关于钻石的特性

钻石（diamond）

1、成份：主要是碳c（含量占9995%） 以及其它微量元素。

2、物理性质：

（1）硬度：H=10， 自然界最坚硬的物质，是九级红蓝宝硬度的150倍。

（2）颜色：以无色白色为主还有黄、棕、粉、蓝、绿、红、褐、黑等彩色钻石，非常珍贵罕见。

（3）色散：色散高（0044），加工打磨后出火反射出五颜六色光芒。

（4）光泽透明度：金刚光泽、透明到不透明。

（5）热导性：自然界中高热导率，热导仪可鉴定。

3、鉴定方法：

（1）光泽：特有的金刚光泽。

（2）密度：595g/cm3 主要是裸钻鉴定，用手掂重，比同等大小其他宝石重。

（3）火彩：切工完美的钻石火彩有跳动感五光十色，亮但比较柔和，仿钻如合成立方氧化锆等也有火彩但是比较呆板单调。

（4）亲油疏水性：用油笔可在钻石表面画出一条线而用水笔画出的线断断续续，一般手摸后可留下很清楚的手印。

（5）棱线：天然钻石硬度大刻面之间的棱线平直而锐利，仿制品棱线成圆滑状有磕碰痕迹。

4、产地：

澳大利亚、安哥拉、扎伊尔、南非、博茨瓦纳、纳米比亚、俄罗斯、加拿大、印度、中国。

澳大利亚产量最大、中国产地有山东、辽宁、湖南等。

5、4c评价：

（1）颜色(color)

D 100 极白

E 99 极白

F 98 优白

G 97 优白

H 96 白

I 95 微黄白

J 94 微黄白（褐灰）

K 93 浅黄白

L 92 浅黄白

M 91 浅黄

N 90 浅黄

（2）净度(clarity)

钻石的所有缺陷称为瑕疵，可分为内部瑕疵和外部瑕疵，在销售过程中瑕疵要称为内含物或包体。

A、内部瑕疵：结晶包体、云状物、点群状包体、羽状纹、内部生长纹、裂理、内部原始晶面、空洞、缺口、击痕、激光孔、须状腰。

B、外部瑕疵：原始晶面、外部生长纹、刮伤、抛光纹、烧痕、额外刻面、棱线磨损。

C、分级

a) 完全无暇级（FL）：在10倍镜放大条件下，钻石内外部均无瑕疵。

b) 内部无瑕级（LC）：10倍放大条件下钻石内部无瑕，外部可有轻微瑕疵。

c) 极微瑕级（VVS）：钻石具极其微小瑕疵10倍镜下几乎观察不到，细小的点状包体、云状包体、生长纹，分为VVS1和VVS2。

d) 微瑕级（VS）：具有较小瑕疵，10倍镜下较难观察到，分为VS1和VS2微瑕级以上为肉眼不可见级。

e) 瑕疵级（SI）:钻石具有小瑕疵，10倍镜下很容易发现，分为SI1和SI2， 肉眼较难发现。

f)瑕级（I）:10倍镜下一目了然肉眼可见分为I1不影响亮度、I2影响亮度、I3影响亮度和透明度。

(3)切工（cut）

a）标准切工可以使钻石璀璨夺目，反之切割比例不当，会极大的影响钻石的亮度和火彩使钻石黯淡无色，标准圆钻切割57到58个刻面。

b）切割形状圆形、椭圆形、橄榄形、水滴形、心形、公主形、祖母绿形。

c）四大切割中心：比利时/安特卫普、美国/纽约、以色列/特拉维夫、印度/孟买。

d）评价标准：比例合适太薄出现鱼眼效应、太厚出现黑底。

(4)克拉重（carat）

1克=5克拉 1克拉=02克 1克拉=100分

钻石的价格和重量的比例是成平方增长。

澳大利亚的矿产资源主要集中在占地250万平方公里的西澳大利亚，那里的矿产资源极为丰富，储量排在世界前列的有铁矿、氧化铝、黄金、镍、铀、钻石、钛铁矿、天然气等。其中氧化铝产量在世界排名第一位，钛铁矿和镍、钻石排第二位，铁矿石产量排第三位。

由于得天独厚的条件，矿业和能源也成为西澳大利亚最主要的出口产业，而对华出口更是从2003年的42亿澳元增加到2007年的143亿澳元。对华出口的主要矿产品包括铁矿、氧化铝、液化石油气、液化天然气、镍、黄金、铜、铅和盐等。其中，中国是西澳大利亚最大的铁矿石、氧化铝和镍出口市场。

