一、钻石的特征
钻石(金刚石)的化学成份主要是C,是碳原子作有规律的排列而组成的晶体。钻石除含碳元素外,还含有少量诸如SiO2、MgO、CaO、FeO,Fe2O3、TiO2等杂质,含量达4.8%。钻石还常含有包裹体,主要有橄揽石、[url=]石墨[/url]、云母等。钻石晶体结构具立方面心晶胞。碳原子除位于立方体晶胞的角顶及面心外,还将立方体平分为八个小立方体,相间排列的小立方体中心还存在着碳原子。每个碳原子周围均有四个碳原子围绕,形成四面体配位,碳原子间以共价键连结,从而使钻石具有高硬度、高熔点、不导电,在很大的温度压力变化条件下其化学性质很稳定。钻石在相当高的温度下会燃烧,生成[url=]二氧化碳[/url]。实验证明钻石在大气中的燃烧温度位850--1000℃,在纯氧中燃烧温度为720--800℃。在缺氧情况下加热到2000--3000℃时,钻石会变成石墨。无色钻石晶体燃烧时几乎不产生灰烬(含量为0.02—0.05),其主要元素碳均变成二氧化碳气体了,钻石不溶于[url=]氢氟酸[/url]、[url=]盐酸[/url]、硫酸、硝酸和王水。
纯净钻石无色透明,但由于微量元素的混入使它呈现不同颜色,比如钻石含微量Cr元素,将呈天蓝色,含Al元素呈黄色。钻石还有褐色、烟灰色。极少量为乳白色、浅绿色、玫瑰色、红色、紫色和黑色等。绿色、蓝色、紫色天然钻石非常稀罕,其售价高得出奇。黑色钻石也十分罕见。钻石具有典型的金刚光泽、透明、解理平行{111}中等,{110}不完全。贝壳状断口,摩氏硬度为10度,为钻石独有特征,它的绝对硬度比石英高1000倍,比红、蓝宝石高150倍。钻石比重3.47—3.56,一股为3.52左右,抗磨性极强,熔点高。具发光性,日光下曝晒后,夜晚能产生淡青蓝色的磷光。
钻石原石为等轴晶系,常为八面体和十二面体晶体,折光率N=2.42,色散=0.044,钻石抛光面之所以呈现灿烂金刚光泽,是由于钻石具高折光率和强色散使之呈现五彩斑澜,晶莹似火的光学效应,大多数钻石在紫外线下都有黄光显示,萤光的颜色有蓝、绿、黄、红等。一般说来,蓝白、黄色钻石发蓝色萤光。褐色钻石发黄绿色萤光。而黄紫色钻石常温下无萤光显示。钻石还有一个重要特征就是具有热导性,热导率为0.35/为此,科学工作者发明了热导仪,利用热导仪可以测试真假钻石,真钻石对热导仪测试反应极为灵敏。厘·秒·度。
二、钻石的生成
人们最先是在河床、荒地的砂矿中发现钻石原石—金刚石的,后来才发现金刚石是产生在原生岩浆矿床中(原生矿),这些金刚石原生矿床是砂矿的母体。原生矿床多数呈筒状的垂直矿体或陡立矿体,从地表向下可延伸很远,原生矿床平面呈椭园形或圆形,面积从几十至上千米不等。原主矿床的金刚石均产生在一种称为金伯利岩的岩石中,金伯利岩是一种黑色或暗绿色的火山岩,主要成份是铁镁组分,含少量二氧比硅。主要矿物是橄榄石,还有镁铝榴石、透辉石和方解石及少量其它矿物。那么,金刚石是怎样形成在金伯利岩中的呢?地质工作者提出了许多假论。一般认为,金刚石是地球极深处的溶浆在高压下结晶而成的,碳溶解于岩浆直到饱和,溶解在岩浆中的碳多少取决于岩浆的组成和温度,岩浆冷却时己经无法容纳早先那么多碳,于是碳逐渐从岩浆中析出,形成纯碳结晶体--金刚石。这种岩浆就是金泊利岩浆,金刚石就是在这种岩浆发育早期结晶而成,金刚石有石墨化迹象,说明金刚石结晶形成混度将近1200℃。金刚石结晶初期颗粒较小,随同金伯利岩溶浆一起向地表运动,从地下深处冲击地面往往引起爆炸,形成岩筒通道,压力降低,岩浆凝固,出口又封住,压力又升高,产生新的爆炸。在这种循环地质运动中,金刚石逐渐生长。最后在岩筒某个有利地段停留下来成为矿体。总之,金刚石的生长与金伯利岩浆中碳的浓度大小、温度和压力条件密切相关。
三、钻石的产地
