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內容導航：1、鉆石的形成條件是哪些：鉆石究竟是怎么形成的？真的能撿到鉆石嗎？2、鉆石的形成條件是哪些，從鉆石的結構理解鉆石的性質

1、鉆石的形成條件是哪些：鉆石究竟是怎么形成的？真的能撿到鉆石嗎？

常林鉆石的發現

1977年12月21日，如往常一樣，山東臨沂市常林村21歲少女魏振芳和生產隊女社員一起來到田間翻整土地。

魏振芳看到臨近地頭上還有一片草沒有挖完，于是她便開始用鐵锨開始挖，巧的是，就在挖第二下時，一顆猶如雞蛋黃大小的石頭掉了出來，而這就是迄今為止我國發現并保存下來最大的鉆石：常林鉆石。

常林鉆石重約158.7869克拉，色澤淡黃，全透明，是目前為止我國發現并保存的最大天然鉆石，因為發現地是常林村，所以該鉆石也被命名為：常林鉆石，曾經有專家估計，這顆鉆石價值不菲，或能達到10億元人民幣。

常林鉆石被發現之后，魏振芳和家人們并沒有私自留下，而是決定將其捐給國家。

國家為了獎勵她無償奉獻的精神，獎勵了她1000元獎金，辦理了農轉非戶口，并安排她到八O三礦當了工人，一生的命運就此改變。

除了對個人的獎勵外，國家還獎勵了常林大隊24馬力拖拉機一臺，獎勵了她所在的縣100萬元，后來這些錢被用來修建了常林針織廠；獎勵了岌山公社20萬元，這些錢被用于修建嶺南頭電灌站，改善了當地的澆地條件?？梢哉f，當地很多人的命運也被這顆鉆石所改變。

鉆石為何出現在常林？

我們知道，鉆石是由碳構成的，而碳在地球上非常常見，但是鉆石卻非常罕見。那這是什么原因呢？

其實是因為，鉆石的形成條件非?？量蹋枰诟邷馗邏涵h境下才能夠形成。其中溫度需要達到1100-1500攝氏度，壓強需要達到4.5到6Gpa。

地球表面根本找不到如此高溫高壓的環境，也正是因為如此，地球表面沒有辦法形成鉆石。但是在地球內部，就存在著高溫高壓的環境，它就是地球內部的地幔層中。

科學家研究發現，顆粒較小的鉆石形成位置大約是距離地球表面144-193公里處；個頭較大的鉆石形成深度要更深一些，需要在距離地表約320-900公里左右。

我們知道，地球是實心的，我們腳下的土地非常堅硬，鉆石很難從如此之深的地幔層中到達地球表面。

但是，地質運動卻會將位于地球深處的鉆石帶到地面上，尤其是火山爆發。我們知道，火山爆發時，會將地表深處的巖漿帶到地球表面，而如果火山噴發的巖漿位于鉆石生長區域的下方，并且該區域剛好有鉆石，再加上鉆石在隨著巖漿上升時，沒有完全燃燒殆盡，那么當鉆石噴發之后，火山通道內將可能會有鉆石，鉆石開采商人們就會圍繞著這里進行開采。

有的鉆石，被火山帶到地面之后，會經過水流作用，或者是地震等地質災害，而從原生礦床中散落在周圍地區，近些年有相關人士分析，魏振芳所撿拾的金剛石，或許屬于砂石散礦，原生礦應該在當地河流的上游一帶。

我們知道，鉆石不可能會憑空出現一顆，尤其是魏振芳所撿拾的金剛石個頭非常大，非常罕見，所以該鉆石被發現之后，地質學家們對其展開了研究。

科學家們認為，這顆金剛石的發現，對于地球科學的研究、尋找原生礦、以及研究天然金剛石形成的環境等都具有重要的意義。

現如今，常林鉆石發現地的臨沂市，查明金剛石資源儲量達到174.7萬克拉，累計查明金剛石資源儲量1235.39萬克拉，約占全國查明總量的50%，因此被稱為“中國金剛石之都”。

總結

像魏振芳這樣，偶然間撿到價值不菲寶物的人有很多，其中有不少人將其無償捐給了國家，比如：1968年，13歲少年撿到玉璽無償贈送給國家，經過鑒定后發現，該玉璽竟然是呂后所用的玉璽，這對于研究漢代歷史的幫助非常大。

這些寶物雖然名貴，但它們背后蘊藏的價值更為重要，背后的故事也更加感人。

2、鉆石的形成條件是哪些，從鉆石的結構理解鉆石的性質

珠寶知識264：珠寶考研考證篇（八十二）：從鉆石的結構理解鉆石的性質

鉆石屬于等軸晶系，空間格子屬于立方面心格子，下圖為鉆石的晶體結構示意圖，每個晶胞中，有8個C原子分布在立方體的角頂處（A點）、6個分布在立方體面的中心（B點處），如果再將這個立方體切割成為8個小立方體，相間的立方體的中心處，存在一個C原子，因此有四個（C點）。對于鉆石的結構，我們可以理解為是由四面體以角頂相連的形式存在的。

