第5章1钻石汇总.ppt

第五章 主要宝石各论,第一节 钻石 第二节 刚玉 第三节 绿柱石 第四节 金绿宝石 第五节 其它宝石,钻 石,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”钻 石,钻石代表永恒之心，燃烧永恒之火，表达永恒之爱第一节 钻 石,钻 石,一、钻石的基本特性 二、钻石的鉴别 三、钻石的4C评价 四、钻石矿床类型及主要产地 五、世界名钻欣赏,一、钻石的基本特性,1、化学成分 C（99.95％），常含少量Si、Mg、Ca、Al、Mn、N、B、H、Be、Fe、Ti、S、Cr等杂质元素50多种 据 N含量及存在形式，金刚石分为Ⅰ型和Ⅱ型： Ⅰ型含微量N，按N的存在形式进一步分为： Ⅰa型：含N较多(0.1~0.3%)，N以聚合状态（小片状）存在约占天然金刚石98% Ⅰb型：含N较少，以原子状态存在于晶格中约占天然金刚石0.1%以下，大多为人造金刚石钻 石,Ⅱa型：含N极少，以自由状态的N存在，不含B，具最高导热率,室温下导热率是铜的6.5倍，不导电约占天然金刚石2% Ⅱb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Ⅱ型不含或含极少量氮，按是否含B以及导电与否可进一步分为下列两类：,钻 石,※钻石的化学稳定性较高无裂隙或包体的钻石，在真空中加热至1800℃后快速冷却，不会给钻石带来任何损害但在CrSiO4中加热至200℃可变为CO2，在氧化环境中加热至650～870℃也可燃烧变为CO22、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,钻 石,钻石的双晶依（111）最普遍，可成接触双晶、星状穿插双晶或轮式双晶其中，三角薄片接触双晶具有典型的扁平三角形外观，双晶结合处环绕钻石有明显的青鱼骨刺纹（贸易中称“结节”）钻 石,3、力学性质 解理：具八面体｛111｝完全解理 比重：3.52（±0.01） 硬度：10，不同晶面各方向的硬度有差异 Ⅰ型钻石硬度大于Ⅱ型，无色钻石大于彩钻即使在同一晶面上，不同方向硬度也有差异钻 石,4、光学性质 颜色：无~浅黄（褐、灰）系列，粉、红紫、黑、蓝、绿、红、深黄、橙黄无色至黄色系列绝大部分为Ⅰa型；蓝色、淡蓝色钻石大部分为Ⅱb型，如“库里南、希望”等名钻钻 石,大多彩钻颜色发暗，颜色艳丽的彩钻极罕见。

彩色成因： ⑴少量N、B和H原子进人晶体结构形成各种色心 ⑵晶体塑性变形而产生位错、缺陷，对某些光的吸收而呈色钻 石,(1)黄至棕黄色钻石的颜色：N原子代替C原子形成电子色心而产生有两种形式： a、孤立的N原子代替C原子，如Ⅰb型； b、N原子可移动聚合在一起形成多个N原子集合体 (2)蓝色钻石：B原子代替C原子形成空穴色心少数含H杂质的钻石也呈蓝色 (3)粉红色钻石和褐色钻石：在高温和各向异性压力的作用下发生晶格变形而产生的颜色，在极端情况下可形成紫红色钻石 (4)绿色、蓝绿色钻石：长期天然辐射作用而形成若辐照时间足够长或辐照剂量足够大，可变成深绿色甚至黑色有时还可形成蓝色和黄褐色钻石呈色的四个主要原因,透明度：透明 光泽：金刚光泽 光性：均质体 折射率：2.417 色散：0.044，中等，但在天然宝石中较高钻 石,发光性：在LW下大多数钻石有蓝白、绿、黄、红色等荧光，少数在SW下有荧光有些可发磷光在X射线下，大多数钻石发中-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504nm有强吸收线钻 石,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、刚玉、云母、角闪石等细小矿物包体。

