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金剛石
鉆石,也叫金剛石,俗稱“金剛鉆”。化學式為c,與石墨同屬於碳的單質。是壹種具有超硬、耐磨、熱敏、傳熱導、半導體及透遠等優異的物理性能,素有“硬度之王”和寶石之王的美稱,金剛石的結晶體的角度是54度44分8秒。習慣上人們常將加工過的稱為鉆石,而未加工過的稱為金剛石。在我國,金剛石之名最早見於佛家經書中。鉆石是自然界中最硬物質,最佳顏色為無色,但也有特殊色,如藍色、紫色、金黃色等。這些顏色的鉆石稀有,是鉆石中的珍品。印度是歷史上最著名的金剛石出產國,現在世界上許多著名的鉆石如“光明之山”,“攝政王”,“奧爾洛夫”均出自印度。鉆石的產量十分稀少,通常成品鉆是采礦量的十億分之壹,因而價格十分昂貴。經過琢磨後的鉆石壹般有圓形、長方形、方形、橢圓形、心形、梨形、欖尖形等。世界上最重的鉆石是1905年產於南非的“庫裏南”,重3106克拉,已被分磨成9粒小鉆,其中壹粒被稱為“非洲之星”的庫裏南1號的鉆石重量仍占世界名鉆首位。
用途1:當人服食下金剛石粉末後,金剛石粉末會粘在胃壁上,在長期的摩擦中,會讓人得胃潰瘍,不及時治療會死於胃出血,是種難以讓人提防的慢性毒劑。文藝復興時期,用金剛石粉末制成的慢性毒藥曾流行在意大利豪門之間
晶體結構:
晶胞為面心立方結構,每個晶胞含有2組8個C原子。
鑒別鉆石的簡單方法
在社會對珠寶鉆石需求增加的情況下,人造鉆石和其它冒充鉆石不斷充擴市場,甚至有些珠寶經營者也分不清楚。下面介紹幾種簡單鑒別鉆石真偽的方法。
1、鉆石的單折光性
鉆石的單折光性,是由於鉆石的本質特性決定的。而其它天然寶石或人造寶石大都是雙折光性的。冒充的鉆石在10倍放大鏡觀察下,從正面稍斜的角度看,很容易看出棱角線出現重疊影像,並同時呈現出兩個底光。雙折射率差別小的如鋯石等,也可看出底光重疊的影像。
2、鉆石的吸附性
鉆石對油脂及汙垢有壹定的親和力,即油汙很容易被鉆石吸附。因此,用手指撫摸鉆石會感到膠粘性,手指似乎有粘糊的感覺。這是任何寶石所沒有的。這種方法需要加以訓練方能掌握其中微妙的區別。
3、壹線直落的特征
鉆石表面拋光很光滑。用壹支鋼筆蘸上墨水在鉆石上劃過,若是真鉆石,表面留下的是壹條光滑連續的線條,特征是壹線直落。仿冒品留下的是壹個個小圓點組成的線條。用此法觀察應借助放大鏡。
4、特有的金剛光澤
大致在100度的白熾燈光下,切磨很好的鉆石與仿冒品相互比較,很容易看出哪個具有金剛光澤。此方法不宜在過暗或過強的燈光下是進行。
高硬度人造金剛石
美國通用電器公司的研究和開發中心合成了單位體積內原子密度超過現有任何固體物抽的人造金剛石,其硬度超過了天然金剛石,堪稱世界上最硬的材料。與天然金剛石含有百分之九十九的碳13同位素。據科學家觀察,隨著碳13同位素密集程度的增加,原子間的距離會略微縮小,促使人造金剛石的硬度超過原子排列略顯松散的天然金剛石。在合成人造金剛石的過程中,科學家們首先通過化學蒸發過程將富含碳13同位素的甲烷氣體中的碳元素沈澱成金剛石小碎塊,然後再使用非常高的壓力把這些小碎塊分解,並再結晶成重量最高達3克拉的塊狀金剛石。
