宝石矿床的成因

宝石作为地质作用的产物，其形成的地质条件非常复杂。根据地质作用的性质和能量来源，可将宝石矿床的成因分为内生成矿作用、外生成矿作用和变质成矿作用。

内生成矿作用　指与岩浆活动和火山喷发有关的一系列成矿作用。主要有岩浆成矿作用（形成的宝石如钻石、镁铝榴石、红宝石、蓝宝石和橄榄石等）、伟晶岩成矿作用（形成的宝石如红宝石、蓝宝石、石榴石、水晶和尖晶石等）、热液成矿作用（形成的宝石如水晶、祖母绿、玛瑙和黄玉等）和火山成矿作用（形成的宝石如黑耀岩等）。

外生成矿作用　指在近地表由于太阳、水、风、空气和有机体作用所形成的成矿作用。其形成的矿床类型主要包括风化壳型、砂矿型和成岩型，风化壳型和砂矿型又称为次生矿床，如欧泊、玉髓、绿松石、孔雀石、钻石、红蓝宝石、翡翠、软玉、绿柱石、石榴石等。

变质成矿作用　指已经形成的矿物群体（岩石或矿床）在地壳内应力作用下（如构造运动引起的温度、压力、岩浆、热液等的作用），使其物质矿物成分、矿物组合、结构和构造发生变化而形成新的矿物、岩石或矿床的成矿作用，如翡翠、石榴石、碧玉、红宝石、蓝宝石、硅化木和月光石等。

8441 加拿大金刚石/钻石的晶体形态和表面微形貌

加拿大金刚石矿区虽然数量庞大，但某些矿区金伯利岩岩管产的金刚石具有显著的区域及岩管特征。以Alberta岩管北部的Buffalo Head Hills矿区的第K11、K91及K252金伯利岩岩管为例。Banas等（2007）对这3个岩管产的700多颗金刚石样品进行了系统的矿物学和宝石学研究，样品大小为04～33mm（图826，图版Ⅶ2）。内部矿物包裹体普遍较少，透明度高。表86列出了所研究样品的形态、颜色、金刚石类型、N含量、B含量、主要包裹体及碳同位素13C特征。

表86 加拿大 Buffalo Head Hills 宝石级金刚石晶体样品的主要特征（据 Banas et al，2007）　Table 86 The features of gem-quality diamonds produced in Buffalo Head Hills， Canada （Banas et al， 2007）

thh = tetrahexahedroida，frag = fragment，octa = octahedra，irr = irregular，agg = aggregate，part res = partially resorbed； Col = color： c = colorless，b = brown，lb = light brown，y = yellow，ly = light yellow，lg = light grey；PD = plastic deformation，H = hydrogen，Para = paragenesis： p = peridotitic，e=eclogitic，wh =wehrlitic； Assem=mineralassemblage： grt =garnet，cpx =clinopyroxene，ol =olivine，serp =serpentine，calc =calcite，biot =biotite，dol =dolomite，calc = calcite； ns = no suitable samples

（据 Banas et al，2007）

图826 加拿大不同矿区的金刚石晶体

aEkati 矿区 Panda 岩管金刚石 ； bEkati 矿区 Misery 岩管金刚石 ； cBuffalo Head Hills 宝石级金刚石晶体（Banas et al，2007）

（ 据 Gurney et al，2010）

Figure 826 Diamonds crystals produced in different mining area in Canada

a Diamonds produced in Panda pipe of Ekati mine; b Diamonds produced in Misery pipe of Ekati mine;c Gem-quality diamond in Buffalo Head Hills （Banas et al，2007）

（Gurney et al，2010）

颜色从无色到**、褐色，其中无色透明的占60%，褐色范围从浅褐色到深褐色且通常与塑性变形有关。各个岩管间并无明显的颜色分布差异。金刚石/钻石的形态包括八面体、四六面体、立方体以及双晶，其中约45%为四六面体。这些四六面体为八面体演变而来。各岩管间的金刚石/钻石没有明显的形态学差异。但K252岩管金刚石/钻石中双晶较为常见。立方体只见于K252岩管中。在八面体金刚石中约30%的晶面上见倒三角腐蚀坑，2%见到六边形腐蚀坑，约10%的八面体晶面上能见到条带状结构。在八面体面及四六面体晶面上可见生长丘，其形态多为不规则。双晶多为接触双晶，穿插双晶也可见到。约35%的金刚石/钻石能见到塑性变形所形成的滑移线和滑移面，有时可见数组平行{111}晶面的滑移线（图827）。

8442 加拿大金刚石/钻石的包裹体及其他内部特征

近20年来，前人对加拿大不同产地的金刚石的内部包裹体及生长特征进行了工作（Banas et al，2007；Stachel et al，2004，2008，2009；Promprated et al，2004）。研究发现，金刚石内的矿物包裹体通常为15～60μm，偶尔也可见到05～1mm左右的黑色矿物包裹体（图828），有橄榄岩型的、榴辉岩型的，还有次生包裹体。原生矿物包裹体主要有石榴子石、橄榄石、单斜辉石、金红石，次生矿物包裹体主要有蛇纹石、方解石、白云母和黑云母。根据对5个石榴子石的化学成分分析，其中有3个的化学成分落在榴辉岩成因的范围内，Cr2O3含量小于2%，CaO含量较高（748%～793%），镁铝榴石含62% Cr2O3，在Cr2O3与CaO关系图上位于二辉橄榄岩区域。二辉橄榄岩质石榴子石含适度的镁铁榴石组成和较高的Si含量，说明该金伯利岩可能形成于约400km深度。K252岩管中有一颗石榴子石包裹体显示其剥异橄榄岩成因，CaO含量为72%，Cr2O3含量为58%，在Cr2O3与CaO关系图上位于二辉橄榄岩区域上方（图828）。

