鉆石的形成與特質(zhì)
鉆石的形成與特質(zhì)
鉆石是指經(jīng)過琢磨的金剛石，金剛石是一種天然礦物，是鉆石的原石。鉆石美麗、昂貴，深受眾多珠寶愛好者的喜愛，下面由學(xué)習(xí)啦小編為你詳細(xì)介紹鉆石的相關(guān)知識(shí)。
鉆石的形成與特質(zhì)：
形成原理
有人說金剛石就是鉆石，其實(shí)這種說法是完全錯(cuò)誤的(它們的差別就等同于木頭和家具之間的關(guān)系)，鉆石只是金剛石精加工而成的產(chǎn)品，現(xiàn)代科學(xué)技術(shù) 、手段為探索鉆石的形成提供了新思路和方法。鉆石是世界上最堅(jiān)硬的、成份最簡單的寶石，它是由碳元素組成的、具立方結(jié)構(gòu)的天然晶體。其成份與我們常見的煤、鉛筆芯及糖的成份基本相同，碳元素在較高的溫度、壓力下，結(jié)晶形成石墨(黑色)，而在高溫、極高氣壓及還原環(huán)境(通常來說就是一種缺氧的環(huán)境)中則結(jié)晶為珍貴的鉆石(無色)。為了便于理解鉆石的起源，先看一看含有鉆石的原巖。
自從鉆石在印度被發(fā)現(xiàn)以來，我們不斷聽到人們?cè)诤舆?、河灘上撿到鉆石的故事，這是由于位于河流上游某處含有鉆石的原巖，被風(fēng)化、破碎后，鉆石隨水流被帶到下游地帶，比重大的鉆石被埋在沙礫中。鉆石的原巖是什么?1870年人們?cè)谀戏堑囊粋€(gè)農(nóng)場(chǎng)的黃土中挖出了鉆石，此后鉆石的開掘由河床轉(zhuǎn)移到黃土中，黃土下面就是堅(jiān)硬的深藍(lán)色巖石，它就是鉆石原巖——金伯利巖(kimberlite)。什么是金伯利巖?金伯利巖是一種形成于地球深部、含有大量碳酸氣等揮發(fā)性成份的偏堿性超基性火山巖，這種巖石中常常含有來自地球深部的橄欖巖、榴輝巖碎片，主要礦物成份包括橄欖石、金云母、碳酸鹽、輝石、石榴石等。研究表明，金伯利巖漿形成于地球深部150公里以下。由于這種巖石首先在南非金伯利被發(fā)現(xiàn)，故以該地名來命名。
另一種含有鉆石的原巖稱鉀鎂煌斑巖(lamproite)，它是一種過堿性鎂質(zhì)火山巖，主要由白榴石、火山玻璃形成，可含輝石、橄欖石等礦物，典型產(chǎn)地為澳大利亞西部阿蓋爾(Argyle)。
鉆石科學(xué)家們經(jīng)過對(duì)來自世界不同礦山鉆石及其中原生包裹體礦物的研究發(fā)現(xiàn)，鉆石的形成條件一般為壓力在4.5-6.0Gpa(相當(dāng)于150-200km的深度)，溫度為1100-1500℃。雖然理論上說，鉆石可形成于地球歷史的各個(gè)時(shí)期/階段，而目前所開采的礦山中，大部分鉆石主要形成于33億年前以及12-17億年這兩個(gè)時(shí)期。如南非的一些鉆石年齡為45億左右，表明這些鉆石在地球誕生后不久便已開始在地球深部結(jié)晶，鉆石是世界上最古老的寶石。鉆石的形成需要一個(gè)漫長的歷史過程，這從鉆石主要出產(chǎn)于地球上古老的穩(wěn)定大陸地區(qū)可以證實(shí)。另外，地外星體對(duì)地球的撞擊，產(chǎn)生瞬間的高溫、高壓，也可形成鉆石，如1988年前蘇聯(lián)科學(xué)院報(bào)道在隕石中發(fā)現(xiàn)了鉆石，但這種作用形成的鉆石并無經(jīng)濟(jì)價(jià)值。
鉆石的特質(zhì)：
結(jié)晶習(xí)性
合成鉆石常為：立方體、八面體以及兩者的聚形
天然鉆石常為：八面體、菱形十二面體以及兩者的聚形，還有常見三角薄片雙晶
顏色
合成鉆石常為黃褐色，并且經(jīng)常被輻照改色成藍(lán)、橙、粉、褐以及金黃色
天然鉆石98%都是無色—淺黃系列。
表面以及內(nèi)部紋理
合成鉆石：可顯示樹枝狀或者交叉狀紋理
天然鉆石：表面常見三角凹痕或者三角座，內(nèi)部常顯示與結(jié)構(gòu)相關(guān)的紋理。
放大觀察
合成鉆石：籽晶及其幻影區(qū)，各種形態(tài)的金屬包體
天然鉆石：沒有金屬包體
可見光吸收光譜
合成鉆石：無415.5nm吸收線，在液氮獲得的低溫條件下可以測(cè)得658nm吸收峰和500nm以下全吸收
天然鉆石：絕大部分都是415.5nm吸收線
紫外熒光
合成鉆石：長波下通常是沒有熒光的，短波下有黃綠色、橙黃色熒光，有“馬耳他十字分帶”現(xiàn)象，同時(shí)有明顯磷光
天然鉆石：在長波下多為藍(lán)白色熒光，短波下較弱或者顯示惰性。
陰極發(fā)光儀
合成鉆石：與紫外熒光分布特征相似，不同成長區(qū)顯示不同的熒光分帶
天然鉆石：多是不規(guī)則
因?yàn)樘烊汇@石生長的時(shí)候，環(huán)境是時(shí)刻都會(huì)變化的，然而合成鉆石的生長環(huán)境都是一成不變。
紅外光譜
合成鉆石：1130波束的吸收普帶
天然鉆石：1176、1282波束的吸收譜帶。
導(dǎo)電性
合成鉆石：有的可能具有導(dǎo)電性或者導(dǎo)熱性
天然鉆石：除了藍(lán)色鉆石是半導(dǎo)體之外，均不導(dǎo)電，而且是沒有磁性。
其他
比如異常雙折射形形色色