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单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,#,第二讲 纯洁永恒的宝石 之王：,钻石,第二讲 纯洁永恒的宝石 之王：钻,1,一、钻石是什么？,金刚石(Diamond)与钻石,钻石,是以天然矿物,金刚石,为原料加工而成的。,金刚石,是以天然产出的以碳原子组成的具有,立方面心,晶体结构的一种矿物。见图1,图1 金刚石的形态与结构,一、钻石是什么？金刚石(Diamond)与钻石,2,一、钻石是什么？,金刚石(Diamond)与钻石,它的硬度极大(摩氏硬度10)，是最硬的物质；有一定的晶形，一般为八面体(见图1)；灿烂夺目，五彩缤纷；自然界产出极为稀少(每开采250吨矿石才能有1ct宝石级金刚石)；因此它最符合宝石的四条标准，即：,自然产出,；,耐久,(广告词有“钻石恒久远，一颗永流传”)，硬度大，不磨损；,美观,；,稀少,。不愧有“宝石之王”的美称。,一、钻石是什么？金刚石(Diamond)与钻石,3,一、钻石是什么？,钻石(Diamond)定义,钻石,是以天然,金刚石,为原料，经人工切割、加工、琢磨而形成的各种款式的装饰品、珍藏品、陈列品。,现在人们常把钻石和金刚石两名词混为一谈。,一、钻石是什么？钻石(Diamond)定义,4,二、钻石(金刚石)的历史及传说,钻石,于2800年前发现于印度克里希纳河及彭纳河流域的沉积物中的一块小石子，从而揭开了钻石的历史。,此后相继在巴西(18世纪)、,南非,(19世纪)发现。20世纪又在,扎伊尔,、,俄国,、,博茨瓦纳,等国家发现。后来在,澳大利亚,、,加拿大,、,中国,(湖南：1950年；山东：1965年；辽宁：1972年)也都发现了很大价值的钻石矿。,二、钻石(金刚石)的历史及传说钻石于2800年前发现于印度克,5,二、钻石(金刚石)的历史及传说,自古以来，人们对钻石都无比宠爱，甚至崇敬，说它是“星星的碎片”、“女神的泪滴”,。,迄今为止，世界上发现的大钻石(单粒超过100克拉)不足2000粒，其中：,超过100ct：1901粒,超过200ct：259粒,超过500ct：20粒,超过1000ct：3粒,每粒大钻都有它自己的名字和一段传奇故事。,二、钻石(金刚石)的历史及传说自古以来，人们对钻石都无比宠爱,6,二、钻石(金刚石)的历史及传说,第一大钻,库利南,Cullinan，1905年产于南非普列梅尔(Premiar)矿山。重3106.75ct，浅蓝色，拳头大小。当时以15万英镑收购。1907年被献于英王,爱德华,三世，加工成9粒大钻。库利南,、,号分别重530.20、317.40、94.40、,4.34ct。最大的号镶嵌在英王的权杖上，号现镶在英王的皇冠上，号镶在玛丽皇后的皇冠上,二、钻石(金刚石)的历史及传说第一大钻库利南Cullinan,7,图2 库利南,I,，,II,及英王权杖,图2 库利南I，II及英王,8,二、钻石(金刚石)的历史及传说,第二大钻“,阿巴依戴,”1680ct，1798年发现于巴西，为三犯人发现(葡萄牙将犯人流放到殖民地开矿)，是在找金矿时偶尔发现的，鹅蛋大，蓝色。钻石献给葡萄牙王室，犯人被赦免。,还有个叫“,希望之星,”的名钻，并不重，44.50ct。传说就是泰坦尼克号女主人公罗丝的那块。极富传奇色彩，1642年产自印度。传说它传到谁手中，其主人必遭厄运。它从印度传到法国富商，后献给法王路易十四。前者被野狗咬死，后者得了天花死去。又传给路易十五，在法国大革命中被砍头；后传给路易十六，他也被送上断头台。后被盗，在伦敦市场又露面，被一银行家霍普(Hope)买下，从此该钻定名为“希望之星”，后来银行家穷困潦倒；以后又传到土耳其商人手中，该家车祸翻下悬崖；1911年传到美国，现藏于美国一家博物馆。,早期的大钻最终都落到帝王贵族手中作为富贵尊严的象征。