世界上钻石产地有南非、苏联、澳大利亚、扎伊尔,博茨瓦纳、纳米比亚、加纳、塞拉利昂、利比里亚、安哥拉、中国及南美的巴西、委内瑞拉等地区,历史上第一批钻石产地是印度,始于2000千年前的戈尔康达王朝。印度产出过许多特大型金刚石和著名钻石,如著名的“希望钻石”等。这些钻石为世界历代帝王豪门所追求。但是,近几十年来那里的钻石砂矿产出钻石很少了。最富的金刚石(钻石)原生矿产在南非,第二次世界大战以后,西方世界金刚石开采量约98%出自南非。南部非洲金刚石储量达数10亿克拉之多。然而大颗钻石日渐稀少,塞拉利昂以产最优质金刚石而着称,主要产于冲积砂矿中,安哥拉也出产优质金刚石,扎伊尔、津巴布维也主要是金刚石砂矿床。巴西的金刚石也有较重要的位置,不少著名特大的金刚石,如“瓦加斯总统”和“科雅斯”等钻石就来自巴西,这里的金刚石也主要产在冲积秒矿之中。原苏联是世界上出产金刚石的主要国家之一,主要分布在两伯利亚、乌拉尔等区域,但产出的钻石粒度不大,可透明度好的钻石占的比例多。美国阿肯色州是美国金刚石原生矿的唯一产地。澳大利亚目前是世界上最重要的金刚石产地。澳州开采金刚石始于1851年,产地在东澳新南威尔士州。进入70年代,在西澳金伯利高原发现众多的金刚石原生矿床,金刚石储量极大。据1986年有关资料表明,澳大利亚已经成为世界上最大的金刚石生产国,年产量350O万克拉,宝石级金刚石占5%;扎伊尔位居第二位,年生产2300万克拉,其中宝石级金刚石产出100多万克拉;博茨瓦纳年产1500万克拉金刚石,其中宝石级金刚石占19%;原苏联年产量1200克拉,宝石级金刚石达26%;南非产90万克拉,宝石级钻石占25%;纳米比亚年产90万克拉,几乎均达到宝石级金刚石;加纳等国产量低于50万克拉,但质量均不错。
中国金刚石生产在世界上也占一席之地。经过地质工作者多年的勘探找矿,截止1991年底,已先后在我国山东、湖南、辽宁、吉林、山西、河南、河北、贵州、湖北、江苏、江西、安徽、新疆、内蒙古、广西和西藏等省区发现金刚石。山东金刚石原生矿的品位高,但质量差些,金刚石普遍发黄,其中的宝石级金刚石约占12%,山东金刚石主要公布在沂沐河流域的砂矿和蒙阴原生矿中,沂沐河发源于山东中南部山区,全长300km,整个水系中均有金刚石产出,但只在沂河下游郯城至临沐河段形成工业砂矿。砂矿中宝石级含量约50%,开采中发现最大的金刚石为124.27克拉。著名的“常林钻石”(重158.786克拉)和“锦鸡钻石”(重218.75克拉)均产在这一地区。蒙阴原生矿是1965年以后逐渐发现的。原生矿区面积为55×18km2,实验表明每吨矿石含金刚石10.6克位。蒙阴金刚石颜色从无色、微黄到浅棕色均有,并以浅棕色为主。金刚石大于3克拉的仅占1--2%,宝石级金刚石仅占10--15%,大多数为工业用金刚石。湖南金刚石以砂矿为主,主要分布在沅水流域,品位低,分布散,但质量好,宝石级金刚石约占40%。沅江是湖南省的四大水系之一。金刚石分布整个水域,但有开采价值仅有4处。沅江砂矿中金刚石含量约为每立方米4.5—7.9毫克。粒度为10.9—15.4毫米。金刚石晶形完整,多数透明,洁净度高。辽宁省是我国生产钻石的主要产地之一。该区金刚石有砂矿也有原生矿,砂矿紧邻原生矿,在炮台镇头道沟原生矿区的冲沟沟口地带,形成长2km、宽100--300m、含矿厚度达0.5--3m的金刚石砂矿,金刚石含量高;一般每立方米含5.78—13.62毫克,金刚石多透明无色,宝石级金刚石达70%,辽宁金刚石原生矿主要分布在瓦房店以西,面积长28km,宽18km区域内,金伯利岩体100多个,各岩体普遍含有金刚石,矿体内金刚石含量变化较大,一般每立方米100--300毫克。辽宁金刚石颜色比山东好,一般无色占57%士。黄色占35%士,灰色占%,白色占1%,此外,还有少量褐色、浅蓝色、粉红色、黑色等。该区金刚石颗粒大小相差悬殊,粒度零点零几克拉--几十克拉均有。最近先后开采出60.15克拉的“岚固一号”;38.26克拉的“岚固二号”和37.92克拉的“岚固三号”等三粒大钻石。
四、钻石的评估
