[內容提要]:從金剛石的晶體構造和晶體形態類型,以及金剛石的物理、化學參數、晶體蝕象、包體成分、切工後的特徵等,論述了金剛石的形成和金剛石(鑽石)鑒定方法,例舉了與金剛石(鑽.
由於珠寶首飾的特殊價值,人們對它最基本的要求就是貨真價實。撇.
珠寶的缺陷,是指在珠寶面上或珠寶內部存在的瑕疵(即雜質或綿、.
分析珠寶的重量,是鑒定珠寶的一種依據,鑒別寶石時,首先要用於.
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不同的寶石其硬度互有差異,觀察寶石的硬度是鑒定寶石的依據之一.
從金剛石的晶體構造和晶體形態類型,以及金剛石的物理、化學參數、晶體蝕象、包體成分、切工後的特徵等,論述了金剛石的形成和金剛石(鑽石)鑒定方法,例舉了與金剛石(鑽石)相似寶石的區分。
1、金剛石的晶體構造及形態類型
1.1金剛石晶體構造
金剛石屬高級晶族礦物,對稱型為3L44L366L29PC,按照對稱型的特點分析,應有六面體(6)、八面體(8)、菱形十二面體(12)、三角三八面體(24)、四角三八面體(24)、四六面體(24)、六八面體(48)7種單形以及由單形構成的聚形出現,在金伯利岩中還出現了一種較低對稱型為3L344L36P的六四面體(24)單形(圖1)。
晶體構造按布拉維空間格子為兩個立方面心格子的平行疊列體(圖2)。晶體格架由四面體組成的立方面心結構,每個四面體中心與四頂角的碳原子以共價鍵緊密相連,由於共價鍵具飽和性和定向性,因此結合得十分堅硬、緊密。
金剛石晶體構造常數-
化學成分:C;晶系:等軸晶系;對稱型3L44L366L29PC;空間群O7h=Fd3m Z=8;單位晶胞:a=3.56A6。
1.2金剛石晶體形態類型
金伯利岩、鉀鎂煌斑岩中金剛石晶體形態分為單晶、連晶兩類,單晶約占60%。按晶體形態劃分為平面晶體、曲面晶體、平面-曲面晶體。連晶約占40%,按晶體連生方式劃分為雙晶連晶、晶體連生。
1.2.1單晶
1.2.1.1平面晶體
平面晶體是一種未經熔蝕的晶體,根據布拉維法則:晶面應該是網密度較大的面網組成,因此金伯利岩、鉀鎂煌斑岩中金剛石的標準晶形是平面八面體,但由於岩漿物理、化學條件的改變,會出現(111)晶面生長不一致性,因而構成不同晶體形態。
平面晶體在岩筒中約占總含量70%,岩脈中約占總含量20%。
(1)平面八面體:是內成穩定階段金剛石相、膨脹階段金剛石相的基本結晶形態。金伯利岩中所保留的平面八面體金剛石,都是膨脹階段金剛石相的結晶產物。
平面八面體由面平、棱直的八個面組成,晶體面角為109°28 14",和70°31 46",晶面有三角形、四邊形、五邊形、六邊形,內角為60°或120°,由於增長補充晶棱,使八面體晶形有18種形態,例舉4種如圖3。
階梯狀八面體是金剛石的生長形態,在平面八面體的(111)晶面上出現三角形階梯狀生長層,由於階梯密集增多,(111)晶面逐漸縮小,階梯逐步代替晶棱,形成假菱形十二面體(圖4)。
階梯狀八面體金剛石大量形成於岩筒相膨脹階段金剛石相中,占平面晶體的85%,這一現象說明了膨脹階段金剛石相中存在金剛石繼續生長的條件,但由於受到結晶時間的限制,晶體一般生長不大。階梯狀八面體的晶體特徵是沒有遭受岩漿渾圓化作用,但晶面仍有蝕象產生。
(2)六面體:是膨脹階段金剛石相由於溫度降低不利於八面體形成而產生,因此主要分佈在岩脈相金伯利岩中。
人造金剛石六面體晶面呈平滑狀,金伯利岩中晶面粗糙。
