水晶最60%成份是「二氧化矽」(sio2),水晶的颜色是由于除了二氧化矽外,还含有各种不同微量的金属所造成的。 在天然环境里头,水晶多数会与矿物方解石、黄铁矿、辉铁矿、各种颜色的云母片、碧茜、花岗岩、金红石等「共生」,而形成了一些疑幻似真的景像,即所谓「异像水晶」,增加了收藏水晶的乐趣和价值。
水晶多数是在地底生长,生长的过程需要大量含有饱和的二氧化矽的地下水源,温度在550-600℃之间,并需要比大气压力大二倍至三倍的压力,经过了漫长的岁月,便变成了六角柱形(hexagonal system)的水晶。
石英是一种受热或压力就容易变成液体状的矿物。也是相当常见的造岩矿物,在三大类岩石中皆有之。因为它在火成岩中结晶最晚,所以通常缺少完整晶面,多半填充在其他先结晶的造岩矿物中间。石英的成份是最简单的二氧化矽(sio<sub>2),玻璃光泽,没有解理面,但具贝壳状断口。微晶质的石英称为玉髓(chalcedony)、玛瑙(agate)或碧玉(jasper)。纯粹的石英是无色,但因常含有过渡元素的杂质而呈现不同的颜色。石英很安定,不容易风化或变化为他种矿物。
硅位于元素周期表第四族,在地壳中分布很广,在所有元素丰度分布的顺序上占第二位,仅次于氧,硅也是典型的亲氧元素,主要与氧结合形成硅氧四面体SiO4攩4-搅,产由硅氧四面体以各种形式结合生成不同的硅酸盐矿物,在宝石矿物中硅酸盐类占80%以上,以游离硅氧——SiO2形式分布的硅也占重要地位,而且稳定性非常好,是自然界最常见、最主要的造岩矿物,也是珠宝界应用数量和范围很大的一类宝玉石,以SiO2为主要成分的宝玉石更是种类繁多,特征各异。按SiO2结晶程度可划分为显晶质的单晶石英,多晶石英岩玉,隐晶质的玉髓、玛瑙、澳玉、碧玉、木变石、硅化木和非晶质的欧泊、天然玻璃。下面根据国家标准分别加以叙述:
1 单晶SiO2质宝石 透明、晶形完好的SiO2单晶体(含双晶),矿物名称为单晶石英,即广义的水晶,狭义的水晶指无色透明的品种。
(1) 水晶的基本性质 水晶属三方晶系,常见晶形为柱状,主要单形为六方柱,菱面体,柱状晶体的柱面常发育横纹和多边形蚀象,水晶为一轴晶正光性,具独特的牛眼干涉图,折射率1544-1553,双折射率0009,非常稳定,无解理,贝壳状断口,断口可具油脂光泽,摩氏硬度7,密度265g/cm攩3搅。水晶通常无色透明,但含杂质时可出现多种颜色,根据颜色可将水晶分为紫晶、黄晶、烟晶等品种。
(2) 水晶的品种及鉴定 水晶:无色透明的纯净二氧化硅晶体,其内可含丰富的包裹体,常见的有负晶、流体包裹体、固体包裹体。负晶是确定天然水晶的重要依据。固包体裹中常见金红石、电气石、阳起石呈细小的针状定向排列于石英晶体内,犹如发丝,习惯上把这类水晶称为发晶,另外一些固体包裹体在水晶内可形成一幅幅美丽的图画,成为人们爱不释手的观赏石。
紫晶:一种紫色的水晶,是SiO2中含微量铁所致,经辐照,三价铁离子的电子壳层中成对电子之一受到激发,产生空穴色心FeO攩4+搅4,空穴主要在可见光550nm处生产吸收,而使水晶产生紫色,但Fe攩4-搅不稳定,受热易变成三价铁,所以紫晶易褪色,紫晶颜色分布常不均匀,呈团块状,有时见平行色带。具有弱到中等二色性,可能出现水晶中所出现的所有包体,还可有特征的“斑马纹”和球状、小滴状不透明深色包体。
烟晶:一种烟色至棕褐色以至黑色的水晶,成分中含有微量的铝,Al攩3+搅离子代替Si攩4+搅离子,受辐照后产生AlO攩4-搅4空穴色心,而使水晶产生烟色。烟晶加热后可变成无色水晶。
黄晶:一种**的水晶,成分中含有微量铁而成。黄晶一般较透明,内部特征与紫晶相同,市场上的黄晶多数是紫晶加热处理而成。
绿水晶:一种绿色的水晶,天然产出的很少,主要是紫晶加热得到的;或水晶中含绿色矿物(如绿泥石)包体而呈色。
芙蓉石:也称蔷薇石英,浅至中粉红色水晶,色调较浅,因成分中有微量的Mn和Ti而致色,单晶体较少,通常为致密块状集合体,显浑浊乳状外观,有时可含定向排列的针状金红石包体,因而磨制成弧面宝石可显示星光。
双色水晶:一种紫色和**共存一体的水晶,紫色、**分别占据晶块的一部分,两种颜色的交接片有清晰的界限,双色是由于水晶内的双晶所致,紫色和**分别发育于双晶单体中的r面和z面。 石英猫眼:当水晶中含有大量平行排列的纤维状包体时,其弧面形宝石表面可显示猫眼效应,一般石英猫眼弧面较高,纤维状包体清晰可见。
星光水晶:当水晶中含有两组以上定向排列的针状、纤维状包体时,其弧面形宝石表面可显示星光效应,一般为六射星光,也可有四射星光。
2 多晶SiO2质玉石 组成矿物主要为细粒石英的玉石,可含少量云母类矿物及赤铁矿、针铁矿等。放大检查时石英为典型粒状结构,粒度一般为001-06mm。集合体呈块状,微透明至半透明,密度与单晶石英相近,为264-271g/cm攩3搅之间,点测法折射率为154左右,纯净者无色,常因含有细小的有色矿物包裹体而呈色。常见的品种有:
东陵石:为一种具有砂金石效应的石英岩,市场上常见的为含铬云母的绿色东陵石,显微镜下微透明,主要产于印度。石英颗粒相对较粗,01-06mm,其内所含的片状矿物相对较大,且大致定向排列。查尔斯滤色镜下略呈褐红色。
密玉:因产于河南密县而得名,是一种含3~5%细小鳞片状绢云母的致密石英岩,以绿色系列为主,有浅绿、翠绿、豆绿等。密玉与东陵石相比,较细腻、致密,其内石英颗粒大小以002~025mm为主,没有明显的砂金石效应。放大检查时在较高的倍数下可以看到细小的绿色云母较均匀地呈网状分布。 贵翠:因产于贵州省而得名,是一种含绿色高岭石的细粒石英岩,呈不均匀带灰色色调的绿色,一般只用来作低档饰品。
京白玉:因最初产于北京郊区而得名,是一种质地细腻、光泽油润的白色石英岩,有时用来冒充羊脂白玉,以其较低的密度和折射率加以区别。
“马来西亚玉”:是一种结构较细的染绿色石英岩,常被用来冒充翡翠。放大条件下典型的粒状结构和相对低的折射率容易和翡翠区别,国标(GB/T16553-1996)已规定不用这一名称,而用石英岩(处理)。
3 隐晶质SiO2玉石 隐晶质集合体,在正交偏光下表现为全亮,致密状构造,也可呈球粒状,放射状或微细纤维状集合体,密度较为石英低,点测折射率153,密度65~70g/cm攩3搅,主要有玉髓、玛瑙、碧玉、澳玉四个品种。
玉髓:超显微隐晶质石英集合体,单晶呈纤维状,粒间微孔内充填水分和气泡,密度低于石英,约260g/cm攩3搅。由于玉髓多孔,因此染色较容易,市场上常见颜色鲜艳的玉髓都是染色而成。值得一提的是,染色后的玉髓颜色较稳定,本身也是一种低档玉,国标规定为优化,无需加以说明。
