中国三个主要产地金刚石毛坯大小、质量（重量）及完整性统计特征差异及其意义

钻石大小和品质频率分布，包括钻石的大小、颜色、晶体形态、表面形貌、质量分布（干净程度）等特征是可以指示特定产矿区钻石整体特征。由于不同矿区产出钻石的统计特征不相同，这些特征成为帮助判断钻石产地来源重要的基础之一。这些特征通常也被钻石开采公司采用来校准他们的产品，如机械故障或失窃等产生问题的判断。事实上，一些非常有经验的钻石贸易行家常常可以根据钻石毛坯的这些基本特征就能够非常准确判断出某些钻石的产地（通常是相对有限的区域内），2008年金伯利进程证书制度钻石专家工作组研制了分析毛坯钻石特征的方法，对科特迪瓦的Bobi 和 Tortiya矿区钻石的大小、晶体形态、质量分布特征进行了统计（Kimberly Process/Chairs report to the Plenary on the activites of KPCS，2008）。2009年金伯利进程呈交了对加纳钻石特征的统计，对于阻止科特迪瓦的冲突钻石起到了明显作用（Kimberley Process，2009）。

通过对项目实验研究用样品和矿区开采样品的观察和统计分析，并结合前人的研究资料，可以得出以下结论：

（1）湖南地区砂矿金刚石普遍粒度较小，并在沅水流域显示分段富集的特点，平均粒度和重量较山东和辽宁地区小，而山东金刚石的粒度和重量分布都具有较大的差异。

（2）湖南地区砂矿金刚石以带有磨圆特征的完整晶体居多，完整度也最高，为894%，辽宁和山东地区金刚石的晶体完整度比例不及湖南地区，其中辽宁金刚石的晶体完整度又较山东金刚石晶体高。总的来说，山东钻石的晶形完整度最差，不规则晶体和碎块约占40%。根据前人研究资料：山东地区钻石破碎率约为55%；辽宁地区钻石晶体晶形多数完整；湖南地区钻石晶体完整度约为86%，单形高达96%以上；这与本文的研究样品的晶形和晶体完整度统计结果基本一致，说明本报告在实验研究样品的选取方面基本和历史资料符合，有一定的代表性。

（3）辽宁金刚石晶形的完整度比例最高。罗声宣等（1999）认为金伯利岩中的金刚石晶体包括完整晶体和原生碎块（破碎面上有蚀象）两种，金伯利岩中的金刚石在选矿过程中，平均产生1545%的次生机械破碎，一个完整的金刚石晶体可分裂成两个或两个以上的次生碎块。因此，金伯利岩中金刚石的完整晶体，实际上比统计数据要多得多，同时，大粒级金刚石的含量，实际上比统计数据要高得多。因此，前文中对于辽宁和山东地区金伯利岩原生钻石的大小、完整度统计结果也可能存在一定的片面性。但是综合历史及现在对湖南、山东和辽宁质量特征的数据，还是可以显示出有一定代表性的差异：湖南金刚石的质量大小具有稳定性，而山东、辽宁金刚石的质量大小相对参差不齐，其中山东最参差。

（4）辽宁和湖南矿区宝石级金刚石产出相对较多，山东矿区宝石级金刚石含量较少，这和过去钻石贸易中我国辽宁钻石的平均价格在三个产地中最高（基本上可以接近非洲国家最好质量钻石的水平）（丘志力，2000）相一致。根据历史资料及本项目的观察调研，三个产地钻石毛坯的质量（重量）及完整性的对比见图32，图33。

图32 中国三个产地钻石毛坯的质量（重量）对比图

Figure 32 Comparison chart of rough diamond weights of the three diamond fields in China

图33 中国三个产地钻石毛坯的完整性对比图

Figure 33 Comparison chart of rough diamond intactness of the three diamond fields in China

总之，山东金刚石的粒度最大，质量（重量）变化也最大；湖南钻石相对较小，质量（重量）变化小，完整性最好；辽宁钻石晶形完整度比例最高，宝石级钻石的含量最高。

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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？

不算。钻石加工，就是指将钻石原石经过分割、车钻、磨(抛)等工艺转变成一定琢型的成品钻石的工艺过程，毛坯钻石筛选只是将钻石选出，不是加工。高压碳，即金刚石，俗称钻石，是经过高压的碳元素。习惯上人们常将加工过的称为钻石，而未加工过的称为金刚石。

钻石“指纹”特征是指钻石所具有特定的、能够依据此特征确切判断其来源，或者说可以确切指示单颗钻石产地来源的那些特征（Manutchehr-Danai，2009）。可能担当这个角色的特征包括钻石微量元素、同位素、包裹体、晶格缺陷、年龄等特征及其组合。与此相关的其他特征是指特定产矿区钻石整体的统计特征，代表规定区域钻石大小和品质频率分布。主要包括钻石的大小、颜色、晶体形态、表面形貌、品质（干净程度）分布等特征。由于不同矿区产出钻石的分布特征不相同，因此这些特征也可以协助判断钻石的产地来源。其中的某些特征通常被钻石开采公司采用来校准他们的产品，如机械故障或失窃等产生问题的判断。

事实上，世界上不同产地钻石组合具有特定的特征曾是一个商业共识，问题是：这些特征在不知道产地或者经过人为混合后是否还可以运用来进行产地判断，这种判断的可靠性如何，以及这种判断可以在什么范围内适用。产地来源是指某个国家，还是独立的原生矿区或砂矿？亦或是矿床的某个岩筒（管）？

