钻石基础知识

日期:2012年5月22日 19:52

钻石(金刚石)

 

第一章概述

   

    钻石是我国饰用金刚石的工艺名称,金刚石英文一名,来源于希腊文Adamas,意为“坚无匹敌”。钻石有“宝石之王”的誉称。这是因为,它不仅硬度大(10),光泽强,加工后不易磨损,永远闪闪发光,而且也因折光率大,色散强,加工后钻石的小面上(即“翻光面”)能射出五颜六色的宝石光(“出火”)。

    天然产出的金刚石有四种:宝石级金刚石(钻石),下等金刚石,工业用金刚石和黑金刚石。据记载,印度在公元前三千年已经发现钻石,尔后曾出现许多历史名称。18世纪以前,印度是世界钻石唯一产地。1827年巴西发现钻石,也曾发现不少名钻,在其后150年间成为世界主要钻石产地。现今巴西虽然也产钻石,但产量很低,仅年产25万克拉。非洲第一颗钻石在1866年发现于瓦尔河(C.S.赫尔巴特,1979),1871年发现金伯利原生矿。现今,非洲地区是世界主要钻石产地,也发现过许多历史名钻。澳大利亚从本世纪70年代以来,找到了重要的金伯利岩型原生矿和砂矿,预计1985年投产,计划年产金刚石2000~2500万克拉,有可能成为未来最大的金刚石产地。

    我国最早有记载的金刚石始于晋朝。晋咸宁三年“敦煌上送金刚,产自天竺(印度)”。我国自产的金刚石,据说也有二,三百年的历史,但直到1965年才开始发现原生的宝石级金刚石。1971年9月25日,在江苏省宿迁公路一山沟里发现了重52.71克拉钻石;1977年12月21日,在山东发现了重158.786克拉的“常林钻石”;1981年8月中旬,在距“常林钻石”出土地西约4公里处,发现了重124.27克拉的钻石,取名“陈埠一号”;1982年9月上旬,“陈埠一号”产地发现一颗重96.94克拉的金刚石。1983年11月14日,又在山东蒙阴原生矿中发现一颗大金刚石,重119.09克拉,仅次于“陈埠一号”,取名蒙山一号。苏联1966~1980年,14年间发现超过100克拉以上的钻石10颗;我国1971~1983年,12年间发现超过100克拉以上的钻石仅三颗。

    目前,世界钻石的经销主要控制在地比尔斯联合矿山有限公司的手里。该公司设在伦敦,通过中央销售组织控制世界金刚石生产的80%左右。地比尔斯有限公司开采金刚石的主要矿山在南非(阿扎尼亚),并通过其金刚石有限公司和子公司还控制非洲等地以外的其他西方国家的钻石。

 

第二节   基本特性

1,化学成分

    化学成分为C。通常除C外常含0.05%至0.2%的其他元素杂质。主要有Si, A1,Ca,Mg,Mn,Ni,有时含有Na,Ba,Cu, Fe, B,Cr, Ti及碳氢化合物。杂质影响钻石的颜色,如含Cr时,钻石可呈蓝色;含A1呈黄色;含杂质多时则影响透明度。

2,形状

    等轴晶体。晶体多为八面体,次为菱形十二面体,立方体少见。南非(阿扎尼亚)钻石多为八面体(南非型);巴西多菱形十二面体(巴西型);印度除八面体外,亦见曲面六八面体的异形。我国钻石有菱形十二面体,八面体及八面体与菱形十二面体的聚形(图2-1,2-2)。晶体也有上述各形的曲面形,晶面上常有蚀象,生长线等(图2-3)。图2-4是我国山东蒙阴发现的大钻石晶体。

3,颜色

   纯者无色,通常略带深浅不同的黄色调,也呈灰白,天蓝,蓝,绿,金黄,红,紫,褐色。我国钻石以无色,淡黄,浅棕色为主,小晶体有绿,灰,橙色并常见绿斑。钻石加热300~400度,无色者变为褐色,淡黄者变为黑褐色,经X射线照射又恢复原色。

                       

4,其他物理性质

    硬度10,不同位置也不同产地晶体的硬度也不同。比重3.52,无色者比重3.521,绿色者3.524,黄蓝色者3.525,橙黄色者3.550.金刚光泽,原石因有凹凸不平晶面呈油脂感。宝石为透明晶体,X射线照射也透明。某些钻石有摩擦带电的现象。

5,光性

    均质体,N=2.42。色散0.044

6 ,发光和吸收光谱

    多数钻石在紫外线长波或短波照射下有荧光。荧光呈蓝,绿,黄,红等色。有人认为约有15%的钻石有荧光。非洲普雷米尔钻石有明显的蓝色荧光(阳光下可见到)。许多钻石既有荧光又有磷光。据记载(铃木敏,1916)有一种含磷光(俗称“夜明珠”)。我国某地的金刚石,98%在X射线照射下有天蓝色的荧光。黄色钻石在4155A有强烈的吸收线,在4530,4780A也有吸光。黄色钻石出现吸收线的原因不明,目前正处于探索阶段

