三个产地钻石内部生长特征的产地意义

从正交偏光镜下观测的钻石样品特征可知，辽宁钻石样品（857%）和湖南钻石样品（787%）出现异常消光的频率相近，而山东样品略高（891%）。三产地钻石薄片的异常消光图案类型基本一致，但出现频率稍有不同。山东和辽宁地区的钻石样品均以蝴蝶结状消光图案为主；而湖南地区的钻石样品则以条带状或微格子状图案与蝴蝶结状图案叠加的消光模式为主。反映晶体带状结构的条带状双折射花纹可以在晶体外部（即薄片边缘附近）观察到，部分双折射花纹与样品在阴极发光或DiamondView下观察到的规则环带状生长图案相对应，推测其成因可能与金刚石的生长过程有关。

图4103 中国三产地DiamondView发光模式对比

Figure 4103 DiamondView fluorescence patterns of diamonds from the three origins in China

图4104 中国三产地DiamondView发光颜色对比

Figure 4104 DiamondView fluorescence colors of diamonds from the three origins in China

从CL和DV图像显示的生长结构来看，三产地钻石都出现了均匀的无环带和规则的层状环带模式。但从比例上看（图4103，图4104），湖南样品和山东、辽宁样品相比，无环带的比例明显偏高，而从中心到边缘存在均匀生长环带的样品、两期和多期结构的样品比例则明显偏低，且湖南金刚石CL图像出现独特的“皮壳”状发光样式，DV图像呈两极分化趋势。结合三产地钻石及其包裹体矿物地球化学研究成果分析（Davies et al，2002；殷莉等，2008；王琦，2011），笔者认为这暗示了湖南砂矿钻石具有多来源性的特点。湖南砂矿钻石来源和西澳地区砂矿钻石具相似性，可能存在两种不同的成因来源，一种来自地幔橄榄岩源区，另一种则形成于俯冲成因的榴辉岩环境。此外，湖南钻石样品表面普遍存在褐色和绿色色斑。前人研究认为，湖南钻石的色斑与其沉积过程中自然界放射性粒子的多次辐照及热变质作用有关（Vance et al，1973; Makeev et al，2001; Win et al，2001;杨明星等，2002）。这与笔者的DV分析结果一致，即湖南钻石DV荧光颜色多变现象受其晶格缺陷影响。

大部分湖南样品发光模式呈现整体均匀，或中部较均匀、边缘呈规则环带状，指示其前期生长过程较为连续，环境变化不大，钻石晶体生长过程中流体化学成分较为均一（路凤香等，1998）。而山东和辽宁地区样品的DV发光模式和CL图像较为相似，以两期和多期生长结构为主，存在一定数量的复杂似玛瑙状结构，这也从侧面证实了华北地台演化史中经过了多期次地质事件，钻石的生长过程都遭受了一定程度的熔蚀（Bulanova et al，1995）。通过两产地DV发光模式对比发现二者也略有差异：山东样品具不同类型发光环带的比例（79%）较辽宁大（54%），且复杂程度也稍高。虽然被测辽宁样品数量相对较少，但基本具代表性，此结论指示了山东蒙阴钻石生长环境更为复杂，这可能由于山东蒙阴金刚石金伯利岩区位于华北地台核心，其岩石圈厚度和温度均略高于辽宁瓦房店，且粘性稍大、碳过饱和，从而使钻石生长的层状机制更明显（张培元，2001），同时从另一角度证实了位于华北地台的蒙阴和瓦房店地区的岩石圈地幔存在一定的差异。就现有的研究成果，无论DV还是CL照相，都难以独立成为明确区分该两个产地钻石样品来源的标型性特征，但可以认为，其差异对理解钻石的产地来源具有一定意义。

1、非洲：南部非洲是世界主要钻石产区。世界上最大的钻石砂矿在西南非纳米比亚，95%以上为宝石级。

2、澳大利亚：澳大利亚是钻石产量最多的国家，其储量占全球的26%，其中宝石级约5%。

3、俄罗斯：主要分布于西伯利亚雅库特地区的金伯利岩中，尽管粒度小，但优质透明者多。

4、加拿大：1990年，在加拿大西北靠近北极圈的湖泊地带，所发现的金伯利岩型原生矿。

5、亚洲及中国：印度是世界上最早发现钻石的地方，且出产了古老而有名的大钻“莫卧儿大帝”、兰女皇“等，但产量很低。1950年，中国第一次在湖南沅江流域发现具有经济价值的钻石砂矿，品质好，宝石级占40%±，但品位低，分布零散。

世界各地均有钻石产出，已有30多个国家拥有钻石资源，年产量一亿克拉左右。产量前五位的国家是澳大利亚、扎伊尔、博茨瓦纳、俄罗斯、南非。这五个国家的钻石产量占全世界钻石产量的90%左右。其它产钻石的国家有刚果（金）、 巴西、圭亚那、委内瑞拉、安哥拉、中非、加纳、几内亚、象牙海岸、利比利亚、纳米比亚、塞拉利昂、坦桑尼亚、津巴布韦、印度尼西亚、印度、中国、加拿大等。

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”便是完美切工的代名词。

纳米比亚

对于钻石的毛坯和宝石级钻石所占比例来说，最好的钻石来自于纳米比亚冲积矿床中开采出来的钻石。这些钻石经历的自然风化搬运到海边，路程长达1000英里。经过这段旅程钻石中脆弱部分都分离。在特定沉积环境中钻石按不同粒级不同形状一定规律分布于岩层中。该矿区宝石级钻石最高达到97%。对切磨好的钻石戒面，很难分辩出产自哪个国家和矿区。