图827 加拿大Buffalo Head Hills宝石级金刚石晶体样品上观察到的生长和熔蚀特征，以及塑性变形特征

（据 Banas et al，2007）

Figure 827 Growth features，etched figures and plastic deformation observed in gem-quality diamond crystals from Buffalo Head Hills，Canada

（Banas et al，2007）

橄榄石包裹体中镁橄榄石（Fo）含量为907～9180mol%，CaO含量为小于004%～014%。单斜辉石中Cr2O3含量低（<003%），Mg值（100×Mg/（Mg+Fe））位于62～72，Ca值（100×Ca/（Ca+Mg+Fe））为39～47，显示了榴辉岩型单斜辉石的特征。金红石微量元素主要为FeO和Al2O3具榴辉岩成因。

Banas et al，（2007）对77个不同碳含量的金刚石的碳同位素进行了分析。结果显示，碳同位素的组成范围较大，从-228‰到-25‰，但主要峰值分布与-5‰和-17‰两处（图829）。

碳同位素值与晶体的形态和颜色无关。世界范围内金伯利岩金刚石碳同位素分布范围广，从-30‰到+3‰，-5‰为正常分布峰值。橄榄岩型金刚石的碳同位素范围多为-10‰到-2‰。榴辉岩型金刚石碳同位素组成结果显示金伯利岩具橄榄岩型和榴辉岩型的双重特征，不能判定为哪一型。

微量元素分布特征。氮是金刚石中最主要的微量元素，其含量从小于10μg/g（不可测试）到5500μg/g不等。Buffal head Hills 金伯利岩产金刚石中的氮含量范围从不可测试到3300μg/g不等。在同一颗金刚石/钻石中氮含量的变化范围为数百μg/g。约77%的样品的红外光谱上可见3107cm-1的氢元素有关的吸收峰，IIa型金刚石的比例达到20%，其大小覆盖了该矿金刚石的整个变化范围。相对于世界范围内II型金刚石/钻石仅占2%而言，该矿区可谓是II型金刚石/钻石的富集矿床。I型金刚石/钻石中约80%为Ia型，氮含量约为（8～2500）×10-6。IaAB型金刚石/钻石中约67%在红外光谱中显示1370cm-1吸收峰（即氮片晶）。Woods于1986年曾建立了氮片晶密度与氮集合体线性关系图，认为大多数样品中氮片晶曾经经过分解作用，75%的IaAB型金刚石/钻石具有氮片晶分解特征。

图828 加拿大 Buffalo Head Hills 宝石级金刚石晶体内部的黑色矿物包裹体，尺寸约为05mm

（据Banas等，2007）

Figure 828 Black mineral inclusion in gem-quality diamond crystal from Buffalo Head Hills，Canada，about 05mm in size

（Banas et al，2007）

图829 K11，K91和K252 岩管的金刚石/钻石中的碳同位素分布

（据Banas等，2007）

Figure 829 Carbon isotope distribution of diamonds from K11 pipe，K91 pipe and K252 pipe

（Banas et al，2007）

“金伯利”来源于神秘国度--南非

金伯利钻石品牌来源于南非一个名叫金伯利的小镇。1870年人们在这个小镇发现了一种无比坚硬且闪闪发光的岩石。后来，人类才发现它来源于深埋地底达数亿年的矿床，这种神秘的岩石被命名为钻石。从此，小镇“金伯利”的名号便成为了钻石的代名词，来自全球各地期盼一夜暴富的人们纷纷涌向这个南非小镇寻梦。

创业之初，上海金伯利钻石有限公司为了延续金伯利与钻石文化的渊源，率先注册“金伯利”商标，将古老的钻石与现代东方文明结合贯穿整个企业的运作中，潜心每个环节孜孜以求，致力于用一流的品质营造“中国钻石专家”的品牌形象。

“六保”服务打造夺目的品牌形象

近年来，上海金伯利钻石有限公司迅速发展成为一家集钻石设计、切磨、镶嵌、配送、零售于一体的集团专业化钻石公司。公司拥有一个年富力强、学识渊博，勇于创新、富有成效的经营领导班子，并拥有一批经过CIA、HRD、FCA、CAC等专业培训及资质的管理队伍。一大批经验丰富、技术娴熟的生产工艺师精心打造每一款金伯利特有的钻石饰品。

目前，以钻石专营店为主要销售形式的金伯利营销网络遍布全国。1995年，金伯利公司本着“我为人人，人人为我”的商业诚信原则率先在业内提出了“六保服务”的郑重承诺：保真、保质、保价、保换、保洗、保修。在当时的钻饰文化还不被看好，首饰市场还是黄金、铂金的天下的时候，这种承诺无疑是破天荒的，但也正是这种有魄力、有底气的承诺获得了广大消费者的认可与信任。从此，上海金伯利创立了自己核心的钻饰文化--金伯利“六保”特色服务。每一款金伯利钻饰都配有国家权威机构出具的鉴定书，保证钻石的品质级别及铂金含量达到国家标准，确保顾客所购的钻饰不会贬值。金伯利钻石浏阳店介绍，凡在金伯利公司购买的钻饰只要钻饰完好无损，票据及证书齐全均可在中国境内任一金伯利专营店终身免费异地调换同等价值或同等价值以上的任意一款钻饰。