玛瑙:具环带状结构的玉髓,环带中央有时是空洞,有时为水晶质所充填,玛瑙最为常见的自然色为白色和灰色,也可出现黄棕色、棕红色、蓝色、淡紫色等。玛瑙的基本性质同玉髓,根据包体特征,颜色分布有下列特殊品种。
苔藓玛瑙:是一种均匀的、半透明含有树枝状绿色绿泥石或黑色氧化锰、红色氧化铁的玉髓。被包裹的杂质往往呈苔藓状,一般用作观赏石,也叫风景玛瑙,是玛瑙中的贵重品种。
缟玛瑙:亦称条带玛瑙,是一种颜色相对简单,条带相对平直的玛瑙。通常用于石刻和浮雕,常见的玛瑙可有黑色相间条带,或红白相间条带,当缟玛瑙的条带细到像蚕丝一样时,被称为缠丝玛瑙。
水胆玛瑙:是内含肉眼可见的气液包裹体,并且转动玛瑙气液包裹体会移动的品种。
碧玉:为一种含杂质较多的玉髓,最主要的杂质为氧化铁,因而碧玉常为红色,但也有因含其它杂质而呈绿色、暗蓝色或黑色的。碧玉不透明,光泽暗淡,一种不同颜色的条带,色块交相辉映,犹如一幅美丽的自然风景的碧玉称为风景碧玉;一种暗绿色其上带红点的碧玉叫血滴石。
澳玉:是一种绿色的玉髓,因含微量镍而呈绿色,色较均匀,透明至半透明,主要产于澳大利亚。
4 SiO2交代的玉石 这是一种由于SiO2交代作用,但保留了原物质的外形而成的石英质玉石,重要的品种有木变石和硅化木。
木变石:是SiO2部分或全部交代蓝闪石石棉,而保留纤维状石棉晶形的产物,因纹理和颜色象木纹而得名。木变石不透明,硬度65~70,密度264~271g/cm攩3搅,折射率154~155(点)。颜色有黄褐色、褐色、蓝灰色、蓝绿色,蓝色是残余的蓝闪石石棉的颜色,而黄褐色、褐色是所含铁的氧化物——褐铁矿所致,根据颜色可将木变石分为虎睛石,鹰眼石等品种。
虎睛石为**、黄褐色木变石,成品表面可具丝绢光泽,当组成虎睛石的纤维较细,排列较整齐时,弧面形宝石的表面可出现猫眼效应。
鹰眼石为蓝色、灰蓝色为主的木变石,SiO2交代不充分,残余的蓝闪石石棉较多。
硅化木:当SiO2交代数百万年前埋入地下的树干,并保留树干形状及其纤维状结构时的产物称为硅化木,化学成分以SiO2为主,常含Fe、Ca等杂质、颜色为土黄、淡黄、黄褐等,不透明。硬度65~70,密度265~291g/cm攩3搅,点测法折射率153。以颜色鲜艳、光泽强、木质结构清晰、质地致密者为好。
5 非晶质SiO2宝玉石 非晶质SiO2宝玉石包括欧泊和天然玻璃。
(1) 欧泊(Opal)原自拉丁文Opalus,意思是“集宝石美于一身”中间点,现今欧泊被宝石界列为十月生辰石。欧泊为具变彩效应的贵蛋白石,化学成分为SiO2·nH2O,虽然它不具晶体所特有的周期重复的结构,但其内部结构还是有序的,欧泊的变彩是由直径等大的SiO2小球在三维空间规则排列构成一个衍射光栅而成的。而且各小区因小球直径不同,会产生不同的颜色色斑,转动宝石,光线入射角发生改变,每块色斑的颜色也会发生变化,即变彩。由于透明度、体色和变彩形式的不同可分为三大类:
黑欧泊:是一种体色黑色、灰黑色、深蓝色、褐色的欧泊,以黑色最理想。由于体色较深,使各种颜色的反光格外瑰丽多姿,加上黑欧泊的产量稀少,故其价格在欧泊宝石中最高,是名贵的宝石之一。
白欧泊:在白色或浅灰色基底上出现变彩的欧泊,一般半透明,变彩较浅,是最常见的一种欧泊。 火欧泊:透明至半透明,有时有变彩,有时没有变彩,体色为黄至橙**,由于色调热烈,有动感,所以被大多数美国人所喜爱。
由于欧泊含水,硬度较低5~65,一般作项链挂垂、耳环、胸针,不宜做戒面,并且佩戴时注意不能曝晒、火烤,否则易干裂而失去变彩。
(2) 天然玻璃:天然玻璃是指在自然条件下形成的玻璃,成分以非晶质SiO2为主,另外还含少量Al2O3、FeO、Fe2O3、Na2O、K2O等。具玻璃光泽,不透明至半透明,正交偏光镜下全黑,表现为光性均质体,但常见波浪状异常消光,放大检查内部常见圆形气泡及流动构造,点测法折射率149,密度233~246g/cm攩3搅,较稳定,可作为宝石的天然玻璃有火山玻璃和陨石玻璃。
火山玻璃:是酸性火山熔岩快速冷凝的产物,矿物名称为黑曜岩,SiO2含量达60~75%,可呈黑色、褐色、灰色、蓝色、**、红色等,有时颜色不均匀,带有白色或其他杂色的斑块,,形如雪化,被称为“雪花状黑曜岩”。
陨石玻璃:是陨石成因的天然玻璃,是石英质陨石在坠入大气层燃烧后快速冷凝而形成的,常为较透明的绿色,绿棕色或者棕色。
下面在顺便介绍一下其他宝石的鉴别:
钻石的优化处理与鉴定
钻石的优化处理主要是指利用各种物理方法(放射性辐照和高温处理),把那些不被人们喜爱的颜色(如浅黄、浅褐和褐色)改善,而得到受欢迎的白或其它彩色(黄、绿、蓝、红色):其次,是利用激光技术对钻石中的包裹体进行净度处理。
1钻石颜色优化处理的过去和现在
其实,人们对钻石颜色的优化有很长的历史了,过去用于改善钻石颜色的办法十分简单,比如1652年,人们就知道在镶嵌钻石时置薄箔于底部以提高其色调,或是用蔬菜染色剂、墨水等涂在钻石表面或腰棱以改善其颜色或提高色级。1905年英国化学家William Crookes发现了埋在镭的溴化物中的钻石可变成绿色的现象。这是放射性辐照改色的开始,到1932年人们终于找到了一条即可以使钻石颜色改善,又能避免放射性对人体损伤的安全有效的改色途径。
目前,辐照改色的途径主要有:
(1)镭照射处理(α粒子)(在氡气中着色更快);
(2)人工产生的元素镅辐射处理(α粒子);辐射后的金刚石进行强有力的清洗,可以不带有任何放射性痕迹;
(3)回旋加速器处理(质子、氘核、α粒子);用回旋加速产生高速运动的上述粒子来轰击金刚石,使之着色;
(4)线性加速器(高能电子);
(5)核反应堆处理(高能中子);
其中后两种是较常采用的,尤其核反应堆处理得到的金刚石颜色分布比较均匀。值得注意的是采用加速器处理时,样品事先必须冷却,以防止辐射产生的热量使金刚石骤然升温造成热振荡,使样品破碎。处理的对象绝大部分Ia型,辐照的结果一般是绿色、蓝绿色,再加热处理就得到黄绿色、强**、橙色或橙褐色;对数量极少数的I型钻石处理的最终结果可能会得到粉红色或紫色;Ⅱ型钻石的最终处理结果是棕色。
热处理一般都是和辐照处理相伴进行的,单独热处理的情况不多,前人曾有过单独热处理将Ia型金刚石变成鲜明的**,在不同条件下处理使Ia型和Ib型金刚石相互转变的研究记录。单独热处理的关键是温度的控制和气氛的匹配。