7,包裹体

    钻石中结晶包裹体有金刚石,镁铝榴石,铬透辉石和橄榄石等(图2-6)。此外,钻石中也有气体包裹体。我国金刚石的包裹体以石墨为主,次为橄榄石,镁铝榴石,铬铁矿等,含结晶包裹体者占金刚石总量的26.78%~46.5%。

               

 

第三节品种

1,按颜色分

(1)净水钻(WATER DIAMOND):经营无暇,透明如水。亦称水钻,高级钻,优质钻:

(2)红钻(RED DIAMOND):红色,个别优质者似红宝石;

(3)绿钻(GREEN DIAMOND)淡绿,绿,艳绿色;

(4)蓝钻(BLUE DIAMOND)蓝,天蓝,深蓝色,亦称蓝光钻;

(5)金钻(GOLD DIAMOND):美丽的金黄色;

(6)紫钻(VIOLET DIAMOND)淡紫,紫色;

(7)黑钻(BLACK DIAMOND)黑色不透明。

 

2,按色级分

(1)从无色到深色黄色,国内共分100色,亦称“百色级”。

其中“100色”亦称“足色”,相当“净水钻”;“99色”至“95色”者,有级难观察到的淡黄色调;“95色”至“90色”者,肉眼有黄色感;“85色”至“80色”者,有明显的黄色;“75色”以下的钻石通常不做饰用。

(2)国外有三个色级划分体系(2-7):(a)美国宝石研究所(GIA)的色级,从无色到深黄色分别为D,E,F,G,H,I,J,K,L,M,N,O,P到X;(b)美国宝石协会(AGS)的色级,分为0,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ,Ⅵ到X;(c)按产地分的“旧式色级”(九级),以南非(阿扎尼亚)产出的钻石为标准,每级特征见表2-1。

3,按瑕疵分

(1)国内:共分五个钻石品种(一般指加工后的钻石)。

(a)微微丝(smoll linte):钻石顶面有一条丝状或仅绵絮状的小绵柳,

同时见到一个黑色脏点,用10倍放大镜可以找到;

(b)一号花(LINTER-1):钻石顶面有一条小白花(蝉翼状小绵柳),同时见到二三个小黑点,用10倍放大镜可以找到;

(c)二号花(LINTER-2):钻石顶面除有二,三个脏点外,侧翻光面上和其内部也有脏点和绵絮,肉眼可见;

(d)三号花(LINTER-3):钻石顶面有块状脏点和绵柳,在其侧翻光面也有二,三处脏点和绵柳,肉眼看极为明显;

(e)大花(larger linter):钻石上黑色斑块状脏点明显和瑕疵较多的钻石。

(2)国外:共分八个钻石品种。

(a)完美无瑕钻(perfect):绝对无瑕的钻石;

(b)优质无暇钻(clean goods):含有瑕点。肉眼看不见,放大镜下可见;

(c)无暇钻(eye clean):肉眼看不见瑕点,放大镜下能明显看到;

(d)优质有瑕钻(fine pique):有经验者肉眼可见瑕点;

(e)有瑕钻(pique)有经验者能见瑕点,一般人看不见;

(f)瑕钻(strongly spotted):瑕大,一般人皆可看到;

(g)多瑕钻(rejection):瑕多而明显,兼指内部有瑕的钻石,但不属于劣等钻。

4, 按琢型分

(1)旧型钻(old cut):我国指本世纪50年代以前的钻石琢型;亦称“旧工”或“旧批工”;

(2)新型钻(new cut):指当代理想的琢型钻石,亦称标准琢型或美国琢型(american cut)。新型钻亦兼指其他目前流行的多面形琢型(billiant cut)。新型钻我国亦称“新工”或“新批工”

5, 按产状分

(1)原生钻(primary diamond):产于金伯利岩中的原生钻石;

(2)次生钻(alluvial diamond):指冲积砂矿中的钻石,亦称冲积钻,日本人早先有“山石”之称。次生钻实际上包括各种砂矿中的钻石;

(3)人造钻(synthetic diamond):指人工合成的钻石;

(4)仿造石(imitation diamond):指其他原石的代用品。钻石的品种形形色色,而且越分越细。迪比尔斯联合矿山有限公司,按钻石的性质,利用精密仪器,已分为2000多个等级,并有三百多位高级技术人员专门给各级钻石标价。此外应特别指出,在国际市场上,

有些挂地名的钻石,多为水晶。如阿拉斯加钻石,阿伦松钻石都是当地产的水晶而言。

 