现代人消费时有追求个性化的设计和人性化服务的特点。金伯利根据消费者的这一特点，及时更新钻石的款式，每月都有新款上市，以每一款美仑美奂的钻饰来满足消费者求新求变的心理，只要顾客喜欢，每月都可以换到更新款式的金伯利钻石首饰。如新近上 市的“吻”式钻饰就深受情侣的欢迎，很多人都纷纷前来调换，以便让金伯利钻饰见证爱情的地久天长。金伯利“六保”特色服务、用遍布全国的销售网络真正实现了“中国境内终身免费异地调换”的承诺，成就了顾客“拥有一件金伯利钻饰就等于拥有一家金伯利钻石专营店”的美好愿望。一位金伯利的顾客告诉记者，他本人在金伯利浏阳店开业之初买的首饰已参加了两次金伯利的有奖活动，今年初还换了新款式，现在钻饰价格见涨，买钻饰真合算。

随着金伯利钻石在市场上人气指数的骤升，企业也在群雄逐鹿的市场竞争中迅速崛起。2002年，金伯利公司启动打造“金伯利钻石”国际品牌工程，先后在香港、比利时、加拿大等地设立分公司。2003年，公司付巨资建成了国内大型的钻石切磨基地。今年，公司又通过了英国标准协会（BS1）IS90001质量管理体系认证，这也意味着金伯利钻石拿到了国际市场的通行证，成为了走出国门的国际钻石品牌。

金伯利的5C品质保证 略微了解钻石的人都知道，衡量一颗钻石价值的标准有四个：克拉重量、颜色、净度、切工等。因四个标准的英文名称都是以“C”开头，所以简称为“4C”标准。而金伯利在公认的4C标准之外还从更严格的角度给自己的产品提出了第5C标准：品质（character）保证。金伯利钻石品质得到了业界权威部门的肯定，金伯利“中国钻石专家”品牌形象也获得了社会的广泛认可。2002年3月15日，金伯利公司被评为“全国钻石首饰行业质量·服务诚信示范企业”。同年四季度，国家质量监督检验检疫总局在全国珠宝市场的大检查中，鉴于金伯利钻饰各项行业标准经受住了检验全部达标，中国对外贸易经济合作企业协会授予金伯利公司“中国最佳信用企业”称号，中国消费者基金会授予“金伯利”钻石为“质量稳定、服务完善、消费者满意品牌”。

根据权威机构的国内市场测评，近年来，金伯利钻饰已成为钻饰行业中市场投诉最少、顾客人气最旺的知名品牌之一。金伯利秉持“成功源于品质，品牌源于诚信，市场传递品牌价值”的经营理念，为成功人士量身定做，成就 了“中国钻石专家”的品牌形象。人造钻石和天然钻石究竟有何区别呢？

（1）玻璃钻石：用玻璃磨成的假钻石很容易区别，因为它的折光率低，没有真钻石那种闪烁的彩色光芒，稍有经验的人一看便知。

（2）合成立方氧化锆：这是首先由原苏联推出的最理想的钻石代用品或冒充品，是人造化合物，无天然矿物。自从立方氧化锆问世后，其他多种人造宝石原料都只用作别的中低档宝石代用品，而不再用来磨制假钻石了。由于它的高折射值，有经验的人，即可通过识别这种特殊的火彩来区分钻石和合成立方氧化锆。

（3）水晶和托帕石：这两种天然矿物的透明晶体，经琢磨后也有点像钻石，但都缺少闪烁的彩色光芒。且它们都是“非均质体”宝石，而钻石是“均质体”宝石，用宝石鉴定仪器偏光镜易于区分。

（4）：合成碳硅石具有很强的双折射，即它有两个折光率，并且两个折光率之间的差别较大。由此而产生了一种很特殊的光学现象，当用放大镜观察琢磨好的合成碳硅石棱面宝石时，由其顶面可以看出底部的面和棱线有明显的双影。而钻石因为是“均质体”宝石，绝无双影现象。

（5）人造蓝宝石：无色透明的人造蓝宝石在琢磨后也可作为钻石的代用品。但它在“二碘甲烷”比重液中几乎消失不见，而真钻石的边缘暗黑，非常清楚。

（6）人造金红石：金红石是一种普通的天然矿物，它的成分是二氧化钛，由于它的折光率（261-290）比钻石（242）还要高，故琢磨成宝石后能出现明亮耀眼的闪光，且能出现彩虹般的变化，由于金红石有强烈的折光率，故与锆石一样，能用放大镜从顶面看到底部棱线显著的双影，故易与钻石区别。

（7）人造尖晶石：它和钻石的区别是缺少闪烁的彩色光芒，将它浸入二碘甲烷比重液中，也会轮廓模糊，而真钻石的轮廓则十分清楚。1．鉴别真假钻石准确可靠的是用钻石测定仪(即热导仪)测出各种

钻石代用品或假冒品的导热性，区分真假钻石的难题就迎刃而解了。

2．用“标准硬度计”测定各种假钻石的硬度就成了最简单可靠的方

法。“标准硬度计”是一个大小仅有65×55×23毫米的长方盒，打开盒

盖后，里面镶有4个经过精密研磨，表面光洁如镜的标准硬度片，其摩

氏硬度分别为6、7、8、9。

3．如要直接了解宝石是否真钻石，只要将卞石轩轩刻划硬度为9

的标准片，如能划出伤痕就是真钻石，凡划不动的就证明其硬度小于9

或等于9，都是假钻石

钻石是以矿物金刚石为材料的宝石，即是在大小、颜色、净度等方面达到宝石学要求的金刚石。钻石的英文名称为diamond，起源于希腊语adams，有“坚硬无比”之意。钻石是自然界最硬的物质，它能刻划所有物质，可谓无坚不摧，因此，钻石坚硬耐久。

