湖南钻石的颜色特征

湖南地区钻石颜色种类丰富，达40多种，马文运等（1989）对湖南29510颗钻石的统计显示，钻石颜色以黄、黄褐和黄绿色调为主（约占44%），内部多为无色透明，其次为绿色、红褐色、棕色和桃红色，极少数为无色、黑色、乳白色等（表54）。稍晚的统计显示，无色透明的金刚石占45%左右；表面带淡**、淡褐色、其内为无色透明者占68%左右；表面带淡**和淡褐色及其他色、其内为银白色者占17%左右（肖骐，1994）。

表面存在各种颜色的色斑是湖南沅水流域砂矿钻石的显著特点之一。色斑以黄、黄褐和黄绿色调为主，大部分在金刚石的溶蚀面上分布。有的金刚石褐斑、绿斑点共生，内部多为无色透明，其次为绿色、红褐色、棕色和桃红色，极少数为无色、黑色、乳白色等。马文运（1989；2009）指出，湖南沅江约有30%的金刚石的表面附有褐色（为主），绿色、紫色斑点。对比沅江四个金刚石砂矿钻石发现，色斑具有上游多、下游少的特征规律。不同产区有色斑的金刚石比例不同，从19%至35%（颗粒比）不等；其中，具有褐斑的金刚石，安江占23%，窑头占203%，桃源占176%，丁家港占855%，黄河云占375%，芽林桥见3颗。

表54 沅江流域金刚石颜色统计表　Table 54 Statistics of diamonds’colors of Yuan River Basin

据马文运（1989）

Vance等（1973）和Harris（1992）认为，绿色不是金刚石的真正体色，一般位于表层且厚度仅有20μm，它是在金伯利岩或钾镁煌斑岩上部的氧化带中由α粒子辐照损伤造成，放射性物质溶于地下水后才对金刚石产生影响的。最典型的例子是南非的Finsch矿，最初约有20%的金刚石有绿色调，但开采到100～130m以下未氧化的金伯利岩时带绿色调金刚石的比例突然降到了2%。莱索托的Letsing-la-terai矿的金伯利岩没有氧化层，没有发现绿色调的金刚石。可以推测砂矿条件和沉积环境更易造成金刚石绿色斑点的形成。由于绿色转变成褐色需600℃的温度条件，因此，具有褐色和绿色两种色斑的金刚石可能是其受辐照的同时发生了其他热事件（如变质），其后又遭受了辐照（杨明星等，2002）。湖南金刚石可能经历过同样的过程，受辐照形成绿色，再遇到一定温度的热环境又转变成褐色。杨明星等（2002）认为，由于水溶液的流动性，地下水中的放射性物质容易使金刚石表面形成整体均匀的绿色，而不易形成斑点；而在沉积环境如沉积岩中，金刚石与辐照源（含U，Th的矿物）之间位置相对固定，容易形成清晰的深色斑。因而湖南金刚石可能是在沉积条件下遭受辐照，显示出湖南钻石可能不是直接从原岩到砂矿，而有可能是经过沉积成岩过程，这与前面提到的湖南金刚石具有多来源的特点是一致的，部分在砂砾岩中风化脱落的钻石完全具有这种风化—沉积—风化的条件。

表55 实验室统计湖南宝石级金刚石颜色及色斑类型（377颗）　Table 55 Laboratory statistics of gem-quality diamonds’colors and color spots of Hunan (377 diamonds)

本项目研究湖南沅水地区的钻石样品（377颗）颜色最为丰富。晶体主要为**（342%）和无色（292%），**样品略多。其次为褐色（276%），灰色（48%），也有一定数量的绿色（37%）和蓝色样品（05%），大部分钻石的颜色内外深浅不一，呈层状、带状和斑块状分布（图54；表55）。湖南地区的钻石样品有一个显著的特点，即钻石样品表面存在各种颜色的色斑，如褐斑、绿斑、紫红色斑和灰色斑；色斑呈点状、块状和片状；大小从80μm到300μm不等；有的色斑边界清晰，有的色斑中心颜色较深，向四周辐射，逐渐消失，边界模糊；总体上说色斑出现的几率高达376%，且色斑以褐色为主（占239%），其次为绿斑、紫红色斑和灰色斑（各占66%、58%和19%），灰色斑块上会覆盖紫红色斑点，部分晶面上还存在绿斑和褐斑相邻的现象（图54），颜色斑点的形态呈块状或斑点状，分布不受晶面限制，可跨越相邻晶面整体存在，有的色斑分布区域的晶面会存在特殊的熔蚀纹。这与前人的结论基本符合（谈逸梅等，1983；马文运，1989；杨明星等，2002），显示湖南地区选取的样品具有一定的代表性。