金剛石常呈黃、褐、藍、綠和粉紅等色,但以無色的為特佳。世界上重量超過620克拉(合124克)的特大寶石級金剛石***發現10粒,其中最大的名庫裏南(Cullinan),重3106克拉(合621.35克),大小5×6.5×10厘米,1905年發現於南非的普雷米爾巖管。中國常林鉆石,重158.786克拉,1977年發現於山東臨沭縣,列為世界名鉆。世界金剛石主要產地有澳大利亞、紮伊爾、博茨瓦納、前蘇聯、南非、巴西、納米比亞、加納、中非、塞拉利昂和中國等。
在摩氏硬度計中它是第十類。
附:我國產出的巨粒和大粒金剛石
1971年以來的二十年中,在我國陸續發現了幾顆50克拉以上和100克拉以上的金剛石,按發現時間的先後排列如下:
[1]1971年9月25日,在江蘇省宿遷公路旁發現壹顆重52.71克拉的金剛石。
[2]1977年12月21日, 在山東省臨沭縣常林大隊,女社員魏振芳發現1顆重158.786克拉的優質巨鉆,全透明,色淡黃,可稱金剛石的“中國之最”。被命名為“常林鉆石”
[3]1981年8月15日,在山東郯城陳埠發現壹顆124.27克拉的巨粒金剛石。被命名為“陳埠壹號”。
[4]1982年9月,在山東郯城陳埠發現壹顆96.94克拉的金剛石。
[5]1983年5月,在山東郯城陳埠發現壹顆92.86克拉的金剛石。
[6]1983年11月14日,在山東蒙陰發現壹顆119.01克拉的巨粒金剛石,被命名為“蒙山壹號”。
鉆石,就是經過打磨的金剛石,又稱金剛鉆,礦物名稱為金剛石。英文為Diamond,源於古希臘語Adamant,意思是堅硬不可侵犯的物質。
①通常指寶石級金剛石,尤指琢型寶石級金剛石,其實,鉆石和金剛石在國外並無這種用詞的區分,英文中均使用同壹個詞匯“diamond”,但國內則常把“金剛石”壹詞用於礦物學領域,鉆石壹詞用於寶石學領域。但也不盡然,如“工業鉆石”雖然不屬於寶石學領域,只是人們已習慣於這樣稱呼,故在本詞條中也采用之。
②寶石級鉆石以無色透明為上品,但常見的多為略帶微黃色調者。黃色調或褐色調愈深,品級也愈低。有壹種無色透明中帶壹點藍色的被稱作“水火色”,卻是佳品。而帶深藍、深黑、深金黃和紅色、綠色者,更是少見的珍品,被稱為“艷鉆”或“奇珍鉆石”,同壹礦區的鉆石帶有相似的“色素”特征,以致有經驗的人常可憑此認出鉆石的產地。最早發明標準圓形明亮式切割的是在1914年,比利時安特衛普的鉆石切割師托考夫斯基發明。判別鉆石的標準被稱為4C,分別是凈度、顏色、切工、克拉重量。其中凈度是指鉆石的內含物,而不應稱為瑕疵。內含物的存在正說明了鉆石的天然性。當然,我們還是希望這種包裹體狀的內含物越少越好,所以就有了凈度的分級。即:LC、VVS、VS、SI、P級。過去人們不會琢磨鉆石,只能用鉆石原石作為飾品,金剛石晶體真正成為鉆石,變為首飾的時代,大約在1450年。當時琢磨鉆石只有17個面,1558年--1603年當政的英國女王佩戴的鉆石戒,只是壹個八面體鉆石晶體,磨掉了壹個頂尖作為戒面的。直到1919年壹位住在美國的波蘭人名叫塔克瓦斯墓(Tolkowsky),設計出58個翻面的鉆石切割工藝,至今仍在采用,這個切工是根據鉆石的折光率系數等因素而精確計算出來的,不能任意改變,否則磨出的鉆石將無光彩或漏光。
化學成分