除此之外，钻石是世界上透明物质中折射率最高的少数几种材料之一，因此，钻石反射光的能力很强，具有典型的金刚光泽。而且，钻石按科学设计的款式切磨，能把表面以及入射到内部的光全部反射出来，使整个钻石闪烁着耀眼的光芒。钻石的色散很大，即对不同波长的单色光，折射率的差别也很大。当白光射入切磨好的钻石中时，因白光中不同波长的单色光折射率不同，将使不同颜色的单色光分开，经多次内部反射透出钻石时，其分开的程度会更大。这种色散现象使钻石呈现五颜六色的闪光，即火彩，显得异常美丽迷人。钻石十分稀少，即便是南非产钻石的富矿，平均也要大约开采20吨矿石，才能获得1克拉宝石级钻石。钻石之所以如此珍贵、如此具有魅力，由此可见一斑。钻石有着“宝石之王”的美誉。围绕钻石的阴谋、战争、冒险故事和传说流传不断，是其他任何宝石都无法比拟的。

一、基本性质

（一）结晶学性质

晶系 等轴晶系。

结晶习性 常为八面体、菱形十二面体和立方体等，还有几种单形组成的聚形 （图6-1）。

表面特征 由于钻石晶体发育三个方向完全的八面体解理，因此在表面具有明显的解理纹，成为鉴定钻石原石重要的依据。

图6-1 等轴晶系晶体几何外形

（二）化学成分

钻石为单质矿物，化学分子式为C。C原子之间以共价键相联结，其结合十分牢固，因此钻石具有高硬度、高熔点、高绝缘性和强化学稳定性等特征。除C外，钻石还可能含N、B等微量成分，并据此将钻石分为两种类型，即Ⅰ型和Ⅱ型。

Ⅰ型钻石 含微量N。按N 的存在形式进一步分为Ⅰa 型和Ⅰb 型。

Ⅰa型：N以原子对或N3 为中心，其含量越多，钻石越黄。在自然界中，大部钻石属于此类。

Ⅰb型：N以单原子形式出现，在自然界中少见。这种钻石的颜色为黄、黄绿和褐色。

Ⅱ型钻石 不含N，这种钻石导热性很好，在自然界少见。按含 B 与否及导电性可进一步分为Ⅱa型和Ⅱb型。

Ⅱa型：不含B，不导电，具最高的导热率，室温下导热率是铜的65倍。

Ⅱb型：因含微量B而成为电的半导体，颜色多为蓝色。

钻石的化学稳定性较高。但在CrSiO4 中加热至200℃，可使之变成CO2，在氧化环境中加热至650～870℃，也可使之变成CO2。

（三）物理性质

1光学性质

颜色 变化大，常为无色、黄、黑等；少量为绿、红、蓝等色。

光泽 为典型的金刚光泽。

透明度 透明 不透明。

光性 为各向同性，因此，在偏光镜下为全消光，但钻石常受构造作用影响发生晶格畸变，因而有些钻石在偏光镜下可显异常消光。

折射率 2417～2419；无双折射。

色散 0044，较高，因此，钻石具较高的火彩。

多色性 无。

发光性 在强度和颜色上均有较大变化。无色及**钻石多数呈蓝-白色，约有1/15的钻石在紫外光下发荧光；棕色及绿色钻石常见绿色荧光。

吸收光谱 不同颜色的钻石具有不同的吸收光谱。无色 **钻石在478nm、465nm、451nm、435nm、402nm、423nm、416nm、390nm处具有吸收线。蓝 绿色钻石在537nm、504nm、498nm处具有吸收线。

2力学性质

解理 具有三个方向完全的八面体解理。所以抛光钻石在腰部常见 V 字形缺 （破）口，该性质是鉴别钻石与其仿制品的重要特征之一。加工时劈开钻石正是利用这一特性（图6-2）。

图6-2 利用钻石的解理劈开钻石

硬度 钻石为自然界中最硬的物质，摩氏硬度为10，刻划硬度为刚玉的140多倍。钻石的硬度具有各向异性的特征，不同方向硬度不同：八面体方向＞菱形十二面体方向＞立方体方向的硬度。此外，无色透明钻石硬度比彩色钻石硬度略高。切磨钻石是利用钻石较硬的方向去磨另一颗钻石较软的方向，只有用钻石才能磨动钻石。虽然钻石是自然界中最硬的物质，但其解理发育、性脆，所以在成品钻石的鉴定中，一般禁止进行硬度测试，以免造成不可挽回的损失。

密度 352g/cm3。

3其他物理性质

热膨胀性 热膨胀性非常低，因此，温度的突然变化对钻石的影响极小。无裂隙或无包裹体的钻石，在真空加热至1800℃而后快速冷却，不会给钻石带来任何损害。但在氧气中加热，则只需达到较低的温度（650℃），钻石即缓慢燃烧而变为CO2 气体。激光打孔和切磨便是利用这一原理。

导热性 是所有已知物质中最高的。利用这一性质制成的热导仪成为钻石检测中最快捷有效的工具，这一性质也使钻石在电子工业中被用作散热片和测温热感应器件等。

电学性质 除少数罕见的天然蓝色钻石 （Ⅱb 型） 外，一般是绝缘体。钻石越纯净，其晶格越完美，其电绝缘性就越好。若钻石被X射线或γ射线辐射，其结构将被破坏并产生一些自由电子，由此产生极小的电导率。