,二、钻石(金刚石)的历史及传说第二大钻“阿巴依戴”1680c,9,二、钻石(金刚石)的历史及传说,中国的大钻,：,1937年 金鸡钻 218ct 产于江苏北部,1977年 常林钻石 158.78ct 山东林沭,1981年 陈埠1号 124.27ct 山东蒙阴,1983年 蒙阴1号 119.09ct 山东蒙阴,这些大钻的发现经常是偶然的机遇，如常林钻石(图3),二、钻石(金刚石)的历史及传说中国的大钻：,10,图3 常林钻石，希望之星,11,二、钻石(金刚石)的历史及传说,钻石,正式作为人身的装饰品始于15世纪。1477年，奥地利的马克西米大公与法国玛莉公主订婚时，给女方一枚钻石戒指，象征纯洁的爱情。,人们钟爱钻石，把它定为四月的“生辰石”和结婚60、75年的,纪念石,，意寓纯净无瑕。,二、钻石(金刚石)的历史及传说钻石正式作为人身的装饰品始于1,12,三、钻石(金刚石)是怎样产出的？,金刚石,生成于地下100km的高温岩浆中。那里的温度达1500,，压力达40万大气压。金刚石就是在这种高温高压条件下由碳原子合成，然后随火山爆发侵入地壳或喷出地表(图4)。,三、钻石(金刚石)是怎样产出的？金刚石生成于地下100km的,13,14,三、钻石(金刚石)是怎样产出的？,金刚石生成于,金伯利岩,中。该岩石因首先发现于南非金伯利地区而得名，岩石学中称,角砾云母橄榄岩,(见标本)。,金刚石的产状可分为两大类，即,原生矿,和,砂矿,(见图4)。,原生矿,是指采自,金伯利岩,的岩体中，可露天开采，也可以挖坑道地下开采。另外，金刚石可少量产于,钾镁煌斑岩,及,陨石,(天上掉下来的钻石)中。,砂矿,是指原生的岩石经风化、破碎，再经水流搬运沉积于,凹地,、,河床,或,海滨,的金刚石(见图4),。砂矿对找寻原生矿有重要意义。,三、钻石(金刚石)是怎样产出的？金刚石生成于金伯利岩中。该岩,15,三、钻石(金刚石)是怎样产出的？,金刚石,在全球的,总储量,1993年估计约为22亿克拉。目前每年开采量已超过1亿克拉。照这样速度采下去，前景令人担忧。,金刚石的生成时代,在距今20亿1亿年以前。,三、钻石(金刚石)是怎样产出的？金刚石在全球的总储量1993,16,产 量 排 位,目前全球的金刚石,产量排位,：,澳大利亚 约4000万ct/年,扎伊尔 约1700万ct/年,博茨瓦纳 约1600万ct/年,俄罗斯 约1125万ct/年,南非 约 925万ct/年,安哥拉 约 270万ct/年,加纳 约 55万ct/年,塞内加尔 约 50万ct/年,巴西、中国、印度、加拿大,中国约15,20万ct，世界排第10，亚洲第一，而质量最好。,产 量 排 位目前全球的金,17,图5 辽宁瓦房子金刚石矿开采图及金刚石（照片）,图5 辽宁瓦房子金刚石矿开采,18,四、钻石的类型,按,用途,可分为,工业钻石,和,宝石级钻石,两大类。,按,特性,目前分为,型和,型，再细分为,a、b、a和b型。见表1,四、钻石的类型按用途可分为工业钻石和宝,19,特性,型,型,a,b,a,b,含氮量,高，,0.25-0.1%,较少，,0.1-0.01%,极少，,(110),(100),(,用立方模型表示,),。这给钻石的加工带来了方便。“煮豆燃豆萁，,”(曹植七步诗)。金刚石的高硬度保证了钻石的耐久，永不磨损。,密度,金刚石,的,密度,3.54g/cm,3,。若含杂质或裂隙，可能稍低3.2。它的密度比一般的砂子(,石英,、,长石,，2.62.7)大，因此早先人们在淘金时，有时会淘出金刚石。在砂矿中采金刚石就用淘洗法。,五、金刚石(钻石)的晶体结构、性质及其与宝石,23,五、金刚石(钻石)的晶体结构、性质及其与宝石 特征的关系,解理,当金刚石晶体受到强大外力撞击时可能会沿一定的,结晶方向,裂开成一平面，这种性质就称为,解理,。金刚石具有,中等解理,。这是钻石的唯一缺点。所以说钻石“不怕磨，但怕打(击)”，因此佩带钻饰时要注意不要受硬物碰击。但这同时也是优点，加工师可借此将钻石劈开。,解理的方向就平行于,八面体,的面，共四组，因此称为,八面体(111)解理,。(结合图及模型),解理发生在那些结合力较弱的面网之间，如面网间距较大者。