C原子之間的距離為0.154nm，立方體的邊長為0.356nm，由于每個C原子可以成鍵4個，因此在整個鉆石的結構當中，每個C原子連接4個C原子，所有的價電子都參與形成了共價鍵，沒有自由電子的存在，鉆石的性質與鉆石的晶體結構密切相關，那么我們從晶體結構的角度出發，來分析鉆石的物理化學性質。

一、力學性質1、鉆石具有極高的硬度——鉆石最典型的特征。

硬度與化學鍵性有密切的關系，通常情況下，原子晶格的硬度要大于其他類型晶格的硬度，在原子晶格中，共價鍵的健強越大，則礦物的硬度越大。鉆石是自然界最硬的已知礦物，相對硬度是10，但是絕對硬度卻是剛玉（相對硬度為9）硬度的150倍，石英（相對硬度為7）硬度的1000倍，鉆石具有如此高的硬度主要與鉆石中C原子之間的化學鍵性較強有關。

鉆石的同質多像變體最常見的就是石墨，但是石墨卻是硬度卻極低，與鉆石的硬度截然相反，其最重要的原因就是兩者之間的結構有著巨大的差異，在石墨結構的內部，一個C與三個C相互聯結成鍵，構成層狀結構，但是C有四個價電子，剩下一個自由電子，在整個片層內運動，層與層之間形成分子鍵，由于分子鍵的健強遠小于C與C之間的共價鍵的健強，使得石墨的硬度遠遠低于鉆石。自由電子的存在，也會讓石墨具有一定的導電性，層間的健強較弱，容易發生滑動，從而可以當做一種潤滑劑。

這樣極高的硬度是可以作為鑒定證據的

雖然說硬度可以作為一種鑒定證據，但是并不是說我們要去測量寶石的硬度，硬度測試屬于有損測試，違背了珠寶鑒定的“無損”的原則，只有在不得已的時候，才會去選擇測試寶石不明顯的位置進行硬度的測試。

不能夠直接測試寶石的硬度，但可以通過寶石的一些外觀特征來進行推斷，通常來講，寶石的硬度越高，刻面型寶石的刻面棱就會越鋒利，表面會更加光滑，鉆石就具有這樣的特征，所以說，區別仿鉆與鉆石很簡單，就是觀察寶石刻面棱就可以非常輕松的將其區分開來。看看下面這張圖片，最左側為鉆石，刻面棱鋒利，刻面光滑，證明寶石的硬度很高；中間為合成立方氧化鋯，硬度為8左右，雖然刻面較為光滑，但依然不及鉆石，并且刻面棱卻非常圓滑；最右側為玻璃，可以看到它的磨損非常嚴重，表明硬度很低，不可能為鉆石，只能為仿鉆。

2、鉆石的硬度具有一定的方向性——鉆石切割的理論基礎

鉆石是自然界中已知礦物中硬度最高的，這就造成了鉆石切磨的難度遠大于其他種類的寶石，因此鉆石的琢型經歷了一個非常漫長的過程，從最開始的尖琢型（14世紀）到現在常見的圓明亮琢型（20世紀初），經歷了500多年的歷史。

一般情況下，切磨寶石所用材料的硬度要大于所切寶石的硬度才可以，對于硬度最高的鉆石又是如何切磨的呢？秘密就在鉆石的差異硬度上。礦物的硬度與晶體結構中的鍵力有關，根據結晶學的基礎知識，面網密度越大，面網間距越大，因此面網之間的結合力就會越弱，但是面網內部的結合力就會越強，在鉆石中，八面體、菱形十二面體和立方體的面網密度比值為2. 308: 1. 414: 1，八面體的面網密度最大，因此可以得出鉆石的八面體方向的硬度＞菱形十二面體＞立方體方向。

鉆石的這種差異硬度就使得這個世界上只有鉆石才能夠切磨鉆石了，因此在鉆石的切鋸、拋光盤等上面鑲嵌有無數個排列無規則的小鉆石，在這些鉆石中，總會有一些鉆石的硬度要大于所切鉆石方向上的硬度，從而達到切磨鉆石的目的。

另外，鉆石的差異硬度也導致在選擇切磨鉆石的時候，首選硬度最低的立方體方向，其次為菱形十二面體方向。八面體方向一般不選，硬度太大是一方面，另一方面是由于鉆石具有八面體的解理，從而導致該方向上拋光難度較大。