(3)平面八面體(階梯狀八面體)一六面體聚形:由於膨脹階段金剛石相溫度、壓力的不穩定變化形成以六面體為主的聚形晶(圖5)及以八面體為主的聚形晶(圖6)。
1.2.1.2曲面晶體
曲面晶體是一種熔蝕狀晶體,當金伯利岩岩漿由內成穩定階段轉入侵入階段,在渾圓化作用下形成。金剛石(110)晶面面網密度大則先熔蝕,這是由於面網密度大的晶面,一定是面網間距大容易受到破壞的緣故,(111) 晶面具更大的面網密度,但由於受到(111)面的雙層面網結構的控制,第一層面網保護了第二層面網,因此(111)晶面又是金剛石在熔蝕作用中最穩定的面網。
在熔蝕作用過程中,晶棱、頂角與岩漿作用大於晶面,因此熔蝕程度大於晶面,其中頂角由於只有二個鍵與晶體聯結,岩漿熔蝕程度大於由三個鍵與晶體聯結的晶棱。
八面體與六面體金剛石代表了兩種不同形成條件,因此由平面八面體變為曲面晶體,首先是熔蝕為曲面四六面體,由於早期八面體形態上的差異,熔蝕後形成的曲面晶體是不一致的。 曲面晶體的外形特點是晶棱成外突的弧形曲線,晶面為外凸的弧形曲面,曲線與曲面相交變成弧形。
曲面晶體是金伯利岩、鉀鎂煌斑岩中具有重要工業價值的金剛石晶體,大量的寶石級金剛石加工、切割都來源於曲面晶體,它具有顆粒大、品質大,品質佳等優點。
曲面晶體金剛石在岩筒相中占總含量的30%±,岩脈相中占總含量約80%±。
(1)曲面菱形十二面體:在金剛石曲面晶體中占絕大部分,但等軸狀的曲面菱形十二面體卻十分罕見,出現的晶形大都沿某一晶軸壓扁狀的變形晶(圖7)和歪晶,這是由於岩漿內壓力作用的結果。
(2)曲面六八面體:具八面體結晶習性的曲面四六面體,系八面體向菱形十二面體,熔蝕過渡形,因此菱形十二面體晶棱明顯,六八面體晶棱有一弧形彎曲(圖8)。
(3)曲面六四面體:具四面體結晶習性的曲面六四面體,認為是四面體結晶習性的八面體熔蝕變化形成,具有明顯十二面體晶棱,六四面體晶棱是彎曲的(圖9)。
(4)曲面四六面體:具六面體結晶習性的曲面四六面體,具有明顯的菱形十二面體和六面體晶棱(圖10)。
(5)曲面八面體:由於晶棱、晶面都成彎曲的孤形,頂角鈍化,外形渾圓狀(圖11)。
1.2.1.3平面-曲面晶體
包含了兩種不同形成條件。一種是由於平面晶體的局部熔蝕產生的聚形品;另一種是在新的條件下,沿早世代曲面晶體的晶軸繼續局部生長的異形晶,它們具有同一性的全部對稱要素,代表了兩個世代的結晶特徵。
當八面體熔蝕成具有六面體的結晶習性的四六面體過程中,由於(110)晶面、晶棱、頂角熔蝕程度的差異,形成平面八面體-曲面菱形十二面體(圖12)、平面八面體-曲面六八面體(圖13)、平面八面體-曲面六四面體(圖14)、平面八面體-曲面四六面體(圖15)、平面八面體-六面體-曲面四六面體(圖16)、平面八面體-六面體-曲面菱形十二面體(圖17)、六面體-曲面四六面體(圖18)、六面體-曲面菱形十二面體(圖19)等八種聚形晶。金伯利岩中平面八面體-曲面菱形十二面體占平面-曲面晶體的絕大部分。
異形晶在金伯利岩中絕大部分是由曲面菱形十二面體與平面八面體(階梯狀八面體)組成(圖20)。
1.2.2連晶
1.2.2.1雙晶連晶
金剛石的(111)晶面是唯一的雙晶面,雙晶軸垂直於(111)晶面,雙晶接合面平行於(111)晶面,屬尖晶石雙晶律。
按雙晶類型分以下5種:
(1)接觸雙晶連晶:由兩個金剛石單晶以簡單的尖晶石雙晶律結合,這種雙晶的晶形多為沿雙晶軸成扁平的板狀晶形(圖21),另一種為兩組八面體尖晶石雙晶律,依(111)晶面接合形成六角星狀晶體(圖22)。
