯状八面体及平面八面体，菱形十二面体与聚形钻石占60%以上，晶形种类达40余种；中等品位的42号岩管的金刚石晶形以阶梯状八面体为主，接近80%，也含有曲面菱形十二面体，晶形种类明显减少，晶形种类约20种；品位低的（2号岩管）以平面八面体为主，曲面菱形十二面体所占的比例明显低于富矿和中矿岩体，且晶形种类简单，仅有5种，偶见六四面体。金伯利岩中金刚石的晶体形态种类越复杂多样，其品位也越高。部分资料见表41（辽宁省地质局旅大地质六队，1975；1976；赵秀英，1988；池际尚等，1996a ；b；陈征等，2003）。

表41 辽宁金刚石晶体形态统计表（%）　Table 41 Statistics of diamond crystal forms of Liaoning（%）

据辽宁省地质局旅大地质六队，1975；1976；池际尚等，1996a；b编

本项目对收集到的辽宁瓦房店钻石样品的晶形（292颗）的统计结果是：八面体为主，约占3733%，其次为菱形十二面体，约占178%，另外还有少量的双晶（约占62%）、连生晶体和聚形等（表42；图41；图42）。

图41 八面体

Figure 41 Octahedron

图42 双晶

Figure 42 Macle

表42 辽宁瓦房店金刚石晶体形态特征统计（292颗）　Table 42 Statistics of diamond crystal forms of Wafangdian, Liaoning (292 diamonds)

与前人资料相比，本项目研究的292颗样品中，晶形不可辨认的较多，占363%，但是在可统计晶形的186颗钻石中仍以八面体（586%）和菱形十二面体（28%）为主。与此同时，聚形的含量（16%）较低，双晶和连生晶体的含量较高。

钻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，是指经过琢磨的钻石。钻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。由于钻石中的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，所以钻石硬度非常大，熔点在华氏6900度，钻石在纯氧中燃点为720~800℃，在空气中为850~1000℃，而且不导电。

伯纳特兄弟于1870年发现了金伯利钻石矿。正是这一发现，使人们知道了在哪种岩石中有可能含有钻石。

原来，那是一种在远古时代的岩浆冷却以后所形成的火山岩。接着，研究者又发现，在这种火山岩中除了钻石，还含有被称为石榴石和橄榄石的两种矿物。因此，在那些出产石榴石和橄榄石的地点，找到钻石矿的可能性就相对大。于是，石榴石和橄榄石就成为寻找钻石的“指示矿物”。

根据指示矿物来寻找金刚石矿的方法并不是在哪一天突然发现的。上世纪70年代，美国史密森研究所的地球化学家约翰·贾尼在仔细研究了石榴石和钻石之间的关系后发表了他的研究结果。但是，在那之前，即上世纪50年代，德比尔斯公司的地质人员早就根据指示矿物在世界各地寻找钻石矿了。

扩展资料

钻石有各种颜色，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。许多钻石带些**，这主要是由于钻石中含有杂质。 钻石的折射率非常高，色散性能也很强，这就是钻石为什么会反射出五彩缤纷闪光的原因。

钻石在X射线照射下会发出蓝绿色荧光。钻石原生矿仅产出于金伯利岩筒或少数钾镁煌斑岩中。金伯利岩等是它们的母岩，其他地方的金刚石都是被河流、冰川等搬运过去的。钻石一般为粒状。如果将钻石加热到1000℃时，它会缓慢地变成石墨。

-金刚石 （钻石）

钻石原石基本上都是块状的。因为天然的钻石就是一块石头，石头基本都是块状的，外表可能并不是我们看到的那么好看，奇形怪状什么形状都有，可以拿出来卖的钻石都是加工打磨过的。

钻石原石晶体形态：

钻石最常见的晶体形态是八面体、菱形十二面体及二者的聚形，在无色透明矿 物中具有这几种晶形的矿物为数较少。即或是具备相似的形状，如无色的尖晶石、石榴石 等，但由于其他的性质与钻石相去甚远亦可彼此区分，这点也是分辨钻石原石的一大特点。

钻石原石独有的特征：

八面体，钻石原石，也会呈现出钻石的特点，钻石大多都是八面体的，有八个面，一般这是最基本的特质。

坚硬，钻石原石的硬度是相当大的，钻石油的钻头都是用金刚石也就是钻石做的，硬度一般在10，所以你可以通过测试硬度，如刀割等，如果轻易出现裂痕，那么肯定是假的无疑。

光泽，钻石的反光率是特别高的，不然也不会被做成戒指而且这么受欢迎。一般它的光泽会比玻璃的反射光还要耀眼，而且一般原石呈现的光泽是带有金属光泽的特点的。

火彩，钻石最大的特点在于起反色光呈现火彩的色泽，你可以看到类似火一般的反射光，这是人造钻石所无法拥有的，你可以通过仪器切割然后光下观察，一般能看到明显的火彩。

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。常含有005%-02%的杂质元素，其中最重要的是N和B，他们的存在关系到钻石的类型和性质。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。强金刚光泽。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，绝对硬度是石英的1000倍，刚玉的150倍，怕重击，重击后会顺其解理破碎。一组解理完全。密度352克/立方厘米。