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珀斯是位于澳大利亚西南地区的一个城市，拥有250万人口，只有澳大利亚商业城市悉尼和墨尔本的一半，三年来，这里的房价却上涨了一倍，超越墨尔本，成为继悉尼之后房价第二高的城市。

在最近三年里，越来越多的中国商人来到了珀斯，开发珀斯以北西澳大利亚土地上丰富的矿产。如今，珀斯居住的居民有70%从事着与矿业有关的工作。中国企业在这里购买资源的同时，也深深地改变了当地的经济。

澳大利亚的矿产资源主要集中在占地250万平方公里的西澳大利亚，那里的矿产资源极为丰富，储量排在世界前列的有铁矿、氧化铝、黄金、镍、铀、钻石、钛铁矿、天然气等。其中氧化铝产量在世界排名第一位，钛铁矿和镍、钻石排第二位，铁矿石产量排第三位。

由于得天独厚的条件，矿业和能源也成为西澳大利亚最主要的出口产业，而对华出口更是从2003年的42亿澳元增加到2007年的143亿澳元。对华出口的主要矿产品包括铁矿、氧化铝、液化石油气、液化天然气、镍、黄金、铜、铅和盐等。其中，中国是西澳大利亚最大的铁矿石、氧化铝和镍出口市场。

矿物中的微量元素常常以类质同象的形式进入矿物晶格，这种替代能力的大小与矿物的种类、微量元素本身的性质、所处的地质环境有着密切的关系。Weiss等（2008）指出，金刚石/钻石的微量元素特征原则上能够用于追溯冲积金刚石/钻石的产地来源，鉴定“冲突”金刚石/钻石的来源国，甚至成为金刚石/钻石个体的指纹特征（Sonal Rege et al，2003，2008；Weiss et al，2008）。

在金刚石/钻石微量元素中，氮是最主要和最普遍的杂质元素。不同矿区的金刚石/钻石可能具有特征的氮含量和聚合状态，利用不同产地金刚石/钻石中杂质氮丰度、聚集类型、转化程度的不同，可以讨论金刚石/钻石的形成环境，提供有价值的成因信息，甚至判别金刚石/钻石的源区（谢先德等，1999；陈美华等，1999；Kaminsky et al，2001a；Weiss et al，2008；Tappert et al，2009）。例如，Kaminsky等（2001a）利用红外吸收光谱对比分析来自西伯利亚、俄罗斯西北部阿尔汉格尔斯克、南非、加拿大及美国南部金刚石/钻石的杂质元素特征，结果显示（见附表3），不同地方金刚石/钻石的N和H含量及N聚合形式都不同。

据此可将其分为 3个系列：①N含量低、高度聚集的金刚石/钻石，包括来自Juina地区的金刚石/钻石晶体；②N含量中等的金刚石/钻石，包括雅库特Daldyn-Alakit地区和Coromandel和Guanianmo砂矿；③N含量高、低聚合态的金刚石/钻石（偶尔含有高浓度的H和“小片晶”），包括雅库特的Malo-Botuobinsk地区和阿尔汉格尔斯克金伯利岩省。其中俄罗斯ADP金刚石/钻石成矿省的金刚石/钻石矿中Grib 和Karpinsky-1氮-氢-片晶氮组合显示明显的差异，具有一定的产地标识意义（图91）。Kaalvallei矿区金刚石/钻石氮的含量变化范围为239～1272μg/g，平均N含量为839μg/g，相当于世界范围内金刚石/钻石N （300μg/g）平均含量的3倍，其中IaB型金刚石/钻石占115%～437%（Mederic Palot et al，2009）。而澳大利亚著名的Eurelia金伯利岩矿区以大量金刚石/钻石含有比较低的氮含量（<100μg/g）及多变的聚合状态为特征（Tappert et al，2009）。

图91 俄罗斯 ADP 金刚石/钻石成矿省 Grib 岩管和 Karpinsky-1 岩管氮-氢-片晶氮关系图

（据Palazhchenko，2008）

Figure 91 Relational graph of nitrogen，hydrogen and nitrogen platelet of Grib pipe and Karpinsky-1 pipe of ADP，Russia