我们对湖南砂矿金刚石采用吸收光谱、电子顺磁共振谱和红外光谱等手段进行的研究表明:其**、绿色和褐色等颜色金刚石的色心是杂质离子和放射性辐照产生的晶格空位。实验发现了孤氮中心(≥222ev);N3-N2中心(2985ev,2596ev);GR1中心(1673ev);595中心(2086ev);H3和H4中心(2463ev和2499ev);3H中心(2462ev)。本区金刚石的颜色本质是由于存在联合色心。其**或褐色金刚石的颜色是由于多种色心的叠加,此结论与中科院地化所陈丰、郭九皋等人的研究结果基本一致。本区砂矿金刚石改色虽具多变性,但只要弄清呈色机制,控制温、压和气氛等条件,完全可以提高金刚石的档次。同时在实验中我们发现金刚石中存在氢键,其具体存在方式(C-H,H2O,或OH)尚不清楚,认为它是金刚石中除N和B之外的第三种致色杂质元素,有关研究工作正在进行中。
CVD镀膜是钻石颜色优化的一项新技术,一般在Ia型刻面钻石的冠部用化学气相沉积法镀上一层厚几个到几十个微米的天蓝色合成金刚石膜来仿造天然蓝钻石。
2辐照处理钻石的鉴定方法
对于用人工辐照配合热处理而得到的绿、蓝、黄、橙、粉红、棕色钻石可以考虑从以下几个方面予以鉴别。
(1)光谱特征
1956年GIA的研究人员发现经辐照和加热处理的钻石在595nm处有吸收,而天然钻石没有,虽然后来的研究发现这一吸收峰在高温处理(大于1000℃)中可以消失,但又会出现1963nm和2024nm两处新的吸收。因此595nm、1936nm和2024nm处的任一吸收峰是人工辐照的诊断谱线。
人工辐照成因的**钻石颜色是由H3中心(引起503nm吸收峰)和H4中心(引起496nm吸收峰)导致,而且一般以H4为主,显示496nm强峰。天然的**钻石往往以H3为主,显示503nm强峰。由于H4是收B氮集合体引起,因此不含B氮集合体的Ia型钻石经人工辐照后不会产生496nm强带。
人工辐照致色的粉红色钻石可显示595nm和637nm吸收线,而且在570nm处可见荧光线。天然致色的粉红色钻石主要显示563nm宽带。
在Ia型钻石上镀膜的蓝钻石常显示出N3中心和415nm吸收带,而天然蓝钻是由硼致色,不会显示415nm吸收峰。
(2)颜色分布特征:
人工辐照致色的彩钻常显示与其结构无关的色带,如环绕亭部的伞状阴影,环绕冠部的深色带及一侧深一侧浅的现象,这些分布特征在浸油中观察更为清晰。
CVD镀膜的蓝钻在显微镜下可于其腰、棱附近见到白色不规则体。
(3)放射性检测
用使底片感光的方法或盖革计数器可以检测出明显的残余放射性。用高纯锗γ-射线光谱仪,碘化钠γ-射线探测仪、闪烁探测仪可以检测出微量的残余放射性。
(4)导电性检测
天然蓝钻是半导体,在电导仪上的读数一般是20-70V,很少高于130V,而CVD镀膜的蓝钻常显示高于130V的读数。
3钻石净度的优化处理-裂隙充填
除了颜色优化之外,设法提高其净度也是目前钻石优化处理的一个重要方面。
天然钻石中包裹体和裂缝会影响其净度。人们利用激光高能量、细光束,高准直度的特点,除去钻石内部的包裹体,提高其净度。
八十年代以色列YAHUDA公司发明了钻石的裂隙充填技术。他们首先用激光打孔至钻石内部暗色包裹体,用强酸将内含物溶出,再用其它折射率相近的物质将孔填上。填充后的钻石,其净度可提高2-3个级别。填充的材料有两种:一种是“有彩光充填”,这种传统的充填方法是以钻玻璃做为充填材料,填充后裂隙处保留有彩光,但这种彩光不象未充填之前的七色彩光,而总是呈现七彩光中两种相邻的颜色(比如黄绿、蓝紫等)。另一种是无彩光充填,裂隙处没有因充填而呈现双色彩光,是由C、H、O等元素组成的新的填充材料,研究者认为是一种透明的树胶。由于这种充填裂隙处不再有彩光,很难被发现,更具有隐蔽性。
宝石与放射性
为了改善宝石的颜色,人们采用各种手段对宝玉石进行人工处理,以满足不同人对宝玉石的多种需求,核技术辐照改色就是所用方法之一。但一接触到“核技术”,人们首先想到了放射性问题,甚至对人工处理的宝玉石的安全性产生了怀疑。
其实,在人们的生活空间里,核辐射是无处不在的。人一生下来就不同程度的受着核辐射的影响,在我们的周围,土壤、空气、水、食品、居室的建筑材料等,都含有一定的原生放射性核素,来自外层空间的宇宙射线,以及宇宙射线与高层大气中的原子相互作用产生的宇生放射性核素等等,都是自然存在的天然电离辐射源。此外,还有一定数量的人工电离辐射源。如核武器试验产生的放射性微尘、使用或生产放射性核素的部门排出的放射性“三废”,还有国民经济各部门中使用的核仪表及装置,如加速器、钴源、γ探伤机、β测厚仪、χ射线机,以及日常生活中使用的夜光表等,都会发出不同程度的射线。天然辐射和人工辐射对国民产生的辐射剂量称为国民剂量,我国国民所受照射中天然本底辐射占934%,其次是医疗照射,约占总剂量的421%。
放射性衰变是在原子核中发生的,与环境变化如温度、压力、湿度等无关,正因为放射性这一特性,使其在现代工业中得到了广泛的应用,因核技术在农业、医学、军事、环境保护等各个领域的应用,也越来越受到人们的重视。用核技术进行材料(包括宝石)改性只是其应用的一个方面,用于宝石优化处理的辐照方法有三种:1带电粒子辐照,较常用的是高能电子辐照;2γ辐照,一般是用钴60作为γ源,故又称为钴源辐照;3反应堆中子辐照,带电粒子辐照是利用高能电子加速器,产生高能电子束辐照宝石,通常所产生的感生放射性很小或半衰期很短、辐照后的宝石经短时间放置后便不会对佩戴者产生影响。γ辐照不诱发放射活性,采用反应堆中子对宝石进行辐照,视宝石的品种、内部所含杂质和辐照的积分通量不同,其感生放射性也有所不同,反应堆中子分为快中子、慢中子和热中子,其中热中子会激活宝石中的某些原子、产生较高的感生放射性,若其半衰期较长的话,辐照后的宝石则须经过较长时间的放置,待其放射性水平达到安全标准以下时才能投放市场,否则佩戴这种宝石是不安全的。由于不同的辐照方法在宝玉石中所产生的色调有明显差别,都存在着市场需求,因此利用辐照处理宝玉石的方法,现在还在采用,但用反应堆中子辐照方法,有些单位已不再使用。