鉆石的化學成分是碳,這在寶石中是唯壹由單壹元素組成的。屬等軸晶系。晶體形態多呈八面體、菱形十二面體、四面體及它們的聚形。純凈的鉆石無色透明,由於微量元素的混入而呈現不同顏色。強金剛光澤。折光率2.417,色散中等,為0.044。均質體。熱導率為0.35卡/厘米?秒?度。用熱導儀測試,反應最為靈敏。硬度為10,是目前已知最硬的礦物,絕對硬度是石英的1000倍,剛玉的150倍,怕重擊,重擊後會順其解理破碎。壹組解理完全。密度3.52克/立方厘米。鉆石具有發光性,日光照射後 ,夜晚能發出淡青色磷光。X射線照射,發出天藍色熒光。鉆石的化學性質很穩定,在常溫下不容易溶於酸和堿,酸堿不會對其產生作用。
鉆石與相似寶石、合成鉆石的區別。寶石市場上常見的代用品或贗品有無色寶石、無色尖晶石、立方氧化鋯、鈦酸鍶、釔鋁榴石、釔鎵榴石、人造金紅石。合成鉆石於1955年首先由日本研制成功,但未批量生產。因為合成鉆石要比天然鉆石費用高,所以市場上合成鉆石很少見。鉆石以其特有的硬度、密度、色散、折光率可以與其相似的寶石區別。如:仿鉆立方氧化鋯多無色,色散強(0.060)、光澤強、密度大,為5.8克/立方厘米,手掂重感明顯。釔鋁榴石色散柔和,肉眼很難將它與鉆石區別開。
形成原因
現代科學技術 、手段為探索鉆石的形成提供了新思路和方法。鉆石是世界上最堅硬的、成份最簡單的寶石,它是由碳元素組成的、具立方結構的天然晶體。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,結晶形成石墨(黑色),而在高溫、極高氣壓及還原環境(通常來說就是壹種缺氧的環境)中則結晶為珍貴的鉆石(白色)。為了便於理解鉆石的起源,先看壹看含有鉆石的原巖。
自從鉆石在印度被發現以來,我們不斷聽到人們在河邊、河灘上撿到鉆石的故事,這是由於位於河流上遊某處含有鉆石的原巖,被風化、破碎後,鉆石隨水流被帶到下遊地帶,比重大的鉆石被埋在沙礫中。鉆石的原巖是什麽?1870年人們在南非的壹個農場的黃土中挖出了鉆石,此後鉆石的開掘由河床轉移到黃土中,黃土下面就是堅硬的深藍色巖石,它就是鉆石原巖——金伯利巖(kimberlite)。什麽是金伯利巖?金伯利巖是壹種形成於地球深部、含有大量碳酸氣等揮發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、金雲母、碳酸鹽、輝石、石榴石等。研究表明,金伯利巖漿形成於地球深部150公裏以下。由於這種巖石首先在南非金伯利被發現,故以該地名來命名。
另壹種含有鉆石的原巖稱鉀鎂煌斑巖(lamproite),它是壹種過堿性鎂質火山巖,主要由白榴石、火山玻璃形成,可含輝石、橄欖石等礦物,典型產地為澳大利亞西部阿蓋爾(Argyle)。
科學家們經過對來自世界不同礦山鉆石及其中原生包裹體礦物的研究發現,鉆石的形成條件壹般為壓力在4.5-6.0Gpa(相當於150-200km的深度),溫度為1100-1500攝氏度。雖然理論上說,鉆石可形成於地球歷史的各個時期/階段,而目前所開采的礦山中,大部分鉆石主要形成於33億年前以及12-17億年這兩個時期。如南非的壹些鉆石年齡為45億左右,表明這些鉆石在地球誕生後不久便已開始在地球深部結晶,鉆石是世界上最古老的寶石。鉆石的形成需要壹個漫長的歷史過程,這從鉆石主要出產於地球上古老的穩定大陸地區可以證實。另外,地外星體對地球的撞擊,產生瞬間的高溫、高壓,也可形成鉆石,如1988年前蘇聯科學院報道在隕石中發現了鉆石,但這種作用形成的鉆石並無經濟價值。