我们知道,钻石是宝石之王,市场价格十分昂贵。如何对钻石进行评估呢?这是一套十分繁琐又精细的工作。目前世界有统一的评估标准,真正的评价工作多在有权威的宝石研究所或宝石鉴定室进行。一般说来钻石评估有四个依据,即重量(Carat Weight)、颜色(Color)、净度(Clarity)、切工(Cut)。就是行家口头中的四“C”标准。
(一)评价钻石的第一依据是重量。钻石越大越难采到,故而越值钱,宝石的重量单位多以“克拉”(0.2克〕来计算,钻石还有特殊的重量单位“分”,1克拉=100分。计算钻石的重量价值通常是以钻石重量的平方乘上依一定重量而定的市场基价:即钻石价值=(重量)2×基价,比如一粒钻石重量是2.5克拉,市场基价每克拉售价8000美元,其价值应为5万美元,而不是2万美元。由此可见重量对钻石的重要性。精确地对钻石称重是必须的。
(二)评价钻石的第二依据是色度。钻石的颜色主要有浅蓝色、无色、白色、浅黄色、黄色等。一般来说色度在100--96之间的为无色、白色钻,相当于美国GIA的D—H色级;色度在95--90之间的为淡黄色钻,相当于美国GIA的I--N色级;色度在89--86之间的为黄色钻,相当于美国GIA的0一R色级。除此之外,还有粉红色钻、红钻、绿钻、蓝钻和黑钻均同珍品,故应特殊评价。钻石颜色分级是一项极为精细的工作,多采用对比办法,即选出标准钻石样在特制的灯下对比分出色级。
(三)评价钻石的第三依据是洁净度。钻石的洁净度是指在十倍放大镜下钻石内部的缺陷程度和加工时对钻石表面造成的破坏程度。中国称之为无瑕的钻石相当于LC级,10倍镜下干净或极少量外部损伤;VVS级的钻石在10倍镜下仔细观察可发现1--2个针状包体;我国称一号花的钻石相当于VS1-2级,10倍镜下可发现少量细小的矿物包体;二号花的钻石则相当于SI1--2级,肉眼也能见到矿物包体;三号花、四号花的钻石相当于P级,肉眼明显可见包体和大的解理或裂隙。
(四)评价钻石的第四依据是切工,从矿中开采出来的金刚石晶体是钻石坯,需要切磨才能成为钻石戒面,钻石的切割主要是依据能最大限度地将射入钻石中的光全部反射回钻石台面而设计的,使之展示钻石特有的强色散效果。所谓的标准钻石型是指钻石有58个刻面,25分以下的小钻石没有底部小面,故而只有57个刻面。琢磨这些刻面的角度要求是非常严格的,角度过高或过低就会造成漏光或反射光不足,一般说来,冠部角在31—37度之间,亭部角在40—42度之间为最佳。此外,钻石切割要有对称性,各组刻面的角度、大小、长短应一致,分布和比例应准确,钻石腰部厚薄要适中,太厚可能影响光线反射,太薄则影响钻石的品质,用10倍放大镜观看刻面,一般说来不应有琢磨造成的细纹,如出现细纹说明抛光不好。另外就是人工损伤,如加工时对钻石造成破碎、掉角等现象这将影响钻石质量,售价将大大降低。
从上面简单的介绍,可以看出对钻石评价是一项比较复杂的工作,需要精通专业的技术人员,采用先进的科学仪器才能对钻石作出正确评价。尤其是一些名贵大钻,在市场上出售时都应拥有宝石研究所或实验室的鉴定证书。
五、钻石的鉴定
钻石十分昂贵且能保值。这就引起一些假钻石和部分外表酷似钻石的矿物作为“真钻石”摆上了柜台,有些珠宝商店自己也不甚清楚店里经营的钻石是否真假。常见酷似钻石的天然矿物有锆石、黄玉、锡石、水晶、透明蓝宝石、钇铝榴石、钙铝榴石、尖晶石等,相似钻石的人造矿物有人造立方氧化锆、铅玻璃、人造金红石等。
这些相似于钻石的东西,不可能相同于钻石。主要区别有两点:1、钻石的硬度为10度,自然界中任何物质不能与之相比。也就是说钻石可以刻划任何物质。2、钻石是由碳元素结晶而成,故而具有热导性,用热导仪检测钻石极为灵敏,但是要注意最近市场上出现一种名为碳化硅的类钻石物质,是实验室生产的高科技产品,硬度十分接近天然钻石,也具有热导性,显然热导仪不是万能的。这里介绍几种鉴别钻石真假的简易方法。
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