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1、钻石的基础知识,钻石的定义,钻石（Diamond）：指宝石级金刚石。 由于钻石具许多优越性质，如硬度最大、折射率高、光泽强、色散强等，加工后不易磨损、永远光彩夺目，故被誉为“宝石之王”。,一、钻石的基本特性,1. 化学成分 C（碳），常含N、B、 Al、Si、Mg、Ca、Mn、Be、Fe、Ti、S、惰性气体及稀有稀土元素等杂质元素。其中N、B等微量元素的含量决定了钻石的类型、颜色和部分物理性质。 根据 N含量及存在形式，金刚石分类： a型：含N较多(0.1-0.3%)，N以聚集体形式存在。常见，约占天然金刚石98%。颜色：无色-黄色系列 b型：含N较少，以分散的孤立N存在。约占天然金刚石0.1
2、%以下，大多为人造金刚石。 颜色：无色-黄色、黄绿色、褐色 a型：含N极少，小于0.001%，以自由状态的N存在，碳原子常位错造成结构缺陷，具良好导热性。约占天然金刚石2%。 b型：不含N，但含B、Be、Al等，具半导体性。罕见，约占天然金刚石0.1%以下。,一、钻石的基本特性,2、结晶形态 晶系：等轴晶系。 晶形：多呈八面体、菱形十二面体、立方体及其各种聚形。晶面常有生长纹及蚀象 钻石生长纹与晶体形态有关。主要有三种： （1）八面体晶形中，晶面发育三种纹理，与边棱平行，或呈三角形酸蚀坑、三角形生长阶梯。 （2）立方体晶形中，两组纹理平行边棱。 （3）菱形十二面体晶形，一组纹理平行长对角线。,
3、一、钻石的基本特性,3、力学性质 解理：具八面体111完全解理。 比重：3.47-3.56，一般为3.52。 脆性与韧性：敲击易碎。 硬度：10。不同晶面各方向的硬度有差异。,一、钻石的基本特性,4、光学性质 颜色：通常分为两个系列： 无色-黄色系列:又称“好望角（Cape) 系列”,无-黄或褐色 彩钻系列：包括黄色、褐色、蓝色、粉红色、黑色等。,一、钻石的基本特性,透明度：透明。 光泽：金刚光泽。 光性：均质体 色散：0.044，中等，但在天然宝石中较高。 折射率：2.417。,发光性：在紫外线长波下大多数钻石有蓝白、绿、黄、红色等荧光，少数在短波下有荧光。有些可发磷光。在X射线下，大多数钻
4、石发中-强的蓝-白色荧光。 吸收光谱：无色淡黄褐色系列钻石在415nm有强吸收 带，423、435、465、478nm有弱吸收线。褐色钻石在503nm有强吸收线。,金刚石包体,铬透辉石包体,石榴石包体,5、包裹体： 常含有石墨、金刚石、铬透辉石、铬尖晶石、石榴石、橄榄石等细小矿物包体。,六、其它性质： 1.稳定性： 2.膨胀性： 3.导热性： 4.导电性： 5.亲油性和疏水性：,二、钻石的4C评价,钻石品级评价的四个因素： 颜色 Color 净度 Clarity 切工 Cut 克拉重量 Carat Weight 美国宝石学院(GIA)、国际钻石委员会（IDC）、国际珠宝联盟（CIBJO）提出的
5、4C分级评价系统得到普遍承认。,1、钻石的颜色分级,钻石按颜色可分为两类： 无色类：完全无色 明显浅黄（褐）色系列； 彩色类：除黄（褐）色系列外各种较鲜明的颜色。 无色类钻石：以越接近完全无色品级越高。 彩色类钻石：以色彩越艳丽、色调越纯正、色饱和度越高越昂贵。 钻石颜色分级主要针对无色黄色系列的钻石。 钻石颜色分级的条件： 标准比色石；标准光源；中性分级环境。,2、钻石的净度分级,净度：指钻石含有瑕疵（缺陷）的程度，以10倍放大 镜下所见为准。 瑕疵分为二类： 内部瑕疵：各种固态、液态、气态及云雾状包裹体，羽状裂隙、解理裂隙、腰棱须裂及凹角，生长线、双晶纹，激光钻孔等。 外部瑕疵：原生晶面，
