钻石分级学

GIC、DGA的要求a.作为宝石鉴定师要求掌握与钻石有关方面内容1.钻石成因及分布、开采及回收，加工、分级评价、市场运作体系及销售2.钻石成分、结构、性质、处理、合成、鉴定（天然与仿制品、合成品和处理品的区分）b.特点：内容量大、涉及面广、理论深度较大、实践要求高。

c.方法：除讲课消化外，反复了解→理解→记忆和总结重视三基：基本概念准确基本理论清晰基本技能熟练证书GIC含义和结构国际品牌证书简介教材参考书及教学安排Cha.1 钻石的成因及世界分布一、钻石的成分及结构：1、成分：C，所有宝石中成分最简单，含少量的B、N、H等杂质元素而形成不同的颜色。

2、结构：等轴晶系，每个C原子与另四个C原子等距离相联，在三维空间发育成一定形态的晶体。

二、钻石的形成及产出钻石的形成是通过研究钻石中的包裹体及实验室的HTHP(高温高压)模拟实验获得的1、钻石中的常见包裹体20余种，包括：原生包裹体、同生包裹体、次生包裹体钻石中以同生包裹体为主，少量的可能为原生包裹体和次生包裹体。

具研究意义的又分为如下两类：a.橄榄岩型：橄榄石、顽火辉石、透辉石、镁铝镏石、铬尖晶石、钛铁矿、硫化物（黄铁矿、磁黄铁矿、镍黄铁矿、黄铜矿）、锆石、钻石——————与橄榄岩中常出现的矿物类似。

b.榴辉岩型：绿辉石、镁铝镏石、铁铝镏石、蓝晶石、钛铁矿、铬铁矿、柯石英、金红石、刚玉、硫化物、钻石——————与上地幔榴辉石组合类似。

（最大的硫辉石在安徽大别山）除此以外还有少量的流体相包裹体C.次生包裹体：蛇纹石、高岭石、石墨、针铁矿、赤铁矿等，存在于钻石的裂隙中，依保存环境而不同2、钻石形成及产出①碳的来源有二：————同位素研究证据a.幔源碳：————如火山中二氧化碳放出，橄榄岩型钻石为主。

b.壳源碳：————地表碳（碳酸盐或碳氢化合物）经构造俯冲带至上地幔②形成于上地幔的两种特殊岩石：a.橄榄岩：属贫二氧化硅的超镁铁质岩石，主要矿物橄榄石、斜方辉石、少量的单斜辉石、镁铝镏石以及金属矿物。

粗粒结构，块状构造。

橄榄石和辉石常蚀变为蛇纹石、绿泥石、滑石等，因主要矿物含量不同名称有变化。

（地壳：20-70km 地幔：2900km 地核：3500km 地幔分上地幔、软流圈、下地幔）b.榴辉岩：主要由红橙的铁铝镏石和绿辉石组成，少量的金红石、兰晶石、柯石英、硫化物等矿物，粗粒结构，块状构造钻石主要结晶于榴辉岩和橄榄岩中钻石形成的P、T及时间P型钻石（橄榄岩型）900-1300℃（ 1050℃）4.5-6×109Pa 130-180kmE型钻石（榴辉岩型）1250℃>6×10 9 Pa >180km形成时间：橄榄岩型：最古老33亿年（南非）榴辉岩型：Argyle-15.8亿年Orapa-9.9亿年博茨瓦纳④钻石产出的两种母岩——寄主岩金伯利岩——南非 Kimberley 1866年发现钾镁煌斑岩-西澳Argyle(阿盖尔) 1979年发现金伯利岩：含钻石的主要母岩之一，主要矿物为橄榄石、镁铝镏石、金云母、辉石、钙钛矿、铬铁矿、钛铁矿等。

常见的蚀变交代矿物为蛇纹石及碳酸盐。

细粒状结构、斑状结构、块状、角（石乐）状或流动构造。

岩浆成因为上地幔岩石在流体相及温度压力作用下发生局部融熔再经过混染交代作用而形成，常呈岩筒，岩脉产出。

岩浆运移过程中，捕虏含钻石的原岩或捕虏钻石钾镁煌斑岩为一种富钾的超基性—基性岩。

是一种含有地幔捕虏体及可能含金刚石的浅成相或喷出相岩石。

岩石为斑状结构，基质为细晶微晶或隐晶质结构，化学分为高钾高镁为特征，常见矿物：橄榄石、金云母、白榴石、钻石几种稀少成因a.形成于陨石中，钻石及六方钻石六方钻石：具有六方对称，与钻石相同的成分，相近的折射率和比重，发现于陨石中以著名的结晶学家Lansdale命名或称郎斯代尔矿。