(2)聚片雙晶連晶:由兩個以上金剛石單晶組成,(111)雙晶接合面互相平行(圖23)。
(3)環狀雙晶連晶:由3~5個金剛石單晶組成,(111)雙晶接合面不平行形成環狀(圖24)。由於金剛石晶體面角為70°31 46",或109°28 14",因此環狀雙晶連晶的極限是六連晶,在六連晶中由於五個晶體面角所占的位置,使剩餘的只有7°21 10",形成金剛石發育不完全現象,在金伯利岩中常以五連晶出現。
(4)球形聚合連晶:由於八面體的每條補充晶棱都可以構成環狀雙晶的雙晶軸,當這種環狀雙晶在空間無限的發展聚合,形成球狀連晶,這種特殊的連晶稱為紅晶石,球形聚合連品在其表面具三角形、五角形、六邊形環。
(5)穿插雙晶連晶:兩個金剛石單晶互相穿插,雙晶接合面不規則狀(圖25),這種雙晶連生多出現在六面體晶形中。
1.2.2.2晶體連生
金剛石晶體聚集在一起,但不是以雙晶結合方式連生,與結晶軸的關係分為下列3種連生方式。
(1)平行連生晶:金剛石的結晶軸互相平行排列,因此內部構造是連貫的(圖26)。
(2)交叉連生晶:金剛石的結晶軸互相交叉分佈,因此內部構造是不一致的(圖27)。
(3)平行-交叉連生晶:由平行連生及交叉連生的聚合金剛石連生體組成。
2、金剛石晶面熔蝕現象 金剛石在金伯利岩岩漿的渾圓化作用下,使晶體上佈滿了各種形態的蝕象,與此同時與金剛石伴生的鎂鋁榴石、鎂橄欖石、鉻尖晶石等同樣產生了蝕象。
渾圓化作用包含了熔蝕作用,尤其是內成穩定階段金剛石相中的金剛石,晶面蝕象嚴重,膨脹階段金剛石相中的金剛石,由於熔蝕作用較短,蝕象一般不明顯。
複雜的金剛石蝕象,在晶體的分佈有一定規律,它反映了晶體構造特徵,三方生長層(階梯狀)是生長態,複三方生長層認為是熔蝕態,蝕象按形態分為11種(圖28)。
2.1倒三角凹坑蝕象
在平面-曲面晶體的八面體(111)晶面上,與(111)三角形晶面構成反向平行。由於熔蝕程度不同,三角形大小不等,小的成顯微狀,大的佔據一定晶面,三角形的銳角在不斷熔蝕作用下形成四邊形、五邊形、六邊形。凹坑深淺不一,淺的凹坑平緩狀,深的為三角錐狀,在三角形凹坑中,還可出現階梯狀。三角形凹坑在晶面上分佈有的十分密集,也有稀疏狀零星散佈於晶面上。在三角形凹坑底部,還可出現更小的三角凹坑蝕象分佈。三角形凹坑蝕象與晶體均造關係為三邊一底與八面體面網平行。
2.2四角凹坑蝕象
在平面-曲面晶體的六面體(100)晶面上,它與六面體晶面外形差45°,四角凹坑大小不等,小的成顯微狀,大的佔據一定晶面,凹坑深淺不一,有的成四角錐狀,在四角凹坑中可出現階梯狀,在同一晶面中可出現幾組大小四角凹坑蝕象分佈。四角凹坑蝕象與晶體構造關係為四邊一底與八面體、六面體面網平行。
2.3蛀穴狀蝕象
在階梯狀發育的似菱形十二面體及平面一曲面晶體中。蛀穴外形成規則的圓形凹坑及不規則港灣狀,蛀穴凹坑深度不一,有的似水果被蟲咬似的,部分蛀穴深入晶體內部,在邊部及底部常有其他蝕象分佈。
2.4麻點狀蝕象
在曲面晶體上,由大小一致的麻點狀熔蝕凹坑密集分佈,凹坑一般不深。
2.5圓板狀蝕象
在曲面晶體上有多層狀圓板凸出臺面或凹形圓板,在圓板狀蝕象上還可出現其他形狀的蝕象。
2.6塊狀蝕象
在曲面晶體上由不規則的凹形及凸形塊段組成。
2.7束狀暈線
一組密集的線狀突起分佈在曲面晶體上,在面縫合線或六面體晶棱處褶曲。
2.8滑線
