钻石和水晶有何区别

水晶和钻石是不同的。他们的分子结构不同，所有硬度也不同，对光的折射也不一样，在光的照射下，钻石会更亮。而且水晶和钻石的价格也有很大的差别。1、水晶是石英家族的成员，是最常见的矿物质之一。通常形成于火成岩、变质岩和沉积岩中，化学式Sio2，莫氏硬度为7，晶体端部呈菱面六面体柱形或角锥形，晶面通常有条纹与玻璃光泽，内含物丰富。2、一般来说，水晶以颜色愈纯、愈光亮、净度和折射率愈高其价值就愈高。3、钻石的主要成分是碳(C)，含C量96%-999%。即使很纯净的钻石也含有0001%的杂质。钻石中的杂质组分有Si、Al、Ca、Mg、Mn、Ti、Cr、N等。4、钻石中常含有磁铁矿、钛铁矿、镁铝榴石、铬透辉石、橄榄石、石墨等矿物包裹体。首先,钻石是已知的硬度最高的宝石之一。

钻石原石的形态:

最常见的是八面体和菱形十二面体,另外还有正方体,再就是四六面体,聚形常见的是八面体和菱形十二面体的聚形,合成钻石立方体和吧面体的聚形多见另外常见三角薄片双晶

钻石原石往往是扭曲变形的,因为受生长环境的影响,原石晶体受到岩浆熔蚀或熔解,构造应力或机械破碎的作用

观察钻石不仅要观察晶形,还要观察表面特征,如三角凹痕、三角座、生长阶梯、纹理、结节、凹角和青鱼鼓次纹等。

还有一些特殊的钻石原石，如带壳钻石、烟雾钻石、氧化钻石、劣等钻石、黑钻、圆粒钻石、磁性钻石。

钻石具有八面体完全解理，对于加工钻石具有十分重要的意义。

在金刚石晶体内部，每一个碳原子都与周围的4个碳原子紧密结合，形成一种致密的三维结构。这是一种在其他矿物中都未曾见到过的特殊结构。而且，这种致密的结构，使得金刚石的密度为每立方厘米约35克，大约是石墨密度的15倍。正是这种致密的结构，使得金刚石具有最大的硬度。换句话说，金刚石是碳原子被挤压而形成的一种矿物。

山东金刚石晶体形态以平面八面体、阶梯状八面体、八面体与曲面菱形十二面体聚形和曲面菱形十二面体四类形态为主，还有少量的立方体、曲面六八面体、曲面六四面体、八面体与曲面六八面体聚形及立方体类聚形等，金刚石各类晶形见图版Ⅱ。但不同矿区金刚石晶体形态所占的比例略有不同。总体来讲，自南往北的常马庄、西峪和坡里的3个金伯利岩带中的金刚石，其曲面菱形十二面体晶形所占比例由多变少，而八面体晶形所占比例由少变多。常马庄矿带的各金伯利岩体，除红旗14号外，均以曲面菱形十二面体为主（5364%），其次为阶梯状八面体（3552%）、八面体与曲面菱形十二面体聚形（837%）和平面八面体（227%），其他形态很少（020%）。晶形主要为单晶（占7921%～8921%），其次为双晶和连生体。西峪矿带金刚石的晶形组合与常马庄矿带略有不同，主要为阶梯状八面体 （6345%），其次为曲面菱形十二面体（2829%），其他的晶体形态基本上与常马庄岩带相似，且含量都很少。晶体也主要以单晶的形式存在，连生体较多（3059%）。坡里矿带中阶梯状八面体金刚石的含量最高（70%），次为曲面菱形十二面体（21%），八面体与曲面菱形十二面体聚形及其他都较少，分别为7%和2%（山东省地矿局第七地质大队，1990；黄蕴慧等，1992；罗声宣等，1999；王萍等，1999）。

