钻石的相关知识

出处：按学科分类—工业技术 天津古籍出版社《中国珠宝收藏与投资全书上卷》第46页（3430字）

众所周知，钻石以其晶莹剔透、璀璨夺目和坚硬无比的优秀品质被人们视作世界上最珍贵的宝石品种，被誉为“宝石之王”。钻石是指经过琢磨的金刚石，金刚石是一种天然矿物，是钻石的原石，但有时人们对二者并不加细分。简单地讲，钻石是在地球深部高压、高温条件下形成的一种由碳(C)元素组成的单质晶体，它是大自然赐予人类最美丽的也是最昂贵的物质和财富。人类文明虽有几千年的历史，但人们发现和初步认识钻石却只有几百年，而真正揭开钻石内部奥秘的时间则更短。在此之前，伴随它的只是神话般的传说，具有宗教色彩的崇拜和畏惧，同时又把它视为勇敢、权力、地位和尊贵的象征。如今，钻石再也不是那么神秘莫测，更不是只有皇室贵族才能享用的珍品。它已成为百姓们都可拥有、佩戴的大众宝石。

1．钻石的形成

钻石是几亿至几十亿年以前，在地下120～200千米深处，在4～6万个大气压和1100～1600℃的条件下，由碳元素经数百万年的纯化、结晶而形成的。之后，由于地壳的隆起和下沉或水平运动等地质作用导致火山爆发，地球深部的熔融物质将钻石带到地表或地表附近。待火山爆发停息之后，钻石便在熔融的质固结形成的岩石中保存下来，从而形成了所谓的钻石(金刚石)原生矿床。大多数钻石都是在这样的岩石中发现和开采出来的。还有一些钻石是在古河床沙石层或海滨沙层中发现的，被称为次生钻石(金刚石)矿床。它实际上是裸露地表或近地表的含有钻石的原生矿床，经漫长的地质作用，遭受破坏、风吹雨淋，并经风和流水的长途搬运，最后沉积下来的。

地质学家研究发现，火山第一次将钻石送至地表，发生在约45亿年以前；而最近一次，则发生在约4500年以前。由此可见，大自然从孕育钻石到最后呈现给人类实在是经历了漫长悠久的岁月。

2．钻石的硬度、结构及化学成分

钻石是人类迄今发现的最坚硬的物质，因而也被人们誉为“硬度之王”。

在地质学中，按相对硬度，将自然界中矿物的硬度分为10级(摩氏硬度——Hm)，钻石是硬度为10的标准石，是最硬的，也是硬度为10的唯一的一种结晶物。我们常见的红、蓝宝石的硬度为9。值得说明的是，这10个级别的硬度不是等差的，如硬度为10的金刚石(钻石)的抗研摩擦力是硬度为9的蓝宝石的5000倍。也就是说，在设备条件完全相同的情况下，如打磨好一个蓝宝石刻面需1小时的话，那么要打磨好一个钻石刻面则需要5000小时。因此，人们视钻石为“坚贞、权力”的象征。

钻石虽然是世界上最坚硬的物质，但难以让人想象和置信的是，它的化学组成竟是再平常和简单不过的元素——碳(C)。碳元素对我们来说并不陌生，我们周围的许多东西，其主要组成中就有碳。如家庭用具、动物、植物等。小学生写字用的铅笔心是石墨。石墨和钻石都是由碳元素组成的晶体，但二者的性质却有着天壤之别。钻石晶莹剔透，光彩照人，坚硬无比，价值连城；而石墨则漆黑不透，黯然呆板，硬度极低(用指甲即可刻动)，价值低廉。如此大的性质差异，这是由于二者的原子结构不同所导致的。

3．钻石的生长形态

首饰上的钻石千姿百态，形状各异，人们最常见的是圆形，其次为椭圆形、心形、梨形和橄榄形等。但这些都是钻石原石——金刚石经加工切磨后的形状。那么钻石在地下深部结晶时，究竟长的是什么模样呢?答案恐怕也会使许多佩戴钻石首饰的人们感到十分惊奇。如果钻石生长时的空间充裕、环境稳定的话，它生长出来的形状就是十分规则、对称完美的几何多面体形态。最为常见和理想的是八面体形态，其次还有立方体和菱形十二面体等形态，有时还可能是这几种形状的聚合。