2001年，Kaminsky和Khachatryan研究显示，氮和片晶氮及氢的含量主要和金刚石/钻石形成物理化学条件有关，因此也是金刚石/钻石产地来源的一种“指纹性”的特征。根据金刚石/钻石形成的不同阶段，他们将金刚石/钻石分为三组不同的来源：①原始阶段高温-高压形成的金刚石/钻石，例如在下地幔或者地幔过渡带形成的金刚石/钻石，这种金刚石/钻石往往具有低氮，但氮具有高聚合度的特征；②中间阶段形成的金刚石/钻石；③岩浆演化晚期在高过饱和度和高的温度梯度下结晶的金刚石/钻石，后者常常具有高的氮含量和低的氮聚合度，偶然情况下会含片晶氮和氢（Kaminsky & Khachatryan，2001a）；现实情况下，很多金刚石/钻石产区可能会同时存在这三者类型的金刚石/钻石，但是其比例会随不同的矿区而有差别。

第一种类型金刚石/钻石为主的典型矿区包括：加拿大Superior省Renard 和Wawa矿，Alberta省的Buffalo Head Hills矿；巴西的Juina地区；Kaapvaal克拉通南非的Newlands and Jagersfontein金伯利岩原生矿；第三种类型金刚石/钻石为主的矿区包括：加拿大Slave克拉通的Diavik矿；东西伯利亚克拉通俄罗斯雅库特金刚石成矿省Udachnaya和Mir原生矿；新南威尔士B2组砂矿。其余大部分属于氮含量中等的矿区，其中Alberta省的Buffalo Head Hills矿比较特别，既有很高的氮含量（最高可达3300μg/g），又具有异常高丰度低氮的Ⅱ型（45%）和IaB型（33%）金刚石，其片晶氮含量低或者是退化的，显示这个矿区金刚石/钻石可能是多来源的。

钻石号称“宝石之王”，是世界上公认的最珍贵的宝石。钻石硬度大，光泽强，不宜磨损，折射率大且色散强，因此能射出迷人的“火彩”。最早发现钻石的国家是印度，目前世界上最主要的钻石产地是非洲、澳大利亚、、俄罗斯、加拿大，其中非洲是最主要的产地。目前，世界钻石的经销主要控制在戴比尔斯联合矿山有限公司的手里，该公司通过中央销售组织控制世界金刚石生产的80％左右。戴比尔斯公司开采金刚石的主要矿山在南非，并通过其金刚石有限公司和子公司还控制非洲等地以外或其他西方国家的钻石。根据颜色钻石可以分为两大类：五色至浅**系列、彩色系列。五色系列包括近无色和微黄、微褐、微灰色。彩色系列包括**、褐色、红色、粉红色、蓝色、绿色、紫罗兰色等，此外还有含有大量石墨包裹体的黑色钻石，多数彩色钻石颜色发暗。其中蓝色和粉红色钻石是最好的，由于极其罕见，因而极其昂贵，世界上有名的“库里南”、“高贵无比”、“希望”等均为淡蓝色的钻石。俗话说：“黄金有价，钻石无价”，钻石被人们视为无价之宝。但实际上钻石的价值可以通过钻石的“4C”来确定，即钻石的质量(Carat)、颜色(Color)、净度(Clar—ity)、切工(Cut)。其中钻石的质量是影响钻石的价值的最重要的因素，同等品质的钻石，质量越大越是珍贵。一般讲，钻石质量只计克拉(1克拉：0．2克)后面的两位小数，对第三位小数的意见是8舍9进。但是，钻石价值与质量的关系，并不是简单的线性关系，而是复杂的几何关系，29分与30分，49分与50分，59分与60分，89分与90分，99分与1克拉之间，钻石价值的差别很大。钻石的价值也受到净度、颜色的影响，净度级别越高，颜色级别越好，钻石的价值也越高，颜色越白的钻石，越为稀罕、珍贵。钻石评价的四个要素中，切工是直接受人为因素影响的。目前市场上较为常见的钻石切割花形有圆形、心形、水滴形、方形、椭圆形、祖母绿形等。切工的好坏直接影响钻石的火彩，切工越是精确、合理，就越能显示钻石的诱人光彩。伪劣晶鉴别由于钻石稀少、昂贵，所以市场上出现很多钻石仿制晶。这些仿制品主要是一些五色宝石，如无色玻璃、五色锆石、无色水晶、无色蓝宝石、无色黄玉、无色尖晶石、合成金红石、人造钛酸锶、钇铝榴石、钆镓榴石、合成立方氧化锆、合成碳硅石等。目前，合成立方氧化锆及合成碳硅石是钻石的最理想的仿制品。钻石与其仿制晶的主要鉴别特征如下：1．光泽钻石具有特征的金刚光泽，这是区别于其他仿制品的主要特征之一。2．火彩特征钻石由于具有高的折射率和高的色散值，因此表现出一种特殊的“火彩”。钻石的火彩柔和，有跳动感，而钻石仿制品火彩呆板且单调。3．透视效应将钻石台面向下放在一张有线条的纸上，切工完美的钻石看不到纸上的线条，否则为仿制品。4．亲油性天然钻石具有较强的油亲和能力，用油性水笔在钻石表面划过时可留下清晰而连续的线条，相反，在钻石仿制品表面划过时，墨水会聚成一个个小油滴，不能出现连续的线条。5．疏水性将小水滴点在钻石表面，水滴能在钻石表面保持很长时间，如果是仿制品，小水滴则会很快散开。6．导热性能好由于钻石具有较高的热导率，因此对着钻石哈气，可发现雾气很快消失，而仿制品则可在表面见到明显的雾气，并且需持续一段时间方可散去。7．面平棱直点尖锐由于钻石是世界上最硬的物质，因此，抛光钻石刻面之间的棱线平直而尖锐，仿制品硬度小，棱线圆滑且多有磨损。目前，与钻石最为相似的有合成立方氧化锆和合成碳硅石。合成立方氧化锆颜色发白，净度高，不含钻石中的天然包裹体，硬度低，棱线圆滑，密度较钻石大，手掂较钻石沉。合成碳硅石颜色呈灰绿色，色散值比钻石高，火彩较钻石强，有大量平行排列的白色针管状包裹体，由于具有较高的双折射率，在10倍放大镜下可见刻面棱双影。这些特征都可将之同钻石区别开来。