图54 湖南砂矿钻石（左）；样品9-HN（右），钻石晶体上共存的褐斑和绿斑

（微分干涉显微镜，100×）

Figure 54 Alluvial diamonds of Hunan （left）; Sample 9-HN （right），coexisting brown spot and green spot on diamond crystal，Differential Interference Contrast Microscope，100×

从20世纪80年代中期开始，国内外地质学家和矿物学家对产于中国金刚石/钻石中包裹体矿物的地球化学进行过多个视角的研究，取得了相当丰硕的成果：

（1）获得三个主要金刚石/钻石产地金刚石/钻石中大量矿物及熔体等包裹体的种类，这些矿物包裹体包含了国际上所确定橄榄岩型组合（P型）和榴辉岩型组合（E型）；还在同一颗金刚石/钻石中发现P+E型包裹体组合。

在辽宁金刚石/钻石中发现的包裹体矿物包括：橄榄石、石榴子石、顽火辉石、铬尖晶石类矿物、透长石、金刚石/钻石、黄铁矿、石墨、复杂成分包裹体、高铜高氯包裹体、金红石、金云母、镁硅酸盐包裹体、流体包裹体、碳化硅（包括六方的α–SiC和立方的β–SiC）、柯石英、自然铁、自然银包裹体、钾质长石、α–或β–石英包裹体、岩浆熔融包裹体、镍黄铁矿和钾盐包裹体（Irene S Leung，1990；肖序刚等，1990；张安棣等，1991；路凤香等，1991；苗青等，1991；董振信，1991，1992，1994；黄蕴慧等，1992；郑建平，1994；赵磊等，1995；苗青，1996；池际尚等，1996；刘观亮等，1997；Wang Wuyi等，1998a，1998b ，1998c，2000，2001；郑建平，1999；亓利剑等，1999；李兰杰和郭起志，1999；刘惠芳，2002）。

在山东金刚石/钻石中发现的包裹体矿物种类包括石墨、橄榄石、镁铝榴石、镁铝-铁铝榴石、透辉石、绿辉石、铬尖晶石类矿物、金云母、金刚石/钻石、镁钛铁矿、闪锌矿、针镍矿、方解石（针镍矿和方解石都见于橄榄石包裹体内）、石盐、高钾高氯包裹体、高铜高氯包裹体、自然铁、自然银和含银铁-金合金包裹体、岩浆熔融包裹体、富铁石榴子石和绿辉石（张安棣等，1991；黄蕴慧等，1992；董振信，1991，1992，1994；陈丰等，1992a，1992b，1992c，1996；赵磊等，1995；池际尚等，1996；刘观亮等，1997；郑建平，1999；罗声宣等，1999；Wang Wuyi等，1998a，1998b，1998c，2000，2001）。

在湖南沅江流域砂矿型金刚石/钻石中共发现的包裹体包括橄榄石、斜方辉石（顽火辉石）、单斜辉石（铬透辉石、顽透辉石、绿辉石）、石榴子石（镁铝榴石、镁铝-铁铝榴石）、铬尖晶石（主要是铬铁矿）、石墨、柯石英、碳硅石、自然铬、高铜高氯包裹体、氯化钠、岩浆熔融包裹体、金刚石/钻石籽晶、镁硅酸盐包裹体、蓝晶石（已蚀变）、云母（金云母、白云母）、霞石（钠霞石、钾霞石）、碳酸盐（菱镁矿、方解石）、Si-Fe球粒、Si-Al玻璃（郭九皋等，1989；陈丰等，1992c；刘观亮等，1997，2009；龚平等，2005）。

