钻石的价值非常高，那钻石到底是怎么形成的？

钻石的价值非常高，那钻石到底是怎么形成的？

热爱科学的你一定知道吧。 钻石实际上是坚硬透明的碳粒。 它和黑亮的石墨一样是碳的同素异形体。 钻石之所以贵，是因为它由数百公里深的地幔生成，而且产量低，质量好的更少。 当然，也有其他原因。 例如，垄断经营的宝石商有意抑制产销量，引起市场饥饿，从而获得超额利润等。从非洲开采的钻石。这是中科院科学家为“制作钻石”而欢呼的原因。 看到我们的“种花之家”成功制作钻石，以后花白菜价买钻戒求婚就快可以见天日了，真的想想也很兴奋。

人造金刚石的尝试。自从1797年发现钻石其实是纯碳之后，科学家们开始了用碳制造钻石的不懈尝试。人造钻石不容易。 因为在自然状态下，碳必须在非常高的温度和非常大的压力下才能完成原子的重新排列，从而形成结构坚固的晶体。 也就是说，要把石墨变成闪耀的钻石，至少需要2000K的高温和35GPa的强压力。 在相当长的一段时间里，人类无法制造出这样强大的机器。 这必须在距离地面150-250公里以下的地幔深处才能完成。 有些钻石还会在更深的地下800公里处产生，最终通过地幔的热对流、地壳运动、火山喷发输送到地表。

石墨在高压下的碳键变化。由于天然金刚石形成在深的地下，制造人造金刚石的人们也想模拟地幔的高温高压的环境。 其代表技术之一被称为HPHT，将高纯度碳、小金刚石的“种子”和熔融的镍、钴或铁混合，将其放入特制的模具和“砧”的组合中，用大型的带式压力机测量10GPa的压力和1400的高温高压下，熔融金属溶解高纯度碳源，将其输送到小金刚石种子表面沉淀，形成大合成金刚石。

HPHT加压法制备金刚石的原理。早期热压法制备的金刚石颗粒约015大小，形状和颜色都不完美，只能用于工业用途。 之后，人们改进了设备和技术，在持续的高温高压下，一周左右就能得到5毫米大小的人造金刚石。改进的热压容器。由于工艺的关系，用HPHT法制作的金刚石大多是杂色的，结晶不完全，仍然只用于工业。 而且，这个制造工艺需要非常复杂的设备和大量的能源，高额的成本也使得大粒人造金刚石的价格居高不下。科学分析：钻石是如何“种植”的？

用HPHT法制作的小钻石。俄罗斯圣彼得堡一家名为“新钻石技术”的公司在实验室利用热压法花了300小时制造了迄今为止最大的人造钻石。 重322克拉，切断后制成了重1002克拉的无色钻石。 据鉴定，这颗钻石被定为VS1网度、e色，具有非常好的光泽度，它仍然很高。几个世纪以来，钻石一直是权力、财富、地位的象征，为什么钻石这么贵？ 你为什么被认为这么有价值？ 我们都知道，东西稀少昂贵，真正的天然钻石非常稀少，世界天然钻石供应逐渐枯竭。 市场上大多数钻石都是人造钻石，在专家眼里人造钻石和天然钻石还是有很大不同的。

钻石为什么这么贵，那是怎么做出来的，看完之后知识就上升了。我们来谈谈钻石是怎么形成的。 在地球深部约150-200公里处，纯碳物质在压力45109Pa、温度1100-1600度的条件下结晶，形成天然金刚石，但地球深部有金刚石形成的物理和化学条件，理论上任何时期都可以形成金刚石只要达到金刚石形成的物理和化学条件地球壳产生拉力，固体岩石开始移动破裂时，发生地震，火山爆发。 火山熔岩从地球深部上升到地表时，将在深部形成的钻石带到地球的浅层和表面。 通过用熔岩冷却，可以在冷却的岩石中找到钻石。 当金刚石丰富达到一定规模时，我们称之为金刚石原生矿，不同的矿型采用不同的开采方法。由此可见，天然钻石的形成环境十分严峻，经过几亿年的化学反应，难怪成为世界上人人喜爱的宝石。 如果钻石不是那么稀有的话，那和普通的石头没什么区别。 之所以被赋予如此高的价值，是因为其形成所需的时间长，在地球上非常稀少。

      大部分钻石是在地质的高温高压下形成的。钻石形成于年代久远的地层深处，一般是通过火山爆发而被岩浆带到地表。有些钻石矿石恰好落在河流上游，经过千百年的风吹日晒自然瓦解，钻石暴露在外，随着径流的冲刷来到下游，被有缘人的发现。所以在最开始的时候人们都是直接在河边“淘钻石”。