奥钻指奥地利施华洛世奇公司生产的仿水晶（也称人造水晶）烫钻，水钻及平底钻统称，通常也叫施华洛世奇钻或施华洛钻。材料中主要的成分是二氧化硅和氧化铅，氧化铅的作用是增强其折射和衍射效果，使其具有天然水晶的闪亮效果。用于饰品上的奥钻称作奥钻水钻，特点为底部有切割成尖锥，类似钻石，用于缝制的奥钻叫做手缝钻，通常底部是平的，有1个或多个孔。还有一种用作烫图材料的称之为奥钻烫钻，特征是平底，有一层灰绿的胶水。

世界不同地区出产的金刚石/钻石，在晶形、完整性、颜色类型及其比例等统计学特征上有一定的差异，这种差异是商业上进行产地区分经验的来源。

但是根据世界不同国家和金刚石/钻石矿区开采历史资料的对比（见附表2），可以看出世界各国以国家作为比较对象来进行比较是非常困难的（甚至是错误的），同一个国家不同矿区之间也存在明显的差异；但从不同的矿区来看，根据其金刚石/钻石最常见晶形的类型至少可以归纳为如下几类（不考虑历史因素）：

（1）由八面体金刚石/钻石为主的矿区，包括北美克拉通加拿大Slave克拉通的Jericho、Ekati、Diavik矿区；东西伯利亚克拉通俄罗斯雅库特金刚石/钻石成矿省Malo-Botuobia地区，津巴布韦克拉通Murowa和Sese 矿区；中国华北克拉通辽宁瓦房店42号岩管。

（2）菱形十二面体为主的矿区，包括北美克拉通加拿大Superior省Renard矿区；巴西；俄罗斯东欧克拉通（太古宙Kola克拉通）MVLomonosov矿区；东西伯利亚克拉通俄罗斯乌拉尔地区砂矿；西非克拉通几内亚Kankan地区；南澳克拉通/澳大利亚艾伦代尔（Ellendale矿区，中国华北克拉通辽宁50号岩管，山东蒙阴。

（3）八面体和菱形十二面体比例近似的矿区，包括北美克拉通加拿大Superior省Wawa矿区；俄罗斯东欧克拉通（太古宙Kola克拉通）VGrib原生矿，中非克拉通安哥拉的Catoca field ；中国湖南沅水流域金刚石/钻石砂矿。