前人对三个产地金刚石/钻石中包裹体的研究工作表明，我国三个产地金刚石/钻石包裹体种类与世界其他地区的基本相同，包裹体矿物以石墨、橄榄石、石榴子石、辉石和铬尖晶石等地幔来源的晶体矿物为主，包裹体类型包括橄榄岩型组合（P型）和榴辉岩型组合（E型），同时也发现有P+E型包裹体组合。其中辽宁和山东两地金伯利来源金刚石/钻石中包裹体的化学成分和组合特征以P型占主导，也兼有少部分的E型，在P型包裹体中以方辉橄榄岩和纯橄榄岩组合为主，二辉橄榄岩组合次之，这与其金伯利岩中地幔岩包裹体主要为橄榄岩类岩石一致，其中辽宁金刚石/钻石中的矿物包裹体成分相对较复杂，不仅有比较典型的P型和E型，而且还发现了复杂成分的包裹体组合和流体包裹体；而湖南地区砂矿来源金刚石/钻石中包裹体的详细研究资料还较少。

（2）发现了金刚石/钻石中存在的特殊组合矿物包裹体、流体和熔体包裹体，并提出了流体对金刚石/钻石形成所具有的特殊意义。

苗青等（1991）在辽宁具有环带构造的金刚石/钻石中发现了复杂成分的包裹体组合，这些矿物包括石英、钾长石、氧化物、硫化物、碳酸盐、硫酸盐和镁硅酸盐等，矿物组合显示出壳源物质来源的特征，说明金刚石/钻石也可形成于温度、压力较低的壳内环境。陈丰等（1992）利用扫描电镜、能谱仪和电子探针分析发现了湖南八面体金刚石/钻石中存在球形和椭圆形高铜高氯包裹体，与其伴生的包裹体有大量碳质物，说明高铜高氯包裹体是从封闭在金刚石/钻石内的地幔流体晶出的，地幔流体中局部富铜并存在液相物质流体，间接证明了金刚石/钻石生长过程中存在流体的活动。郑建平等（1994）在辽宁瓦房店50号岩管的8颗八面体金刚石/钻石中首次发现了流体包裹体，立体显微镜观察流体包裹体多以个体存在，并与石墨、金红石和金云母等包裹体伴生，激光拉曼探针测定流体包裹体的状态、表面深度和成分表明，包裹体都是气相或液相的单相包裹体，深度大小不等，CO2为流体的主要成分，绝大多数还含有H2O、H2S和CH4，并利用氮浓度计算了其中一颗含流体包裹体的金刚石/钻石的年龄为14469Ma，作者认为富CO2流体包裹体及大量的金云母、金红石包裹体表明广泛的地幔交代作用诱发了地幔的富化、熔融形成岩浆及金刚石/钻石的形成。刘慧芳（2002）在辽宁1粒八面体金刚石/钻石中新发现了具六方镍黄铁矿和钾盐包裹体，对金刚石/钻石进行破碎，在双目镜下对包裹体进行详细的观察，镍黄铁矿为自形粒状的三六方对称晶体，生长在金刚石/钻石原生孔隙中，电子探针的成分分析结果显示其矿物化学式为（Ni，Fe，Co）862～901S8，成分与镍黄铁矿相同，显微激光拉曼光谱分析表明，其结构不属于镍黄铁矿结构（立方对称），此外，在六方镍黄铁矿包裹体上还生成有磁黄铁矿，电子探针的成分分析结果显示该磁黄铁矿微包裹体应属于六方磁黄铁矿；钾盐包裹体呈不规则的叠层状集合体，个体呈粒状或似片状，根据能谱仪和波谱仪的分析结果，该包裹体除钾盐（KCl）外，可能还存在CaCl2、KCl及MgCl2等包裹体。金刚石/钻石中这些包裹体的发现，指示了地幔中局部存在富钾、富氯和高铁镍硫的液相（或熔体）。