山东701钻石矿是我国目前唯一还在正式生产的钻石矿。2009年5月至8月，“山东蒙阴钻石矿现场统计数据”分类记录结果显示：442颗蒙阴宝石级金刚石晶形以菱形十二面体为主，约占3068%，其次为八面体，约占229 5%，六面体达到659%，存在比较特殊的拉长变形晶，比例达432%，双晶和聚形晶分别占约273%和341%，三角薄片227%，破损者约占250%，无法统计晶形的其他类型占2387%。1883颗工业级金刚石也以菱形十二面体为主，约占1692%，其次为八面体，约占1202%，六面体达到305%，比较特殊的拉长变形晶比例达到571%，双晶和聚形晶分别占约147%和729%，破损者约占1431%，其他无法统计晶形的占3434%。

从以上统计数据可以看出，蒙阴金刚石晶体形态的组合基本上是相同的，以平面八面体、阶梯状八面体、八面体与曲面菱形十二面体聚形和曲面菱形十二面体四类形态为主，还有少量的立方体、曲面四六面体、曲面六八面体、曲面六四面体、八面体与菱形十二面体聚形、八面体与曲面六八面体聚形及立方体类聚形，但各类形态金刚石含量比例在不同的岩脉（筒）有所不同，其中歪晶为蒙阴701矿所产钻石的特征性晶形（图43）。

项目组另外自蒙阴钻石矿（主要是胜利1号，大小岩管）收集的408颗宝石级金刚石样品晶形统计数据显示，金刚石晶形以八面体和菱形十二面体为主，各占267%；其次为聚形（83%），如八面体与十二面体的聚形、八面体、十二面体与立方体聚形等；另外还有一定数量的连生晶体、双晶等；约21%破损者无法统计晶形（表43；图44～图46）。

表43 山东蒙阴钻石矿金刚石晶形统计（2683颗）　Table 43 Statistics of diamond crystal forms of Mengyin, Shandong (2683 diamonds)

图43 歪晶

Figure 43 Distorted Crystal

图44 八面体

Figure 44 Octahedron

图45 八面体与十二面体聚形

Figure 45 Combination form of octahedron and dodecahedron

图46 菱形十二面体

Figure 46 Rhombic dodecahedron

通过对图43的歪晶进一步研究分析，可见其表面大小不等的腐蚀斑点密集分布，一组或两组塑性变形滑移线清晰可见，同时在该晶体的一端隐约可见倒三角凹坑（图47，图48），通过分析表明此类长条状歪晶实为严重变形的八面体晶体。

图47 歪晶上的倒三角凹坑

Figure 47 Reversed triangular pits on distorted diamond

图48 歪晶表面可见两组滑移线及腐蚀斑点

Figure 48 Two groups of slip lines and etch pits on the surface of distorted diamond

与资料相比，本项目研究的2683颗钻石（701矿现场统计2275颗，收集样品实验室统计408颗）中，不可辨认晶形（碎块与其他）者所占的比例相当大（占405%）；在可辨认晶形的1597颗钻石中，仍以菱形十二面体（348%）和八面体（270%）为主，其次为聚形、歪晶、六面体、三角形块等。值得一提的是，本项目研究的钻石晶形中歪晶和六面体含量相当高，分别占47%和32%，这在前人资料中未提及，可能与统计方法和归类有关。三角块、双晶、连生等含量有所增多。

钻石，又称金刚钻，矿物名称为金刚石。英文为Diamond，源于古希腊语Adamant，意思是坚硬不可侵犯的物质。

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。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。

钻石与相似宝石、合成钻石的区别。宝石市场上常见的代用品或赝品有无色宝石、无色尖晶石、立方氧化锆、钛酸锶、钇铝榴石、钇镓榴石、人造金红石。合成钻石于1955年首先由日本研制成功，但未批量生产。因为合成钻石要比天然钻石费用高，所以市场上合成钻石很少见。钻石以其特有的硬度、密度、色散、折光率可以与其相似的宝石区别。如：仿钻立方氧化锆多无色，色散强（0060）、光泽强、密度大，为58克/立方厘米，手掂重感明显。钇铝榴石色散柔和，肉眼很难将它与钻石区别开。

