钻石是怎么形成的

在地球的深部大约150-200公里，纯碳物质在压力为（45-6）×109Pa，温度为1100-1600摄示度条件下结晶，形成天然钻石。在地球的深部只有很少的地方具有钻石形成的物理、化学条件。从理论上讲任何时期都可以形成钻石，只要达到钻石形成物理、化学条件。从目前开采的钻石矿中，大部分钻石形成于33亿年和12-17亿年这二个时期。从钻石产出于地球古老稳定大陆地区可以证实。

另外，外星对地球的撞击，产生的高温、高压也可形成钻石。但这种方式形成的钻石颗粒小，质量差，不能作为首饰用的宝石。

当地球的外壳产生拉力，固体的岩块开始移动及破裂，这时发生地震，火山喷发。当火山熔岩从地球深部往地表上升时，将深部形成的钻石带到地球浅层及表面。经过熔岩冷却我们可以在冷却的岩石中找到钻石。当钻石富集并达到一定规模时，我们称为钻石原生矿。含有钻石的岩石在自然条件下风化，钻石残留在山坡、河流、海岸中并富集形成矿床，称为钻石次生矿。

根据不同的矿类型，采用不同的开采方法。

露天矿：含钻石的矿体风化后经河水、雨水的搬运富集形成次生矿。开采时要除去表层浮土，对含矿砂层以及岩缝都要认真清理，平均200吨砂石中可以选出1克拉钻石。

原生矿：沿矿脉旁打竖井，然后由竖井横向挖往矿脉，将矿石运到地表，破碎、分选将钻石选出。目前南非金伯利矿开采深度达900米。

砂矿：当钻石顺河流带到海岸边，在海滩富集，形成矿砂。开采方法是将所有含钻石的砂进行分选，将钻石选出。

海底采矿：采用先进的海上采矿技术，对海底含矿石的矿砂进行分选。戴比尔斯海上矿产公司，在纳米比亚离海岸35000米，水深110米的海底采矿钻石达400万克拉。

1905年在南非普列米尔矿，发现重3106克拉巨型大钻，定名为"库利南"，1919年在该矿区又找到一块重1500克拉钻石，按它的形状，颜色、反复对比研究后确定它应该与"库利南"为同一晶体，所以没有命名，如果没有裂开成为二块的话，"库利南"重量到少在4606克拉以上。1980年在该矿区又发现第三颗大钻重599克拉。南非普列米尔矿为世界公认的巨形钻望采纳~

图6-2 三颗分别为**、紫红色调粉红色和蓝色的人工合成钻石，其中粉红色钻石经过改色处理

（刘严摄影/刘严收藏）

人工合成钻石的颜色多数是**，产生**的原因是由于空气中的氮气混入合成钻石的原料和设备之中，也可能是有意在合成钻石的过程中添加氮以获得**钻石。如果在合成钻石的原料中和设备中加入硼元素，合成钻石就呈蓝色。由于加入硼的合成钻石原料中还可能有氮的残留，或者是有意将硼和氮按一定的比例添加到合成钻石中，使合成钻石晶体内同时存在硼和氮，所产生的颜色为蓝绿色或绿蓝色，甚至为绿色。合成彩色钻石的价格基本取决于成本和加工费。