（3）通过对包裹体矿物的甄别和研究，获得了金刚石/钻石形成的温度压力条件。

Wang Wuyi等（1998c，2000，2001）从商业性来源金刚石/钻石中随意挑选出约100颗来自山东和辽宁金刚石/钻石进行包裹体研究，共取出276颗矿物包裹体（压碎或者在空气中燃烧到800℃后使包裹体被释放出来），大多数包裹体显示立方-八面体形态，大小在30μm到300μm之间，进行电子探分析包裹体的主量元素，结果显示，山东和辽宁金刚石/钻石大多数为橄榄岩型来源，橄榄岩型包裹体种类包括橄榄石（53%）、镁铝榴石（14%）、顽火辉石（斜方辉石13%）、透辉石和铬铁矿（19%）；利用橄榄石-石榴子石矿物对温度计计算得出包裹体矿物的平衡温度，瓦房店有一个高值（1367℃），其他值不高于1200℃，变化于1150℃左右，而蒙阴的温度值变化于1050～1250℃之间，平均值为1170℃。殷莉等（2008）应用适用于石榴子石橄榄岩相的单斜辉石温压计对金刚石/钻石包裹体中透辉石进行了计算，得出华北克拉通金刚石/钻石形成于1083～1194℃、53～61GPa的地质环境。

（4）通过对包裹体矿物进行微量元素分析和统计，研究了金刚石/钻石形成和岩石圈地幔的关系，并探讨了不同产地岩石圈地幔的性质差异及演化。

Wang Wuyi等（1998a，1998b）在山东和辽宁金刚石/钻石中发现有共生于同一金刚石/钻石中的橄榄岩型和榴辉岩型包裹体组合，辽宁金刚石/钻石包含7颗富铁石榴子石、4颗绿辉石和1颗橄榄石包裹体，山东金刚石/钻石包含4颗橄榄石、1颗透长石和一颗柯石英包裹体，并利用电子探针和SIMS分析了它们的成分特征，石榴子石和绿辉石包裹体和来自世界其他产地的具有相似的组分，并显示玄武岩组分特征，都显示正Eu异常（δEu=164～179），两颗金刚石/钻石中的橄榄石包裹体的Mg/（Mg+Fe）比率为91～92，明显低于来自同一金伯利岩管金刚石/钻石中橄榄石包裹体的值（92～95），认为含有“混合”型矿物包裹体的金刚石/钻石说明了寄主金刚石/钻石经历了复杂的生长历史，并指出这种包裹体的存在显示太古宙克拉通中也存在地幔柱活动。殷莉等（2008）收集山东蒙阴、辽宁瓦房店两地金刚石/钻石中包括橄榄石（62个）、石榴子石（80个）、单斜辉石（18个）和铬尖晶石类矿物（38个）等包裹体矿物的主量元素和微量元素的成分数据，根据两地金刚石/钻石铬镁铝榴石包裹体在Cr2O3–CaO图解中大部分落入方辉橄榄岩-纯橄榄岩区（G10），表现出高度难熔的特点，说明两地金刚石/钻石的结晶环境均以方辉橄榄岩-纯橄榄岩为主；在Y–Zr相关图中，山东蒙阴金刚石/钻石全部落入亏损的方辉橄榄岩区，而辽宁瓦房店有个别点落入熔体交代区，显示两地之间可能存在的差别；金刚石/钻石包裹体矿物的主量元素显示，华北克拉通至少在古生代金伯利岩侵位时具高度亏损玄武质的难熔克拉通岩石圈地幔特征，蒙阴和瓦房店两地金刚石/钻石包裹体所反映的古老岩石圈地幔都表现为克拉通岩石圈地幔特征，但也存在一定的不均一性。

中国钻石矿主要分布在中国的东部，自北向南分别为辽宁的瓦房店、山东的蒙阴，还有湖南的沅江流域。另外，在河南、湖北、宁夏、山西、四川、河北也有发现过钻石，但品质和质量都没有达到开采的要求。

1、辽宁瓦房店钻石矿

辽宁瓦房店钻石矿是亚洲最大的钻石矿床，主要为金伯利岩原生矿，目前辽宁瓦房店钻石矿探明的钻石储量约1320万克拉。瓦房店市被誉为东方钻石城，金刚石储量占全国已探明储量的54%，多呈8面体和12面体，质地优良，晶形完整，色泽晶莹剔透，首饰级含量占70%，在国际市场上属一流。

2、山东蒙阴-临沭

山东的钻石矿床规模虽然没有辽宁瓦房店的大，但是产出的钻石质量相对较好，在中国发现的很多50克拉以上的大钻石，几乎都产自于山东。这个地区亦曾开采出多颗上百克拉巨型钻。

