大家好,我是今天的主人公,世界上硬度最大的礦物——金剛石,也就是鉆石。在了解我之前,我們先去美國(guó)阿肯色州的隕石坑瞧一瞧我的真面目吧~~時(shí)光穿梭中~在美國(guó)阿肯色州的默弗里斯伯有一處的鉆石隕石坑,這是世界上唯一向公眾開(kāi)放的鉆石礦。通過(guò)支付一小筆
大家好,我是今天的主人公,世界上硬度最大的礦物——金剛石,也就是鉆石。在了解我之前,我們先去美國(guó)阿肯色州的隕石坑瞧一瞧我的真面目吧~
~時(shí)光穿梭中~
在美國(guó)阿肯色州的默弗里斯伯有一處的鉆石隕石坑,這是世界上唯一向公眾開(kāi)放的鉆石礦。通過(guò)支付一小筆入場(chǎng)費(fèi),任何人都可以尋找鉆石,并可保留他們所發(fā)現(xiàn)的任何東西。
美國(guó)阿肯色州鉆石火山口州立公園
這些人怎么通過(guò)肉眼的簡(jiǎn)單識(shí)別對(duì)鉆石做出粗略的區(qū)分呢?
據(jù)觀察,有人使用一種特殊的篩子來(lái)洗滌和分離較重的鉆石和較輕的碎片。而另一些人通過(guò)不斷的揚(yáng)起泥土,尋找犁溝中珠寶的微弱反射。
游客們利用相對(duì)密度的不同分選鉆石和碎片
那么,問(wèn)題來(lái)了,我從何而來(lái),我有哪些基本的性質(zhì),在日常生活中評(píng)價(jià)我的標(biāo)準(zhǔn)又是什么呢,請(qǐng)聽(tīng)我慢慢道來(lái)。
「鉆石」
鉆石從何而來(lái)
對(duì)于我(鉆石)的形成原理和機(jī)制的研究主要通過(guò)研究?jī)?nèi)部的包裹體和人工模擬高溫高壓實(shí)驗(yàn)來(lái)完成。
我的父母(母巖)主要有金伯利巖和鉀鎂煌斑巖兩種,分別于1866年(南非Kimberley)、1979年(澳大利亞Argyle)被發(fā)現(xiàn)。在其他的母巖如石榴石-輝石-云母片麻巖或片巖、隕石輝石巖等,也有一小部分的我作為包裹體產(chǎn)出,但并不構(gòu)成經(jīng)濟(jì)效益,因此未被開(kāi)采和商業(yè)應(yīng)用。
南非金伯利鉆石礦坑
科學(xué)家們經(jīng)過(guò)對(duì)來(lái)自世界不同礦山的我和我內(nèi)部的原生包裹體礦物的研究發(fā)現(xiàn),我出生(形成)在壓力4.5-6.0Gpa(相當(dāng)于150-200km的深度),溫度為1100-1500℃的環(huán)境中。 目前所開(kāi)采的礦山中,大部分的我主要形成于33億年前以及12-17億年這兩個(gè)時(shí)期。(所以我已經(jīng)度過(guò)了很久很久孤寂無(wú)人的歲月了)
下面這幅圖大致描繪了地球巖石圈地幔中我(鉆石)的等化學(xué)沉淀機(jī)制。頂部:巖漿侵入(Δt至橄欖巖圍巖約+200°C),導(dǎo)致熱CHO流體從結(jié)晶熔體中釋放。當(dāng)它滲入橄欖巖圍巖時(shí),冷卻液等化學(xué)性地沉淀鉆石。底部:熔融體結(jié)晶完成后,侵入體被一個(gè)金剛石的光環(huán)包圍,溫度、體積、流體含量和熔融體的氧化還原狀態(tài)都會(huì)影響金剛石的沉淀量。
地球巖石圈地幔中鉆石的等化學(xué)沉淀機(jī)制
除兩種原生礦床外,我還有次生礦床產(chǎn)出。含鉆石的金伯利巖或鉀鎂煌斑巖出露在地表,經(jīng)過(guò)風(fēng)吹雨打等地球外營(yíng)力作用而風(fēng)化、破碎,在水流沖刷下,破碎的原巖連同鉆石被帶到河床,甚至海岸地帶沉積下來(lái),形成河流沖積礦床和海岸帶沖積礦床(即鉆石的次生礦床)。
代表產(chǎn)地
目前,商業(yè)性盛產(chǎn)鉆石的國(guó)家約二十個(gè),年產(chǎn)量約1-1.2億克拉,主要由澳大利亞、南非、博茨瓦納、剛果等國(guó)家出口——其中,整個(gè)非洲的產(chǎn)量更是占到了世界產(chǎn)量的一半,因此也成為一部分非法分子和組織的掠奪對(duì)象,造成“血腥鉆石”的慘案。(太美也是我的錯(cuò)嘛)