b.产于石榴石——辉石--云母片麻岩、片岩等变质岩中，常作为石榴石、锆石中的包裹体出现c.其他深部来源岩石如：辉石岩、橄榄岩、均不构成经济型矿床。

三、钻石的分布1、全球分布：商业性生产钻石国家约20余个，世界年产量约1—1.1亿克拉历史上产钻石前五名的国家：澳大利亚、刚果、博茨瓦纳、俄罗斯、南非共和国整个欧洲产量约占世界的一半，其中南非约占非洲的80%自上世纪九十年代至今，在加拿大北部Point Lake地区发现100多个岩管，估计占全球钻石产量的15-20%，可占世界总产量的前五位其他国家：南美：巴西、委内瑞拉、圭亚那等亚洲：中国、印度、印尼等重点掌握前五名国家及纳米比亚的情况，以及南非重要矿区全球分布：克拉通（Craton，或称地台区）大陆上形成历史久远的稳定的厚的地质块体，目前无大规模岩浆活动及造山运动，其深部有适宜于钻石生长结晶的条件。

在所有的地台区均发现有钻石。

如：南非地台、澳大利亚地台、西伯利亚地台、加拿大地台、中国的华北地台、扬子地台、塔里木地台等2、中国钻石产出及分布①辽宁—瓦房店金伯利岩原生矿，曾经开采出高品质钻石，产量较大，开采、回收控制严密（150号岩管开采结束，42号岩管开采工作因故暂停）②山东—蒙阴金伯利岩原生矿，近期产量约每月万余克拉，宝石级含量低，现开采胜利1号2号管。

该地区常产大钻石，如常林钻石：158.786ct，临沐县常林村发现，③湖南沅江流域中、下游，砂矿，常德607矿品位不高，品质变化大，现多民间开采。

世界著名主要矿区及名钻南非共和国：金伯利地区Premier矿：总理或普列米尔矿Finsch矿：芬什矿Dutoitspan，Wesselton，BultfonteinDe Beers 等矿（已停止生产）博茨瓦纳：Orapa（奥拉帕） Jewneng（杰旺年）澳大利亚：Argyle（阿盖尔）东部 Weleington俄罗斯：西伯利亚Yakutia 雅库特地区“和平号”“成功号”“艾哈尔”等著名岩管加拿大：阿卡提（Ekati）岩管等大洞（big hole）：南非金伯利矿（1871—1914）岩管停止开采后，留下的深175m，直径约450m的环形坑世界名钻钻石颗粒大，品质高；钻石颜色罕见；有传奇的经历或曲折的历史；与重大历史时间或皇亲国戚有关金色庆典钻（golden jubliee） 1986年发现于南非普雷米尔矿，原石重755.50ct，成品重545.65ct，金黄色，火玫瑰坐垫型。

泰国人民为庆祝国王50周年加冕典礼而送给他的准备镶在泰国国王的权杖上百年纪念钻（世纪之钻） 1986年发现于南非普雷米尔矿，原石重599克拉，成品重273.85克拉，D色级，内无暇，改型的心型琢型，共247个刻面，1988年戴比尔斯联合矿业有限公司在庆祝成立100周年晚宴上首次将这颗原石展出。

伊利加钻（尤瑞卡） 1867-1868年南非首次发现的钻石，原石重21.25克拉，成品重10.73克拉，具黄色调，坐垫琢型德累斯顿绿钻：保存在德国德累斯顿绿色宝库钻石呈天然绿色，重41ct，梨形琢型，可能产自印度库利南：1905年发现于南非的普雷米尔矿，重3106ct，现原石世界最大，库利南被切磨成9颗大钻和96颗较小的钻石，最大的一颗重530.20ct，梨形琢型，74个刻面，镶在英国国王的权杖上，次重的一颗为317.40ct，坐垫琢型，镶在英皇皇冠上，现被保存在伦敦塔博物馆Cha.2 金伯利岩的开采A.原生矿的开采1、岩筒的基本情况（岩管）岩筒：金伯利岩或钾镁煌斑常见的产出形态之一，总体呈筒状。