6、多余小面，抛磨痕，表面纹理（生长纹、双晶纹），粗糙腰面，划痕，缺口等。,3、钻石的切工分级,切工：即钻石的切磨加工质量。 钻石的琢型： 圆明亮式琢型 （也称标准圆钻琢型 ）。 花式琢型：椭圆形、橄榄形、水滴形、心形、长方形等。 标准圆钻琢型最常用，它是根据全内反射原理设计的，可充分性挥钻石的高折射率、高色散的光学特性，产生很高的亮度和强烈的火彩效应。,台面1个，星小面8个，冠部主刻面8个，上腰小面16个；亭部主刻面8个，下腰面16个，底小面1个，共计57（或58）个面,4、钻石的克拉重量,（1）钻石的重量单位 常用重量单位是“克拉”（Carat ,简写ct） 1ct = 0.2g 对重量小的钻
7、石常用“分”（Point ,简写pt） 1pt = 0.01ct （2）钻石重量与价格关系 同样质量（颜色、净度、切工）的钻石，重量越大，价格越高。但价格与重量的正相关变化涉及到人们的心理因素。,当钻石重量达到某一整数克拉值时，其价格要比重量略低于该值的钻石价格猛增许多，这种现象称为“克拉溢价”（Carat premium）。,三、钻石的鉴别,1、钻石的鉴别特征及方法 2、天然与合成钻石的区别,1、钻石的鉴别特征及方法,（1）外观特征 钻石具有典型的光泽、亮度和火彩特征，即强金刚光泽、高亮度、火彩强而柔和。 根据上述特征，有经验的人往往用肉眼观察就能初步区分钻石与其它仿制品。,中心：钻石（0.
8、044） 周围：各种仿制品 按顺时针方向： 1、萤石（0.008） 2、石英（0.013） 3、黄玉（0.014） 4、合成蓝宝石（0.018） 5、合成尖晶石（0.020） 6、钇铝榴石（0.028） 7、玻璃（0.030） 8、锆石（0.039） 9、钆镓榴石（0.045） 10、立方氧化锆 （0.060） 11、铌酸锂（0.130） 12、钛酸锶（0.200） 13、合成金红石（0.300）,（2）透视效应 有助于判断透明刻面型宝石的相对折射率。 钻石因折射率很高，只有极少量光能从亭部透过，故从亭部看似乎不透明，而折射率较低的仿制品因漏光较多显得较为透明。,（3）面棱及腰围,钻石硬度最大
9、，因而不易磨损，面棱一般较尖锐。 未抛光的钻石腰围面常呈独特的微粒状或蜡状外观，而仿钻腰围面常显得较平滑或有一系列平行琢磨痕。 钻石腰棱处有时可见到略微向内侧延伸的须状劈裂纹（胡须）、残留的原始晶面及小三角形凹陷（蚀象）。,（4）放大观察,在显微镜下，当以适当角度照明，有时可见到钻石内部或延伸到表面的一些细微而直的透明纹理（生长纹），可区别于人造仿制品。 钻石常含有固态矿物包体，天然仿制品常含气液包体，人造仿制品一般较纯净，偶含气泡、未熔粉末、铂（铱）晶片等包体。,钻石是单折射宝石，无面棱重影现象。 有些仿制品（如合金红石、锆石等）具有的明显双折射重影，以此可区别于钻石。,（5）硬度测试,钻石
10、是最硬的物质，测试硬度无疑是一种最有效的鉴定方法，但有破坏性。在别无它法的情况下，可以谨慎使用。 将宝石的腰棱在刚玉硬度板上小心刻划，若能划动，可确定为钻石。,（6）热导仪测试 钻石的导性极佳，而仿钻的导热能力都较差。 在室温下，钻石和仿钻的热导率为： 钻石：型 1000W/(m)a2600W/(m) 刚玉：40W/(m)，仅次于钻石。 热导仪是基于钻石与仿钻的热导率有巨大差异而设计的，可以快速、准确的进行真伪鉴别。,(7) 亲油性试验： 用油性水笔在钻石表面划过时，可留下清晰而连续的线条，而一些仿制品则会在表面聚集成一个个小液滴，不出现连续线条。 （8）托水性试验： 将小水滴点在钻石上，水滴