含有放射性核素的物体,由于其放射性核素的特性,能自发的放出射线,为度量射线对物质的作用程度,引进了剂量的概念,在医学上用药物治疗疾病,要掌握使用的药物量称为药物剂量,而要知道人体受到了多少放射性照射,在辐射剂量学中提出了吸收剂量的概念,其物理意义是:电离辐射与物质相互作用时,单位质量的物质中吸收电离辐射能量多少的一个辐射量,也就是粒子授予单位质量物质的能量多少,吸收剂量不能反映生物效应的不同情况,即吸收剂量相同,因辐射类型(α、β、γ中子)或辐射条件不同(内、外照射,不同部位的照射)所产生的生物效应是不同的,大众所关心的是人体受照射后的生物效应情况,所以又引入剂量当量的定义,称为希沃特(Sievert),简称希(Sv)。这些是从放射性防护角度引出的常用单位,而任何放射性核素本身都有一定的活度,其大小决定于放射性核素的性质和存在的放射性原子核的数目,放射性活度的单位称为贝可勒尔(Becquerel),简称贝可(Bq)。如辐射源每秒发生一次衰变即为1贝可。以上这些国际制单位都是1975年以来,由国际辐射单位与测量委员会(ICRU)和国际放射防护委员会(ICRP)讨论推荐,并经国际计量大会(CGM)予以通过的,也是我国的法定计量单位。为了便于对新旧辐射量及单位的比较,下表列出了上述单位新旧量的一些关系。
量 单位符号 换算关系
名称 符号 现行国际制
限定名称 曾用单位
吸收剂量 D 戈瑞(Gy) 拉德(md) 1Gy=100rad
剂量当量 H 希沃特(Sv) 雷姆(rem) 1Sv=100rem
活度 A 贝可勒尔(Bq) 居里(Ci) 1Bq=27×10-11Ci
用核技术对宝玉石进行加工处理,只是一种人工处理方法,是为了使宝玉石更加瑰丽多彩,对可能产生的感生放射性,理应受到严格控制,这不仅涉及到法律问题,也是一个道义问题,遗憾的是,目前国际上尚未制订出公认的允许标准,可供参考的是,美国对托帕石确定的总允许放射性活度为25贝可以下,且对所含的不同核素也作了不同的活度限制,其原则是半衰期越长限制越严,例如铯Cs137核素的活度被限定在1贝可。
在物质和精神生活水平有较大提高的今天,经辐照方法处理的宝石的残余放射性问题越来越为人们所重视,出售用辐照方法处理的宝石不仅要有辐照改色的标识,还须有其残余放射低于安全标准的承诺。
普及放射性知识,加强辐射防护教育,有助于核技术的开发利用,减少公众对核能的恐怖感,全面科学的对待核设施及其产品的应用。
合成钻石
人们盼望已久的合成晶体家族的新成员——合成钻石即将进入国际市场。据亚洲珠宝杂志最新报道,今年九月份在香港和泰国分别举行的珠宝贸易展销会期间,美国吉米西斯公司的总裁克拉克先生向亚洲珠宝杂志披露,该公司生产的合成钻石将于明年一月份投放泰国市场。
设在佛罗里达州的美国吉米西斯公司,通过与美国佛罗里达大学的合作(美国佛罗里达大学在该公司中占有股分),对1996年从俄罗斯引进的生产合成钻石技术进行消化和改进,终于在1999年9月生产出彩色的和无色的合成钻石。
生产合成钻石技术所采用的原料是一些天然的金刚石碎片。所采用的生产设备由该公司自行设计并制造,每套设备的成本大约为33~38万元人民币,生产一克拉合成钻石晶体目前至少需要50个小时。由于规模小,生长周期长,至今月产量只有50~100粒。第一批无色的合成钻石晶体重13~16克拉,彩色的合成钻石晶体重达5克拉,刻面重量05~15克拉。无色的合成钻石的色度为G~J,洁净度为VVS2~VS1。彩色的合成钻石晶体的颜色有蓝色、绿色、粉红色、**和黑色。
吉米西斯公司已与泰国的一些首饰制造商合作,决定将合成钻石晶体加工、镶嵌后再出售。随着合成钻石生产规模的不断扩大,吉米西斯公司也将销售晶体和刻面,并计划将产品投放俄罗斯、中东和美国市场。合成钻石的价格介于合成碳化硅(一种外观和硬度非常类似钻石的合成晶体)和天然钻石之间,当前市场上合成碳化硅的售价大约是天然钻石价格的百分之十到十二。
合成碳硅石揭秘
仿佛一夜之间,几乎凡是涉及钻石之处都会带上合成碳硅石(synthetic moissanite)一笔,美国发现频道和ABC世界新闻极力渲染合成碳硅石和钻石惊人相似,一些钻石商打出“我们这里无合成碳硅石”、“100%天然钻石”的广告,美国C3公司斥巨资进行广告宣传和开拓市场,这一切都使我们迫切地想知道,合成碳硅石是什么,怎样快速鉴定,未来将会怎样
什么是合成碳硅石
合成碳硅石是一种钻石仿制品的注册商业名称,被称为最新一代钻石仿制品,是一种新的实验室合成宝石,1998年6月进入市场。它的硬度和热导率仅次于钻石,折射率高于钻石。尽管碳硅石在自然界中存在,但极为罕见,只出现在陨石、金伯利岩和碳酸岩中,粒度很小,不能用作宝石加工。钻石仿制品通常仅能模仿钻石的一、两项技术指标,而合成碳硅石的光泽、亮度、火彩等都和钻石极为相似,仿真性甚至超过当前的最佳钻石替代品——合成立方氧化锆。C3公司宣传它是钻石最好的伙伴。
合成碳硅石的原料唯一供应商是美国克瑞研究公司,它是开发、制造、营销由碳化硅制成的电子仪器的全球佼佼者,主要产品有微波仪器、动力仪器、蓝色激光等,它拥有47项专/ca>
参考资料:
当初捡了十亿钻石上交给国家的女孩,现在已经从厂里退休,和老伴过着安享晚年的日子。她叫魏振芳,在一九七七年的时候,她才二十一岁,她在队里干农活,一锄头就在地里翻出一个坚硬的亮晶晶的东西,她当时也很惊讶,就把这个东西带回了家,家里一家人都不知道这是个什么东西,后来请专家到家里看了,才知道这是一块巨大的钻石,它的价值被定为十亿左右。
这颗钻石叫做“常林钻石”,在全球这种钻石都很罕见,她们一家人考虑再三,最终决定把这颗巨大的钻石上交给国家,得到了全国人民的广泛关注,她这种大无私的精神感染了很多人,成为了当时的大红人,上交后,她的生活也发生了变化,国家因为她上交了这种宝物,而且佩服她大无畏的精神,决定奖励她三千元的奖金,农转非的户口,并且安排到工厂上班,最后中央还奖励了一台拖拉机。
这些奖励在当时是很高级的,要知道当时连万元户都没有,她就认同手持巨款一样。很多人都幻想着自己能某一天突然一夜暴富,然后就花天酒地,但是她并没有这样做,把价值十亿的钻石上交了,而且她并没有因为这个而沾沾自喜,而是开始在工厂脚踏实地的开始好好工作,很多工作上的不因为这件事而搞特权。
她现在已经在安度晚年,这样的好人民值得我们全中国人民学习。
真不敢相信!理由是:在阳光照射下虽然呈现出亮点,这些圆形亮斑虽然有点像金伯利岩照片中呈现的小钻石图像,但这些亮点都没有显示火彩!真的钻石在阳光下的照片中如出现小圆形都是呈现火彩,并且闪闪烁烁的!我有两块充满钻石的石头放在阳光下总是显示火彩,稍微转动一下就呈现出闪闪烁烁的星光!你这块的小白亮斑仅仅是反光,没有闪烁的灵动感!要真是521万元买来的,这学费太贵了!不过你既然出得起这个天文数字的价格,就丢了521万都会比我强百倍!祝你心情愉快!钱都是人做来的!丢了又做过!祸兮褔之所依,福兮祸之所伏。塞翁失马焉知非福!