第四节  工艺要求

1 ,颜色

    优质钻石无色,如果有纯正的其他颜色(黑色除外)也是优质钻石,但有色者少见。历史名钻“俄罗斯红”为10克拉重的红钻;“德赖斯顿绿”为43.38克拉重的天蓝色蓝钻。津巴布韦(罗得西亚)产鲜绿色的钻石,但加工后无色。苏联“和平”岩筒中的紫钻。有美丽颜色的钻石是珍稀品。通常钻石都带黄色调,可按色级要求,对钻石划分品种。国外多用测定钻石色级的色计仪(图2-8)进行色级的标定。表2-2是钻石工艺要求对招表。

2,透明度

宝石级的饰用钻石,必须是透明晶体,但大个的黑色钻石(黑钻)也可做珍藏宝石品;

3,瑕疵

要求瑕疵要尽量少;

 

插图2-2   钻石工艺要求及国内外级别对照表

 

4,重量

一般要求不应少于0.25克拉,特小者用于“群镶”。晶体越大越珍贵。重在100克拉以上者就是世界名钻了。

5,加工

目前主要加工成“理想型”,因为这种琢型出“火”闪光最理想(1919年由欧洲人米歇尔托尔可夫斯基创造,后广泛用于美国,故称“美国型”)。最近,比利时安特韦普钻石实验所西蒙柏拉特,采用一种名叫“麦士伦”法的新琢型,琢成有78个不对称翻光面的琢型后,使钻石比“理想型”能更好地闪出色彩“宝石光”。一颗重3.37克拉的“理想型”钻石改制后,重量仅损失8%。

 

 

第五节 鉴定

1, 原石鉴定

根据钻石的晶体形状,蚀象,最大硬度,金刚光泽进行初步鉴定是否是钻石。

苏联有人曾提出用铅笔鉴定钻石的方法,可以试验。此法将钻石用水润湿后,以铅笔刻划,如果是钻石,在晶体上面不会留下铅笔道的痕迹;如果是水晶,电气石等其他无色透明的宝石(包括玻璃,珐琅在内)则会留下痕迹。

2 ,室内鉴定

由于不能破坏晶体的完整性,一般不采取化学分析的方法,可测定其比重合折光率。与其他相似宝石区分时,在条件允许时应测定硬度,同时观察荧光现象及测定是否有吸收谱线。

3 ,成品鉴定

能取下的镶嵌品,可测定比重和折光率;不能取下时,可用X光照射(时间要短,否则有的钻石会变色),因钻石在X光下与钻石相似的宝石及其鉴定数据见表2-3。

 

第六节   产状和产地

    原生金刚石都产在属于角砾云母橄榄岩(或称金伯利岩)中。迄今已知具有工业价值的金刚石矿床,只有金伯利岩型这唯一的矿床类型。目前世界上总共发现约有5000多个金伯利岩体,其中在一千多个岩筒,而有一定经济价值的矿床只有100多个。一般认为金刚石在5-7万个大气压,1200-1800度的自然条件下,形成于地壳深部90公里以下。巨大的压力迫使筒状的岩穿过地壳的其他岩层直到位于靠近地表附近。含钻石的岩筒受到地质作用的侵蚀,形成冲积钻石或海滨砂矿。印度和巴西的钻石就是产在冲积形成的沉积物中。目前巴西钻石大部分产自米纳斯吉拉斯和巴伊亚两洲的冲积地层中。

    1871年,南非(阿扎尼亚)发现原生金刚石矿床,位于现今金伯利城附近的伯利岩筒中。金伯利地区产金刚石的著名岩筒还有丘托依斯宾,迪比尔斯,韦塞尔顿和布尔特丰坦等。这里从地表向下开采金刚石,矿坑深达400-500英尺,最深达3500英尺以上(图2-9)。1974年,南非(阿扎尼亚)产金刚石750万克拉。除南非(阿扎尼亚)外,非洲产金刚石的国家还有扎伊尔,塞拉利昂,安哥拉,坦桑尼亚和纳米比亚(图2-10)。最近,金刚石矿主要在博茨瓦纳和莱索托开采。多年来乃至今日,非洲大陆的金刚石产量占世界总产量的98%。但随着苏联金刚石的不断发现,非洲大陆的金刚石产量已降至90%。此外。委内瑞拉,巴西,圭亚纳,印度尼西亚和美国等国的金刚石的产量都比较少。

    现在已知有经济价值的金伯利岩,都分布在古老的地台或地盾上,如南非地台,坦噶尼喀地盾,安哥拉开赛地台,几内亚利比里亚地盾,西伯利亚地台,印度地台,西澳大利亚地台,南美和北美地盾等。从目前我国所发现的有经济价值的金刚石矿床来看,在我国地台,地盾区进一步寻找有经济价值的金刚石矿床和生产饰用金刚石,希望是很大的。

 

以上内容选自冶金工业出版社1985年出版的“宝石”中部分内容。

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