3、湖南沅水流域

湖南沅水地区是我国最早的钻石开采地。在清朝道光年间（1820-1850）湖南西部农民先后在桃源、常德、黔阳一带发现钻石，当时钻石主要用作补瓷器用的钻头。1952年湖南省成立金刚石找矿勘探队，1958年在湖南常德建立中国第一家金刚石开采企业601矿。湖南的矿床主要为砂矿，产量相对较少，年产量2-3万克拉，最高达5万克拉。但该矿床所产出的钻石中，宝石级钻石比例相对较高，大约占到60-80%，其中发现最大的钻石重62克拉。

钻石产量前五位的国家是澳大利亚、扎伊尔、博茨瓦纳、俄罗斯、南非。

目前产量最大的澳大利亚，自1979年澳大利亚西部发现钾镁斑岩中含有金刚石起，至1986年，澳大利亚的金刚石产量已居霸主地位，但宝石级仅占其产量的5%。澳大利亚钻石主要分布西澳新南威尔斯的bingara和copeton，尤其是阿盖尔(argle)矿床储量为55亿克拉。

扩展资料：

钻石的鉴定标准

衡量一颗钻石稀有性品质的标准主要有四个维度，即重量（CARAT）、净度（CLARITY）、色泽（COLOUR）和切工（CUT），也就是通常所说的“4C标准”。这个标准由GIA(美国宝石学院）创立，是目前在世界上包括中国最为主流的钻石评价标准。

衡量钻石美丽属性的标准叫做美丽度。钻石的美丽度，取决于光效应(Light Performance)。钻石的光效应从三个指标来识别，Brilliance亮度(白色光)，Fire火彩(彩色光)和Sparkle闪光(闪烁度)。钻石的亮度、火彩和闪光的评级越高，这颗钻石的美丽度就越高，就越璀璨。

钻石由国际认可的宝石学家进行鉴定并签发第三方独立的意见书，基于4C标准，继而决定钻石价格。

参考资料：

贵州马坪细粒云母金伯利岩已强烈风化，只在部分岩石中保存推测原生矿物是橄榄石斑晶的圆斑结构，基质为细小的水云母鳞片，可能存在过金云母和橄榄石，岩体中含铬镁铝榴石极少，含极微量细粒金刚石。镁铝榴石云母金伯利岩具有圆斑结构，斑晶由蛇纹石–碳酸盐化的橄榄石假象和少量镁铝榴石组成。基质由蛇纹石、金云母、碳酸盐矿物以及磷灰石、锐铁矿、黄铁矿、铬铁矿等副矿物组成（章人骏，1985）。

湖南宁乡钾镁煌斑岩岩体主要为火山管道相，部分为脉状浅成侵入相，其火山活动形式与玄武岩火山活动形式相似。岩体多成群或狭长带状分布，以岩管或岩脉产出，呈北西向展布，岩带大约长5km，宽100～800m，27个岩体中有6个岩管，集中在岩群的北西段。管道相岩石主要由火山碎屑岩（角砾岩-凝灰岩）组成，脉状岩体为岩浆型块状岩石（刘观亮等，1995）。钾镁煌斑岩地表岩石强烈风化呈土状，颜色为黄褐、棕红、灰绿、灰黑等色。常见有煌斑结构、晶（岩）屑结构、角砾状或块状构造。主要矿物有橄榄石、透长石、金云母，副矿物有石榴子石、透辉石、铬铁矿、金红石、钛铁矿、磷灰石等，有些岩体含有方解石脉，岩石遭受强烈蚀变，主要为碳酸盐化、滑石化、绿泥石化、褐铁矿化、硅化等。岩石薄片观测显示钾镁煌斑岩原生矿物多已风化，大多数矿物仅存假象。