图6-2所示为著者收藏的三颗合成彩色钻石。

在人们的珠宝奢侈品中，钻石是指抛光钻石，也是爱情和忠诚的象征。人们对钻石形成的原因很好奇。我来给你详细解释一下钻石是怎么形成的。钻石形成的原因钻石的结构特征:钻石由碳元素组成，是碳元素的一种晶体，硬度为10。它是自然界中最坚硬的天然矿物，密度为3。53(001)克/立方厘米，折射率为2。417，离散度为0。044它是钻石经过切割、研磨后的产物，在钻石矿物中约有五分之一可以达到宝石级，被称为宝石级钻石，在国外被称为“毛坯钻石”或“钻坯”。毛坯切割打磨成切割形状后，称为裸钻，国外称为成品钻或抛光钻。英文名Diamond来源于希腊语amount，意思是“坚硬、不可侵犯、不可战胜”。金刚石和石墨都是由碳组成的。金刚石和石墨是在不同的温度和压力条件下形成的，它们在温度和压力条件的变化下可以相互转化。钻石属于立方晶体，硬度为10，石墨属于六方晶体，硬度为1。它们具有不同的晶体结构，并且是结晶碳的两种同质多晶型物。只有在一定的压力和温度下，碳才能结晶成金刚石。钻石的形成:最早的天然钻石形成于地球内部，温度为900-1600℃，压力为(45-6)×109Pa，相当于地下130-200km的深度。理论上，只要满足条件，钻石随时都可以形成。目前开采的钻石大多形成于33亿年前和12-17亿年前。形成钻石的碳来自地幔中熔化的岩浆，或者是因为地壳的运动。地壳中的碳带聚集在地球深处，在合适的条件下结晶成钻石。还有一种外在的方式产生钻石。陨石撞击大陆时，瞬间产生的高温高压也可能产生钻石。但这种方式生产的钻石往往比较小，质量差，一般没有经济价值，不能作为珠宝加工的钻石。钻石的发现:钻石首先在印度被发现。随着人们对钻石的渴望，钻石的勘探和开采越来越受欢迎。金刚石矿床分为原生矿和次生矿。原生矿石是由地球的地质运动产生的。地震和火山活动将富含金刚石的矿物带到地表或地表附近的区域，其中大部分是富含金刚石的金伯利岩和煌斑岩，以及火山口附近的填充物和岩壁和基岩中的根部沉积物。在自然的作用下，次生矿石由原生矿石搬运沉积而成。大部分经风化和雨水冲刷，残留在山坡、河流和海岸形成矿床，多为砂矿。钻石的形成和发现过程大致是这样的，不像黄金等贵金属。21世纪以来，钻石价格一直保持稳定增长的趋势，逐渐成为投资者的首选。钻石的鉴定方法简单识别钻石的简单鉴别方法:需要10-20倍的放大镜辅助，做几个简单的观察。观察钻石的腰部。腰部用沙子磨的话最好用这个方法。因为钻石比任何仿制品都硬，不会有仿制品那样的细线。钻石的腰部是颗粒状的。钻石比仿制品坚硬，仿制品的刻面往往比钻石钝，但钻石的刻面一定要锋利。因为钻石比仿制品坚硬，仿制品的刻面边缘经常磨损。如果钻石有自然表面，就有机会在自然表面找到钻石独特的“三角形生长线”。如果一颗钻石破碎，它的外观通常是阶梯状的，而仿制品是弯曲的或贝壳状的。硬度检查钻石是已知最坚硬的天然物质，没有任何东西可以标记它们。如果可以，那就不是钻石了。热传导试验呼吸的同时对钻石和其他类似的项目进行辩论。如果是钻石，其表面凝结的水雾应该比其他物品上的水雾蒸发得快。这是因为钻石的导热性很高。观察法反射光用放大镜可以观察到钻石的腰部呈现非常精细的磨砂状，反射光闪闪发光。钻石的这一特性是独一无二的。看生长点在放大镜下观察，真钻的晶面上往往有凹槽和三角形生长点，而假货有三种:①普通玻璃加氧化铝，因折射率和色散增加，容易误入，但硬度较低。②由化学合成的蓝宝石和无色尖晶石仿制，硬度相近，但折射率低且有双折射现象，放大镜下可见重影。铅笔标识铅笔的化学成分是碳，就像钻石一样，只是物理结构不同，所以很多人用一支铅笔来检测钻石的真伪，这是比较实用有效的方法。鉴定时，他们要先用水打湿钻石，然后用铅笔轻轻划线。在真钻石的晶面上，铅笔划到的地方是没有痕迹的，而如果不是钻石，而是玻璃、水晶等材料，就会在表面留下痕迹。一般会用铅笔标注，以鉴别钻石的真伪。这个它硬度高，折射性好，但是旋转时会反射更多的彩色光，和正品旋转时只反射微弱的**和蓝色光有明显区别。钻石切割程序一颗钻石毛坯看起来不起眼，必须经过精心的切割、打磨、加工，才能成为我们习以为常的闪亮钻石。