钻石具有发光性，日光照射后 ，夜晚能发出淡青色磷光。X射线照射，发出天蓝色荧光。钻石的化学性质很稳定，在常温下不容易溶于酸和碱，酸碱不会对其产生作用。

钻石的等级划分

钻石的等级是按照4C标准来划分的，即颜色、切工、净度和重量4个方面。钻石的颜色等级被分为D、E、F、G、H、I、J 等23个等级，颜色从透明到**，颜色越是透明的钻石，等级就会越高，最高级为D钻石，最低等级为Z钻石。

钻石的切工指的是切割工艺，可以分为EX、VG、GD、F、P这5个等级，在其他3C标准相同的情况下，钻石的切工越完美，线条越流畅，等级越高，等级最高的钻石为EX钻石，即完美切工钻石。

钻石的净度指的是钻石内部所含有的杂质瑕疵，被分为FL、IF、VVS1、VVS2、VS1、VS2、SI1、SI2、I1、I2、I3等11个等级，内部瑕疵越少的钻石，净度等级越高，最高等级的钻石为FL钻石，即完美无瑕钻石。

钻石的重量等级是最为直接的一种划分等级的方法，钻石的重量有克拉和分两个单位，1克拉等于100分，1克拉以上的钻石用克拉表示重量，1克拉以下的钻石用分表示重量，在其他3C同等情况下，钻石重量越大，则等级越高。

以上内容参考 -钻石

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。

澳大利亚东部地区Group B类型砂矿金刚石/钻石晶形为伸长或扁平状的不规则和规则的十二面体，表面很少具有绿色和棕色色斑（Davies et al，1999，2002）；加里曼丹砂矿少量金刚石/钻石呈非常醒目的明亮琥珀色，部分金刚石/钻石显示独特的“Diver's Helmet”形貌，明显缺失破碎或裂开的晶体，具与搬运相关的磨损特征的金刚石/钻石比例很低（Smith et al，2009）；乌拉尔山脉较其他砂矿矿区，含有较多透明的绿色皮壳金刚石/钻石，晶形以扁平的十二面体为主（Laiginhas，2008）；缅甸和泰国的砂矿金刚石/钻石表面色斑以褐色为主，绿色色斑少见（Win et al，2001；Griffin et al，2001）。

图852 印度尼西亚加里曼丹岛金刚石的形貌（b 为特殊的“Diver’s Helmet”形貌）

（ 据 Smith et al，2009）

Figure 852 Morphology of diamond from Kalimantan，Indonesia （b，the special Diver’s Helmet appearance）

（Smith et al，2009）

图853 印度尼西亚加里曼丹岛金刚石的内部结构特征

（ 据 Smith et al，2009）

Figure 853 Internal structure of diamond from Kalimantan，Indonesia

（Smith et al，2009）

表814 世界主要砂矿来源金刚石/钻石产地特征综合比较　Table 814 Comparison of diamond origin characteristics of major alluvial deposits all over the world

据 Davies et al ，1999，2003；Sobolev，1984；Smith er al，2009；Stachel et al，2000a；2000b，2002；Cartigny et al，2004；Harris et al，2004；Win et al，2001；Griffin et al，2001；Bluck et al，2005；Khachatryan ＆ Kaminsky，2003；Laiginhas，2008；杨明星等，2001；马文运，1989；郭九皋，1989；杨明星，2000文献整理

根据地质队勘探过程的统计及部分学者收集样品的统计结果，湖南金刚石晶体普遍经过了较强烈的溶蚀作用，晶棱圆滑，多为曲面晶体，主要为溶蚀态（曲面晶体）和过渡态（平面–曲面晶体）晶体，其中以曲面菱形十二面体和曲面八面体—菱形十二面体的聚形为主，聚形、异形晶数量较多，此外还有双晶、连生体和多晶集合体。其中单晶金刚石占96%以上，主要晶形为十二面体、八面体、立方体、六面体和类八–十二面体（谈逸梅等，1983；马文运，1989），其中立方体类晶体占5%～10%，这样的高比例在国内外的金刚石矿床中是少见的（郭九皋等，1985）。

2008年至2009年，本项目组从湖南沅水流域地区分多批次收集了377颗宝石级或近宝石级的钻石样品，并对其进行了详细观察和统计。统计分析显示，其晶体多呈圆化曲面状，晶形主要以曲面菱形十二面体为主（占340%），八面体约占265%，另外，各种聚形及粒状、球状晶体比例较大（占297%），四面体晶形占21%，双晶、连生约占（42%），碎块约占35%（表44；图49～图412）。

表44 湖南金刚石晶体形态特征统计（377颗）　Table 44 Statistics of diamond crystal forms of Hunan (377 diamonds)

图49 部分磨圆的八面体

Figure 49 Partially rounded octahedron

图410 菱形十二面体

Figure 410 Rhombic dodecahedron

图411 八面体和立方体的聚形

Figure 411 Combination form of octahedron and cube

图412 磨圆球状晶体

Figure 412 Rounded crystal

本项目收集样品的晶体形态特征虽然和前人的研究相比差别不大，但立方体形态晶形的比例明显下降，其原因除了和样品来源有关外，可能和本次收集样品主要是宝石级的钻石有关。由于湖南钻石砂矿的开采具有季节性和偶然性，本项目收集的样品的代表性很难评估。因此，有关的统计数据可能只能代表中低品质的湖南钻石，难以完整体现整个湖南砂矿钻石晶形的图像。