科学家们经过对来自世界不同矿山钻石及其中原生包裹体矿物的研究发现，钻石的形成条件一般为压力在45-60Gpa（相当于150-200km的深度），温度为1100-1500℃。虽然理论上说，钻石可形成于地球历史的各个时期/阶段，而已经开采的矿山中，大部分钻石主要形成于33亿年前以及12-17亿年这两个时期。

钻石的形成需要一个漫长的历史过程，这从钻石主要出产于地球上古老的稳定大陆地区可以证实。另外，地外星体对地球的撞击，产生瞬间的高温、高压，也可形成钻石，如1988年前苏联科学院报道在陨石中发现了钻石，但这种作用形成的钻石并无经济价值。

人类的技术已可以模拟钻石生成的环境，用碳来制造钻石，在2300℃、15到18万个大气压的高温高压环境下，在中心放一颗很小的天然钻石作为种子，在种钻周围是高温金属液体，在金属溶液的上层是石墨，在这种环境下石墨中的碳原子会从金属原子中列队走向钻石从而形成新的钻石。但是用这种方法制造的钻石分子结构并不是天然钻石的完全八面体结构而是一种复杂结构，体积也比较受限。

钻石本质上就是碳元素组成的，贵也是切割工艺比较值钱。19世纪末的科学家就已经认识到这一点，他们就想石墨要是能在高压下变成钻石那不是美滋滋。后来事实证明这个猜测是对的，但是当时的人们，并不知道这个“高压”到底是个什么样的数值。有个叫莫瓦桑的人就将石墨和融化的铁水混合，当铁水凝固时就可以对石墨进行加压了。他和助手就开始了烧锅炉生涯，烧了一炉接着一炉，也不知烧了多少炉却依旧没有看见钻石的影子。

皇天不负有心人，1903年的某天终于让莫瓦桑得到了一小块钻石。他赶紧将这事儿上报给了法国科学院，后来全世界都惊呆了，这人莫不是会法术吧？石墨都能变成钻石，真的要发大财了。莫瓦桑因此声名鹊起，稳站当时科学界大佬的c位。

后来到了1906年，由于莫瓦桑在氟单质方面的杰出贡献，他获得了那一年的诺贝尔化学奖，但是从投票结果是5票对4票、1票弃权，以及他本人的获奖感言都跟钻石有关来看，这颗小小的钻石对他得奖的影响还是挺大的。毕竟获得4票的是史上最伟大的化学家之一的门捷列夫。

得了诺奖的第二年，莫瓦桑就去世了，之后科学家们才逐渐认明白，光靠铁水凝固的压力压根不能使石墨变成钻石，那那颗小钻石是哪来的呢？后来从他的老婆口中才得知了真相，原来是莫瓦桑的助手实在烧锅炉烧烦了，忍无可忍，于是悄摸摸地扔了块钻石下去，假装是石墨变的。

于是全世界都被这颗小钻石给骗了，尽管莫瓦桑可能迟早会得到诺奖，但是如果不是这颗小钻石推了一把，他非常有可能就没机会获奖了，毕竟得了诺奖的第二年就去世了。

虽然真相大白后，证实了那个人造钻石的实验只是莫瓦桑的助手搞出的惊天大乌龙，但是在大概半个世纪后，霍尔等人终究还是真正地成功合成了人造钻石。

所谓的「点石成金」，其依据便是同素异形体（相同元素构成，不同形态的物体），至此之后，科学家们对「碳的同素异形体」越发地如痴如醉、如疯如狂。

终于，在1985年，斯莫利等三位科学家发现了长得跟足球似的、有着完美球形结构的碳原子簇C60，为了致敬建筑师巴克明斯特·富勒，便将其取名为「富勒烯」，而这三位科学家也因此被授予1996年的诺贝尔化学奖。

钻石，是经过琢磨的金刚石。金刚石是无色正八面体晶体，由碳原子以四价键链接，为目前已知自然存在最硬物质。

化学性质

在金刚石晶体中，碳原子按四面体成键方式互相连接，组成无限的三维骨架，是典型的原子晶体。每个碳原子都以SP3杂化轨道与另外4个碳原子形成共价键，构成正四面体。由于金刚石中的C-C键很强，所以所有的价电子都参与了共价键的形成，没有自由电子，所以金刚石硬度非常大，熔点在华氏6900度，金刚石在纯氧中燃点为720～800℃，在空气中为850～1000℃，在真空下2000～3000℃，而且不导电。在工业上，金刚石主要用于制造钻探用的探头和磨削工具，形状完整的还用于制造首饰等高档装饰品，其价格十分昂贵。