所以钻石的车削直接影响钻石的价值，下面详细介绍。当然，理想的切割效果是保持钻石的最大重量，最大限度减少瑕疵，充分展示钻石的美，使其熠熠生辉。一般切割过程包括以下步骤:1划线(Marking):这是钻石切工的第一步。首先，检查钻坯，在钻石表面做标记。做这项工作的人经验丰富，精通加工技术。最终目标是生产出最大、最干净、最完美的钻石，从而尽可能高的体现钻石的价值。抄写员必须注意两点:保持最大重量，尽量减少夹杂物。划线员用放大镜研究钻坯的结构。如果是大钻石，这个工作可能需要几个月，而对于普通钻坯，则需要几分钟。但是，再小的钻石毛坯，每颗钻石都必须经过详细的检验，才能做出正确的判断。抄写员用印度墨水在钻坯上做了记号，表示钻坯要沿着这条线分。通常情况下，线尽可能沿着钻石的自然纹理方向画。裂开切割者将画好线的钻坯放在夹持器上，然后用另一颗钻石沿分割线切割出一个凹痕，再在凹痕上放一把方形刀，用手适当用力敲击。钻石会沿着纹理方向分裂成两块或更多块。锯切大部分钻石不适合劈开，需要用锯子切割。由于只有钻石才能切割钻石，所以锯片是磷青铜圆片，边缘涂有金刚石粉和润滑剂。钻石固定在夹具上，锯盘高速旋转切割钻石。将现代激光技术引入金刚石切割，大大提高了钻坯的加工效率。采取想要的形状锯好或劈好的钻石送到磨圆部进行磨圆整形，即根据设计要求，将钻石做成圆形、心形、椭圆形、尖形、祖母绿形等常见的切花形状，或其他特殊形状。由于钻石是迄今为止人类公认的最坚硬的天然物质，只有钻石才能打磨钻石，钻石的硬度在各个方向都略有不同。所以打磨的时候要靠经验来把握钻石的基本形态:三面体、八面体、十二面体和晶体特征。一般方法是在车床上高速转动钻坯，然后用另一只手臂上的金刚石把转动的钻坯磨圆。擦亮在涂有钻石粉和润滑油的铸铁圆盘上，所有的刻面(刻面)都被转动，使钻石闪闪发光。打磨工艺通常是，先在底层做8个大面，再做16个小面。有尖底，有25个刻面，从这些刻面延伸出三角刻面、风筝刻面、腰刻面，共33个刻面。这样的圆形钻石一共有58个刻面，如果没有尖底刻面，则有57个刻面。并不是每个钻坯都要经历以上所有的工序，这取决于钻坯的特性和要达到的目标。例如，上述“扁平”钻坯可能不需要分割，或者祖母绿钻石可能不需要倒圆。然而，对于任何一颗毛坯钻石来说，都有两个必不可少的过程，即“划线”、“削片”和抛光。一颗精雕细琢的钻石所产生的花瓣表面的位置和角度都是经过精确计算的，这使得钻石最闪耀。随着科技的进步，激光技术和计算机技术的引入，可以使钻坯的设计和切割更加精确。钻石的化学成分钻石的化学成分是碳，碳是宝石中唯一的单一元素，属于等轴晶系。它往往含有005%-02%的杂质元素，其中最重要的是N和B，它们的存在与钻石的种类和性质有关。大多数晶体是八面体、菱形十二面体、四面体及其集合体。纯钻无色透明，因微量元素的混合而呈现不同的颜色。强烈的钻石光泽。折射率为2417，色散适中，为0044。各向同性物体。热导率为035卡/厘米/秒/度。用热导仪测试，反应最灵敏。硬度为10，是目前已知最硬的矿物。其绝对硬度是应时的1000倍，刚玉的150倍。它害怕重重的一击，重重的一击之后就会被劈碎。一组完全裂开。密度为352克/立方厘米。钻石是会发光的，当暴露在阳光下时，它们在夜间会发出淡淡的青色磷光。x射线照射会发出天蓝色的荧光。钻石的化学性质非常稳定，在常温下不容易溶于酸和碱，酸碱也不会对其产生作用。钻石与同类宝石和人造钻石的区别。宝石市场常见的替代品或赝品有无色宝石、无色尖晶石、立方氧化锆、钛酸锶、钇铝石榴石、钇镓石榴石、人造金红石等。人造钻石最早由日本在1955年研制成功，但没有批量生产。因为合成钻石比天然钻石贵，所以合成钻石在市场上很少见。钻石可以通过其独特的硬度、密度、色散和折射率来区别于类似的宝石。如类金刚石立方氧化锆无色，分散性强(0060)，光泽强，密度高，为58g/cm3，手感厚重。钇石榴石的分散性较软，肉眼很难与钻石区分。看看钻石是如何形成的，看看:1金矿是怎么形成的？2月光石是如何形成的？3雷电是如何形成的？4泻湖是如何形成的？5贝壳的珍珠是如何形成的？