过去人们不会琢磨钻石，只能用钻石原石作为饰品，金刚石晶体真正成为钻石,变为首饰的时代，大约在1450年。当时琢磨钻石只有17个面,1558年--1603年当政的英国女王佩戴的钻石戒,只是一个八面体钻石晶体，磨掉了一个顶尖作为戒面的。直到1919年一位住在美国的波兰人名叫塔克瓦斯墓（Tolkowsky），设计出58个翻面的钻石切割工艺，至今仍在采用，这个切工是根据钻石的折光率系数等因素而精确计算出来的，不能任意改变，否则磨出的钻石将无光彩或漏光。

人类开采利用钻石的历史已有几千年了，但自古以来大于20克拉的宝石级金刚石颇为罕见。而大于100克拉的钻石被视着国宝。据称目前世界上发现的大于100克拉的特大金刚石有1900多粒，其中大于500克拉的有21粒，大于1000克拉的仅有2粒。迄今世界上最大的一颗钻石是1905年1月27日在南非扎伊尔伯里梅尔（Premier）发现的，该钻石取名“库里南”（Cullinan），重达3106克拉。长100mm，宽65mm，厚50mm。宝石界行家估计“库里南”的价值高达75亿美元。1907年，南非德兰士瓦地方政府将这粒巨钻赠送给了英王爱德华七世。英王把加工这颗巨钻的工程交给了著名的荷兰阿舍尔公司，这家公司曾经加工过“高贵无比”等大钻。该公司接下工程后对这颗巨钻研究了几个月1908年2月10日这颗巨钻被劈成几大块后加工出9颗大钻，98颗小钻，特意留下一块（重95克拉）原石未加工。加工出来的成品钻总量为106365克拉，加工出来最大的一颗钻石取名“库里南Ⅰ号”，也称为非洲之星，重达53002克拉，是梨形刻面钻。“库里南Ⅱ号”是一颗切角的长方钻，重3174克拉。“库里南Ⅲ号”为梨形钻，重95克拉，“库里南Ⅳ号”为方形钻，重64克拉，还有一棵心形钻重19克拉，两粒马眼钻，分别重l15克拉和88克拉，最后两粒分别为长方钻(重68克拉），和橄榄球形钻(重4克拉），其中的四粒钻石镶在英国王冠之上，这顶王冠现珍藏在伦敦韦克菲尔德塔的英王室宝库之中。

17世纪初，在印度戈尔康达的钻石砂矿中拾到一粒重309克拉的钻石坯，后取名为奥尔洛夫钻石。当时，根据沙赫哲汗的旨意，一位著名的钻石加工专家拟加工成“印度玫瑰”模样，但未能完全如愿，重量损失不少（仅磨出18962克拉）。根据传说，这颗美妙绝伦、稀罕无暇的钻石，后来做了印度塞林伽神庙中一尊神像的眼珠。1739年德里被波斯国王纳吉尔攻占之后，这颗钻石被装饰在纳吉尔宝座之上，取名为“杰尔昂努尔”。之后钻石被盗，落入一位亚美尼亚人手中。1767年他把钻石存入了阿姆斯特丹一家银行，于1772年他把钻石卖给了御前珠宝匠伊万，伊万于1773年以40万卢布的价格又买给了奥尔洛夫伯爵。同年，奥尔洛夫把这颗钻石奉献给叶卡捷琳娜二世作为她命名日的礼物，尔后它被焊进一只雕花纯银座里，镶在了俄罗斯权杖的顶端。奥尔洛夫钻石洁净无暇，十分罕见，它略带一点淡蓝绿色，晶体中有几个极小的淡**包裹体。钻石厚22mm，宽31--32mm，长35mm。目前这颗钻石珍藏在前苏联钻石基金会，另一颗著名的钻石“沙赫”是1829年波斯王子米尔扎赠送给沙皇政府的，意在修好由于俄国使臣在波斯被害一事而恶化的两国关系。“沙赫”钻石重887克拉，浅黄褐色，无瑕，只是晶体深处有几条小裂纹。三个抛光面上都有用波斯文字刻上的铭文，意为“布尔罕一尼扎姆一沙赫二世，1000年（公元1591年）”。中印度为大莫卧尔占据之后，这颗钻石落入他们之手。第二段铭文意为“哲汉吉尔一沙赫之子哲罕—沙赫，1051年（公元1641年）”。第三段铬文意为“统治者卡德扎尔—法赫特一阿里一沙赫苏丹，1242年。（波斯国王、1842年）。这颗钻石被纳吉尔沙赫据为已有，大约是在1739年占领大莫卧尔时期，在什么地方采到这颗钻石无人知晓，据推断，它可能发现于戈尔康达砂矿。能在坚硬无比的“沙赫”钻石上刻上铭文，可见当时波斯艺人技术之精湛令人无法想象。铭文中提到的大莫卧尔帝国执政官沙赫—哲罕，从1627年执政到1666年，后来被儿了杰布夺位并让他在监牢中渡过余生。沙赫哲罕有极大的宝石癖，他拥有专门的工场，甚至亲自到那里去分选和琢磨宝石，他的儿子杰布不仅篡夺了王位，也夺取了父亲的珍宝。1665年，一位著名旅行家对大莫卧尔的宝座作了引人人胜的描绘，宝座以大量宝石点缀。朝晋谒者一面宝座的华盖上悬着一颗重80--90克拉的钻石，四周环绕很多祖母绿和红宝石。这可能就是“沙赫”，它悬在大莫卧尔与朝晋谒者之间作为护身宝物。还有一粒非常美丽的钻石，名叫“桑西”钻，重55克拉，传说这颗钻石曾镶在勇士卡尔头盔上，后在一次厮杀中丢失。