稀少的鉆石主要出現於兩類巖石中,壹類是橄欖巖類,壹類是榴輝巖類,但僅前者具有經濟意義。含鉆石的橄欖巖,目前為止發現有兩種類型:金伯利巖(kimberlite)(名字源於南非得壹地名——金伯利)和鉀鎂煌斑巖(lamproite),這兩中巖石均是由火山爆發作用產生的,形成於地球深處的巖石由火山活動被帶到地表或地球淺部,這種巖漿多以巖管狀產出,因此俗稱“管礦”(即原生礦)。含鉆石的金伯利巖或鉀鎂煌斑巖出露在地表,經過風吹雨打等地球外營力作用而風化、破碎,在水流沖刷下,破碎的原巖連同鉆是被帶到河床,甚至海岸地帶乘積下來,形成沖積砂礦床(或次生礦床)。
名鉆
世界最大的10顆鉆石
1.“庫利南”(Cullinan)。1905年1月21日發現於南非普列米爾礦山。它純凈透明,帶有淡藍色調,重量為3106克拉。後來被加工成9粒大鉆石和96粒較小鉆石。其中最大的壹粒名叫“非洲之星第Ⅰ”,水滴形,鑲在英國國王的權杖上。次大的壹粒叫做“非洲之星第Ⅱ”,方形,64個面,重317.克拉,鑲在英帝國王冠上。
2.布拉崗紮(Braganza)。1725年發現,系巴西境內發現的最大鉆石。它近乎無色,僅帶有極輕微的黃色,重量為1680克拉。後來不知去向。有人懷疑,這顆鉆石後來可能經更權威的鑒定,發現它並不是鉆石,而是壹顆黃玉。
3.壹顆未予命名的大鉆石。1919年,在普列米爾礦山找到壹顆重達1500克拉的寶石金剛石,顏色也和庫利南相似,因此有人認為它和庫利南是同壹個大晶體破裂而成的,故沒有給這塊金剛石專門命名。
4.尤裏卡(Eureke)。1893年,發現於南非奧蘭治自由邦的賈格斯豐坦鉆石礦。它光滑透明,呈藍白色,光澤極佳,是壹顆質量上乘的鉆石。琢磨後最大的壹顆重69.68克拉,被稱作“高貴無比”。
5.塞拉裏昂之星(Star of Sierra Leone)。塞拉裏昂的鉆石以品質佳,顆粒大,有良好的八面體晶形而著稱於世。塞拉裏昂之星是1972年2月在揚格瑪的鉆石礦上發現的,重為968.9克拉,無色。
6.科爾德曼.德迪奧斯。是巴西在發現“布拉崗紮”之後所發現的最大的鉆石,重922.5克拉,具極佳的藍白色。
7.庫稀努爾(Kohinur)是世界上已知最古老的鉆石。相傳早在13世紀時發現於印度著名的古鉆石礦區——哥爾負達。原石重約800克拉,被稱為“庫稀努爾”。後被加工成橢圓形,重108.83克拉,無色(略帶灰),並更名為“光明之山”。
8.大莫臥兒(Great Mogul),也是世界著名的古鉆石之壹。大約1630—1650年間發現於印度的可拉礦區,原石重787.5舊克拉,被加工成玫瑰花型,後來去向不明。
9.沃耶河(Weyie River),系1945年發現於塞拉裏昂沃耶河谷砂礦中的大鉆石。原石重770克拉,近於無色,品質甚佳,後被切割加工成30顆琢形鉆石。最大者為31.35 克拉,被命名為“勝利鉆石”。
10.金色紀念幣(Golden Jubilee),1986年發現於南非的普列米爾礦山。原石重755.50克拉,呈深金褐色,後來磨出了壹顆545.67克拉的大鉆。這是目前最大的壹顆琢型鉆石。該鉆石現被鑲嵌在泰王的權杖上。
其他鉆石