鉆石全球產(chǎn)地分布圖
中國(guó)的鉆石主要來(lái)自于遼寧瓦房店、山東蒙陰和湖南阮江。
遼寧瓦房店的鉆石品質(zhì)較高,產(chǎn)量大,屬于金伯利原生礦,但目前因故暫停;山東蒙陰也屬于金伯利原生礦,其寶石級(jí)鉆石含量低,但常產(chǎn)大顆粒鉆石,如著名的“常林鉆石”即是在這里被發(fā)現(xiàn)的;湖南阮江的中下游為砂礦,鉆石品位(每噸或者每百噸開(kāi)采的礦石中鉆石的克拉數(shù),一般為每百噸幾十克拉)較低,品種參差不齊。
關(guān)于我國(guó)第一大鉆石原石——常林鉆石的報(bào)道
基本性質(zhì)
哇卡卡卡,終于到我正式地介紹自己給大家啦~
我屬于等軸晶系,常見(jiàn)八面體、菱形十二面體、立方體以及他們的聚形;也可見(jiàn)三角形的接觸雙晶。
我具有最強(qiáng)的硬度(摩氏硬度Hm=10),且在原石各個(gè)方向上的硬度存在一定的差異。工人師傅也正是利用這一原理對(duì)鉆石進(jìn)行粗磨的~但鉆石的韌性差,脆性大的特性也使得成品鉆石產(chǎn)品被多次報(bào)道損傷或者破裂的情況。
(也就是說(shuō),我的破裂一方面是外力的撞擊誘發(fā)了內(nèi)部裂隙向外擴(kuò)張的趨勢(shì),另一方面則是脆性和韌性原因)
鉆石內(nèi)部的裂隙面
磨成刻面的我內(nèi)部借助寶石用的放大鏡可以看到許多奇妙的微觀現(xiàn)象,比如小針點(diǎn)、空洞、胡須狀腰、生長(zhǎng)紋、刮痕、羽狀物、云霧體等等。
我的折射率較高(2.42),顯示強(qiáng)烈的金剛光澤,是日常鑒定鉆石最重要的依據(jù)。親油疏水性、高導(dǎo)熱性、低熱膨脹性、抗酸抗堿等也是鉆石的特性所在,篇幅限制就不一一介紹了。
分類
盡管我最主要的成分是碳,其也會(huì)因所含微量元素的不同而呈現(xiàn)不同色彩。
一般常見(jiàn)的顏色為微黃色調(diào)到明顯黃色,因含N元素的集合體而致色,屬于Ia型。呈純凈無(wú)色的IIa型鉆石不含雜質(zhì),自然界也較為罕見(jiàn),許多名鉆就屬于這一系列,如庫(kù)里南鉆石、塞拉里昂之星等。僅含雜質(zhì)B的IIb型鉆石呈現(xiàn)藍(lán)色,是鉆石家族中唯一的半導(dǎo)體,著名的“Hope希望之星”就屬于這個(gè)系列。
希望鉆石
評(píng)價(jià)分級(jí)
對(duì)于我的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn),一般使用國(guó)際通用的4C方案——以顏色(color)、凈度(clarity)、切工(cut)及質(zhì)量(carat)四個(gè)方面對(duì)Ia型鉆石進(jìn)行等級(jí)劃分,以美國(guó)GIA的證書最為著名。
顏色的級(jí)別包括D,E,F,G,H,I,J,K,L,MN十個(gè)級(jí)別,從D色到MN色,鉆石的顏色越來(lái)越偏向黃色,即使是新手也可以發(fā)現(xiàn)跨越四個(gè)級(jí)別以上的顏色色級(jí)。(然而這并不足夠,顏色的色劑決定了一部分鉆石的質(zhì)量和價(jià)格)熟練的分級(jí)師會(huì)根據(jù)細(xì)微的顏色差異確定顏色級(jí)別,從而為鉆石定級(jí)和定價(jià)。
鉆石的顏色分級(jí)是在專業(yè)實(shí)驗(yàn)室的分級(jí)環(huán)境中,由技術(shù)人員將待分級(jí)鉆石與標(biāo)準(zhǔn)色澤比色石反復(fù)對(duì)比而確定。最白的鉆石定為D級(jí)(即從Diamond的第一個(gè)字母開(kāi)始)。鉆石色級(jí)共分為12個(gè)級(jí)別,依次分別為:D、E、F、G、H、I、J、K、 L、M、N、
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