1589年“桑西”钻出现在葡萄牙国王安东的珍宝库中。后以10万旧法郎卖给法兰西珍宝库总管领主德、桑西。“桑西”钻很长时间一直是他家族的传家之宝。后馈赠给法兰西王耿利赫二世，并列入法兰西国宝库清单中，1792年这颗钻石被洗劫走了。1830年“桑西”被一位乌克兰工厂主的后裔杰米多夫买走，成交价50万法郎，法国政府就此事打了一场官司，五年之后钻石判给了杰米多夫。410克拉的“摄政王”钻石也有一段动人的故事，传说是一个印度奴隶1701年在著名的戈尔康达矿的矿井里拾到的，他想凭这颗钻石改变人生获得自由，于是他趁人不注意举起丁字镐向大腿猛击，血流如注。这位印度人忍巨痛把钻石藏在伤口深处，并用树叶作绷带把伤口包好，他找到一个英国海轮水手，准备换取自由，海员看到巨钻之后，恨不能立即把它搞到手，为此准备豁出一切。水手和奴隶很快谈妥了，水手瞒着船长，把印度人藏在船舱里的黄麻里。当海轮驶入公海后，水手夜晚送饭给奴隶吃，趁其吃饭之机用匕首将奴隶杀死并把受害者投入大海，船停靠在马德拉斯之后，水手以二万英磅把这粒钻石卖给了该城的英国总督彼得爵士。水手得到钱后，很快把钱挥霍一空，最后愧痛难当，自缢而死。1717年彼得以340万金法郎把钻石卖给法兰西摄政王奥尔列昂斯基公爵。公爵吩咐对钻石进行加工，于是才有了钻石“摄政王”，这颗钻石的诞生可谓历尽艰辛，琢磨抛光就花费了整整两年时间，加工后重量为1405克拉，1722年留多维克十四世加冕时，钻石被镶在他的王冠上，法国大革命之初的1792年，它同王权的其他标志一起失落，辗转到了柏林。后被一个德国珠宝商卖给了拿破仑。18世纪90年代，它被拿破仑作为抵押担保发动远征的抵押物，1940年希特勒攻占巴黎时，钻石藏在沙姆博尔城大理石壁炉的护墙板中。目前这粒钻石陈列在卢浮宫中。钻石粒度为30 X 29 X 19mm，钻石为灿烂琢型，做工精美，光泽和“出火”都不同反响。 1762年，天才的宫廷珠宝匠波吉耶为叶卡捷琳娜二世加冕典礼制作的大王冠以其富丽精美赢得称赞，他创造了一个钻石灿烂琢型的新世界，王冠上总共镶嵌有2858克拉重的4936颗钻石，整个王冠重1907克，装饰王冠的“尖晶石”钻石重39872克拉，被列为原苏联七大历史名钻之一。