整理了一些资料供你参考参考。
理想情况下钻石原石多半会长成规则的八面体,像这样:
或者立方体,像这样:
或菱形十二面体,像这样:
或者以上几种形状的结合体,像是这样:
但大自然的环境往往不会非常理想,所以长出来的钻石晶体多半是歪的,晶体的棱也会弯弯曲曲,
像是这样(八面体钻石):
或这样(立方体钻石):
或者这样(十二面体钻石):
或者几种形状的结合体,像这样(双晶钻石):
或这样(复杂晶型钻石):
还有(复杂晶型钻石):
黑色的钻石往往会由许多个小小晶体组成,像是这样:
不同形状的钻石原石表面还常常能见到许多比较规则的花纹,
像是这样(八面体钻石表面的三角生长纹):
或者这样(十二面体钻石表面的平行生长纹):
本文利用实体显微镜和微分干涉显微镜对83片山东、63片辽宁和134片湖南砂矿钻石薄片中的包裹体进行显微放大观察,采用的仪器分别为中山大学地球科学系岩矿显微鉴定室和西北大学地质系特种显微镜室的实体显微镜(型号分别为Nikon SMZ1000和Nikon SIMZS00)、国家珠宝玉石质量监督检验中心的微分干涉显微镜(型号为Nikon LV100),结果如下:
6221 常见包裹体的形貌特征
三产地的钻石中橄榄石包裹体出现的频率较高,在辽宁发现13颗,山东发现18颗,湖南发现14颗,出现频率在分析的钻石样品中分别为206%、217%和104%。橄榄石包裹体大多数为无色透明的浑圆球状、柱状晶体(图61,图版Ⅵ)。湖南钻石中的橄榄石还具有哑铃状外形,哑铃状橄榄石显示浑圆的外形,晶体一头大一头小,中部线状内凹收窄,周围派生片状的内部裂隙和微裂纹(图62);山东钻石中还出现有钉头状橄榄石(图版Ⅵ)。橄榄石周围常环绕黑色石墨包裹体,部分晶体与石墨、裂隙相连接(图63,图版Ⅵ),辽宁钻石中的橄榄石包裹体晶面上还有细密的蚀像(图64),在山东和湖南钻石中的多颗橄榄石包裹体晶面上都发现有黑色石墨斑点的覆盖,如山东钻石23-SD-02的橄榄石晶体的部分晶面布有细小的黑色斑点,湖南钻石146-HN-01-A中三颗橄榄石包裹体晶面上都覆盖有黑色斑点(图65,图版Ⅵ)。石墨斑点以薄膜状覆盖在橄榄石的晶面上,同时对所在橄榄石晶体的拉曼测试造成影响。石墨斑点或分散或密集地在部分晶面上和晶棱上存在,斑点个体大多数呈拉长椭圆形,个体间沿拉长方向平行排列,拉长方向大致与包裹体晶体的延长、变形方向或晶体被熔蚀方向一致,如湖南钻石样品802-7中球状橄榄石晶面和晶棱上都有黑色拉长石墨斑点,晶棱上的石墨在熔蚀凹槽内出现,斑点整体平行排列(图66,图版Ⅵ);共生于同一钻石中的橄榄石上的石墨斑点在相同方向的晶面上出现,并且各个橄榄石晶体上斑点的拉长方向一致(图版Ⅵ)。
表63 中国钻石包裹体的类型特征统计表 Table 63 Statistics of inclusion types of diamonds in China
图61 山东钻石中的短柱状橄榄石
(样品23-SD-02,微分干涉显微镜下,500×)
Figure 61 Short columnar olivine inclusion in Shandong diamond
(sample 23-SD-02,Differential Interference Contrast Microscope,500×)
图62 湖南钻石中哑铃状橄榄石及周围的片状裂隙
(样品802-6-2,微分干涉显微镜下,100×)
Figure 62 Dumbbell-shaped olive inclusion with sheet fissure surrounded in Hunan diamond
(sample 802-6-2,Differential Interference Contrast Microscope,100×)
图63 湖南钻石中的橄榄石包裹体、状裂隙及其内的石墨
(样品177-HN-01,微分干涉显微镜下,500×)
Figure 63 Olivine inclusion and sheet fissure with graphite in Hunan diamond
(sample 177-HN-01,Differential Interference Contrast Microscope,500×)
图64 辽宁钻石中橄榄石包裹体晶面上布满蚀像
(样品3-LW-03,微分干涉显微镜下,500×)
Figure 64 Olivine inclusion fully covered with etched figures in Liaoning diamond
(sample 3-LW-03,Differential Interference Contrast Microscope,500×)
图65 湖南钻石中橄榄石包裹体上平行成行排列的黑色石墨
(样品146-HN-01-A,微分干涉显微镜下,500×)
Figure 65 Olivine inclusion covered with parallel graphite in Hunan diamond
(sample 146-HN-01-A,Differential Interference Contrast Microscope,500×)
图66 湖南钻石中橄榄石上定向拉长的石墨斑点
(样品802-7,微分干涉显微镜下,100×)
Figure 66 Olivine inclusion covered with oriented elongated graphite in Hunan diamond
(sample 802-7,Differential Interference Contrast Microscope,100×)
在三个产地的钻石中发现有两种类型的石榴子石:镁铝榴石和镁铝-铁铝榴石。
辽宁钻石中发现的镁铝榴石主要为灰白色拉长柱状(图67,图版Ⅵ),晶棱圆滑,周围有大量黑色包裹体,其中一个大型的黑色包裹体呈厚片状分布,放大观察可见其中包裹大量的浑圆晶体(图68,图版Ⅵ),同时在该钻石中分布许多熔蚀长轴状未准确鉴定的晶体;镁铝-铁铝榴石包裹体十分细小,以浑圆状晶体分布于大片状的内部裂隙和黑色石墨包裹体中,难于仔细观察(图版Ⅵ)。
图67 辽宁金刚石/钻石中拉长柱状镁铝榴石
(样品8-LW-02,实体显微镜下,250×)
Figure 67 Elongated columnar pyrope inclusion in Liaoning diamond
(sample 8-LW-02,Stereomicroscope,250×)
图68 厚片状黑色裂隙中浑圆晶体群
(样品8-LW-02,微分干涉显微镜下,200×)
Figure 68 Rounded crystal group in thick and black sheet fissure
(sample 8-LW-02,Differential Interference Contrast Microscope,200×)
辽宁钻石中的石榴子石包裹体周围有大量浑圆晶体包裹体,种类有辉石族矿物和其他镁铝榴石以及未确定的矿物(图69),晶体包裹体彼此之间都或近或远地独立分布。
山东钻石中镁铝榴石包裹体以紫色为主,呈现中间收小的哑铃状、葫芦状和复杂晶形的浑圆晶体(图610,图版Ⅵ),晶体周围黑色石墨包裹体较少,多是浑圆的晶体包裹体,镁铝榴石包裹体没有与裂隙连通,较为独立。山东钻石样品23-SD-02的哑铃状镁铝榴石显示出层状结构,晶体内部为紫色,外部则为无色透明(图611);镁铝-铁铝榴石包裹体有紫色、黄褐色和无色(图版Ⅵ),晶体外形基本完整,部分晶体的晶面上有黑色斑点、红色斑块和三角锥状蚀像(图612):其中黑色斑点所在的晶面显示面平棱直的形态,可判断此晶面是受外力导致的破裂面,非熔蚀过程导致,斑点为六边形,与所在晶面的形状一致,且取向和所在晶面一致,判断黑色斑点是在石榴子石破裂面生成后形成的,为后生成因;红色斑块外形多变,多散布在晶体的边棱,向中部减少,对周围的一颗熔蚀状晶体上的红色斑块的拉曼测试结果为黄铜矿,推测石榴子石上的红色斑点应为同样生长环境下的同种物质;三角锥状蚀像密集在一晶面上。根据镁铝-铁铝榴石的形貌特征可判断钻石247-SD的生长经历了外力撞击和后期熔蚀的过程,显示该区金伯利岩浆在上升侵位过程中钻石发生再结晶作用。
湖南钻石中的镁铝榴石包裹体为无色透明晶体,呈拉长浑圆状四角三八面体,常独立分布,很少与裂隙连通,晶体周围还常常有其他种类的浑圆晶体包裹体存在,如样品150-HN-01中3颗分散的镁铝榴石包裹体,包裹体显示浑圆拉长晶体(图613);镁铝-铁铝榴石有拉长柱状晶形,还发现有钉头状外形,白色钉头状晶体有单独分布,也有成行分布(图614)。
辽宁钻石中的顽火辉石包裹体呈无色,浑圆拉长变形晶体,晶体两端大小不一(图615),周围伴有裂隙和黑色包裹体。
山东钻石中辉石族矿物种类包括镁铁辉石、顽火辉石和绿辉石,为无色透明柱状浑圆晶体,环绕辉石包裹体周围的钻石内呈现明显的应变异常双折射现象(图616,图版Ⅵ),长柱状辉石晶体的平坦晶面上呈现小阶梯状(图617)。辉石包裹体周围有大量黑色云朵状包裹体和大量的晶体包裹体,种类包括绿辉石和石榴子石(图版Ⅵ)。
图69 辽宁钻石中的橄榄石和石榴子石包裹体