在平面-曲面晶體及曲面晶體中,金剛石處於塑性體時沿八面體面網間距的滑動產生塑性變形,滑線是由於熔蝕作用使塑性變形在晶面上反映。八面體(111)晶面上可見三組方向滑線,平行於八面體晶棱(110)面及(111)面。平面晶體滑線不明顯或較細微,曲面晶體則十分明顯,外形成一種雕刻線狀。滑線常伴有倒三角形凹坑蝕象,倒三角蝕象往往形成鏈狀,滑線可切穿(111)面進入曲面晶體,再進入另一晶面(111)。當滑線在曲面晶體中時,三角錐小丘的一個棱和滑線方向一致,其餘兩個棱構成杉針狀外形。
2.9疊瓦狀蝕象
在曲面晶體、平面-曲面晶體中,由三角錐小丘互相疊加而成,常沿滑線分佈。三角錐小丘進一步熔蝕成乳滴狀小丘。
2.10熔蝕溝
在平面-曲面晶體、曲面晶體的破裂紋上,晶面交線、晶棱、解理、雙晶面、交叉連生縫合線等金剛石結構薄弱環節上,常出現一種槽形熔蝕溝。
2.11毛玻璃蝕象
為一種輕度、均勻、密集質點狀熔蝕凹坑,晶面呈粗糙雲霧狀,金剛石成乳白色,透明度降低。 3、金剛石形成條件 3.1碳源
形成金剛石的碳源認為有三種方式:金伯利岩、鉀鎂煌斑岩岩漿中的原生碳;捕俘圍岩中的有機碳;地殼中碳酸鹽岩中的碳。愈來愈多的資料證實金剛石碳主要來源於岩漿中的原生碳。
岩漿中都含有一定數量的原生游離碳,如金伯利岩漿中含碳量為1.9%~4.3%,超基性岩漿中含碳量為0.06%~0.10%,玄武岩漿中含碳量為0.02%~0.04%,因此金伯利岩中含金剛石量由原生碳提供是足夠的。
金剛石碳同位素C12/C13,其比值與金伯利岩漿中原生碳C12/C13比值是近似的,前者為89.63,後者為89.00。
3.2溫度、壓力、時間
金剛石為高溫、高壓礦物,其中壓力因素是主要的。人工合成金剛石實驗證明壓力、溫度、時間是決定金剛石品級的重要因素,觸媒劑具有一定的促進作用。
據實驗資料,對金伯利岩主要礦物在壓力,溫度變化狀態下穩定平衡圖解說明,最適宜於金剛石結晶的壓力條件為(50000~70000)×105pa,溫度為1200~1800℃,金伯利岩岩漿在內成穩定階段推論岩漿深度在150km左右是相適應的。
從金剛石-石墨平衡曲線分析,要使金剛石處於穩定狀態保留下來,必須是壓力降低而溫度作適應性的轉變,如果溫度不變,壓力迅速下降,金剛石則全部轉化為石墨。
岩漿內提供金剛石結晶時間的長短,影響金剛石結晶顆度大小,在金伯利岩中金剛石品粒大小相差懸殊,這說明結晶單位的差異。
3.3構造封閉系統
金伯利岩漿要保持一定的壓力、溫度和一個良好的還原環境,在地質構造上必須是一封閉的、壓(扭)性系統組成的上升通道。
地殼蓋層是阻止金伯利岩漿膨脹階段揮發組分向地表散失的重要條件,但蓋層的厚薄又是決定金伯利岩中金剛石形成多少的因素之一。蓋層較厚時金伯利岩漿內壓力不能衝破圍岩的阻力(上覆岩層的重力、岩石破裂臨界壓力),得到充分的膨脹,形成較大的岩體和形成大量第二世代金剛石,蓋層較薄時又易使金伯利岩漿沖出地表形成噴出相岩石玻璃鎂橄岩。
3.4金剛石形成相
金伯利岩漿演化過程中物理、化學條件變化證實:內成穩定階段、侵入膨脹階段具備金剛石的形成相條件。
3.4.1內成穩定金剛石相
金剛石在內成穩定階段中由於壓力、溫度作用使岩漿結晶作用處於十分穩定狀態,充足的原生碳、充分的結晶時間、金剛石晶芽大量生長,並成長為較大的平面八面體金剛石,這時岩漿基性程度很高,Ti元素尚為分散狀態,由Ti所產生的制約金剛石生成的"觸媒 ,作用,還不能阻止金剛石的生長。
岩漿轉為侵入階段後,金剛石完全處於熔蝕狀態,第一世代平面八面體金剛石向渾圓狀曲面菱形十二面體轉化,因此在金伯利岩中曲面晶體及平面一曲面晶體代表了內成穩定金剛石相特徵。
3.4.2膨脹金剛石相