人類開采利用鉆石的歷史已有幾千年了,但自古以來大於20克拉的寶石級金剛石頗為罕見。而大於100克拉的鉆石被視著國寶。據稱目前世界上發現的大於100克拉的特大金剛石有1900多粒,其中大於500克拉的有21粒,大於1000克拉的僅有2粒。迄今世界上最大的壹顆鉆石是1905年1月27日在南非紮伊爾伯裏梅爾(Premier)發現的,該鉆石取名“庫裏南”(Cullinan),重達3106克拉。長100mm,寬65mm,厚50mm。寶石界行家估計“庫裏南”的價值高達75億美元。1907年,南非德蘭士瓦地方政府將這粒巨鉆贈送給了英王愛德華七世。英王把加工這顆巨鉆的工程交給了著名的荷蘭阿舍爾公司,這家公司曾經加工過“高貴無比”等大鉆。該公司接下工程後對這顆巨鉆研究了幾個月1908年2月10日這顆巨鉆被劈成幾大塊後加工出9顆大鉆,98顆小鉆,特意留下壹塊(重9.5克拉)原石未加工。加工出來的成品鉆總量為1063.65克拉,加工出來最大的壹顆鉆石取名“庫裏南Ⅰ號”,也稱為非洲之星,重達530.02克拉,是梨形刻面鉆。“庫裏南Ⅱ號”是壹顆切角的長方鉆,重317.4克拉。“庫裏南Ⅲ號”為梨形鉆,重95克拉,“庫裏南Ⅳ號”為方形鉆,重64克拉,還有壹棵心形鉆重19克拉,兩粒馬眼鉆,分別重l1.5克拉和8.8克拉,最後兩粒分別為長方鉆(重6.8克拉),和橄欖球形鉆(重4克拉),其中的四粒鉆石鑲在英國王冠之上,這頂王冠現珍藏在倫敦韋克菲爾德塔的英王室寶庫之中。
17世紀初,在印度戈爾康達的鉆石砂礦中拾到壹粒重309克拉的鉆石坯,後取名為奧爾洛夫鉆石。當時,根據沙赫哲汗的旨意,壹位著名的鉆石加工專家擬加工成“印度玫瑰”模樣,但未能完全如願,重量損失不少(僅磨出189.62克拉)。根據傳說,這顆美妙絕倫、稀罕無暇的鉆石,後來做了印度塞林伽神廟中壹尊神像的眼珠。1739年德裏被波斯國王納吉爾攻占之後,這顆鉆石被裝飾在納吉爾寶座之上,取名為“傑爾昂努爾”。之後鉆石被盜,落入壹位亞美尼亞人手中。1767年他把鉆石存入了阿姆斯特丹壹家銀行,於1772年他把鉆石賣給了禦前珠寶匠伊萬,伊萬於1773年以40萬盧布的價格又買給了奧爾洛夫伯爵。同年,奧爾洛夫把這顆鉆石奉獻給葉卡捷琳娜二世作為她命名日的禮物,爾後它被焊進壹只雕花純銀座裏,鑲在了俄羅斯權杖的頂端。奧爾洛夫鉆石潔凈無暇,十分罕見,它略帶壹點淡藍綠色,晶體中有幾個極小的淡黃色包裹體。鉆石厚22mm,寬31--32mm,長35mm。目前這顆鉆石珍藏在前蘇聯鉆石基金會,另壹顆著名的鉆石“沙赫”是1829年波斯王子米爾紮贈送給沙皇政府的,意在修好由於俄國使臣在波斯被害壹事而惡化的兩國關系。“沙赫”鉆石重88.7克拉,淺黃褐色,無瑕,只是晶體深處有幾條小裂紋。三個拋光面上都有用波斯文字刻上的銘文,意為“布爾罕壹尼紮姆壹沙赫二世,1000年(公元1591年)”。中印度為大莫臥爾占據之後,這顆鉆石落入他們之手。第二段銘文意為“哲漢吉爾壹沙赫之子哲罕—沙赫,1051年(公元1641年)”。第三段鉻文意為“統治者卡德紮爾—法赫特壹阿裏壹沙赫蘇丹,1242年。(波斯國王、1842年)。這顆鉆石被納吉爾沙赫據為已有,大約是在1739年占領大莫臥爾時期,在什麽地方采到這顆鉆石無人知曉,據推斷,它可能發現於戈爾康達砂礦。能在堅硬無比的“沙赫”鉆石上刻上銘文,可見當時波斯藝人技術之精湛令人無法想象。銘文中提到的大莫臥爾帝國執政官沙赫—哲罕,從1627年執政到1666年,後來被兒了傑布奪位並讓他在監牢中渡過余生。沙赫哲罕有極大的寶石癖,他擁有專門的工場,甚至親自到那裏去分選和琢磨寶石,他的兒子傑布不僅篡奪了王位,也奪取了父親的珍寶。1665年,壹位著名旅行家對大莫臥爾的寶座作了引人人勝的描繪,寶座以大量寶石點綴。朝晉謁者壹面寶座的華蓋上懸著壹顆重80--90克拉的鉆石,四周環繞很多祖母綠和紅寶石。這可能就是“沙赫”,它懸在大莫臥爾與朝晉謁者之間作為護身寶物。還有壹粒非常美麗的鉆石,名叫“桑西”鉆,重55克拉,傳說這顆鉆石曾鑲在勇士卡爾頭盔上,後在壹次廝殺中丟失。