观赏用途

金刚石由于折射率高，在灯光下显得闪闪生辉，称作钻石。巨型的美钻可以价值连城。而渗有深颜色的钻石的价钱更高。当钻石带有蓝、绿或粉红色属十分罕有，而颜色深而鲜艳则价钱很高；目前最昂贵的有色钻石，要数带有浓艳红色的钻石。

钻石分为一型和二型两种，这主要是根据它是否含有N元素：一型含；二型不含。而蓝色的钻石是二B型的，是半导体。

工业用途

由于金刚石的硬度极高，科学家会利用高温高压制成金刚石微粒，用于沙纸、钻探、研磨工具之上，可以用来切削和刻画其他物质。

厘定的标准

传统厘定钻石价值高低的标准是“4C”制度，即卡、色泽、净度、和切割。

卡

卡，或译克拉、克拉（Carat），是钻石的质量单位。一卡相等于200毫克，相传早期钻石商人称量钻石所用的砝码为稻子豆树(carob)果实，一粒这样的果实大约就重200毫克。因为钻石的密度基本上相同，因此越重的钻石体积越大。越大的钻石越稀有，每卡的价值亦越高。下表为2005年时的价格比较。

净度

净度（Clarity）以钻石内的瑕疵多少决定。瑕疵可能是天然的杂质或裂痕。瑕疵的数量、位置、大小等都会影响评级。钻石矿开采出来的金刚石中，只有20%可以成为宝石，其余的因为瑕疵较多通常只能作工业用途。而20%的宝石级钻石中，大部分都包含肉眼可见的瑕疵。在此级别以上的钻石较为大众喜爱。至于属完美级别的钻石更为罕有，被称为“博物馆级”钻石。通常使用10倍放大镜观察钻石内部及表面瑕疵的大小、数量、分布及对钻石光彩影响的程度，分出等级。一般通行的净度分级如下：

FL - “Flawless”，完美无瑕。在十倍放大镜下内外俱无瑕疵。

IF - “Internally flawless”，内部无瑕。在十倍放大镜下只有表面有轻微花痕。

VVS1, VVS2 - “Very Very Slight”，非常非常小。在十倍放大镜下只有很难看见的瑕疵。VVS1 净渡高于VVS2。

VS1 and VS2 - “Very Slight”，非常小。在十倍放大镜下可看见瑕疵，但肉眼难以辨认。VS1净渡高于VS2。

SI1 and SI2 - “Slight Inclusions”，小瑕疵，肉眼可能看见。

I1, I2 and I3 - “Imperfect”，有瑕疵，可以被肉眼看见。

现代科技之下，有些钻石的瑕疵是可以修补的。不过修补过的钻石的价值会稍低。

泽

钻石的色泽会因为化学上的杂质而有所偏差。完全纯正的钻石应该是透明无色的。钻石偏向不同的颜色会影响它的价值。绝大部分的钻石都是因为带有氮原子而偏黄。白钻越偏黄，价值便越低。但是偏粉红或蓝的钻石价格却较高。颜色强烈偏向粉红或蓝的钻石可能是价值连城。

一般的方法是把钻石按偏黄的程度分为不同的等级，把样品与已知色级的比色石对比确定，以D级最高，Z 最低。

无色: D, E, F

接近无色: G, H, I, J

微黄: K, L, M

轻浅黄: N, O, P, Q, R

浅黄: S, T, U, V, W, X, Y, Z

切割

切割指金刚石是如何从原先开采的石矿中切割成宝石。切割往往是最能影响钻石的品量及价值的一个指标，但是它却没有单一的分级方法。

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？

是金刚石。钻石可以从天然金刚石矿中产出，也可以通过人造生产金刚石。

金刚石俗称“金刚钻”。也就是我们常说的钻石的原身，它是一种由碳元素组成的矿物，是碳元素的同素异形体。金刚石是自然界中天然存在的最坚硬的物质。金刚石的用途非常广泛，例如：工艺品、工业中的切割工具。石墨可以在高温、高压下形成人造金刚石。金刚石有各种颜色，从无色到黑色都有，以无色的为特佳。

扩展资料：

金刚石原生矿仅产出于金伯利岩筒或少数钾镁煌斑岩中。金伯利岩等是它们的母岩，其他地方的金刚石都是被河流、冰川等搬运过去的。金刚石一般为粒状。世界各地都发现了金刚石矿。其中，澳大利亚、刚果、俄罗斯、博茨瓦纳和南非是著名的五大金刚石产地。

中国也拥有制造金刚石的技术，但最大也不过02克拉左右。人工合成金刚石的方法主要有两种，高温高压法及化学气相沉积法。高温高压法技术已非常成熟，并形成产业。国内产量极高，为世界之最。