如果矿物会说话——金刚石

「钻石」

对于我（钻石）的形成原理和机制的研究主要通过研究内部的包裹体和人工模拟高温高压实验来完成。

我的父母（母岩）主要有金伯利岩和钾镁煌斑岩两种，分别于1866年（南非Kimberley）、1979年（澳大利亚Argyle）被发现。在其他的母岩如石榴石-辉石-云母片麻岩或片岩、陨石辉石岩等，也有一小部分的我作为包裹体产出，但并不构成经济效益，因此未被开采和商业应用。

左：南非金伯利钻石矿坑   

右：金伯利岩中的钻石

科学家们经过对来自世界不同矿山的我和我内部的原生包裹体矿物的研究发现，我出生（形成）在压力4.5-6.0Gpa（相当于150-200km的深度），温度为1100-1500℃的环境中。 目前所开采的矿山中，大部分的我主要形成于33亿年前以及12-17亿年这两个时期。（所以我已经度过了很久很久孤寂无人的岁月了）

下面这幅图大致描绘了地球岩石圈地幔中我（钻石）的等化学沉淀机制。顶部：岩浆侵入（Δt至橄榄岩围岩约+200°C），导致热CHO流体从结晶熔体中释放。当它渗入橄榄岩围岩时，冷却液等化学性地沉淀钻石。底部：熔融体结晶完成后，侵入体被一个金刚石的光环包围，温度、体积、流体含量和熔融体的氧化还原状态都会影响金刚石的沉淀量。

地球岩石圈地幔中钻石的等化学沉淀机制

除两种原生矿床外，我还有次生矿床产出。含钻石的金伯利岩或钾镁煌斑岩出露在地表，经过风吹雨打等地球外营力作用而风化、破碎，在水流冲刷下，破碎的原岩连同钻石被带到河床，甚至海岸地带沉积下来，形成河流冲积矿床和海岸带冲积矿床（即钻石的次生矿床）。

目前，商业性盛产钻石的国家约二十个，年产量约1-1.2亿克拉，主要由澳大利亚、南非、博茨瓦纳、刚果等国家出口——其中，整个非洲的产量更是占到了世界产量的一半，因此也成为一部分非法分子和组织的掠夺对象，造成“血腥钻石”的惨案。（太美也是我的错嘛）

钻石全球产地分布图

中国的钻石主要来自于辽宁瓦房店、山东蒙阴和湖南阮江。

辽宁瓦房店的钻石品质较高，产量大，属于金伯利原生矿，但目前因故暂停；山东蒙阴也属于金伯利原生矿，其宝石级钻石含量低，但常产大颗粒钻石，如著名的“常林钻石”即是在这里被发现的；湖南阮江的中下游为砂矿，钻石品位（每吨或者每百吨开采的矿石中钻石的克拉数，一般为每百吨几十克拉）较低，品种参差不齐。

关于我国第一大钻石原石——常林钻石的报道

哇卡卡卡，终于到我正式地介绍自己给大家啦~

我属于等轴晶系，常见八面体、菱形十二面体、立方体以及他们的聚形；也可见三角形的接触双晶。

我具有最强的硬度（摩氏硬度Hm=10），且在原石各个方向上的硬度存在一定的差异。工人师傅也正是利用这一原理对钻石进行粗磨的~但钻石的韧性差，脆性大的特性也使得成品钻石产品被多次报道损伤或者破裂的情况。

（也就是说，我的破裂一方面是外力的撞击诱发了内部裂隙向外扩张的趋势，另一方面则是脆性和韧性原因）

钻石内部的裂隙面

磨成刻面的我内部借助宝石用的放大镜可以看到许多奇妙的微观现象，比如小针点、空洞、胡须状腰、生长纹、刮痕、羽状物、云雾体等等。

我的折射率较高（2.42），显示强烈的金刚光泽，是日常鉴定钻石最重要的依据。亲油疏水性、高导热性、低热膨胀性、抗酸抗碱等也是钻石的特性所在，篇幅限制就不一一介绍了。