云状物（云雾状白色或灰色包体组成）、羽状纹（裂隙、生长纹和解理等金刚石包体,铬透辉石包体,石榴石包体,钻 石,片状石墨包体,镁铝榴石包体,6、热性能、电性能： Ⅰa型导热性最差（含N高的导热性差）， Ⅱa型导热性最好，Ⅱb型是半导体 7、其它：亲油性、疏水性、热膨胀性非常低钻 石,钻石的鉴别,二、钻石的鉴别,（一）钻石的鉴别特征及方法 （二）天然与合成钻石的区别 （三）优化处理钻石的鉴别 （四）钻石与仿制品的区别,（1）外观特征 具典型的光泽、亮度和火彩特征，即强金刚光泽、高亮度、火彩强而柔和钻石的鉴别,1、钻石的肉眼鉴定,（一）钻石的鉴别特征及方法,（2）透视试验,钻石琢型是根据全反射原理计算出来的莱索托诺言 603ct,钻石的鉴别,将宝石放在有字迹的纸上，钻石没有透视现象，而大多数仿制品有程度不同的透视现象钻石的鉴别,,（3）倾斜试验：将台面向上，置于暗背景中,钻石的鉴别,（4）亲油性试验：粘手，用油性笔在钻石表面划时可留下清晰而连续的线条 ⑸托水性试验：水滴在钻石表面隆起较高5）放大观察,A、表面特征（面棱及腰围） 硬度最大，因而不易磨损，故表面光洁没有擦痕，刻面棱平直而锋利，面棱一般较尖锐。

钻石的鉴别,未抛光钻石腰围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痕钻石的鉴别,钻石腰棱处有时可见须状腰、残留原始晶面及三角形凹陷（蚀象）或生长纹钻石的鉴别,B、内部特征 以适当角度照明，有时可见内部或延伸到表面的一些细微而直的透明纹理钻石的鉴别,钻石常含固态矿物包体；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）晶片等包体金刚石包体,石榴石包体,片状石墨包体,钻石的鉴别,钻石是单折射宝石，无面棱重影现象而有些仿制品（如金红石、锆石、合成碳硅石等）具有明显双影，以此可区别于钻石钻石的鉴别,（1）硬度测试 钻石是最硬的物质，测试硬度无疑是一种最有效的鉴定方法，但有破坏性，须谨慎使用 将宝石的腰棱在刚玉硬度板上小心刻划，若能划动，可确定为钻石钻石的鉴别,2、钻石的仪器鉴定,（2）热导仪测试,热导仪,钻石及其仿制品,显示钻石,显示仿制品,钻石,,,热导仪,莫桑石,观察双折射,,钻石的鉴别,（3）反射仪测折射率：2.417 （4）测定密度：3.52 （5）偏光镜检查：均质体 （6）分光镜：无色～浅黄色系列的钻石具有415nm强吸收带褐色钻石具有504nm吸收线。

（7）发光性：在LW下大多有蓝白、绿、黄、红色等荧光，少数在SW下有荧光，有些发磷光在X射线下，大多发中～强的蓝白色荧光钻石的鉴别,（二）天然与合成钻石的区别,1953年，合成钻石首次在瑞士ASEA公司试制成功 1970年，美国通用电气公司首次研制出宝石级合成钻石（重量大于1ct，黄、蓝和近无色），但因成本太高而不具商业意义 1985年，日本住友电子工业公司开始小批量生产黄色宝石级合成钻石并投放市场 1988年，英国戴比尔斯公司合成了11.14ct浅黄色，大颗粒透明的宝石级钻石 1993年，俄罗斯生产的浅黄色合成钻石也开始进入国际市场钻 石,钻 石,钻 石,合成钻石的主要鉴别特征,⑴颜色：多为黄色，有的近似琥珀色，可见色带 ⑵吸收光谱：缺失415nm吸收线 ⑶荧光：LW下呈惰性，SW下发光性具明显分带性 ⑷晶面上常显示树枝状生长花纹 ⑸形态：天然钻石一般形成八面体或立方体等单形或聚形，而合成钻石则发育由八面体、立方体、菱形十二面体和四角三八面体等组成的聚形钻 石,钻 石,⑹阴极发光：天然钻石常显均匀蓝色—灰蓝色荧光；合成钻石发黄～黄绿色荧光，且不同环带可发不同颜色荧光 ⑺包体：可见细小的铁或镍铁合金金属包体，呈金属光泽，用磁铁可吸起,（三）优化处理钻石的鉴别,1、颜色优化处理 涂色法：在表面涂一薄层带紫色、N高的物质，提高一至二个级别。