(样品LN-50-037B,微分干涉显微镜下,50×)
Figure 69 Olivine and garnet inclusions in Liaoning diamond
(sample LN-50-037B,Differential Interference Contrast Microscope,50×)
图610 山东钻石中的镁铝榴石
(样品247-SD-01,微分干涉显微镜下,500×)
Figure 610 Pyrope inclusion in Shandong diamond
(sample 247-SD-01,Differential Interference Contrast Microscope,500×)
图611 山东钻石中紫色哑铃状镁铝榴石
(样品23-SD-02,微分干涉显微镜下,200×)
Figure 611 Purple and dumbbell shaped pyrope inclusion in Shandong diamond
(sample 23-SD-02,Differential Interference Contrast Microscope,200×)
图612 山东钻石中浅**镁铝-铁铝榴石晶面上的黑色六边形斑点(右部)、拉长的三角形蚀像(左部)和红色斑块(中下部)
(样品247-SD-01,微分干涉显微镜下,500×)
Figure 612 Light yellow pyrope-almandine inclusion with black hexagon spots (right),elongated triangular etched figures (left) and red patches (lower center)
(sample 247-SD-01,Differential Interference Contrast Microscope,500×)
图613 湖南钻石样品150-HN-01中的镁铝榴石包裹体
Figure 613 Pyrope inclusion in Hunan diamond,sample 150-HN-01
图614 湖南钻石中的镁铝-铁铝榴石包裹体
Figure 614 Pyrope-almandine inclusion in Hunan diamond
图615 浑圆拉长变形的顽火辉石
(样品8-LW-01,拉曼探针显微镜下实测图)
Figure 615 Rounded,elongate and distorted enstatite
(sample 8-LW-01,Raman Microscope on-the-spot figure)
图616 浑圆状绿辉石及其周围的异常双折射现象
(样品247-SD-01,微分干涉显微镜下,500×)
Figure 616 Rounded omphacite with anomalous birefringence effect
(sample 247-SD-01,Differential Interference Contrast Microscope,500×)
图617 长柱状辉石,平行柱状体有阶梯纹理
(样品247-SD-02微分干涉显微镜下,200×)
Figure 617 Long columnar pyroxene with parallel stepped veins
(sample 247-SD-02,Differential Interference Contrast Microscope,200×)
湖南钻石中辉石族包裹体种类有顽火辉石、镁铁辉石和绿辉石。晶体为无色透明,呈浑圆状,晶形多样,有柱状、板状、膝状和针管状形态,平行晶体延伸方向常具有阶梯状纹理(图618,图版Ⅵ)。辉石包裹体在钻石中都是单独存在,部分晶体周围延伸微小的裂隙。如钻石样品802-2中的膝状的顽火辉石,周围延伸出细小羽状片状裂隙(图619),一个方向上显示浑圆光滑晶面,相对方向上则显示规则阶梯状晶面。在一颗绿辉石包裹体晶面上发现有黑色石墨斑块(图620),斑块在两个相对的晶面上存在,没有方向性,说明包裹体经历的温压环境改变不具定向性,这与包裹体本身的原始晶形较完整相一致。在一个针管状孔道的不同位置(样品802-7)测出绿辉石的拉曼峰,同时还测出氮气和石墨,此管道延伸至钻石晶体表面,管道的内壁为面棱状,底部呈尖灭状(图621)。
6222 特殊形貌特征的包裹体
图618 湖南钻石中的顽火辉石包裹体,平行柱状体有阶梯纹理
(样品127-HN,微分干涉显微镜下,500×)
Figure 618 Enstatite inclusion with parallel stepped veins in Hunan diamonds
(sample 127-HN,Differential Interference Contrast Microscope,500×)
图619 湖南钻石中的顽火辉石包裹体
(样品802-2,微分干涉显微镜下,500×)
Figure 619 Enstatite inclusion in Hunan diamond
(sample 802-2,Differential Interference Contrast Microscope,500×)
在研究的山东和湖南钻石多颗晶体包裹体上都附着黑色斑纹,包裹体种类包括橄榄石、镁铝榴石、镁铝-铁铝榴石、绿辉石和柯石英,各种包裹体晶体上的斑纹形态见图版Ⅵ,利用原位微区激光拉曼技术分析确定包裹体上的黑色斑点为石墨。分析发现,石墨大多数聚集成斑点状、条带状覆盖在包裹体的晶面上,但并不是在每个晶面上都存在,往往沿着拉长变形的晶面和受熔蚀的方向分布:石墨斑点个体大多数呈细长椭圆形,沿拉长方向平行排列,拉长方向大致与包裹体晶体的延长方向、变形方向或晶体被熔蚀方向一致,如样品802-7中的橄榄石包裹体的晶棱被熔蚀呈平行沟渠状,被拉长的石墨斑从熔蚀沟内延伸到晶面上(图622),但也有呈与包裹体晶形相同的形态,如247-SD-01中镁铝-铁铝榴石包裹体部分晶面上的六边形黑色斑点(图623),与所在晶面的形状一致,且取向和所在晶面一致;条带状的石墨沿着包裹体晶体延长方向分布,与晶棱平行(图624);也有的石墨呈非定向的分散斑块状在大晶面上分布,如样品801-11中的绿辉石包裹体上的石墨斑块(图625)。依此推断这些石墨斑点应该为晶体包裹体形成后,由于外部环境温压条件的变化产生,与所存在的包裹体种类无关。
图620 湖南钻石中的绿辉石包裹体,其上有石墨斑点
(样品801-11,微分干涉显微镜下,500×)
Figure 620 Omphacite inclusion with graphite spots in Hunan diamond
(sample 801-11,Differential Interference Contrast Microscope,500×)
图621 湖南钻石中的针管状包裹体,管内测出绿辉石
(样品802-7,微分干涉显微镜下,100×)
Figure 621 Tubular inclusions detected as omphacite in Hunan diamond
(sample 802-7,Differential Interference Contrast Microscope,100×)
图622 湖南钻石中的橄榄石包裹体,其上有拉长定向的黑色石墨
(样品802-7,微分干涉显微镜下,500×)
Figure 622 Olivine inclusion covered with elongated black graphite in Hunan diamond
(sample 802-7,Differential Interference Contrast Microscope,500×)
图623 山东钻石中的镁铝-铁铝榴石包裹体,其上有六边形黑色斑
(样品247-SD-01,微分干涉显微镜下,200×)
Figure 623 Pyrope-almandine inclusion covered with hexagon black spots in Shandong diamond
(sample 247-SD-01,Differential Interference Contrast Microscope,200×)
图624 辽宁钻石中的镁铝榴石包裹体,其上有石墨附着
(样品LN-50-037B(1-1),微分干涉显微镜下,100×)
Figure 624 Pyrope inclusion covered with graphite in Liaoning diamond
(sample LN-50-037B (1-1),Differential Interference Contrast Microscope,100×)
图625 湖南钻石中的绿辉石包裹体,其上有石墨斑块
(样品801-11,微分干涉显微镜下,500×)
Figure 625 Omphacite inclusion covered with graphite patches in Hunan diamond
(sample 801-11,Differential Interference Contrast Microscope,500×)