但这些形状都是钻石的理想形状。在钻石矿区，真正见到的钻石可不都是这样，除八面体较为常见外，其它形状较罕见。而大多数都是不规则的粒块状或板片状，这是由于钻石生长时，受生长环境的限制，再加上钻石经地表风化、剥蚀和长途搬运破碎而造成的。

近几年来，宝石学家研究认为，钻石最初的生长形状只有八面体和立方体，而其他形状都是这二种形状经周围未固结的熔浆熔蚀而造成的。

4．钻石的切磨

既然钻石是迄今为止世界上最硬的物质，那么人们利用什么，又是怎样把规则或不规则的钻石原石，按照严格的几何比例要求切割成首饰的各种款式呢?这恐怕是钻石具有神秘色彩的又一个主要原因。既然钻石是世界上最硬的物质，它给人类对它的切割出了一个天大的难题，这个难题也只有靠钻石自己来解决了。事实的确如此，钻石就是由自己来切磨自己的。钻石具有一个特殊的物理性质——差异硬度。人们经过长期的摸索、试验发现，钻石在不同的方向上竟存在着硬度的差别。因此，细小的金刚砂总有相当一部分颗粒的最硬的方向在打磨所选磨的刻面，而且所选的刻面和抛磨方向都是尽最大可能地避开八面体方向。正因为钻石本身具有这种差异硬度，才使钻石的切磨成为可能。

5．钻石的光泽和火彩

钻石特殊的金刚光泽和强烈的火彩，是钻石光彩照人、灿烂无比的根本原因，也是钻石的内部奥秘给予人们的最为直观的外在体现。它使人们感受到了钻石美的真谛所在，这也是钻石荣登“宝石之王”宝座的另一重要原因。钻石的折射率为2．42，是非金属矿物中光泽最强的品种。它使得钻石呈现出柔润明亮的金刚光泽。在自然界100多种较为常见的宝石品种中，折射率大都在1．55～1．77之间，而大于2．42的只有2～3种，但它们的硬度却大大逊色于钻石。钻石的高色散值(0．044)使得钻石五彩缤纷，灿烂辉煌。自然界中，色散值大于0．044的宝石品种不超过4～5种，而将最大硬度、高折射率和强色散三大要素指标集为一体的，唯有钻石一种。因此，钻石具“宝石之王”的称号，当之无愧。

6．钻石的颜色

成分纯净、结构完美的钻石是无色透明的，这也是无色——浅黄色系列钻石所追求的一种最完美的境界。但钻石在生长过程中，往往由于环境的微小变化，常有一些杂质进入钻石内部，或引起某种所谓的结构缺陷，从而使钻石呈现出各种不同的颜色。根据颜色，将钻石可以分为二大系列。

无色——浅黄色系列：它包括无色、浅黄、淡褐、微灰等微带浅黄色调的钻石。该系列的钻石产量最大，是市场上占主要地位的品种。这主要由于钻石内部含少量氮造成的。

彩色系列：也称花色钻石系列，它包括黄色、褐色、红色、粉红色、蓝色、绿色和紫罗兰色等。该系列钻石品种产量很低，市场上非常罕见，主要产在澳大利亚。它每年只推出极为少量的彩钻上市，其中珍贵的品种为粉红色、蓝色、威士忌黄和绿色。一般认为，它们分别是由于晶格错位、含微量硼(或氢)及长期的天然辐射造成的。世界着名的“希望”钻石即为蓝色。

7．钻石的主要产地

钻石不是在任何地方都可以找到的。当今世界上的钻石主要产于七个国家，按产量多少依次为澳大利亚、扎伊尔、博茨瓦纳、俄罗斯、南非、安哥拉和纳米比亚。

现在人们找到并开采钻石矿床的地方，很多是钻石最初由地下深处被岩浆带到近地表的地方，且大部分为露天开采。另一些地方就是远离其原产地的古河床砂岩层分布的地方。开采钻石砂矿，大都需要清理数以吨计的覆土，才能达到可能含有钻石的沙砾层。这些沙砾层是含有钻石的岩石破碎后，经流水搬运，最终沉淀下来的。