有的甚至涂墨水、指甲油、油彩等，或者在钻戒底托上加上Pt极容易鉴别 覆膜：覆钻石膜，改善颜色 高压加热处理：20世纪70年代末，美国研制，将浅黄色Ⅰb型钻石结构中的分散N原子在高压下聚集转变为Ⅰa型钻石，使颜色变浅钻 石,放射性辐照改色：永久性、色心致色（K级以下），如黄色钻石改为绿、浅蓝色、粉红色；褐色钻石改为天蓝色、绿色 辐照改色钻石的鉴别： 辐照改色蓝钻石不含B，绝缘 颜色仅限于表面，色带的形状和分布位置与琢型和辐照方向有关从亭部轰击圆多面型钻石时，从台面观察可见“伞影效应”——颜色呈伞状围绕亭部分布；从冠部轰击——腰棱处可见深色环；从侧面轰击——靠近轰击源一侧颜色明显加深 在594nm处常有明显吸收线，但加热后可消失天然钻石在产出同时也可能受到放射性影响钻 石,2、净度处理 充填处理：高Pb玻璃充填裂隙或空洞（80年代出现） 激光打孔充填：利用C的燃烧性，打孔直达包体，用化学试剂清理包体后充填玻璃或其它无色透明物质 充填钻石的鉴别： 裂隙内常保留充填物的流动构造 残留气泡：充填物内的空洞，呈亮点 玻璃冷却收缩产生龟裂纹，且硬度小会在表面形成凹坑钻 石,充填物过厚可呈絮状、网状，并可见充填物颜色（浅黄色）。

从包体到钻石表面有一白色虫状通道（10×可见）钻 石,f.X光照相：钻石在X光下高度透明，而充填物不透明，充填区域在X光片中呈白色轮廓 g.X荧光分析仪：检测充填物中的微量元素（特别是Pb），提供可靠证据钻 石,h. 闪光效应：显微镜下观察，随钻石转动在充填裂隙处可见明显颜色变化 暗域照明：呈暖色调（橙黄、紫红、粉色） 亮域照明：呈冷色调（蓝绿、绿、绿黄色和黄色）,（四）钻石与仿制品的区别,钻 石,CZ(cubic zirconia)目前是钻石最理想的仿制品，性质与钻石最接近，且价格低廉，原料50＄/Kg CZ主要鉴定特征： 成分主要为ZrO2；等轴晶系，均质体；各种颜色（红、粉、红、黄、橙、蓝、黑等）；亚金刚光泽；无解理；硬度8～9；密度5.6～6.0g/cm3；折射率2.15～2.18；紫外荧光：因颜色而异，无色在短波下呈弱至中等橙黄色、长波下呈中到强的绿黄或橙黄；内部通常洁净，可含未熔氧化锆残余，有时呈面包渣状，气泡；色散0.060钻 石,钻 石,CZ,钻 石,CZ,钻 石,CZ,钻 石,CZ,钻 石,CZ,合成碳硅石（Synthetic moissanite)：莫桑石， SiC，无色～绿色，六方晶系，非均质体，折射率2.648～2.691，双折率0.043，色散0.104，光泽率20.4％（最高，钻石17.2％），硬度9.25，韧度优（钻石良），密度3.22± g·cm-3，双影明显，内含针状、纤维状或管状包体，热导仪不能区分它与钻石。

可导电 钻石拼合石：由钻石（作上层）与水晶、合成无色蓝宝石等粘合而成，镶嵌后粘合缝被隐藏在台面上放置一小针尖就会看到两个反射像，一个来自台面，另一来自接合面下层宝石N低，可漏光钻 石,三、钻石的4C评价,钻石品级评价的四个因素： 颜色—— Colour 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）提出的四C分级评价系统得到普遍承认钻 石,1、钻石的克拉重量,（1）钻石的重量单位 克拉（Carat ,宿写ct）：1ct = 0.2g 分（Point ,宿写pt）：1pt = 0.01ct 表示方法：如0.2000g（1.00ct） 克拉值保留到小数点后两位，第三位“八舍九入” 格令（grain）：主要用于钻石批发中，1格令＝0.25ct格令也常用来表示钻石的近似质量范围，如1格令钻石的质量范围为0.23～0.26ct，2格令的质量范围为0.47～0.56ct 粒/ct：碎钻的批发贸易中常用，如20粒/ct表示每粒钻石的平均重量约为5分钻 石,钻 石,（2）钻石重量的商业分级。