11、在表面可以保留较长时间，而仿制品则很快散开。,钻石：水滴能散开，但较缓慢 合成立方氧化锆：不能立即散开，直至蒸发 水晶：水滴立即散开,钻石主要矿床类型及产地,钻石是高温高压条件下的产物。 一般认为形成于上地幔或地壳深部，再由岩浆带上来。,（一）、矿床类型,1、金伯利岩,原生矿,2、钾镁煌斑岩,次生矿 3、砂矿,原生矿： 1、金伯利岩岩筒 为超基性的火山次火山岩体 最早发现于南非金伯利地区,火山岩,2、钾镁瑝斑岩： 超基性次火山岩 1979年发现于澳大利亚的西澳北部，以阿盖尔钻石矿山为著名 以产色泽鲜艳的玫瑰色、粉红色钻石、少量蓝色钻石著称,南非金伯利岩岩筒,Mantle Rock,钾镁煌斑岩
12、黄长煌斑岩 钾镁煌斑岩,钾镁煌斑岩 钾镁煌斑岩类 钾镁煌斑岩,金伯利岩与钻石,3、次生矿砂矿 非洲纳米比亚是世界上最大的钻石砂矿产出国,滨海砂矿,地下矿：目前的采掘深度可以达到地面以下1 000多米。钻石含量会随着深度的增加而降低。 崩落开采法 ：这种方式是向岩管挖掘水平巷道并以混凝土加固。在这些巷道的末端开凿出与其相通的副管道和漏斗。先是对岩体进行爆破，炸碎的矿石坍塌并倾卸至巷道，而后将它们装入运料车，经常会在地下对矿石进行一次破碎处理后送至地面。 露天地下混合式开采：南非的第一矿场采用的就是这种方式。,钻石选矿,（二）、世界钻石主要产地,1、非洲： 南非：最早发现原生矿 博茨瓦纳：世界产值
13、最大 纳米比亚：世界最大砂矿 安哥拉、扎伊尔、津巴布韦 2、原苏联：西伯利亚“雅库特”、“和平”、“成功”、“艾哈尔”金伯利岩体 3、澳大利亚：西澳北部钾镁瑝斑岩，世界产量最高 4、南美洲：巴西、委内瑞拉,5、加拿大：西北耶鲁奈夫市金伯利岩 6、印度：砂矿，是最早发现钻石的国家。 “钻石之父”达文尼，法国人，首先将印度钻石介绍到欧洲 7、中国：辽宁、山东、湖南 辽宁：瓦房店金刚石矿产量最大金伯利岩、 山东：原生矿和砂矿，“常林钻石”1977年发现临沂市临沭县，重158.768克拉 湖南：沅江流域砂矿,钻石和石墨的成份都是C，为什么钻石的硬度 在天然宝石中是最高的，而石墨的硬度很低？,问题一：,
14、思考,钻石的成分是C，其晶体 结构是每一个C原子与相邻 的4个C原子以共价键连结， 形成四面体配位。致使金刚 石具有高硬度(10)、高熔点、 在温度压力变化很大的范围内 化学性质很稳定。,钻石晶体结构,石墨晶体结构,石墨成分也是C,其晶体结构为层状结 构，每层由C原子排列成六方环网状，上 层面网的C原子对着下层面网六方环的中 心。面网内每一C原子与相邻的三个C原 子以低价键-金属键连结，而层间以分子 键连结。因分子键弱，故石墨的硬度低(1-2)。,钻石晶莹闪烁、光芒四射且耐磨损的原因,钻石晶莹闪烁、光芒四射且耐磨损的原因,1.折射率高 (2.42) 具金刚光泽，磨光的钻石表面晶莹闪亮 2.色散值高(0.044) 有明显的色散效应，当白光射入钻石后， 由于不同色光折射率不同，长波的红光和短波的蓝紫光会 分开，经过内部的多次反射再透出钻石时，不同的色光分 离得越来越远， 于是钻石会呈现出像彩虹一样的美丽光芒。转动钻石，钻石 上的彩色光芒闪烁不定，十分耀眼。俗称“火彩”。 3.钻石的硬度是天然宝石中最高的。硬度高耐磨损。 4.钻石的化学性质稳定。它不仅在空气中稳定，就是泡在强酸 强碱溶液中煮沸也不会发生变化。,
