山东钻石的表面微形貌

与辽宁钻石相似，山东金刚石晶体上的表面微形貌也非常丰富，常见到的有倒三角形凹坑、塑性变形滑移线、晕线、溶蚀沟、鳞片状蚀象、网格状蚀象、圆盘状凹坑、蛀穴状凹坑、叠瓦状蚀象、圆弧形蚀象和毛玻璃化蚀象等。塑性变形与褐色金刚石密切相关，且金刚石的粒径大小决定着其受塑性变形作用概率，在小颗粒金刚石中具塑性变形的金刚石约占总量的40%，在大颗粒金刚石中具塑性变形的金刚石约占总量的70%，平均为60%。山东金刚石有别于辽宁、湖南金刚石的主要特点之一是在一些金刚石的表面具有一层灰色的壳。这种带壳的金刚石含量不多，且多数遭受部分溶蚀（山东省地矿局第七地质大队，1990；黄蕴慧等，1992；池际尚等，1996；罗声宣等，1999；王萍等，1999）。

本项目对山东408颗钻石样品的表面微形貌特征进行观测及统计。结果显示，山东蒙阴地区钻石晶体普遍遭熔蚀，熔蚀程度较辽宁有所增加，但相当比例的钻石晶面比较光洁，棱角较为清晰尖锐。晶面花纹和蚀像种类按出现的频率由多至少的顺序主要有：溶蚀沟、塑性变形滑移线、倒三角形凹坑、晕线、盘状蚀象、滴状丘、长条状蚀象等。

4221 熔蚀沟

山东金刚石与辽宁的相似，会在晶体表面形成一条深深的溶蚀裂隙，裂隙里面充填颗粒状杂质，如图436所示，一条深沟裂隙贯穿晶体表面。溶蚀沟为晶体沿线状缺陷优先选择性熔蚀而成。

图436 熔蚀沟

（SD-701-011，宝石显微镜，20×）

Figure 436 Etched trench

（sample SD-701-011，Gem Microscope，20×）

4222 塑性变形滑移线

在浑圆晶体的曲晶面上，当滑移线之间的晶面的相邻各部分处于同一基准面上时，就看不见滑移线或只看到很淡的线条。在滑移线之间的曲晶面各部分处于不同的基准面上的情形下，滑移线附近生成倾斜台阶时就较容易观察。沿晶面长对角线延伸的条痕，当从晶面的一个基准面过渡到倾斜台阶上时，在滑移线上强烈曲折（郭起志等，1995）。

如图437所示，金刚石样品为轻微变形的菱形十二面体，在其浑圆表面上出现两组滑移线。一组很淡，呈平行状密集排列；另一组非常清晰，在晶面上形成了粗糙不平的倾斜阶梯，此时在滑移线附近浑圆表面出现清晰的折断现象，曲面晶体的晶棱则呈齿状构造。这表明样品曾遭受过强烈的应力作用，因而发生了强烈的塑性变形。

图438所示样品为变形八面体，在晶棱两边的晶面上呈现出两组滑移线，一组为清晰的直线，另一组为沿滑移线发育的三角锥状丘或滴状丘，呈起伏的线痕状，称为线状熔蚀丘。

图437 两组滑移线

（228-SD，扫描电镜，60×）

Figure 437 Two groups of slip lines

（sample 228-SD，Scanning Electron Microscope，60×）

图438 两组滑移线和线状熔蚀丘

（230-SD，扫描电镜，400×）

Figure 438 Two groups of slip lines and linear etched hillocks

（sample 230-SD，Scanning Electron Microscope，400×）

滑移线为在剪切应力作用下晶体的部分相对于另一部分沿着一定的晶面（滑移面）和晶向（滑移方向）产生相对位移所致，金刚石晶体的滑移面为{111}面，滑移方向为[110]方向，共有12个滑移系，故在同一晶面上常见两组或以上滑移线，反映了晶体生长后遭受了塑性变形。

4223 倒三角形凹坑

在熔解作用影响下，导致金刚石晶面上出现各种形态大小不等的凹坑，即侵蚀像。晶面上的倒三角形蚀象有两种类型：负三棱锥形的三角形凹坑和平底的三角形凹坑。图439所示为一个发育在晶面上的平底的三角凹坑，三角凹坑里面又发育了另一个不完全的平底三角凹坑，里面充填有颗粒状杂质。图440所示为倒三角凹坑群。