據金伯利岩礦物實驗資料認為,膨脹階段的溫度為1000~1500℃,暫態膨脹所產生的壓力達50000×105pa以上,為第二世代金剛石晶芽形成創造了條件,這一階段形成的金剛石仍為平面八面體,由於結晶時間較短,岩漿碳源的相對減少,金剛石晶體不能得到充分生長;另一方面由於岩漿酸性程度顯著增高,Ti元素的的富集和O元素接合力增大,制約著金剛石的生長,因此金剛石晶粒一般都在1mm以下,但金剛石具生長態,以階梯狀八面體為主,這種晶體特徵代表了膨脹金剛石相特徵。
在膨脹金剛石相中還有少量異形金剛石晶體形成,說明在內成穩定金剛石相中形成的曲面菱形十二面體金剛石細粒進入膨脹金剛石相後,以此作晶種繼續沿結晶軸再生長,形成再生增長的階梯狀八面體為主的曲面菱形十二面體異形晶。
3.5岩筒相金剛石與岩脈相
金剛石岩筒相與岩脈相金伯利岩中金剛石的晶體形態是不一致的,岩筒相中出現大量平面八面體,階梯狀八面體金剛石,但岩脈相中則顯著減少,這一特點也說明岩脈相沒有經歷強烈的膨脹階段,這與岩脈產出狀態是吻合的。
具有工業品級、寶石晶級的金剛石均為曲面晶體或平面-曲面晶體,這類金剛石無疑來源於內成穩定金剛石相,金伯利岩漿的運移是將這類金剛石從上地幔搬運到地殼的淺部,同時起著熔蝕作用、渾圓化作用。膨脹金剛石相雖能形成大量金剛石,但由於粒度十分細小,因此不可能提供寶石級的加工原料。
在金伯利岩漿的運移過程中,Eo·JI奧爾洛夫將金伯利岩中金剛石全部歸於熔蝕論,而0.M安舍列斯則將金剛石全歸於生長論,筆者認為金剛石在岩漿運移中形成生長相-熔蝕相-生長相這一變化過程,與岩漿的演化過程是一致的。
從部分金剛石的晶粒大小、形態類型、岩石產出狀態的數理統計中可以說明岩脈相、岩筒相中金剛石特徵。岩筒相、岩脈相大粒寶石級的金剛石都是曲面晶體,細粒級的都是平面八面體和階梯狀八面體。
4、金剛石的物理化學性質及包體 金剛石和鑽石屬同一物質而又具某些差異。金剛石是礦物名稱,鑽石是寶石學名稱,它們兩者的物理、化學性質是同一的,鑽石作為一種飾品又增加了切工因素和規範內容,在金剛石、鑽石飾品的檢測過程中就要針對這些特點採用相應的方法。
4.1金剛石物理化學性質
(1)化學成分:C。常含有Cr、Mn、Ti、Mg、Al、Ca、Si、N、B等。
(2)顏色:常見的為淺黃色、淺黃褐色、淺黃綠色、褐色,無色(淺黃白、白、優白)佔有一定數量,玫瑰色、粉紅色、淺藍色、綠色、黑色、茶色十分稀少。
(3)透明度:無色及淺色金剛石均成透明狀,在無色中的白、優白金剛石測定透過率達95%以上,深色金剛石及具毛玻璃蝕象的透明度減弱呈現半透明狀,當金剛石中包體含量增加亦影響透明度。
(4)硬度:摩氏硬度10,新摩氏硬度15,顯微硬度10000kg/mm2,顯微硬度比石英高1000倍,比剛玉高150倍。金剛石硬度具有方向性,八面體晶面硬度大於菱形十二面體晶面硬度,菱形十二面體晶面硬度大於六面體晶面硬度。
(5)密度:金剛石密度與金剛石晶體中的包含物密切相關,無色透明質純的金剛石密度為3.52g/cm3,當具有包含物時密度為3.44~3.53g/cm3。
(6)偏光性:絕大多數金剛石在偏光下顯示非均性,金剛石屬等軸晶系礦物,理論上應為均質性,但由金剛石形成於壓力變化的地質體中,由於應力作用使金剛石晶體內結構產生局部錯位,因而顯示不均勻的非均質性,表現在消光上的不一致性,干涉色很低的一級灰色,極少數還可測得一軸晶干涉圖像。
(7)折射率(N):2.4493(λ436μm)、2.4354(λ486μm)、2.4237(λ546μm)、2.4176(λ589μm)、2.4103(λ656μm)。