钻石的评价与选购，应从以下四个方面考虑：

（1）颜色：以无色为最好，色调越深，质量越差。具有彩色的钻石，如：红、粉红、绿、蓝色等，又属于钻石中的珍品，价格昂贵。

（2）瑕疵：应在十倍显微镜下仔细观察钻石洁净程度，瑕疵越多，所在位置越明显，则质量越差，价格也相应地要降低。

（3）重量：钻石的价格与重量的平方成正比，重量越大，价值越高。

（4）切工：应按标准比例切磨而成标准圆钻型。比例不合适，钻石会不出“火“，则价格下降。如果表面有琢磨的细纹和人工损伤，其价格也会下降。

8841 津巴布韦金刚石/钻石的晶体形态和微形貌特征

津巴布韦金刚石原石具有较典型的形态和表面特征。本次研究样品如图845和图版Ⅶ8所示，这些样品代表了马朗金刚石的基本形态特征。晶体多数为磨圆的八面体和立方体两种形态。八面体晶体呈现不同程度的歪形，有的呈阶梯状八面体，有的呈曲面八面体，角顶和晶棱多被磨圆；立方体晶体的晶棱和角顶多被磨圆，部分角顶突出，晶面微凹，呈轻微骸晶状，且晶面粗糙。少数晶体为菱形十二面体，以及立方体和八面体的聚型，极少见八面体平行板状的接触双晶和立方体穿插双晶。

表813 本次研究的部分津巴布韦金刚石宝石学性质　Table 813 Gemological features of some Zimbabwean diamonds studied in this project

图845 津巴布韦马朗砂矿产出的金刚石晶体，重量为080 ～ 252ct

Figure 845 Diamond crystals produced by Marange alluvial deposit of Zimbabwe，weighing 080ct-252ct

金刚石立方体晶体在世界上多个产地，如扎伊尔、刚果等地均常见。区别于世界上其他产地的金刚石立方体晶体原石，马朗金刚石还具有独特的晶体形态特征。该产地的立方体晶体，角顶突出，晶面中心微凹，呈骸晶状，这是马朗金刚石所特有的。部分立方体晶体晶面可见“十字架”图形贯穿于整个晶面表面（图846a，图版Ⅶ10），“十字架”见于立方体面中间，呈下凹状。这种“十字架”图形结构目前在世界主要产地金刚石中均无报道，应属于极具产地鉴定意义的“指纹特征”。高倍率下观察，可见“十字架”线条由大量的大小不等的正方形腐蚀坑沿晶体的[100]方向重叠排列而成（图846b）。“十字”的中心部最低，“十字”线条的内部可见平行排列的阶地状条纹，该条纹为正方形腐蚀坑的两边。

图846a 立方体金刚石晶面上见“十字架”熔蚀凹坑

Figure 846a Cross etched trench on cubic diamond crystal

图846b 微分干涉显微镜高倍率下“十字架 ”线条为由大量大小不等的正方形腐蚀坑沿[100]方向折重叠排列而成，100×

Figure 846b High resolution Differential Interference Contrast Microscope showed that cross etched trench was composed of plenty，big or small and square etched pits overlapping along [100] direction，100×

此外，在该产地的金刚石晶体表面还能观察到其他独特的腐蚀图像，如复合多边形的熔蚀坑，以及多种次生矿物碎屑附着在晶体表面等现象。

8842 津巴布韦金刚石/钻石的颜色特征

津巴布韦马朗宝石级金刚石晶体颜色多呈淡绿色、黑色及深褐色。部分晶体表面可见带色的斑点，如绿色、黑色、褐色、红色的斑点。其中红色斑点或斑块为世界上主要金刚石产区所罕见。