另外,在4片湖南钻石薄片样品802-3-1、802-3-2、802-7和111-HN-02以及一片山东钻石样品42-SD-01中都观察到针管状溶蚀孔道,它们在金刚石/钻石中呈一个方向或几个方向分布,如图626~629所示及图版Ⅵ。针管状包裹体有单独存在也有成排发育,形态为粗细和长短不等的管状,管道内部为面棱状,管壁显示阶梯或不规则形态,由钻石晶体内部延伸至晶面,或出露或在靠近晶面处被封闭,出露面为不规则形状。由于针管状孔道深入钻石内部,对钻石的整体均一性造成了影响,因此本文将其纳入钻石的包裹体范畴来分析。
含有针管状包裹体的钻石晶体都是强烈变形的歪晶或呈碎块状,晶体表面蚀像丰富多样,其中以熔蚀线和塑性变形滑移线最发育。针管状包裹体都发育在晶体滑移变形面的延伸方向和交汇处,内部裂隙发育,佐证了钻石中针管状包裹体与钻石生长环境中受应力作用有关。拉曼测试发现,针管状包裹体的不同地方分别显示出钻石(样品802-3-1)、绿辉石(样品802-7)、石墨、氮气(样品802-7)、黄铜矿(样品111-HN-02和802-7)和黄长石(样品42-SD-01)的拉曼峰。由此可以推断,钻石中的针管状包裹体主要与钻石内部晶格结构以及后期地质作用有关。当塑性变形区域形成了晶体内部缺陷(主要为线性晶格缺陷),钻石遭受熔蚀时沿塑性变形方向更易被改造而形成熔蚀通道,由表及里的熔蚀作用遇到其他形式的晶体缺陷会使通道扩大或终止,这取决于晶体缺陷对熔蚀介质的抵抗力,并会在钻石表面的通道露口处导致后期杂质物质的进入而形成次生包裹体。
从以上对湖南、山东和辽宁钻石中的包裹体形貌分析可以发现,三个产地钻石包裹体的形貌都是以浑圆晶体为主,包裹体遭受了不同程度的熔蚀,导致矿物包裹体显示圆滑晶面棱和变形拉长外形。
前人在研究山东八面体金刚石/钻石的透辉石包裹体时,沿解理方向也观察到细小黑色斑点(黄蕴慧等,1992);亓利剑等(1999)在观察辽宁钻石中的橄榄石包裹体时曾发现少数橄榄石表面被黑色斑点状薄膜所覆盖,但都未对此种黑色斑点状薄膜进行确定。项目组在山东和湖南金钻石包裹体观察中确认了这些晶体包裹体上的黑色斑点是石墨物质,同时发现,石墨对所在包裹体晶体的拉曼测试造成影响,会造成包裹体矿物本征拉曼峰强度变弱或缺失(图630)。石墨斑纹在不同种类包裹体晶面上和包裹体周围派生微裂隙中存在,并完好封闭在寄主钻石中。原生石墨包裹体的存在可能说明这些钻石形成过程恰好处于钻石与石墨稳定区边界附近,而次生石墨包裹体在晶体中可能和钻石形成后外界温压环境明显变化有关(Harris,1968,1972;Vance,1972)。
在湖南和山东钻石中发现多个钻石中有成排出现针管状孔道,大部分管道直且内壁具明显的面棱状,推断应该是钻石生长过程中留下的生长特征。早期研究表明,金刚石/钻石的熔蚀通道与晶体缺陷有关(Tolansky,1955;Orlov,1973)。两粒澳大利亚粉红色金刚石/钻石中出现熔蚀孔道引起了关注(etched dislocation channel)(Hofer,1985);Crowningshield(1992)在粉红色金刚石/钻石中也发现“之”字形熔蚀孔道;Taijin Lu(2001)利用光学显微镜和扫描电镜研究了7颗天然金刚石/钻石中的熔蚀管道的特征,这些管道以各种形式的平行线状、弯折状或者是蠕虫状等外形出现,在许多产地中的Ⅰ型和Ⅱ型金刚石/钻石中都会出现;杨明星等(2004)对湖南褐色金刚石/钻石中的直管状的熔蚀孔道进行研究后认为它们是与塑性变形有关的熔蚀特征。湖南钻石在形成后的上升阶段,可能经过了剪应力的作用和普遍的熔蚀过程。
图626 湖南钻石中平行排列的针管状包裹体
(样品802-3-1,微分干涉显微镜下,100×)
Figure 626 Parallel arranged tubular inclusions in Hunan diamond
(sample 802-3-1,Differential Interference Contrast Microscope,500×)
图627 湖南钻石中针管状包裹体,内壁显示多面棱形态
(样品802-7,微分干涉显微镜下,500×)
Figure 627 Tubular inclusion with multi-facet prism texture inwall in Hunan diamond
(sample 802-7,Differential Interference Contrast Microscope,500×)
图628 湖南钻石中平行排列的细长管状包裹体
(样品802-3-2,微分干涉显微镜下,100×)
Figure 628 Parallel arranged slender and tubular inclusions in Hunan diamond
(sample 802-3-2,Differential Interference Contrast Microscope,100×)
图629 山东钻石中密集的针管状包裹体
(样品42-SD-01,微分干涉显微镜下,200×)
Figure 629 Intensive tubular inclusions in Shandong diamond
(sample 42-SD-01,Differential Interference Contrast Microscope,200×)
金刚石/钻石在室温和较低温度下主要表现沿{111}解理,常具脆性,随温度的升高,塑性变形明显增加,溶蚀孔道可能和塑性形变有关。实验表明,金刚石/钻石要发生塑性变形必须有温度、压力条件相互配合(图631):天然金刚石/钻石生长的温度在 900~1300℃之间,压力为(45~70)×108Pa,因此在地幔高温高压下的金刚石/钻石生长环境中受应力作用时金刚石/钻石易产生塑性变形,从而产生一系列的晶体缺陷,进而对金刚石/钻石晶体的生长和光学性能等都产生极大的影响;如果环境温度太低(在900℃以下),则有可能发生脆性变形(Bursill,1995;Schmetzer,1999)。
图630 湖南钻石中的橄榄石及其上的石墨斑点拉曼测试图
Figure 630 Raman Microscope testing results of olivine inclusion and the graphite spots in Hunan diamond
图631 金刚石/钻石塑性变形的温度压力范围
(原图据Schmetzer,1999)
Figure 631 Temperature and pressure range of diamond plastic deformation
(Original drawing by Schmetzer,1999)
综上所述,山东和湖南钻石晶体包裹体中附着的同生石墨包裹体可能说明钻石生长环境经历了明显的温压变化,钻石的生长环境具有波动性。湖南钻石中出现的针管状孔道数量比例最多,排列更密集,表明相对于辽宁和山东钻石,湖南沅水流域钻石的形成环境中塑性变形作用更为强烈,使其内部结构产生了复杂、明显的三维溶蚀缺陷。
大部分钻石都是从地底下300英里的地方出发,经过旅行才来到地面的。
什么样的钻石原石最好?主要看形态和美感。钻石就好像有皮肤一样,你如果触摸到原钻,你就能感受到那种不同,每颗钻石的皮肤都不一样。
钻石的光洁度不同,会影响到光线在钻石表面的折射。钻石有天然的颜色,也有在不同光线折射下呈现出的美丽颜色。
大部分钻石原石并不会闪闪发光,只有在打磨后才会脱胎换骨。但也有很多人喜欢未经打磨的原石,认为原石特别有能量。
这样的原石主要靠寻找,是天然的美人,不经任何后天修饰加工,带着岁月的印记。
钻石大师会挑选自己喜欢的钻石,然后供设计师选择,如果没有被选中,那些原钻也会成为收藏,也许会用在其他的系列里。
“我不会因为设计限制我的选择,我会出去挑选尽可能多的美丽钻石回来。”
钻石的形成条件和分类
钻石是指经过琢磨的金刚石,金刚石是一种天然矿物,是钻石的原石。钻石还分为宝石级金刚石、工业级金刚石。 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,而目前所开采的矿山中,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。如南非的一些钻石年龄为45亿左右,表明这些钻石在地球诞生后不久便已开始在地球深部结晶,钻石是世界上最古老的宝石。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。
钻石原石的形态
钻石原石多数看起来外表像毛玻璃,表面有结晶缺陷坑洞,带有蚀刻纹,硬度大,多数为白色或是乳白色,很少透明的。
钻石也会蒸发
钻石蒸发消失速度极慢,正常情况下无法被观察到。事实上,即使暴露在强紫外线条件下,例如强烈阳光照射或者放在紫外日光浴灯下,需要大约100亿年之后,钻石质量损失才能达到可观察的程度。
工业级钻石和宝石级钻石
纯净的天然金刚石极其昂贵,一般零点几克的晶体就是精品,价格远在黄金之上。工业上的金刚石则是人工制成,一般是用石墨在高温高压下转化而成,得到的是细小的金刚石颗粒,所以呈黑色。
钻石的营销骗局?