上部较宽，下部窄。

由火山口及火山通管组成。

a.黄地：金伯利岩暴露在空气中经风化变成松散的浅黄色土状物质b.蓝地：未经风化的新鲜金伯利岩，呈灰黑色或黑色，较坚硬开采过程：从露天开采→地下开采基本原则：高效率、低成本以提高矿山效益2、露天开采①先移出上覆物②边坡设计，开挖梯段③深度增加，向周围拓展围沿3、地下开采深度增加，移去围岩及矿石运输的费用增加，转向设计地下开采系统，开凿坑道、竖井，以降低开采成本a.矿房法开采留矿法与崩落法的自然结合b.矿块崩落法开采量大，安全性差4、矿石品位及矿山效益a.品位：每吨或百吨开采的矿石中含钻石的克拉数不同的矿山品位不同，同一岩管不同的部位品位亦不同，如Argyle矿最高品位打865ct/100ct b.矿山效益：指矿石品位、产量及产出钻石价值的综合经济指标，矿石品位高，产量大，钻石质量高，则效益好B砂矿的开采一、砂矿及类型砂矿：是含矿母岩经风化剥蚀后由水流作用搬运至异地富集而形成的矿床类型包括：1、冲击矿床：形成于河流弯曲的内侧，河床突然变宽地带或河床凹陷处2、海岸带矿床：古海滨矿床现代海滨矿床滨外矿床另外，按矿床是否有水域分布又分为：干矿床、湿矿床二、河流冲击矿床1、干矿床：曾经在河道中沉积的矿床，现在河道已消失开采程序：①前期工作：采取样品，建立分析车间，确定钻石的经济价值，制定开采计划，清理采矿环境等②采矿工作：移去上覆物；开采含钻石的砂（石乐）岩；清扫岩基（裂隙、洞穴）。

2、湿矿床开采：①挖排水截槽，使流经矿区的河流改道②挖主干掏槽，采出含钻石矿石，清扫基岩③开挖另一主干掏槽，同样步骤至开采完毕三、海岸带矿床古海滨矿床—与干砂矿床类似现代海滨矿床—筑堤坝，形成浅坑滨外矿床：海上开采—用挖泥船—海底吸起（石乐）石，或用潜水员将吸管引至深海裂隙或洞穴中Cha.3 钻石的分选和回收一、选矿要求及步骤要求：低成本，高效率，无损回收步骤：先建立实验工厂，确定流程，设备和规模。

包括三个主要阶段：破碎分离：破碎矿石，使钻石与废石分离选矿：除去矿石中的大部分废石回收：获得最终的钻石原矿钻石与矿石分离，较精的富矿、钻石二、破碎分离：金伯利岩：用鄂式破碎机和圆锥破碎机粉碎至30—60mm，过筛，大于规定尺寸的要进行二次粉碎。

砂碎中钻石已与母岩分离，通常用清洗机即可。

三、选矿1、现代重介质分选法：重介质：水＋硅铁粉混合S.G:2.9—3.0大部分废石平均SG：2.60 钻石SG：3.522、水重力分选：旋转淘洗法（矿物摇床分选）四、回收①油脂回收—油脂摇床（利用亲油疏水性）②磁选：较重的磁性矿物与钻石一起，分选出磁性矿物（传动带＋永久磁铁）③X—射线分选机（发光）④手选：所有选矿场最后一道必须的工序，由人工在监测室内完成附属工艺：水循环系统、硅铁粉回收、废石处理、附加设备等。

不同的选矿厂可依据具体情况选择其中几种分选和回收方式Cha.4钻石的结构及物理性质目的及要求：掌握 1、钻石的基本结构单元2、与钻石有关的重要名词及术语3、重要物理性质及意义（应用）一、钻石的基本结构1、碳原子结构C外层6个电子，C6原子核外电子排列遵从系列规则：层：K、L、M、N、O等亚层：s、p、d、f等相对应轨道：1、3、5、7等轨道数每一轨道容纳自旋方向相反的两个电子电子排列基态：1S2、2S2、2P2第一激发态：1S2、2S1、2P32、C原子的晶体结构为保证外层8个电子的稳定结构，C原子具4个共用电子对C原子的规则排列形成下列三种a.石墨：六方晶系，由六方环构成的层状结构层内C连结牢固b.六方钻石—Lonsdaleite同质多象：相同的化学成分，不同的晶体结构和物理性质的晶体六方晶系，钻石罕见的多形变体，与钻石相似的RI＆S.G。