3、鉆石具有四組八面體中等-完全解理——鉆石切割的重要方向

解理面是垂直于面網之間化學鍵力最弱的方向產生的，平行于化學鍵力最強的方向，這一點我們在"原來寶石也具有強迫癥，即使碎，也要碎的平整、光滑、大氣"文章中為大家強調過。由于面網密度越大，面網間距越大，面網之間的結合力就會越弱，對于鉆石來講，八面體面網的密度是最大的，面網間距同樣最大（立方體、菱形十二面體和八面體方向的面網間距分別為0.089nm、0.126nm和0.154nm），因此鉆石的解理平行于八面體方向。

鉆石的解理為鉆石的切割提供了一個很好的方向，世界上最大的鉆石庫里南的切割，利用的就是鉆石的解理，據傳當鉆石切磨師"約瑟夫·阿斯切"收到這顆鉆石的時候，首先就是制作一個仿制品進行研究，找到鉆石的解理方向，當第一刀切下去的時候，鉆石紋絲不動，當場暈厥過去，醒來之后第二刀，手起刀落，鉆石利落的背劈成了兩塊。下圖就是著名的鉆石切磨師"約瑟夫·阿斯切"正在舉手劈下那顆著名的庫里南鉆石。

4、鉆石具有脆性——鉆石輔助鑒定證據

鉆石具有中等-完全的四組解理，當受到外力的時候，容易沿著解理破裂成較為光滑的平面，因此鉆石是具有脆性的，在鉆石的鑲嵌以及保養中，一定要小心鉆石較為薄弱的腰棱、底尖等部位，操作不當，容易造成鉆石損壞。另外，鉆石的破裂之后的解理面是可以作為鑒定證據之一的，腰棱處解理的發育，通常稱之為須狀腰棱。

下圖為鉆石的破口處，鉆石具有解理的特征使得鉆石的破口處相對平整，而不是無規則分布。

鉆石的解理等級為中等-完全，形成的斷口形狀往往呈階梯型，在鉆石的毛坯中常見該現象。

二、光學性質1、鉆石的顏色——豐富的鉆石種類

鉆石以無色-黃色系列為主，其他顏色的鉆石相對較少，主要是由于N是鉆石中主要的雜質元素，導致鉆石吸收藍色區域的光，使得鉆石形成黃色，這一點在上一篇文章中已經為大家分享了。藍色鉆石主要與鉆石中的B元素有關；其他顏色的彩色鉆石主要與鉆石中的晶格缺陷等密切相關。下圖是高溫高壓處理的藍色鉆石的陰極發光圖像，可以看到

三組清晰、細密、發強藍白光的CL滑移面（線）系。

2、鉆石常見415.5nm的吸收線——鑒定鉆石的依據之一

鉆石中的N3心會造成鉆石在415.5nm處有較強的吸收線，多數鉆石都會觀察到這一現象，因此利用該吸收光譜可以作為鉆石的鑒定證據之一。此外，鉆石確認儀也是依據鉆石具有該吸收線而達到快速分析鉆石的目的。另外褐色的鉆石常見504nm的吸收線，部分鉆石可同時觀察到415.5nm和504nm的吸收線。

三、鉆石的熱學性質1、極強的導熱性——熱導儀快速鑒定的理論基礎

鉆石的導熱性極高，甚至高于很多金屬晶體，比如說金屬中導熱性最好的銀。正是因為鉆石有極高的導熱率，從而可以利用熱導儀對鉆石進行鑒定。

鉆石的極高的熱導率也與鉆石的結構密切相關，晶體的導熱性往往與晶體中的原子振動頻率有關，由于鉆石的質量非常輕，并且共價鍵的結合力極強，原子的振動或者共振的頻率非常高，每秒可高達40億萬次，這個頻率是很難與熱能所在的頻率形成共振，因此在傳導熱量的過程中，不會被鉆石所吸收，而是非常迅速的傳過鉆石。

2、穩定的熱膨脹性——有利于鉆石首飾的鑲嵌與維修

如果小時候玩過玻璃，我們就會知道，當玻璃突然遇冷或者遇熱的時候，會出現炸裂的情況，就是因為玻璃的的熱膨脹率很高，當突然遇冷或者遇熱的時候，體積會迅速的縮小或者膨脹，導致表面與內部不能夠統一變化，導致炸裂。但是鉆石不會出現這種情況，鉆石熱膨脹性非常低，甚至可以低到當溫度突然變化的時候，對鉆石的影響可以忽略不計。

熱膨脹系數其實與很多因素有關，這其中包括鍵力（結合能）、熔點等密切相關，一般情況下，結合力越強，升高同樣的溫度，質點振幅增加的較少，熱膨脹系數就會相應減小。剛剛我們講到，鉆石以共價鍵為主，所有的價電子都參與成鍵，結合力很強，因此鉆石會具有相對較低的熱膨脹系數。