一句:“钻石恒久远,一颗永流传”,把钻石和爱情联系起来了,钻石更像是一次性消费品,导致二手钻石的流通率极低。钻石的燃点只有区区800度,一场火灾就能让你高价买来的钻石瞬间变成二氧化碳。要说钻石有什么值得称道的地方,恐怕也只有它的硬度了。钻石的硬度是天然矿石里最高的,跟其他物体打击也难以留下划痕。因此在工业上,科学家们会利用高温高压合成钻石微粒,用于砂纸、钻探、研磨、切割工具上,比如…
大家怎么看待钻石的价值?
各位网友是怎么认为的?
提起钻石,人们首先想到的是昂贵和闪亮,钻石是天然物质里硬度最高的,而且在所有宝石里,它的折射率和色散值也是最高的之一,所以钻石看起来极其闪亮。那么钻石原石也是闪闪发光,熠熠生辉的吗,其实不是的。大部分钻石毛胚都表面都是坑坑洼洼的,光泽不强,并不耀眼,稍微带点蜡状光泽。其中又可分为宝石级跟工业级。
比如下面的这些毛胚,颜色又黑又咖,净度也不好,还算不上黑彩钻的地步,一般只能用于工业或者做低端珠宝。
那那些珠宝店里熠熠生辉的钻石都是什么样的毛胚呢,我觉得可以先谈谈钻石矿的产区。首先来说,钻石由于是元素碳的单质,为四面体立方结构,十分坚硬。因为它的成分和结构单一,所以钻石不同矿区的区别很小,钻石一般是不分产地的,不像红蓝宝、祖母绿等宝石,不同产地区别很大,价格差异也是巨大。现在钻石产地主要有俄罗斯、博茨瓦纳、纳米比亚、澳大利亚、刚果等地,以前传统产钻大国南非,由于开采早,现在原矿产量已经没那么大了。当然了,世界上大部分钻石矿,特别是非洲的钻石矿,主要控制在戴比尔斯这家公司手里。俄罗斯后面发现钻石,依老毛子个性当然不能让钻石控制在他人手里,所以俄罗斯的艾洛莎也是极其强大的钻石公司。而现在大火的粉钻原矿,主要产地是澳大利亚的阿盖尔矿区。可以说,钻石原矿的分布是极其广泛的,我国的山东辽宁等地也有极少的产量,比如著名的常林钻石就发现于山东。那么宝石级的钻石原矿是啥样呢,一般来说,宝石级钻石原矿都是半透明的,优质的原矿是八面体形状,正好可以一切两半,切出两颗圆形钻石。
当然了,有些原矿十分漂亮,特别是一些彩色钻石原矿,比如下面这个巨大的黄钻原矿。
钻石虽然主要成分是单质碳,但是天然的东西都会有杂质,好的钻石杂质需要在显微镜下才能看到,比如这样的:
这个是在钻石内部的晶体,居然是漂亮的八面体形状。
那么平庸的原矿是如何变成光彩夺目的钻石呢。在古老的印度,由于钻石是最硬的,只能用钻石和钻石进行打磨,现在有了激光和各种切割仪器,还有电脑绘图测量,一切都变得容易许多,当然这一切也都离不开有经验的切割师傅的设计。比如下面的这个视频可以大体参照一下。
钻 石原石很不起眼,多数类似毛玻璃,且晶形完美、透明的少见,多数都有蚀刻纹、坑洞等结晶缺陷。颜色也是千差万别。
按照用途一般可分为 宝石级钻石 原石和 工业级钻石 原石。
提到钻石,想必大家都不会陌生。切磨成完美几何形状的钻石,闪烁着耀眼的光芒,象征着矢志不渝的爱情,让万千女性为之动容。
那么钻石的原石长什么样呢?恐怕很多人都没有见过。首先,我们先来了解一下钻石,它的矿物学名称是金刚石,化学成分是碳,也是自然界中唯一由单一元素组成的宝石。原石的晶体形态多呈八面体、菱形十二面体、四面体或者这几种形态的聚形。
接下来我们就来看看自然界中的钻石原石长什么样吧!
看起来是不是和结晶的冰糖有些相似呢?但它可不同于冰糖,钻石可是目前自然界中发现的最坚硬的物质。
八面体钻石原石
立方体钻石原石
复杂晶型钻石原石
看了这么多的,相信大家对钻石原石都有了初步的认识。如果您下次在野外碰上了这样的石头,一定要捡起来放到兜里收好,千万不要当做普通的石头扔了哦!
钻石原石是没有经过切割的金刚石,是一种由纯碳组成的矿物。而钻石原石多为立方体、八面体以及菱形十二面体,表面经常会有三角形的凹坑、生长丘等结构,它是世界上最珍贵的钻石,也是唯一由单一元素组成的宝石。
钻石原石指的是没有经过切割的金刚石,而金刚石也被称为“金刚钻”,它是一种由纯碳组成的矿物,同时也是自然界中最坚硬的物质,硬度为10。
钻石原石常见的有立方体、八面体以及菱形十二面体,它的表面经常会出现三角形的凹坑、生长丘等结构,这种宝石是在高温、高压条件下经过长期地质作用形成的。
钻石是世界上最珍贵的宝石,也是唯一由单一元素组成的宝石,它的性质非常稳定,在常温下不容易溶于酸和碱,并且长时间佩戴不会出现褪色的情况
钻石的原石是不规则的。
是石头
这里有一粒天然钻石(十克拉)
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