4224 三角锥状丘和滴状丘

山东金刚石表面的丘状体比较发育，在很多样品表面都可观察到，三角丘成群密集排列，锥棱尖锐，如图441所示。三角锥状丘边棱圆化后便形成了滴状丘，滴状丘的排列比较分散，不像三角锥状丘一样紧密排列，彼此间存在空隙（图442）。

4225 叠瓦状蚀像

叠瓦状蚀象是由因晶面遭受侵蚀而成的三方锥叠加在一起呈叠瓦状分布所致，如图443和图444所示。叠瓦状蚀象的出现，表明晶体的晶面遭受了强烈的侵蚀作用。

图439 倒三角形凹坑

（SD-HQ-5-05，微分干涉显微镜，100×）

Figure 439 Reversed triangular etched pits

（sample SD-HQ-5-05，Differential Interference Contrast Microscope，100×）

图440 倒三角形凹坑

（SD-701-017，微分干涉显微镜，200×）

Figure 440 Reversed triangular etched pits

（sample SD-HQ-5-05，Differential Interference Contrast Microscope，100×）

图441 成群密集排列的三角丘

（226-SD，扫描电镜，400×）

Figure 441 Groups of intensive triangular etched hillocks

（sample 226-SD，Scanning Electron Microscope，400×）

图442 圆化的生长丘

（228-SD，扫描电镜，250×）

Figure 442 Rounded growth hillocks

（sample 228-SD，Scanning Electron Microscope，250×）

图443 叠瓦状蚀像

（240-SD，实体显微镜，40×）

Figure 443 Imbricated etched figures

（sample 240-SD，Stereomicroscope，40×）

图444 叠瓦状蚀像

（SD-241，扫描电镜，400×）

Figure 444 Imbricated etched figures

（sample SD-241，Scanning Electron Microscope，400×）

4226 盘状蚀像

区别于其他产地，山东蒙阴金刚石表面发育大量的盘状的蚀像是其显著的特征之一。这种蚀像常见于浑圆晶体的弯曲晶面上，是近圆形圆盘状的凸起。盘状蚀像是残留的原始平滑晶面部分，高于溶蚀面，在蚀坑底部发育有清晰的晕线。当浑圆晶体的大部分曲晶面都被强烈溶蚀时，只在个别部分残留有原始平滑晶面。如图445和图446所示，样品表面遭受了强烈溶蚀，残留的原始平滑晶面部分呈盘状，高于溶蚀面，在蚀坑底部发育了清晰的晕线。

图445 具有特殊“麻子”溶蚀表面的山东钻石

（01-SD，实体显微镜下，10×）

Figure 445 Shandong diamond with special pock marks on erosion surface

（sample 01-SD，Stereomicroscope，10×）

图446 样品上强烈溶蚀后残留盘状的原始平滑晶面

（261-SD，扫描电镜，60×）

Figure 446 Primitive smooth crystal faces left by strong erosion

（sample 261-SD，Scanning Electron Microscope，60×）

与湖南和辽宁的钻石相比，山东钻石的溶蚀坑及盘状蚀像非常特征，晶面在盘状蚀象基础上进一步发育了很多很小形状不规则的溶蚀坑和残留盘状原始平滑晶面，形成非常复杂的“麻子”组合样貌，盘状蚀象的成因虽未清楚，但其形成与晶体内存在特征的晶格缺陷有关。

4227 似平行长条状蚀像

山东金刚石晶体微形貌的另一特征为，在部分山东金刚石的十二面体和八面体金刚石晶体表面上观察到似平行长条状蚀象，尤其是在个别浅褐色八面体金刚石晶体表面{111}面上出现的平行于[100]晶带方向的长条状蚀象（图447）。

图447 十二面体上的长条状蚀像

（SD-701-014，左图100×，右图200×）

Figure 447 Etched strips on the surface of dodecahedral crystal

（sample SD-701-014，left 100×，right 200×）

宝石显微镜下观察显示，具有长条状蚀象的浅褐色八面体金刚石晶体的晶形多为沿L4对称轴压扁的浅褐色八面体晶形。此类晶体表面一侧因受强烈腐蚀而难见其晶面和蚀象，另一侧受轻微腐蚀，可见一组塑性变形滑移线，其他微细特征较难发现（图448）。