1589年“桑西”鉆出現在葡萄牙國王安東的珍寶庫中。後以10萬舊法郎賣給法蘭西珍寶庫總管領主德、桑西。“桑西”鉆很長時間壹直是他家族的傳家之寶。後饋贈給法蘭西王耿利赫二世,並列入法蘭西國寶庫清單中,1792年這顆鉆石被洗劫走了。1830年“桑西”被壹位烏克蘭工廠主的後裔傑米多夫買走,成交價50萬法郎,法國政府就此事打了壹場官司,五年之後鉆石判給了傑米多夫。410克拉的“攝政王”鉆石也有壹段動人的故事,傳說是壹個印度奴隸1701年在著名的戈爾康達礦的礦井裏拾到的,他想憑這顆鉆石改變人生獲得自由,於是他趁人不註意舉起丁字鎬向大腿猛擊,血流如註。這位印度人忍巨痛把鉆石藏在傷口深處,並用樹葉作繃帶把傷口包好,他找到壹個英國海輪水手,準備換取自由,海員看到巨鉆之後,恨不能立即把它搞到手,為此準備豁出壹切。水手和奴隸很快談妥了,水手瞞著船長,把印度人藏在船艙裏的黃麻裏。當海輪駛入公海後,水手夜晚送飯給奴隸吃,趁其吃飯之機用匕首將奴隸殺死並把受害者投入大海,船停靠在馬德拉斯之後,水手以二萬英鎊把這粒鉆石賣給了該城的英國總督彼得爵士。水手得到錢後,很快把錢揮霍壹空,最後愧痛難當,自縊而死。1717年彼得以340萬金法郎把鉆石賣給法蘭西攝政王奧爾列昂斯基公爵。公爵吩咐對鉆石進行加工,於是才有了鉆石“攝政王”,這顆鉆石的誕生可謂歷盡艱辛,琢磨拋光就花費了整整兩年時間,加工後重量為140.5克拉,1722年留多維克十四世加冕時,鉆石被鑲在他的王冠上,法國大革命之初的1792年,它同王權的其他標誌壹起失落,輾轉到了柏林。後被壹個德國珠寶商賣給了拿破侖。18世紀90年代,它被拿破侖作為抵押擔保發動遠征的抵押物,1940年希特勒攻占巴黎時,鉆石藏在沙姆博爾城大理石壁爐的護墻板中。目前這粒鉆石陳列在盧浮宮中。鉆石粒度為30 X 29 X 19mm,鉆石為燦爛琢型,做工精美,光澤和“出火”都不同反響。 1762年,天才的宮廷珠寶匠波吉耶為葉卡捷琳娜二世加冕典禮制作的大王冠以其富麗精美贏得稱贊,他創造了壹個鉆石燦爛琢型的新世界,王冠上總***鑲嵌有2858克拉重的4936顆鉆石,整個王冠重1907克,裝飾王冠的“尖晶石”鉆石重398.72克拉,被列為原蘇聯七大歷史名鉆之壹。
世上最古老的鉆石——馬果鉆石
馬果鉆石重787.50克拉,是歷史上最早發現的壹顆巨型鉆石原石,在1304年發現於印度的戈爾康地區。該區也是世界上最早發現金剛石礦床的地方。至今,其重量在鉆石原石中名列第四位。該原石晶形不完整,但無色透明,火彩照人,極為珍貴。該原石幾經周折,多次被盜,最後落入英國女王維多利亞手中。其後經精心設計,切割成若幹塊鉆石。其中最有名的有兩顆,壹顆命名為科赫依爾(Kon-i-noor),重108.93克拉,呈橢圓形,鑲嵌在英國女王母後王冠上;另壹顆稱為奧爾洛夫(Orloff),重189.60克拉,呈玫瑰形,現珍藏在莫斯科的克裏姆林宮,奧爾洛夫鉆石重量居成品鉆石第九位。