尽管我最主要的成分是碳，其也会因所含微量元素的不同而呈现不同色彩。

一般常见的颜色为微黄色调到明显黄色，因含N元素的集合体而致色，属于Ia型。呈纯净无色的IIa型钻石不含杂质，自然界也较为罕见，许多名钻就属于这一系列，如库里南钻石、塞拉里昂之星等。仅含杂质B的IIb型钻石呈现蓝色，是钻石家族中唯一的半导体，著名的“Hope希望之星”就属于这个系列。

对于我的评价标准，一般使用国际通用的4C方案——以颜色（color）、净度（clarity）、切工（cut）及质量（carat）四个方面对Ia型钻石进行等级划分，以美国GIA的证书最为著名。

颜色的级别包括D,E,F,G,H,I,J,K,L,MN十个级别，从D色到MN色，钻石的颜色越来越偏向黄色，即使是新手也可以发现跨越四个级别以上的颜色色级。（然而这并不足够，颜色的色剂决定了一部分钻石的质量和价格）熟练的分级师会根据细微的颜色差异确定颜色级别，从而为钻石定级和定价。

钻石的颜色分级是在专业实验室的分级环境中，由技术人员将待分级钻石与标准色泽比色石反复对比而确定。最白的钻石定为D级（即从Diamond的第一个字母开始）。钻石色级共分为12个级别，依次分别为：D、E、F、G、H、I、J、K、 L、M、N、<N。

净度也是影响钻石质量的主要因素。根据表面和内部特征的显著程度可以分为FL（镜下内外部均无暇），VVS（镜下可见极微瑕），VS（镜下可见细小瑕疵），SI（镜下可见明显瑕疵，肉眼不易见），P（肉眼可见瑕疵）。 在同等颜色、切工等级和克拉重量情况下，VVS1与P3级别的钻石价格相差15-30倍。

VS1净度级别的钻石

SI1钻石内部左下角云雾状包体

市场上对于切工的评判主要针对圆多面型钻石，分为好，一般，差；包含台宽比（台面宽度相对腰平均直径的百分比）、冠高比（冠部高度相对腰平均直径的百分比）、亭深比（亭部深度相对腰平均直径的百分比）、腰厚比（腰部厚度相对腰平均直径的百分比）、全深比（亭部深度相对腰平均直径的百分比）、修饰度（对抛磨工艺的考量，是否可见抛磨痕迹等等）和对称性（冠亭错位、同种面不等大、棱线未交于一点等）的考量。

钻石的质量会在每整数或每半数时出现克拉溢价，即价格出现的跳跃式增长现象。部分商家为追求高利润，会将一部分原石晶面或内部包裹体保留，以保重获得更高的利润。

（总之就是别太追求整克拉数啦，除非你不差钱）

1. V.Tagno , Frost D.J. (2010) Carbon speciation in the asthenosphere: Experimental measurements of the redox conditions at which carbonate-bearing melts coexist with graphite or diamond in peridotite assemblages. Earth and Planetary Science Letters, Vol. 300, No. 1-2, pp. 72–84, https://doi.org/10.1016/j.epsl.2010.09.038

2.  Weiss Y., Kessel R., Griffin W.L., Kiflawi I., Klein-BenDavid, O., Bell D.R., Harris J.W., Navon O. (2009) A new model for the evolution of diamond-forming fluids: Evidence from microinclusion-bearing diamonds from Kankan, Guinea. Lithos, Vol. 112 (Supplement 2), pp. 660–674, https://doi.org/10.1016/j.lithos.2009.05.038

3. Zhang C., Duan Z.H. (2010) GFluid: An Excel spreadsheet for investigating C-O-H fluid composition under high temperatures and pressures. Computers & Geosciences, Vol.36,No.4,pp.569–572, https://doi.org/10.1016/j.cageo.2009.05.008.

4.  张蓓莉.系统宝石学[M]2版.北京;地质出版社,2006:281-284.

5.  袁心强,钻石分级的原理与方法[M]1版;武汉：中国地质大学出版社，1998:65-193.