图448 浅褐色八面体金刚石晶体

一侧受强烈腐蚀，高低不平（左）；另一侧晶面平坦，可见蚀象（右）

Figure 448 Light brown octahedral diamond crystal

with one side strongly eroded and uneven （left），and the other side flat and etched （right）

微分干涉显微镜下观察显示，该类浅褐色八面体金刚石晶体的{111}面上的蚀象丰富（图449）：塑性变形引起的一组疏密不等的滑移线平行于八面体晶面的一个晶棱，另一组滑移线呈交角60°或120°的平行线。相互平行、大小不等的一系列长条状腐蚀图像规则出露在晶体表面，蚀象呈细长的沟壑状，内壁斜切至底部，底部平直，深浅不一；两个正三角形蚀象交叠在一起成为一个新的三角形，其腰部可见交叠痕迹，底部与一长条状蚀象垂直相交。此外在该{111}晶面上还出现了一些不规则的腐蚀坑点。

图449 八面体 {111} 晶面上的长条状蚀象，右上方为局部放大图

Figure 449 Etched strips on the surface of {111}octahedral crystal，partial enlarged details on the upper right

图450 （111）晶面上的长条状蚀象在（001）面上的投影

Figure 450 Etched strips on （111） surface projected onto （001） surface

在三维立体空间中，这组互相平行、大小不等的长条状蚀象平行于八面体金刚石的{100}面，它们在（001）面上的投影平行于[110]晶带方向（图450）。在这组互相平行的长条状蚀象中，最长者可达270μm，最短者仅约有10μm，其宽窄范围在1～5μm之间，长条状蚀象彼此之间的间距在一个数量级范围内变化。这组长条状蚀象均与一组塑性变形滑移线相互垂直并交错，与另一组滑移线以30°角斜交。这种蚀象在辽宁、湖南金刚石中暂未发现，且在现有的国内外文献中也从未报道过。通过显微红外光谱技术对其{111}面定向切片测试，并结合相关资料分析，推测在山东个别浅褐色八面体金刚石{111}面上观察到的、平行于[100]晶带方向的长条状蚀象，是由于出露到表面的氮片晶遭受优先选择腐蚀所致（张健等，2011）。

与资料相比，本项目研究的408颗金刚石晶体表面除了出现常见的微形貌（倒三角形凹坑、塑性变形滑移线、晕线、熔蚀沟等），还首次发现了长条状蚀象，通过进一步的研究可知，该长条状蚀象可能为出露到表面的氮片晶遭受优先选择腐蚀所致。

金刚石结构（Diamond structure ）就是金刚石晶体的结构；具有这种类型的晶体结构即称为金刚石型结构。   金刚石是碳原子的一种结晶体。其中的碳原子都以共价键结合，原子排列的基本规律是每一个碳原子的周围都有4个按照正四面体分布的碳原子；这种结构可看成是由两套面心立方Bravais格子套构而成的，套构的方式是沿着单胞 [结晶学元胞]立方体对角线的方向移动1/4距离；也可以看成是由许多（111）的原子密排面沿着[111]方向、按照ABCABCABC···规律堆积起来而构成的；每个单胞中包含有8个原子，每个原胞中包含有2个不等价的原子，是一种复式晶格。重要的半导体Si和Ge就具有金刚石型的晶体结构。   金刚石晶格的倒格子是体心立方格子。因此，Si和Ge等金刚石型晶体中电子的Brillouin区也就是体心立方格子中的W-S原胞，其形状是切角六面体（即14面体）。   

   我刚刚高中毕业,所以你问的问题我还有印象!!我找到的答案不是很具体,我就自己总结总结!!!下图就是金刚石的球棍模型,其中的球代表的就是碳原子,棍代表的是其中的共价键,键角为1095°,形成的是原子晶体至于其他的,我认为并不是很重要,有的我也忘了,到时候我可以把笔记本找出来告诉你!你可以加我QQ:670121754，我大学修的是化学,说不定还可以帮你一把!!

  具有金刚石结构的物质还有硅晶体，二氧化硅晶体,也都是原子晶体,这是重点!!一定要记得!!!原子晶体就这些,还有碳化硅!!别忘记啦!这到时候老实都会讲,不懂得话也可以找老师要这样的球棍模型好好研究研究,会有帮助的!!