任何矿区产出的钻石都有好、中、差。拿矿区中最好的钻石与纳米比亚产出最差的钻石比，纳米比亚冲积矿床的钻石也不一定就好。

印度

印度是世界上最早发现钻石的国家，3000年前，印度是钻石的唯一产地。自2500年前至18世纪初印度克里希纳河、彭纳河及其支流是世界唯一产出钻石的地方，历史上许多著名钻石如光明之山（kohi-noor）、奥尔洛夫（orloff）和大莫卧儿（great mogul）都来自印度，但印度的钻石产量很小。

巴西

至1725年巴西钻石的发现及开采，使巴西取代印度，成为当时全球钻石的最重要产地。

南非

1867年以后，南非发现了冲积砂矿床和大量原生金伯利岩筒使得南非成为世界上最重要的钻石生产国，其产量长期处于世界前列，并由此开创了钻石业的新纪元。1905年，在南非阿扎氏亚发现了世界上最大的金伯利岩岩筒—普列米尔岩筒，并在此发现最大的钻石（库利南钻石）。南非拥有世界上产量最大、且最现代化的维尼蒂亚钻石矿。南非钻石颗粒大，品质优，50%的金刚石均是可切割的，其产量虽不及澳大利亚等国，但产值一直居世界前列。

澳大利亚

自1979年澳大利亚西部发现钾镁斑岩中含有金刚石起，至1986年，澳大利亚的金刚石产量已居霸主地位，但宝石级仅占其产量的5%。澳大利亚钻石主要分布西澳新南威尔斯的bingara和copeton，尤其是阿盖尔（argle）矿床储量为5．5亿克拉。

博茨瓦纳

盛产优质金刚石，宝石级占50%，其产值居世界首位。博茨瓦纳的钻石来自露天开采的金伯利岩，巨大的矿山有orapa岩筒（1967年）、letihakena岩筒（1977年）和jwaneng钻矿（1982年），三个矿的总产量在1989年超过1500万克拉。

俄罗斯

俄罗斯的钻石主要分布在西伯利亚中部雅库特地区，该区找到有一百多个含金刚石金伯利岩筒，1988年，俄罗斯在靠近欧洲附近又找到新的钻石矿。俄罗斯钻石产量在1200万克拉左右，一半为宝石级。多年来俄罗斯形成了独立的钻石开采加工销售体系，其钻石数量大、质量优、均匀性好，在市场上具有很强的竞争力。

加拿大

前几年报道加拿大北部地区发现大量金伯利岩，几年后钻石产量可占全世界产量的10%。

1871年7月16日，坚持向深处挖掘的库力斯堡合伙采掘队获得了成功，他们在占据的几十平方米的土地上，一直往深处挖掘，在这一天终于找到了他们梦寐以求的钻石。全世界第一座钻石矿也就诞生了。命名“库力斯堡矿”也叫“新热潮矿”。

南非

南非产出的钻石素以颗粒大，质量佳而著名。从矿山开采出来的钻石英钟毛胚中有50%可以达到宝石级。五十几年前，南非的钻石产量居世界首位。随着时间的推移，南非的钻石产量逐年减少。1987年南非钻石产量为1000万克拉是世界总产量的10%左右。

2014年8月，非洲南部内陆国家莱索托的旗舰矿发现198克拉的白色钻石。该颗超乎寻常的白钻石拥有高品质，无瑕疵。该钻石可以卖“超过1千万美元，可能达1500万美元。

中国

中国金刚石探明储量和产量均居世界第10名左右，年产量在20万克拉，主要在辽宁瓦房店、山东蒙阴和湖南沅江流域，辽宁瓦房店是目前亚洲最大的金刚石矿山。

中国于1965年先后在贵州和山东找到了金伯利岩和钻石原生矿床。1971年辽宁瓦房店找到钻石原生矿床。仍在开采的两个钻石原生矿床分布于辽宁瓦房店和山东蒙阴地区。钻石砂矿则见于湖南沅江流域、西藏、广西以及跨苏皖两省的郯庐断裂等地。

中国钻石主要产地有三个：辽宁瓦房店，山东蒙阴—临沭，湖南沅江流域都是金伯利岩型，但湖南尚未找到原生矿其中辽宁的质量好，山东的个头较大

中国现存发现的最大钻石为常林钻石，于1977年12月21日发现于山东，由常林大队魏振芳发现，故而得名“常林钻石”，现藏银行国库中。常林钻石重158786克拉，呈八面体，质地洁净、透明，淡**。

另据传，中国最大的钻石曾是金鸡钻石，也发现于该地区，重28125克拉，但在二战期间被日军掠走，至今下落不明。

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。

本项目对辽宁、山东和湖南的314颗钻石样品进行了常规傅里叶变换红外光谱测试。被测样品绝大多数为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。辽宁样品中未发现Ib型钻石（图515）。

对314颗钻石的红外光谱分析发现，H在三个产地的钻石中普遍存在，这一结果说明，除氮元素外，氢也是金刚石中的主要杂质元素。被测样品除IIa型钻石外，所有样品均显示出与{111}滑移面有关的吸收峰，表明金刚石中普遍存在塑性变形，与宝石显微镜和微分干涉显微镜下观察到的样品表面形貌特征相吻合。

图514 湖南钻石类型统计（47颗）

Figure 514 Statistics of Hunan diamond types （47 diamonds）

图515 中国三产地钻石样品的类型分布

Figure 515 Diamond type distribution of the three origins in China