亲油性 钻石表面不能被水湿润，但具特殊的亲油性。这一特性常被用于钻石鉴定和选矿中。

（四）包裹体

钻石内部的包裹体除金刚石外，还有石墨、石榴子石、单斜辉石、斜方辉石、硫化物、橄榄石、蓝晶石、刚玉、红柱石、方解石、云母、长石、角闪石、钛铁矿、铬透辉石、绿泥石、锆石、透辉石等。此外，放大观察还可见钻石的生长纹、解理等。在原石和成品上还常见与解理有关的三角座、“V”字形缺口、胡须等。

二、鉴定

钻石的鉴定非常重要，因为钻石评价、贸易、市场营销、购买等必须首先以钻石的准确鉴定为前提。随着科学技术的发展，越来越多的钻石仿制品不断进入市场，如苏联钻（立方氧化锆）、美国钻（钇铝榴石）、瑞士钻（钛酸锶）、莫桑石等。许多材料按比例切磨加工，会显示出与钻石同等甚至更高的亮度和火彩，完全可鱼目混珠。更为严重的是：越来越多的合成钻石、新方法处理钻石不断进入市场，对它们的正确鉴定，即使是专业的珠宝鉴定师，有时也会感到困惑。钻石的准确鉴定需要专业人员借助各种鉴定仪器才能完成。但一般来讲，钻石鉴别需重点解决下列的问题：①钻石与仿制品的鉴别；②天然钻石与合成钻石的鉴别；③未处理钻石与处理钻石的鉴别。

（一）钻石与仿制品的鉴别

市场上钻石的仿制品很多，典型的有钇铝榴石、钆镓榴石、锆石、立方氧化锆、钛酸锶、合成金红石、合成碳硅石（莫桑石）、玻璃等。但和其他宝石相比，钻石与仿制品的真假鉴别相对较容易（表6-1），最方便的方法是借助于热导率仪就能将钻石与其他仿制品区别开来，因为除莫桑石外，所有钻石仿制品的热导率都远比钻石低。在此基础上，重点解决莫桑石的鉴别问题即可。

表6-1 钻石及其仿制品的物理性质

续表

莫桑石是1997年由美国C3公司生产并投放到市场的一种人造宝石，其化学成分是SiC。与其他钻石仿制品相比，它具有更大的欺骗性，原因在于其热导率较高，用传统的热导仪无法将它与钻石区分开来。其实，这种仿制品的鉴别并不太难，第一，这种材料是非均质体，并具有较大的双折射，用十倍放大镜便可将此区分开来；第二，利用已投入市场的反射率仪等，很容易将两者区别开来。

（二）天然钻石与合成钻石的鉴别

自从40多年前第一粒合成钻石问世以来，合成钻石的技术一直不完善，多数合成金刚石只具有工业用途，达到宝石级的很少，而且合成钻石成本比开采天然钻石昂贵，所以过去合成钻石很少流入市场，人们似乎高枕无忧，看到钻石理所当然地认为是天然的。但是近十多年，随着合成技术的不断提高，成本随之降低，产量成倍增长，品质越来越好，近无色干净者处处可见。合成钻石已开始冲击市场，当务之急是如何鉴别它们。基于现在的研究成果，天然钻石与合成钻石的鉴别可依据一些明显的特征综合对其作出鉴定（表6-2）。

表6-2 天然钻石与合成钻石的区别

（三）天然钻石与处理钻石的鉴别

由于客观原因，大多数天然产出的钻石均带有这样或那样的缺陷，有的甚至不能直接切磨成成品。为此，人们一直在努力将低级别钻石通过一系列方法进行处理，使其外观得到改善，使其质量明显提高，并最大限度地实现其价值。处理钻石的鉴别也就随之成为钻石鉴定中一个十分重要的方面。常见的钻石处理方法及其成品鉴别方法如下：

1激光处理

该方法是用激光消除钻石中的明显黑点、包裹体等，激光留下的通道用玻璃来充填。鉴定这种方法处理的钻石时，其中白色线状包裹体是其重要依据。

2辐射和加热处理

某些颜色较差的钻石可用辐射和热处理的方法使其颜色得到改善。对它作出正确鉴别需专门知识和仪器。残余放射性以及因辐射而产生的特殊颜色图案是最重要的鉴别标志。对辐射而产生的蓝色钻石，不导电是鉴别的重要依据。

3涂色处理

某些稍带**的钻石可在腰棱或亭部小面涂上蓝色而使**消退。鉴别的办法是先用清水或丙酮擦后再作检查。

4镀层处理

即在钻石上用合成金刚石方法镀上一薄层，它可增加重量，改善净度或成色。鉴别的办法是：放大检查或用浸液检查，镀层较易显现出来。

5拼合处理

钻石拼合处理常见有下列三种情况：①以合成无色蓝宝石作冠部粘合到钛酸锶的亭部上。用蓝宝石作冠部以保证硬度，用钛酸锶作亭部以提高火彩。这种拼合石可用热导仪来鉴别。②以钻石作冠，粘合到其他无色透明的材料上。冠部的钻石薄层以保证拼合石的光泽和硬度。这种拼合只测试冠部难以确定真假，必须测定亭部才能作出正确鉴别。③两颗较小的钻石粘合起来形成较大的钻石。这种拼合用热导仪不能作出鉴定，必须观察其拼合缝中存在的胶和气泡等特征。