1942年，Chesley最早利用光栅光谱仪技术半定量地评价了毛坯钻石杂质与产地的联系，他发现来自相同地理产地毛坯钻石具有一些相似的微量元素特征（Chesley，1942，转引自Claude Dalpé et al，2010）。其后，许多学者相继使用不同的分析技术对钻石的产地特征及来源进行过研究（Fesq et al，1975; Watling et al，1995;Deines et al，1997;Kaminsky et al，2001;Resano et al，2003; Cartigny ，2005; Claude Dalpé et al，2010等），并取得一定的进展。但是，钻石是否真的可以根据其特征来判断其来源并没有获得共识；问题的分歧来自不同层面，其一，钻石的产地来源是指国家还是指矿区？如果是指国家，由于部分国家的钻石是来自砂矿（例如和南非很近的纳米比亚和西非），砂矿来源的钻石可以来自不同的原生矿。也就是说，某个国家砂矿来源的钻石和另外一个国家的金伯利岩出产的原生钻石可能具有相同的特征。因此，要根据钻石毛坯的特征来判断其是否是来自某些合法的地区是非常困难的（Bates，2001; Resano et al，2003）；其二，即使是同一矿区的钻石，来自不同岩管的钻石特征可能也有明显的不同。那么，根据钻石的特征来判断其国家或者区域来源就充满风险；其三，在国际贸易中，许多地区钻石开采出来后往往是混合起来销售的。因此，要完全判断其中钻石的来源无疑非常困难。但是，如果钻石的产地来源无法判断，国际金伯利进程无疑会成为纯粹的贸易渠道管理问题而失去其科学理据。

而与此同时，一些非常有经验的钻石贸易行家确实常常可以根据钻石基本的质量特征就能够非常准确判断出某些钻石的产地。最近20年，地质和地球化学研究者对地幔的研究也明确确认了地幔的非均一性，这使很多学者相信，钻石的产地来源问题不是不可以解决的。他们认为，来自不同时代、不同岩石圈深度以及具有不同地质经历（包括随金伯利或钾镁煌斑岩喷发运移、磨蚀、搬运）的钻石应该具有独特的“指纹”特征。如果我们能够充分解读这些特征，钻石产地来源的问题迟早是可以解决的。例如，多个学者指出，钻石微量杂质元素特征、其他化学特征（包括N含量、钻石矿物包裹体类型和化学组成特征）以及钻石的稳定同位素特征都有可能为产地来源的研究提供重要信息（Resano et al，2003；Weiss et al，2008；Claude Dalpé et al，2010）。

2008年金伯利进程证书制度钻石专家工作组研制了分析毛坯钻石产地特征的方法，对科特迪瓦的Bobi和Tortiya矿区钻石的大小、晶体形态、质量分布特征进行了统计（Kimberly Process/Chairs report to the Plenary on the activites of KPCS，2008）。2009年金伯利进程继续致力于钻石产地特征研究工作，呈交了加纳钻石基本特征统计资料，对于阻止来自科特迪瓦冲突地区钻石的交易起到了明显作用（Kimberley Process/Final Communique，2009）。

运用钻石指纹特征进行金伯利进程产地判别的争论可以分为两部分：一是钻石在科学意义上是否具有指纹特征？也就是说，不同矿区钻石的形成或生长过程是否独特到可以根据某些特征（如生长结构、包裹体、微量元素或者同位素）或者组合就一定能区别它们；二是对于国际上那些冲突地区的钻石是否有办法或者容易获得足够的指纹特征来为国际金伯利进程服务。有宝石学家曾在华尔街日报上表示将来可以测定钻石的产地来源，但几乎所有研究钻石产地来源的人都认为绝对地鉴别所有钻石产地来源是不可能的。GIA著名钻石专家James Shigley认为不可能很快找到解决方法，即便是最好的情况下，仍然会不能鉴别部分钻石的来源，但不排除将来能找到钻石产地来源的鉴定方法（Bates，2001）。

比利时科学家利用LA-ICP-MS分析技术研究了来自Panda （加拿大），Premier （南非），Orapa （博茨瓦纳） 和 Udachnaya （俄罗斯）四个不同矿区的钻石样品，发现不同来源地的钻石有特定的微量元素指纹特征，能使它区分于其他产地钻石（这项研究从1999年开始，由HRD和Ghent大学合作完成）（Gomelsky，2003）。

GIA钻石专家James Shigley对此表示怀疑。他首先承认ICP-MS是研究钻石微量元素最好的技术之一，但同时指出，大多数钻石微量元素的分布是不均匀的，因此需要对钻石作整体分析，而ICP-MS分析过程中每次测试的只是很小的区域，这并不能代表特定单个钻石微量元素的特征。而且一个特定矿区的钻石的成长过程、矿物包裹体、微量元素都会有很大的变化，钻石的微量元素性质可能与钻石在地下的形成环境更有关联，而不是它在哪被开采或发现（来源地或者产地）。

HRD的专家也指出该方法并不能精确指定所有钻石的来源地。冲突地区的钻石大多是冲积而成（即被河水冲到远离来源地数百千米以外沉淀的），所以如何分类确定冲突钻石来源地也许并不能如愿以偿。Shigley赞同这种看法，他认为真正的问题是大部分冲突钻石并不是来自原生矿藏，而是冲积砂矿。钻石跟随河流到另一个国家沉淀，所以当我们分析它的时候，可能会得到一个错误的来源地（Bates，2001）。