从地球化学特征来看，宁乡岩区钾镁煌斑岩属过渡型，与典型的西澳和北美的钾镁煌斑岩对比，既有相似性又有差异，其中V号煌斑岩分布在宁乡云影窝附近，曾发现小颗金刚石（李子云等，1993），岩管地表风化强烈，植被茂密，风化深度10m以上。研究样品是过去挖掘水渠时被掏出的较新鲜的岩块，岩石呈灰绿–墨绿色，具有火山碎屑结构，角砾状构造，蚀变明显，主要为碳酸盐化和绿泥石化，部分样品可见白色的碳酸盐脉体胶结现象。岩石的SiO2含量为3949%～5265%，平均4785%，属基性-超基性岩，其SiO2的含量与同处扬子地台的镇远、大洪山相当，比西澳钾镁煌斑岩SiO2的含量高（表229，230）。MgO含量为1446%～1876%，平均1612%，虽然相对镇远、大洪山的含量较高，但远比西澳的钾镁煌斑岩中的含量低。可能是由于钾镁煌斑岩的主要造岩矿物橄榄石和金云母发生蚀变，导致MgO流失而降低。MgO是衡量岩石基性程度的特征组分，基性程度越高，MgO含量越大，SiO2的含量与MgO的含量呈负相关关系。宁乡Ⅴ号岩管煌斑岩MgO含量低和其SiO2含量较高一致。一般来说，钾镁煌斑岩中MgO的含量与金刚石的含矿性也有一定联系，随着MgO含量的增高，含金刚石可能性也增大。本区煌斑岩的Mg#值为：555～622，平均604，与幔源物质的值相一致，扬子地台地区相对于西澳钾镁煌斑岩的Mg#值都明显偏低，可能与本区的岩浆演化程度较高有关（Scott Smith，1989）。TiO2含量为067%～371%，平均245%，比其他地区钾镁煌斑岩的含量低。TiO2主要来自岩石中的钛金云母、金红石和锐钛矿，Ⅴ号岩管全岩分析TiO2含量低，与宁乡的钾镁煌斑岩中的含Ti矿物相对较少相一致（图231）。

表229 湖南宁乡Ⅴ号岩管煌斑岩全岩主量元素分析数据　Table 229 Whole-rock analysis data of major elements in the NoV lamproite pipe of Ningxiang, Hunan

由中科院广州地球化学研究所刘颖测试，FeO为全铁含量，Mg#＝100·MgO/（MgO+FeO）。

表230 湖南宁乡钾镁煌斑岩与其他地区全岩主量元素成分对比　Table 230 Whole-rock composition of major elements in lamproites of Ningxiang, Hunan and other regions

FeO为全铁含量，单位为%。宁乡Ⅴ号岩管数据为本书所测数据的平均值；宁乡Ⅰ号岩管数据，据李子云（1993）；大洪山数据，据叶德隆等 （1991）；镇远数据，据罗会文 （1989）；西澳数据，据 Jaques AL（1986）。

图231 湖南宁乡Ⅴ号岩管煌斑岩的Al2O3-TFeO-MgO 关系图

（据Bergman，1987）

▲代表所测5个Ⅴ号岩管煌斑岩样品，椭圆实线区域代表典型钾镁煌斑岩区

Figure 231 Ternary diagram of Al2O3-TFeO-MgO of lamproite from pipe V at Ningxiang，Hunan

▲ stands for 5 samples from the NoV lamproite pipe，and the elliptical solid line stands for lamproite area

Ⅴ号岩管的岩石化学分析显示，其主量元素化学成分特征基本上与典型的钾镁煌斑岩的成分特征一致（罗会文等，1989；叶德隆，1993，柴凤梅，2001）。与李子云等（1993）所分析的宁乡Ⅰ、Ⅱ号岩管钾镁煌斑岩相比，Ⅴ号岩管岩石除K2O、Na2O、CaO含量稍低外，其他成分基本一致，可以认为是相同来源的产物。但与典型含金刚石的钾镁煌斑岩相比，其SiO2、Al2O3、MnO的含量较高，MgO、TiO2、K2O含量较低，这可能与钾镁煌斑岩的岩浆来源及演化过程有关。

与西澳典型含金刚石的钾镁煌斑岩相比，宁乡岩区SiO2、Al2O3、MnO的含量较高，钾、全碱和镁含量偏低，相容元素Cr和Ni以及不相容元素Rb、Sr、Ba、Zr、Nb、Th、F和LREE也偏低，其成分有向云煌岩过渡的特点（池际尚等，1996；林玮鹏等，2009）。