（1）黑色斑点。黑色斑点为津巴布韦金刚石晶体表面最常见的斑点。斑点多呈不规则状、斑点大小不等，与周围边界清晰，拉曼光谱分析表明，黑色斑点为金刚石中黑色矿物在晶体表面的露头。黑色矿物主要为辉石类矿物。

（2）褐色斑点。褐色斑点较为常见，斑点大小不等，多呈不规则的近圆形，边界模糊过渡，为地质过程中发生的辐照斑点。斑点多集中在晶体表面很浅的部位。图847为常见的褐色斑点的分布形态。褐色斑点的直径多小于1mm，数量依样品而异，有些样品表面可见数十个褐色斑点。未见褐色斑点和绿色斑点共存的现象。

图847 褐色辐照斑点与倒三角腐蚀坑，斑点边界模糊，由中心向外颜色逐步变浅，100×

Figure 847 Brown irradiated spots and reverse triangular etched pits; the spots had fuzzy boundaries，and the color was gradually lighter from the center outward，100×

（3）绿色斑点。马朗产出的多数金刚石常带一点绿色色调，这种绿色色调多数仅见于表层或较浅部位（Hardy，1950；Collins，1982）。有时可清晰地观察到绿色斑点。斑点的形态、大小、边界模糊等微细特征都与褐色斑点极相似。颜色由中心向边缘多数情况下呈逐步减弱。整体带绿色调的晶体表面的绿色斑点颜色通常呈黑绿色，比其他晶体表面见到的斑点颜色深。

图848a 津巴布韦马朗金刚石晶体表面观察到的红色薄层和斑点

Figure 848a Red lamella and spots observed on crystal surface of Marange diamond

图848b 高倍率微分干涉显微镜观察显示津巴布韦金刚石晶体表面观察到的红色次生含铁质矿物沿熔蚀凹坑棱线分布，100×

Figure 848b High resolution Differential Interference Contrast Microscope showed that red and iron-containing secondary mineral was distributed along the etched trench on crystal surface of Zimbabwean diamond，100×

（4）红色斑点。天然红色金刚石极为罕见，晶体表面红色斑点也极少报道且没有被确认（Lu等，2008）。部分津巴布韦金刚石晶体表面粗糙，红色斑点或大面积红色薄层在一些晶面上可见。在金刚石晶体表面能观察到大面积红色薄层的现象为首次发现。图848a和图版Ⅶ9为典型的津巴布韦马朗金刚石立方体晶体表面常见的红色簿层及斑点。高倍率下观察发现红色次生含铁质矿物沿腐蚀凹坑棱线分布（图848b）。晶体表面的高低不平给这些次生矿物提供了沉淀或生长的有利位置。

为找出马朗晶体表面的红色次生矿物的可能的化学组成特征，我们对样品进行了X射线荧光分析，结果显示，红色次生矿物富集处铁含量很高（图849），其他元素主要为硅。拉曼光谱测试显示石英和铁质矿物峰值。由此可以推断，马朗金刚石晶体表面的次生红色矿物为氧化铁类矿物。换言之，红色斑点的形成与表面常见的褐色斑点和绿色斑点有本质差异，它与地质辐照作用没有关系，而是次生氧化铁类矿物的颜色。

图849 X射线紫外荧光光谱显示红色次生矿物为富铁矿物

Figure 849 X-ray fluorescence spectra indicated the red secondary mineral was iron-rich