（4）出现较多异形金刚石/钻石的矿区，包括北美克拉通加拿大Superior省Lynx矿区，Alberta省Buffalo Head Hills矿区；中非克拉通/刚果（扎伊尔）以及Kaapvaal克拉通南非、博茨瓦纳，Pilbara北澳克拉通阿盖尔（Argyle），南澳克拉通Orroroo（Eurelia）原生金伯利岩和Springfield Basin砂矿；新南威尔士Bingara砂矿、Copeton砂矿、Wellington砂矿、Airly Mountain砂矿A组等。另外，还有Kaapvaal克拉通纳米比亚砂矿和西非克拉通坦桑尼亚Mwadui矿没有见到可靠的晶形统计资料。

上述分类还可以按照是否明显出现立方体形金刚石/钻石和不出现立方体金刚石/钻石分两大类。一是明显出现立方体金刚石/钻石的矿区包括：北美克拉通加拿大Slave克拉通的Diavik矿区；北美克拉通加拿大Superior省Wawa矿区，Alberta省Buffalo Head Hills矿区；东西伯利亚克拉通俄罗斯雅库特金刚石/钻石成矿省Udachnaya岩管；中非克拉通安哥拉Catoca field矿区，塞拉利昂的Koidu矿区；Kaapvaal克拉通南非的Venetia矿区；博茨瓦纳Orapa和Jwaneng；津巴布韦克拉通Murowa和Sese；南澳克拉通Eurelia矿区，中国湖南沅水流域的砂矿。二是明确没有出现或者少见立方体及其聚形金刚石/钻石的矿区，只有Kaapvaal克拉通南非普列米尔和北澳克拉通阿盖尔（Argyle）。其余的地区可能是没有发现或者数量较少，因此没有提及。

金刚石/钻石晶形是金刚石/钻石形成过程环境条件的综合反映（ЮЛ奥尔洛夫等，1977；Haggerty，1986；Besk等，1989；黄蕴慧等，1992；池际尚等，1996），具有复杂晶体形态的矿区通常是结晶条件复杂，物理化学条件或者流体供应变化比较大（伊 ПФ等，1989；陆太进等，2011; Kriulina et al，2011），金刚石/钻石在形成后受到过明显的塑性变形或强烈的溶蚀也可能造成金刚石/钻石晶形强烈的变形（例如，Udachnaya岩管和华北克拉通山东蒙阴金刚石/钻石矿区）（Chapman，1996；Lu et al，2001）。而立方体及其聚型最容易出现在高温高压合成金刚石/钻石中，天然金刚石/钻石中出现的比例往往较少，如果某些矿区大量出现这种形态的金刚石/钻石实际上也反映了该矿区金刚石/钻石的形成条件和其他矿区有明显的差异（Kaminsky et al，2009）。

金刚石/钻石表面色斑很多时候是金刚石/钻石周围环境中存在放射性物质形成的（马文运，1989；Harris，1992），多数经历过搬运和再沉积的砂矿金刚石/钻石表面往往存在绿色或者褐色的色斑（杨明星等，2002），但在某些原生矿的金刚石/钻石中也有色斑的存在（De Stefanol et al，2008，2009；Hunt et al，2008），因此，色斑是金刚石/钻石一种具有来源标型性的特征之一。根据不同金刚石/钻石矿区金刚石/钻石表面是否存在色斑可以将金刚石/钻石分为两大类，有色斑的和无色斑的，前者产地通常比较少见。

出现色斑的产地主要包括：北美克拉通加拿大Slave克拉通的Jericho矿区，该地绿色金刚石表面具有暗绿色圆形色斑；北美克拉通加拿大Superior省Renard矿区部分金刚石/钻石也具有绿色色斑；巴西Amazonian克拉通，Sao Francisco克拉通和Rio De La克拉通金刚石/钻石砂矿的金刚石/钻石大多具有色斑，并且绿色和棕色色斑出现的比例接近，例外的只有Juina地区Rio Soriso矿区；乌拉尔地区砂矿金刚石多数具有褐色或绿色的色斑；中非克拉通安哥拉Catoca field矿区的金刚石/钻石带特别的橙斑和黑斑，而津巴布韦克拉通的金刚石/钻石常具有特征的红色色斑；南澳克拉通新南威尔士金刚石/钻石砂矿金刚石/钻石30%有绿色和褐色的斑点，同样这种特征也出现在印尼加里曼丹和中国湖南沅水流域以及山东砂矿来源金刚石/钻石中。砂矿中不出现色斑的是巴西Juina地区Rio Soriso矿区的金刚石/钻石，它们很少见到有绿色和棕色色斑的出现。