第一章第一部分+常见宝石+++五大宝石技术分析.ppt

第三篇 宝石各论 第一章 常见宝石 第一节 钻 石 钻石(Diamond)一词出自希腊语“Adamas”，意思是坚硬、不可驯服。钻石号称“宝石之王”，是世界上公认的最珍贵的宝石，也是最受人喜爱的宝石之一。钻石是四月的生辰石，也是结婚60周年的纪念石。 一、钻石的基本性质 (一)矿物名称 钻石的矿物名称是金刚石(Diamond)。在矿物学上属于金刚石族。 (二)化学成分和分类 1.化学成分 钻石主要成分是C，其质量分数可达99.95％，次要成分有N、B、H，微量元素有Si、Ca、Mg、Mn、Ti、Cr、S、惰性气体及稀土稀有元素，达50多种，这些次要组分决定了钻石的类型、颜色及物理性质。 2．分类 钻石最常见的微量元素是N元素，N以类质同象形式替代C而进入晶格，N原子的含量和存在形式对钻石的性质有重要影响．同时也是钻石分类的依据。根据钻石内N原子在晶格中存在的不同形式及特征(见图3-l-1)，可将钻石划分为如下类型(表3-1-1)。 Ⅰ型钻石含N，最多时w(N)可达0．25％。根据N在晶格中的存在方式， Ⅰ型钻石又可分为Ⅰ a型和Ⅰ b型。 Ⅰ a型钻石内N呈有规律的聚合状态，以2个N(又称为Ⅰ aA型)、3个N(又称为IaAB型)、 4～9个N甚至聚集成N的片状物存在(电子显微镜下可见)又称为Ⅰ ab型，自然界中98％的钻石属于此类。． Ⅱ型钻石不含氮原子或w(N)小于0．001％。 Ⅱa型钻石不含氮，内部几近纯净，具有极高的导热性。可因碳原予位错两造成缺陷而呈色，若不含空穴或晶格错位的Ⅱa型钻石是无色的，如著名的库里南钻石和塞拉里昂之星钻石就是其中的典型代表。 Ⅱb型钻石可含有少量的硼，硼以孤立的原子状态取代晶格中的碳原子。 Ⅱb 型钻石为半导体，是天然钻石中唯一能导电的。据此性质，可以区别天然蓝色钻石和辐照处理致色的蓝色钻石。大部分Ⅱb型钻石呈蓝色，少数为灰色，霍普钻石是最著名的Ⅱb型钻石。 (三)钻石的晶体结构和常见晶形 1．结构 钻石是等轴晶系，具立方面心格子，C原子位于立方体角顶和面的中心以及其中4个相间排列的小立方体的中心。C原子配位数为4，具四面体状的sp3型共价键（C—C间距为0.154nm）。 钻石的同质多象变体是石墨，属六方晶系，其晶体结构与钻石不同，具典型的层状结构，每层碳原子呈六方环状排列，层内碳原子以共价键一金属键相结合，层与层之间以分子键结合。由于钻石和石墨的结构不同，导致二者在晶体形态、物理化学性质等方面有很大的差异。钻石和石墨的结构见图3-1-2。 （2）钻石常见晶形，常见单形有八面体，菱形十二面体和立方体,有时也呈聚形(见图3-1-3)。有些黑色金刚石为多晶集合体。 自然界产出的钻石晶体通常为歪晶(见图3-1-4)，由于溶蚀作用使晶面棱线弯曲，晶面常留下蚀象，且不同单形晶面上的蚀象不同，八面体晶面上可见倒三角形凹坑，立方体晶面上可见四边形凹坑，菱形十二面体晶面上可见线理或显微圆盘状花纹(见图3-l-12)。 (四)钻石的光学性质 1．颜色 根据颜色钻石可分成两大类：无色一浅黄(褐、灰)色系列和彩色系列(见图3-1-5)。 无色一浅黄(褐、灰)色系列：包括近无色到浅黄、浅褐、浅灰色。 彩色系列：包括黄色、褐色、红色、粉红色、蓝色、绿色、紫罗兰色、黑色等。大多数彩色钻石颜色发暗，强一中等饱和度的颜色艳丽的彩钻极为罕见。彩钻一是由于微量元素N、B和H原子进入钻石的晶体结构之中而产生的颜色，另一种原因是晶体塑性变形而产生位错、缺陷，对某些光能的吸收而使钻石呈现颜色。 2．光泽、透明度 钻石具有特征的金刚光泽，金刚光泽是天然无色透明矿物中最强的光泽。值得注意的是观察钻石光泽时要选择强度适中的光源，钻石表面要尽可能平滑，当钻石表面有熔蚀及风化特征时，钻石光泽将受到影响而显得暗淡。 纯净的钻石应该是透明的，但由于矿物包体、裂隙的存在，钻石可呈现半透明，甚至不透明。 3.光性 均质体，偶见异常消光。 4.折射率及色散 作为等轴晶系矿物，钻石只有一个折射率，即n＝2.417，这是透明矿物中折射率最大的矿物。 5.多色性 钻石属均质体矿物， 无多色性。 6.发光性 钻石在紫外线照射后可发出浅蓝色、蓝色、黄色、黄绿色、粉红色、橙红色、淡蓝、白色及几乎白色的光。 Ⅰ型钻石以蓝色一浅蓝色荧光为主，Ⅱ型钻石以黄色、黄绿色荧光为主。 钻石在紫外线照射下并不是全部都有荧光，利用钻石是否有