8843 津巴布韦金刚石/钻石的内部应力特征

金刚石内部矿物包裹体品种较多，主要为橄榄石、石榴子石、辉石、石墨、钛铁矿及硫化物矿物。由于研究样品未见大颗粒的矿物包裹体，加之也未见有关文献的详细报道，我们选择了2个金刚石样品，并将之沿（100）面切磨抛光，采用Renishaw专利的大面积快速扫描拉曼成像技术（StreamLine）对金刚石的晶体结晶度进行了定量扫描拉曼成像。图850为一颗津巴布韦金刚石（7448ct）在532nm激光光源激发下得到的拉曼成像。以金刚石的拉曼特征峰1332cm-1的半高宽为基准，对StreamLine获得的数据进行分析，以获得在规定的成像范围内半高宽的变化。图标尺标颜色由红-红-绿-蓝-紫-黑的顺序，依次代表金刚石特征峰1332cm-1的半高宽由小至大的变化。结果显示，该晶体的特征峰1332cm-1的半高宽都在36cm-1以上，最高的区域在44～50cm-1，大部分区域为39～42cm-1。这一结果表明，该晶体的结晶度比我国主要产地产的金刚石的结晶度差。结晶度差的原因可能与内部应力集中分布和含有大量微细矿物包裹体有关。

8844 DiamondView™紫外荧光和生长特征

为找出马朗金刚石的内部缺陷特征和生长过程，我们对切磨后的样品进行了紫外荧光成像观察（DiamondView™，Christopher等，1996），结果显示：所有的样品均在紫外线（波长小于230nm）的激发下，都可发出可见光，其发光颜色以蓝色为主，并存在不发光区域及黄绿色发光区域。各样品发出的蓝色和黄绿色荧光强度不一。区别于其他产地的金刚石的紫外荧光特征，马朗金刚石显示了极为复杂的生长过程。以图851为例，晶体最初以小的立方体作为生长中心。从中心向外顺着生长条纹看，晶体生长至少经历了3个阶段：第一阶段，晶体由立方体发育成八面体，其间伴有菱形十二面体{110}生长区域的出现，生长速度相对较快，{110}生长区域荧光很弱，呈黑色；第二阶段为八面体平稳生长阶段，表现为蓝色荧光的{111}面环带匀称，在这阶段的后期，八面体角顶和晶棱生长加快，表明这阶段后期过饱和度较高；第三阶段为{11 0}面再度发育，晶体为八面体和菱形十二面体的聚形。

图850 津巴布韦金刚石（7448ct）在 532nm 激光光源激发下采用快速扫描拉曼成像技术得到的金刚石特征峰1332cm-1半峰宽的拉曼成像图

Figure 850 A Zimbabwean diamond’s （7448ct） Raman image of diamond characteristic peak 1332cm–1FWHM obtained by fast Raman scanning technology under 532nm laser excitation light source

图851 DiamondView 紫外荧光图像显示马朗金刚石生长历史呈多阶段复合生长特征

Figure 851 DiamondView fluorescence image showed that Marange diamond went through multi-stage and compound growth

金刚石晶体生长的多阶段性及复杂性一直是科学家探讨的课题，并以此探索地球深部的地球化学环境特征（Stachel ＆ Harris，2008；Sunagawa，1984）。相对于以八面体金刚石晶体中的晶格缺陷和生长特征等研究，对立方体晶体，特别是不透明立方体金刚石晶体的研究工作主要集中在金刚石晶体的立方体外层（后期生长层）内的包裹体、显微包裹体（包括纳米级包裹体）特征、光谱特征和同位素等研究（Klein-BeDavid et al，2006；Weiss et al，2009；Welbourn et al，1989）。对立方体晶体所具有的特定晶格缺陷和生长特征的研究甚少。这主要是无色透明的金刚石立方体晶体极少见。反之，我们可以推断立方体金刚石晶体中存在不少鲜为人知的生长缺陷和结构。本次研究也未见无色透明的能用于研究立方体晶体内部生长特征的样品，具“十字架”溶蚀结构的晶体仅在不透明立方体金刚石晶体中见到。DiamondView观察这类样品，未见反应生长特征的荧光图像，由此推断“十字架”溶蚀结构的形成与该类晶体内存在的特定晶体生长缺陷有关。根据“十字架”是由大量的溶蚀坑沿[100]方向折重叠排列而成的观察事实，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。这类缺陷在立方体{100}面上的露头为优先选择腐蚀部位，腐蚀作用沿露头开始形成腐蚀凹坑，在腐蚀作用继续进行时，这些腐蚀坑沿[100]方向连接排列成线状，形成“十字架”腐蚀结构。具体的晶格缺陷种类和性质有待进一步解析。