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。

鉴定钻石原石的方法有：宝石结晶形态、晶面生长台阶、晶面溶蚀坑、光泽、硬度。

1、宝石结晶形态：钻石是单晶矿物，常见的晶体形态有八面体、菱形十二面体，或者八面体和菱形十二面体的组合，最常见的是八面体，这是大多数钻石的形状。

2、晶面生长台阶：沿着八面体上方的三角形逐层向外生长的三角形生长台阶。

3、晶面溶蚀坑：钻石原石的晶面特征包括晶面上的倒三角形蚀坑，用十倍放大镜观察这个效果更好，因为很多腐蚀坑都很小，一般晶体表面的三角形腐蚀坑与八面体上的三角形相反。

4、光泽：钻石的折光率是2417，折射率很高，即便钻石原石没有经过抛光打磨，看起来也有光泽。

5、硬度：钻石的莫氏硬度为10，是自然界中最坚硬的物质，如果你用一颗钻石原石去磨别的东西，它是可以磨的，所以你可以用一颗钻石原石去磨别的石头。如果不能打磨，表面失粉，可能不是钻石原石。

钻石原始晶面属于八面体特征。钻石原石的晶面特征，一个是晶面上的倒三角形的溶蚀坑，这个最好还找个十倍放大镜去观察，这样比较清楚，因为很多溶蚀坑是很小的。

表面常有许多生长标志，如三角锥（座）、三角凹坑、台阶状生长纹等。另外，在钻石表面及内部常见许多清晰的与钻石结构有关的线，例如生长纹、双晶纹等。有各种颜色，从无色到黑色都有，以无色的为特佳。它们可以是透明的，也可以是半透明或不透明。许多金刚石带些**，这主要是由于金刚石中含有杂质。

鉴别特征

钻石为单晶体矿物，属于等轴晶系，常见的晶形多呈八面体、菱形十二面体、立方体、八面体跟菱形十二面体的聚形等。最常见的就是八面体，大部分钻石原石都是这个形状。晶面生长台阶，三角形的生长台阶，沿着八面体上面的三角形一层一层往外面生长。

钻石的摩氏硬度为10，是自然界中硬度最高的物质，它的绝对硬度是石英的1000倍、刚玉的150倍。如果用钻石原石磨其他东西是可以磨碎的，所以可以用可能是钻石原石的石头，去磨其他石头，如果磨不动并且它的表面掉粉，可以肯定不是钻石原石了。

钻石原石是指未经切割的金刚石，金刚石俗称“金刚钻”。

摩氏硬度10，新摩氏硬度15，显微硬度10000kg/mm2，显微硬度比石英高1000倍，比刚玉高150倍。金刚石硬度具有方向性，八面体晶面硬度大于菱形十二面体晶面硬度，菱形十二面体晶面硬度大于六面体晶面硬度。钻石(金刚石)为最高级第10级。

金刚石有各种颜色，从无色到黑色都有，以无色的为特佳。它们可以是透明的，也可以是半透明或不透明。许多金刚石带些**，这主要是由于金刚石中含有杂质。 金刚石的折射率非常高，色散性能也很强。

金刚石一般为粒状。如果将金刚石加热到1000℃时，它会缓慢地变成石墨。

金刚石矿物晶体构造属等轴晶系同极键四面体型构造。碳原子位于四面体的角顶及中心，具有高度的对称性。单位晶胞中碳原子间以同极键相连结，距离为154pm。常见晶形有八面体、菱形十二面体、立方体、四面体和六八面体等。

扩展资料：

钻石原石在公元前800年在印度被发现，没有人敢胡乱加工钻石原石，钻石被认为具有驾驭地球的能量，它可以保护佩戴者并使其拥有神秘的诱惑力。

只有国王，王后和其追随者可以负担得起如此罕见美丽的钻石装饰，钻石的自然状态是非常珍贵的，我们发现并且使用钻石超过2000年了，一位匈牙利王后的皇冠上镶嵌着未经切割的钻石，这个可以追溯到1074年，被认为是最早的钻石珠宝形式。

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。

地质钻头和石油钻头金刚石、拉丝模用金刚石、磨料用金刚石、修整器用金刚石、玻璃刀用金刚石、硬度计压头用金刚石、工艺品用金刚石。

参考资料：

参考资料：

1、硬度

摩氏硬度10，新摩氏硬度15，显微硬度10000kg/mm2，显微硬度比石英高1000倍，比刚玉高150倍。金刚石硬度具有方向性，八面体晶面硬度大于菱形十二面体晶面硬度，菱形十二面体晶面硬度大于六面体晶面硬度。

2、颜色

金刚石有各种颜色，从无色到黑色都有，以无色的为特佳。它们可以是透明的，也可以是半透明或不透明。许多金刚石带些**，这主要是由于金刚石中含有杂质。

金刚石的折射率非常高，色散性能也很强，这就是金刚石为什么会反射出五彩缤纷闪光的原因。金刚石在X射线照射下会发出蓝绿色荧光。

3、亮度

金刚石因为具有极高的反射率，其反射临界角较小，全反射的范围宽，光容易发生全反射，反射光量大，从而产生很高的亮度。

4、结构

金刚石结构分为；等轴晶系四面六面体立方体与六方晶系钻石。

在钻石晶体中，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。

5、稳定性

金刚石化学性质稳定，具有耐酸性和耐碱性，高温下不与浓HF、HCl、HNO3作用，只在Na2CO3、NaNO3、KNO3的熔融体中，或与K2Cr2O7和H2SO4的混合物一起煮沸时，表面会稍有氧化；在O、CO、CO2、H、Cl、H2O、CH4的高温气体中腐蚀。

钻石的原始状态是以碳元素为成分的结构晶体，那就是金刚石，在没有被打磨抛光和镶嵌加工之前，钻石原石看起来和一枚普通的石头一样毫不起眼。由于人们大部分接触到的都是钻石成品，很多人对钻石的原石了解并不多，如何鉴别钻石原石的真假呢？这需要从以下几个方面开始：

从宝石结晶形态鉴别：

钻石的单晶体矿物，属于等轴晶系，常见的晶形是八面体、菱形十二面体、立方体或者八面体跟菱形十二面体的聚形等。做常见的就是八面体，认准这个形状，大部分钻石原石是这个形状。

从晶面生长台阶鉴别：

三角形的生长台阶，沿着八面体上面的三角形一层一层往外面生长；

从晶面溶蚀坑鉴别

钻石原石晶面上的三角形的溶蚀坑，跟八面体上面的三角形是刚好相反的；

从硬度鉴别

钻石的摩氏硬度10，是自然界最高的，所以如果拿钻石原石磨其他东西是可以轻易磨动的，如果一颗可能是钻石原石的石头，去磨其他石头磨不动并且它掉粉碎下来，可以肯定不是钻石原石了。

有人问如果捡到一颗和钻石原石很相似的石头，有必要去鉴别它的真假吗？其实在钻石如此稀少的条件下，在非钻石原产地捡到钻石原石的机会微乎其微，虽然在我国的确有三大钻石产地，但是这些产地无法和世界上优质的钻石产地相提并论。

钻石原石的鉴别和成品的鉴别同样非常重要，尤其是购买裸钻时更需要对钻石本身有足够的了解，学会一些基本的钻石知识，可以帮助我们更好地挑选裸钻，同时可以防止掉进商家夸大营销的陷阱，避免造成不必要的经济损失