三、质量评价

钻石的价格与钻石的品质息息相关。同样都是天然钻石，因品质的细微差别就会引起钻石价格的较大波动，可以说钻石是日常生活中价格差别最大的商品之一。其实，目前珠宝市场上，经常引起纠纷的往往不是在于钻石的真假与否，而绝大多数在于钻石品质的分歧上。由于大家希望所购钻石物有所值，由此希望制定一个统一的标准来对钻石的品质进行分级。经过国际钻石业的努力，已制定出一个目前在国际上较为统一的公认的钻石品质评价标准，它们是：克拉重量（carat weight）、颜色（color）、净度（clarity）和切工（cut）。由于这4个评价标准的英文字母均以“C”开头，所以行业中习惯将此称为“4C”标准。

（一）克拉重量（carat weight）

1重量的表示

克拉 （carat） 公制克拉是表示钻石重量最常用的单位，常简称为克拉，习惯上克拉缩写成“ct”。在宝石学中，1ct＝02g＝200mg。

分 （point） 对于不足1ct 的钻石，其重量常用分来表示，通常写成 pt。宝石学规定1ct的1/100为1pt，即1ct＝100pt。

格令（grains） 25pt称1格令。这个单位用来表示钻石的近似重量，例如1/2ct的钻石称大约2格令等。

每克拉多少颗 对于小的钻石，行业中习惯不说其重多少克拉或多少分，而是用每克拉有多少颗表示。例如一包钻石共有50颗，大小近乎一致，总重量1ct，在描述这批钻石时说“50颗/克拉”，而不说每颗2pt，因为每颗小钻石的重量不可能完全相同。

2钻石的称重

对于未镶钻石，其重量可用天平精确称得。但天平有许多种，每种天平的精度存在差异，因此，我们在使用天平时，还是要十分注意天平的精度。不过目前宝石行业中使用的专门电子克拉天平，其精度可达到0001ct，完全能满足要求。对于已镶的钻石，其重量的精确测定就存在困难了。一般的做法是根据其大小尺寸，对其作出初步的估算。其中关键在于钻石切割精度，精度越高，其重量估算就越精确，反之，则可能存在较大误差。常用的计算公式如下：

标准圆钻 重量＝平均直径 2 ×高度×00061

椭圆钻 重量＝平均直径 2 ×高度×00062

心形钻 重量＝长×宽×高×00059（长︰宽）

祖母绿形钻 重量＝长×宽×高×00080（100︰100）

×00092（150︰100）

×00100（200︰100）

×00106（250︰100）

马眼形钻 重量＝长×宽×高×000565（150︰100）

×000580（200︰100）

×00585（250︰100）

×000595（300︰100）

梨形 重量＝长×宽×高×000615（125︰100）

×000600（150︰100）

×000590（166︰100）

×000575（200︰100）

上述长度、宽度和高度等可用各种量具、卡规等测量，单位是毫米（mm）。钻石的重量单位是克拉（ct）。

3克拉重量与价格

对于成品钻而言，在其他条件（颜色、净度和切工）都相同的情况下，重量越大，其价格越高。在钻石行业中，钻石的价格是用“每克拉多少价”（price per carat）来表示。通常缩写成PC。例如，价格是￥22000元/ct，一颗重050ct的钻石，那么，其售价就为050×22000＝11000（元）。

由于自然界越大的钻石越稀少，同时，社会上广泛存在拥有1ct、2ct、3ct的钻石比拥有稍小于1ct、2ct、3ct整数钻石更加感到荣幸的心理。这两种因素被清楚地反映在每颗钻石价格报价上。因而，市场上钻石价格与克拉重量之间并不是简单的线性关系，而是一条在克拉溢价处出现台阶的线（图6-3）。

图6-3 钻石价格与重量的关系示意图

溢价台阶还出现在025ct、050ct和075ct重量处，更大的则出现在1、2、3等整克拉处

（二）颜色（color）

1钻石颜色的等级特征

基于行业习惯，钻石根据颜色可划分为两个系列，一个是带颜色的异彩钻石系列（fancy colour diamonds），如红色、蓝色、紫色和棕色等。这个系列的钻石在自然界非常稀少，故在价值上也较高，评价需单独进行。另一个是数量相当大的无色系列，这个系列的钻石要求越是无色，价值越高。但由钻石中或多或少含少量氮等杂质元素，因而或多或少带**调。为了评价这个系列的钻石，国际上提出了许多分级体系。目前世界上主要的钻石分级体系是GIA和CIBJO的分级体系。GIA的分级体系是一英文字母体系，这一体系从最好颜色D开始，终结于Z。CIBJO分级体系则用简单的术语来描述色级。中国传统的钻石分级体系则采用100制的方法，即将最好的颜色定为100，其他依次类推。

2颜色分级的实践

钻石的成色分级一般要求有以下4个基本条件，即一套标准比色石、合适的灯源、中性的分级环境以及经验。

标准比色石 每一个实验室应有一套共7颗的比色钻石，称为标准 “比色石”（master stones）。其中的每一颗钻石都代表一种标准“颜色”，对应于一个色级的下限或上限。将一颗未知钻石的颜色与某一比色石相比，即能得到该钻石的颜色色级。需要注意的是，一个色级代表着一个颜色范围，许多被评为同一色级的钻石，经仔细观察，其色调仍有细微差异。