,五、金刚石(钻石)的晶体结构、性质及其与宝石,24,五、金刚石(钻石)的晶体结构、性质及其与宝石 特征的关系,颜色,纯洁的钻石应该是透明无色的(习惯称白色)。因经常含有杂质或结构缺陷，钻石可呈现各种颜色，如白、黄、橙、棕、绿、蓝、红、紫、烟灰和黑色及乳白色。,钻石的颜色可分为三个系列：,普通系列(开普系列)：主要为,a,型钻石。颜色白-黄-棕，含氮愈高，颜色愈黄。这内容在下面4C标准中还要详细讲。,彩色系列：如蓝色主要分布在,b,型。因含B而呈色。如第一大钻“库利南”和“希望之星”都是罕见的蓝色。粉色及浅紫色钻石也较罕见。我国辽宁及澳大利亚都有产出，大多为,a,型，可能是含少量锰(Mn)的原因。彩钻因美观罕见，其价值比白色钻高得多。如澳大利亚AK岩管产出的一颗3.5ct的粉钻，价值350万美圆，比白钻贵数十倍。,使人不喜欢的颜色：如乳白色、灰色、烟色、黑色，是因为钻石内含有微小气泡、石墨包体等杂质造成的。,五、金刚石(钻石)的晶体结构、性质及其与宝石,25,五、金刚石(钻石)的晶体结构、性质及其与宝石 特征的关系,发光性,钻石在高能量射线(如紫外光)照射下可以产生不同的色光，如,型常呈蓝浅蓝的占65%，另有黄、橙、白、绿，也有不发光的；,型70%发黄绿色光。如果照射停止发光也立即消失，称为,萤光,。照射停止后，钻石还能继续发光一段时间，称为,磷光,。自古人们传说有“,夜明珠,”的宝物，其中可能就有发,磷光,的钻石(白天受阳光的紫外光照射，夜晚继续发光)。,五、金刚石(钻石)的晶体结构、性质及其与宝石,26,五、金刚石(钻石)的晶体结构、性质及其与宝石 特征的关系,折射率,宝石的,折射率,(N)定义为光线在空气中的传播速度,V,与其在宝石中的传播速度,Vg之比：,N,=,V/Vg=Sini/Sinr，i,为入射角,，r,为折射角,钻石的,折射率,N=2.417，在透明矿物中最高。折射率愈高，意味着光线在宝石中传播速度愈慢，受到阻力愈大，因此反射光的能力就愈大。,光泽,光泽,就是宝石对光线反射能力。也就是说折射率愈高，,光泽,必然愈强。,矿物学中按折射率由高至低(反射率也由高至低)将光泽由强至弱分成4级，即,金属光泽,-,半金属光泽,-,金刚光泽,-,玻璃光泽,。,钻石属金刚光泽，为透明矿物中光泽最强的。正是由于它光泽强的特性使钻石光亮夺目。,从以下几个例子可以了解折射率与光泽的关系：钻石(2.417)，锆石(1.98)皆属金刚光泽；蓝宝石(1.77)，水晶(1.54)皆属玻璃光泽。锆石因折射率高，有人拿来冒充钻石。,光性均质体,光线进入宝石晶体有的可分解为振动方向互相垂直的两条折射光(,偏振光,)。两者有不同的传播方向和速度，称,双折射,。此等宝石称,光性非均质体,，如,水晶,N=1.544-1.553。若光线进入宝石晶体，只有唯一的一条折射线，而各方向N均相等，称,光性均质体,，如,钻石,。此现象对鉴定钻石极为有用。均质体反映背面影象为单影，非均质体为双影。,五、金刚石(钻石)的晶体结构、性质及其与宝石,27,五、金刚石(钻石)的晶体结构、性质及其与宝石 特征的关系,全反射,光线进入宝石，当投向另一,界面,时，不再穿过界面，而是全部反射回原,介质,(空气)中，这种现象称为宝石的,全反射,。当钻石产生全反射时，人们看到钻石内部好象有无数个镜面反光，亮光闪闪。,根据物理学定义得知，若光线自钻石内部射向空气，当折射角等于90,时的入射角称为,临界角,。一旦入射角大于临界角，光线就不再折射，而全部反射，称,全反射,，因此临界角愈小，愈容易产生全反射。,与其它透明宝石相比，钻石的临界角最小。,钻石的临界角,为24,25,，,蓝宝石,34,35,，,水晶,40,22,，因此钻石最容易产生全反射效果。但是否能达到最佳的全反射效果还要看钻石加工琢磨的水平。以后还将介绍。,注：当光线自宝石内射向空气时，入射角应小于折射角。,五、金刚石
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