鉆石的這一性質是有利于鉆石首飾的維修的，但是如果鉆石內部存在有其他類型的礦物包裹體，若包裹體的熱膨脹系數大于鉆石，加熱時會導致包裹體的膨脹程度大于鉆石，使得鉆石內部應力的出現，從而導致鉆石的破裂，因此當鉆石的凈度較差時，或者有明顯包裹體存在時，不宜加熱鉆石。

四、鉆石的化學性質1、特別穩定的化學性質——鉆石的保養，可以不用那么小心翼翼

C原子具有4個價電子，并且在鉆石中全部參與形成共價鍵，因此鉆石的化學性質極為穩定，不溶于酸和堿，甚至王水也不能夠溶解鉆石，所以經常使用酸性較強的硫酸等清洗鉆石。但是，這并不意味著鉆石不與任何物質發生反應，熱的氧化劑是可以腐蝕鉆石的，例如溫度在500℃以上的硝酸鉀溶液，在鉆石的表面形成蝕像，利用該方法可以研究鉆石的結構特征。

另外，鉆石是具有可燃性的，在空氣中加熱到850-1000℃時開始緩慢燃燒，發出淺藍色的火焰，鉆石在氧氣中的燃點相對較低，為650℃。鉆石的成分是C也是由鉆石燃燒之后變成二氧化碳開始知道的。不過對于古代的科學家，我只能是佩服，將這么名貴的寶石燃燒，我也想看看鉆石燃燒的樣子，一定都是"錢"的味道。

下圖是鉆石與石墨的相圖，通過相圖我們會知道，在常溫常壓下鉆石應該是不穩定的，應該向石墨方向轉化，但是這種轉化的速度極低，因此可以忽略不計，但是在絕氧的條件下對鉆石加熱到2000-3000攝氏度時，鉆石會轉變成為石墨。

五、鉆石的電學性質1、鉆石的導電性——絕緣體、半導體

純凈的鉆石是不含有自由電子的，因此鉆石應該為電的絕緣體，但是對于IIb型藍色鉆石而言，B原子只有三個價電子，當與C結合的時候，會導致C原子剩余一個價電子，形成自由電子，使得IIb型藍色鉆石具有導電性。

六、鉆石的其他性質1、鉆石具有親油疏水性——鉆石的鑒定與保養

鉆石具有非常明顯的親油疏水性，這一點可以應用在鉆石的鑒定以及鉆石礦床的開采當中。對于鑒定來講，油性筆是可以在鉆石的表面留下連續的筆跡的，在開采的過程中，利用的是沾有一層油脂的傳送帶運送鉆石。

鉆石具有這樣的特點，主要是由于鉆石表面的C原子總會存在一些未占用的軌道，很容易被其他物質的電子所占用，與空氣中的氣體結合，形成非極性的表面，但是水是極性分子，這就是造成鉆石具有疏水性的原因。

2、鉆石的蝕像與生長臺階——符合鉆石的對稱規律

晶體的對稱不僅僅是外形的對稱，還包括物理化學性質的對稱，蝕像本身就是晶體在形成之后，當受到腐蝕、溶蝕之后，在晶面上形成的一些具有規則形狀的凹坑，而晶面階梯、生長紋等，實際上就是晶體階梯生長的證據之一，所以晶體蝕像以及晶面臺階會受到晶體結構（面網性質）的控制，蝕像的形態特征同樣符合晶體的對稱規律，因此鉆石的蝕像、晶面臺階以及生長紋等，恰好能夠反映鉆石的對稱規律，也是鉆石對稱規律很好的外在表現。

鉆石的蝕像主要出現在八面體方向上，在八面體面上，常見到倒三角的蝕像，在立方體面上，可以見到四邊形的凹坑，但是凹坑的角則指向立方體晶面的邊。

下圖為鉆石的八面體面上的生長臺階，這是按照層生長理論晶面不斷向外平行推移的結果。生長層的差異很大，有的很薄，在晶面上形成等高線一樣的花紋，有的則很厚，形成厚厚的生長臺階。這種生長臺階主要發育在八面體面上，并且臺階的邊棱與鉆石的八面體晶棱相平行。

下圖為鉆石菱形十二面體面上的生長脊，實際上就是鉆石沿菱形晶面較短對角線的方向上發育一條隆起的線，是的菱面體晶面看上去就像兩個有一定交角的三角形面。這種生長脊不是很高，若生長脊特別發育，則形成典型的四六面體單形。

下圖是留在鉆石成品中的生長紋。

下圖為鉆石各種各樣的生長紋理。

好了，關于鉆石的性質就分享到這里，希望對大家有所幫助。

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