合适的光源 在颜色分级时，需要一种标准的、无紫外线的人造光源。钻石颜色分级中推荐使用的光源是5000/5500K，这种光源是在相对于绝对零度（-273℃）温度下产生的。

中性的分级环境 分级的环境也会影响到对钻石颜色的感觉。来自非标准屋顶灯的散射光和从四周窗户进来的日光都会使钻石发荧光，另外，如墙壁及顶棚的颜色色调比较鲜艳，也会妨碍眼睛观察并影响分级，要求有一个中性的分级环境，在黑暗房间中使用标准光源是最理想的，或是一间半暗的房间，其墙壁和顶棚为中性淡色。

经验 钻石分级要求有经验丰富的钻石分级师，掌握各种分级标准，准确地为钻石分级。

3成色分级步骤

成色分级一般采用比色法，即将待评价钻石与标准的比色样石进行比较，以决定待比未知样品的成色级别。

4颜色与价格

钻石的颜色对其价格影响较大。在其他条件（重量、净度和切工）相同的情况下，颜色级别越高，其价格越高。例如，1998年的国际报价，重量为1ct、净度为VS、切工相同，成色为D的钻石价格约为15000美元/ct，颜色为K的钻石，价格约为5000美元/ct，相差近3倍。

（三）净度（clarity）

1净度的分级体系

目前世界各国流行的钻石净度分级体系主要依据钻石内部及外部瑕疵的多少。钻石净度分级在国际上有统一的名称、标志及颜色。外部瑕疵统一用绿色笔标识，主要有多余刻面、原晶面、伤痕、小白点、磨痕、磨痕等。内部瑕疵特征统一用红色笔标识，主要有毛边、碎伤、破洞、缺口、云状物、羽状裂纹、结晶包裹体、内部生长线等。

2净度分级的必要条件

清洁 由于钻石具有亲油性，在检测前至关重要的是将所有的油脂和脏物从钻石表面清除掉，否则将影响评价结果；

放大倍数 对净度分级，国际上约定采用经过校正的10倍放大镜；

照明 要求有尽可能多的光进入钻石亭部。

3净度分级的步骤

首先，每个小面逐一检查；然后确定净度的级别。需要考虑的主要因素如下：

包裹体数量 包裹体的数量越多，净度级别越低。

包裹体大小 包裹体越大，钻石的亮度越低，净度级别越低。

包裹体位置 包裹体所在位置越靠中部，对净度的影响越大。

包裹体明亮度 包裹体越暗，其清晰度越高，因而净度级别越低。

包裹体类型 若别的因素相同，那么，具有相似大小和位置的模糊的云雾比暗色晶体对净度的影响小。

（四）切工（cut）

为了最大限度地体现钻石的美，按理想比例精确加工十分重要。钻石的各个部分都要求有一定的比例。圆多面型钻石切工分级的评价指标有：台面百分比、冠部角度、亭部深度百分比、腰部厚度、尖底大小尺寸、修饰（指抛光程度和对称程度）度等。具体内容如下：

台面大小的估计 台面宽度约占整个腰直径的56%。

冠角 在理想琢型中，有三种琢型其冠角大致都在33°～34°30′之间。

冠部高度 约占腰部直径的144%。在评价切工时，一般不单独评价冠部高度，它主要受台面大小和冠角的控制。

腰棱厚度 几乎所有的圆多面型钻石的腰棱厚度变化都是有16处最厚16处最薄，这取决于做工的对称性。沿着钻石的腰棱线观察，可以很容易地观察到波浪形腰棱。

亭部深度 亭部深度一般约为腰部直径的43%。

底面 一般50分以上的钻石，底部都要求有小面，这种钻石共有58个面。底面只是一个非常小的面，要求位置正。若底面偏离中心，会造成部分漏光的现象。

切工的好坏对价格影响极大，美国ALMatlins （1999）认为，切工是4C中对钻石价格影响最大的，而我国钻石消费者对此往往不太重视，因此一些珠宝商往往将成色和净度尚好，但切工低劣的钻石销售给消费者，并由此给消费者带来损失，应引起高度重视。

四、矿床成因及产地

1矿床成因

构成钻石的矿物金刚石是如何形成的？至今仍存在争议。到目前为止，已提出的相关假说有：地幔捕获晶成因说、幔源岩浆结晶说、陨石冲击成因说、油储爆破成因说和变质成因说等。地球科学结合现代科学实验研究表明，上述形成金刚石假说均可能是正确的，但达到宝石级的金刚石——钻石只产于金伯利岩、钾镁煌斑岩两种类型原生矿以及它们的次生砂岩之中。

根据对所含包裹体的研究，钻石的形成温度为900～1300℃，压力为45～60GPa，相当于地球深处130～180km的深度。根据包裹体测年分析，钻石的形成年代通常比携带它至地表的金伯利岩或钾镁煌斑岩的年代要早得多，如南非金伯利钻石矿，金伯利岩形成于距今90～100Ma，而该矿床中的钻石却形成于3300Ma前。世界各地的钻石矿均具有相同的特征，因此，可以认为钻石是在较古老的地质历史时期形成于地幔深处，在后期火山活动中，被金伯利岩浆或钾镁煌斑岩岩浆捕获，被带至地表，并赋存在金伯利岩和钾镁煌斑岩中，形成钻石原生矿。原生矿经过风化剥蚀作用，钻石被带至河流或滨海环境沉积下来，则形成钻石的次生砂矿。到1871年为止，全球所有的钻石均发现于次生砂矿，至今次生砂矿仍是世界钻石的主要来源。第一个钻石原生矿于1870年发现于南非的金伯利城，以后相继在博茨瓦纳、刚果（金）、澳大利亚、俄罗斯、巴西和中国等发现金伯利岩型或钾镁煌斑岩型原生钻石矿床。