1、大部分钻石是在地质的高温高压下形成的：

钻石形成条件的压力在45到6Gpa，温度在1100到1500℃。

碳元素在较高的温度、压力下，结晶形成石墨，而在高温、极高气压及还原环境中则结晶为珍贵的钻石。当碳原子呈六方环状的层状排列时，形成的是低硬度的高温耐火材料石墨; 当碳原子呈立方最紧密堆积， 彼此以共价键相连时， 就形成了自然界最硬的宝石—钻石。

2、陨石撞击形成钻石：

当携带石墨的陨石撞上地球时，撞击产生的高温高压能把石墨转变成稀有且极端坚硬的金刚石。2008年，一块橄辉无球粒陨石掉落在苏丹努比亚沙漠中，研究发现，它不仅仅是一块普通的陨石，仔细分析后，科学家确定这块陨石里含有金刚石——钻石的原石。

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天然钻石形成于地表下超过100公里深处，再伴随着火山喷发等地质活动上升到地面。 地幔中的高温高压使碳元素结晶形成钻石，偶尔会将周围的尘埃或液体杂质包裹进去。包裹杂质的钻石通常含有少量的钠、钾和其他能揭示其形成环境信息的矿物质。

钻石是一种天然矿物质，是在未受到人为干预的情况下完全在大自然中形成的。重量一般在0015ct-110ct之间，多数在02ct-04ct之间，颜色多为白色至浅黄系列，在G色-J色之间，彩色系列为浅色的红、黄、蓝等。在紫外荧光下，多数短波下为中等至弱的**、黄绿色，少数为惰性（无荧光）。

钻石不是只有一种颜色。

真实世界中，市场上大部分的钻石由无色或接近无色，一直到浅黄、褐色或者灰色都有，这被称为，“一般成色范围（Normal color range）”，又称D至Z范围，因为每一字母代表橙色尺度上的一个段落。

一般成色范围以外的钻石，则包括深**及深褐色，亦包括红色、橙色、蓝色以及绿色，这些钻石称为“彩色钻石”。他们被称为黄钻、褐钻和灰钻，与D至Z范围的钻石和正面颜色不是**、褐色和灰色的钻石相比，这些钻石具有更深的色调和色度。您还可能听到他们被称为彩色钻石或彩钻。

钻石颜色的形成

可见光的白光进入钻石之后，钻石会吸收光谱中的某些波段或者波长，并将其余折返或传至观察着的眼中，这个工程称为选择性吸收（Selective absorption），一切物质的颜色即由此决定，钻石也是。回返至观察者眼睛的颜色，也就是物体的颜色，是未被吸收的许多光波的组合。

形成颜色的结构缺陷又称颜色中心（color center），许多颜色中心实际上为结构缺陷及杂质的共同结果，原因是结构缺陷杂质形成了开放空间，而被氮或硼等杂质所填补。氮是钻石内最常见的杂质，也是造成**的最主要因素，硼则会带来蓝色。