2产地

到18世纪为止，除了少数钻石开采自婆罗洲外，大部分钻石开采自印度，包括历史上几乎所有的名钻。南美大陆的巴西于1725年发现钻石，此后一百多年的历史中，巴西的钻石产量居世界首位，这一格局直到19世纪末期才被南非钻石的大量发现所打破（周祖翼等，2001）。

1866年，在南非Orange附近，人们发现了第一颗“尤利卡”钻石，成千上万的人因此涌到此处淘沙寻找钻石。逆河而上，历经4年之久，人们终于在金伯利城旁的Dutoits⁃pan岩筒中发现产钻石的母岩——一种蓝绿色的喷出岩，并命名其为金伯利岩。今天，人们在南部非洲找到了成千上万个金伯利岩筒，但大多数并不含钻石，或虽有钻石产出，但由于品位太低而无开采的工业价值。著名的南非钻石矿有金伯利矿和普列米尔矿等。其他如刚果（金）、博茨瓦纳、俄罗斯西伯利亚雅库特、坦桑尼亚的姆瓦杜伊和我国辽宁的瓦房店等，都是十分典型的金伯利岩型钻石矿床产地。

1979年在澳大利亚发现了含金刚石的钾镁斑岩，又称超钾金云火山岩，这是一种新的金刚石产出类型。这种类型是后期的岩浆岩侵入到早期的火山岩中，使侵入岩与火山岩紧密共生。钾镁煌斑岩属铁质、偏碱性至强碱性基性-超基性岩。澳大利亚的煌斑岩岩管不仅为寻找新的金刚石资源提供了基础资料，而且是红钻的重要产地。为了避免坠石的危险，今天金伯利岩筒钻石的开采已从露天开采转为地下开采。钻石的回收则采用了一系列特殊的分选工艺和设备，如回旋破碎机、碾磨机、重介质分选法、旋转淘洗盘、油脂回收、磁选、X射线分选机等。各金伯利岩筒的钻石品位变化不等，一般每2吨含钻石金伯利岩产出1克拉钻石，在某些岩筒，每吨矿石提取02克拉钻石即具开采价值。金刚石砂矿是世界上金刚石的主要来源。世界各国砂矿中金刚石储量约占世界金刚石总量的40%，但约占总产量的60%。金刚石砂矿包括滨海砂矿、河流冲积砂矿和残坡积砂矿，分布在寒武纪、晚古生代、中生代和新生代等各个地质历史时期。著名的南非维特瓦特斯兰德含金刚石砾岩、南非普列米尔和博茨瓦纳的奥拉帕岩筒上的残积砂矿，都是金刚石砂矿的重要产地。我国湖南沅江流域两侧也发现有工业价值的金刚石砂矿分布。金刚石砂矿的开采除了采用传统的淘沙方法外，主要的方法和工具有船上回收（挖泥船）、吸扬式挖泥船、河流改道、海上开采等。

目前在世界上进行商业性生产钻石的国家有20多个，但产量居前五位的钻石生产国依次是澳大利亚、刚果（金）、博茨瓦纳、俄罗斯、南非。其他生产钻石的国家有安哥拉、巴西、中国、科特迪瓦、加纳、几内亚、圭亚纳、印度尼西亚、利比亚、莱索托、纳米比亚、坦桑尼亚、委内瑞拉、中非共和国、塞拉里昂、印度、美国等。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。目前仍在开采的两个钻石原生矿床分布于辽宁瓦房店和鲁中蒙阴地区。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。

学习指导 钻石被称为宝石之王，是国际珠宝市场占有率最高的宝石品种。本任务中有关钻石的基本性质（包括结晶学性质、化学成分、物理性质和包裹体特征等）必须熟记。钻石鉴定重点需要掌握三个方面的内容：一是钻石与仿制品的鉴别；二是天然钻石与合成钻石的鉴定；三是未处理钻石与处理钻石的鉴别。钻石质量主要掌握4C评价标准和有关方法。对于钻石与金刚石的关系、钻石的成因及产地等也必须有充分的了解。

练习与思考

1何为钻石？钻石与金刚石的关系如何？钻石为何被称为宝石之王？

2钻石的基本性质是什么？

3何为Ⅰ型钻石？何为Ⅱ型钻石？确定的依据是什么？

4简述钻石为何硬度是自然物质中最大的，但韧度并不是最高的原因。

5钻石的热导率是自然物质中最高的，它的具体用途是什么？

6简述如何充分应用钻石三个方向完全的解理特性。

7何为钻石的4C评价？具体包括哪些内容？

8钻石的鉴别主要解决哪些问题？

9克拉重量如何表示？如何称重？钻石重量与价格的关系如何？

10如何大致确定钻石的颜色？钻石颜色分级的条件是什么？

11净度有哪些分级体系？其适用性如何？净度分级的条件是什么？

12确定钻石净度主要考虑哪些因素？

13对于十分常见的圆多面型切工钻石而言，评价其切工好坏的主要指标有哪些？

14钻石的主要仿制品有哪些？如何鉴别它们？

15处理钻石和合成钻石如何鉴别？

16钻石拼合石有哪几种情况？如何鉴定钻石拼合石？

17何为莫桑石？它给钻石市场带来的影响是什么？

18简述钻石的成因，说明目前国际主要的钻石产地。