(8)反射率(R):油浸下5.308%,空氣中17.29%。
(9)親油疏水性:金剛石是一種親油疏水性礦物,在晶體表面擦上油質後可見暈色,在晶面上滴上油珠立即擴散,而滴上水珠則不擴散,因此在選礦中利用油選可將金剛石分離出來。
(10)電磁性:金剛石為無磁性重部分礦物(p>2.9)因此在選礦中不能採用電磁選(中磁性、弱磁性)方法。
(11)導電性:絕大多數金剛石是電介質,電阻率:5×104Ω.cm,Ⅰ型及Ⅱ型(Ⅱa)金剛石為絕緣體,比電阻>1016Ω.cm,I型(H b)金剛石為P型半導體,比電阻10~103Ω.cm,溫度上升到600℃或下降到-150℃時,電阻提高。
(12)剛度、強度:金剛石具有極大的彈性模量,是自然界最高的磨削材料,彈性模量達90000kg/mm。摩擦係數小,有極高的抗磨能力,因此在金剛石選礦中利用這一特性,採用球磨機、錐形磨礦機來分離金剛石。但金剛石極脆,不能承受正向的外力撞擊。
(13)熔點:金剛石熔點達4000℃,在空氣中燃燒溫度為850~1000℃,在純氧中720~800℃燃燒,金剛石發出淺藍色火焰,並轉化成二氧化碳。
(14)發光性:在X射線下金剛石產生天藍色、淺綠色螢光,在長波、短波紫外線下產生淺黃、天藍螢光,但有相當一部分不發光。有的在日光下曝曬後發淺藍色磷光。陰極射線下顯藍、綠螢光。
(15)光澤:屬標準金剛光澤,由於熔蝕作用及毛玻璃蝕象等可出現油脂光澤或光澤減弱。
(16)色散:金剛石色散為0.044。在自然光的照射下,具備一定的入射角度在鑽石表面產生分解的光譜色,俗稱火彩(影響鑽石火彩強弱還與體色、淨度、刻面角度等有關)。
(17)熱導性:金剛石熱導性好,熱導率高達669.89~2009.66W/(m·℃),其中Ⅱ型(Ⅱa)金剛石熱導性極好,在液氮溫度下為銅的2.5倍,在室溫下為銅的5倍。
(18)熱膨脹:熱膨脹係數小。
(19)解理:|111|中等,|110|不完全。
(20)斷口:見殼狀。
(21)化學穩定性:化學性質非常穩定,在酸、堿中均不分解,在熔融的硝酸鈉、硝酸鉀、碳酸鈉中溶解。
4.2金剛石晶體內的包體
金剛石晶體內的包體是以固態礦物相產出,包體成分以石墨為主,並有鎂鋁榴石、鉻透輝石、鎂橄欖石、鈦鐵礦。尚未發現氣態、液態包體。
5、鑽石飾品檢測 5.1鑽石及飾品檢測要點
鑽石飾品檢測分兩步進行,首先確定該飾品嵌鑲的寶石是否為金剛石礦物,第二步按GB/T16554一1996"鑽石分級",中關於未嵌鑲鑽石、嵌鑲鑽石的品質分級規則,確定淨度、色級、品質、切工等級。
測定金剛石、未嵌鑲鑽石、嵌鑲鑽石方法因受一些因素制約,在參數確定中必須確定典型參數。金剛石為一單礦物,測試方法按礦物鑒定程式,測定所有參數。未嵌鑲鑽石測定因切工因素,自然狀態下的金剛石某些特徵改變,但切工後又給予鑽石增加新的特徵現象。嵌鑲鑽石由於受託架的影響,有許多參數不能測定,但只要熟悉金剛石鑒定,因地制宜地測定重要參數,仍能準確定性。
5.2鑽石及鑽石相似寶石的區分
鑽石及其與鑽石外觀相似的寶石主要有水晶、合成立方氧化鋯、合成碳化矽、人造釔鋁榴石、人造釓鎵榴石、人造鈦酸鍶、藍寶石、鋯石、托帕石、鉛玻璃等。
鑽石均質性(局部顯非均質性),拆射率N2.4237.反射率R17.29%(空氣中)、5.31%(油浸中),密度3.52g/cm3,色散0.044,金剛光澤,摩氏硬度10,短波紫外線下無色-天藍色、淺黃綠色螢光、親油性,刻面間相交之棱呈刀口狀,強熱導性。
水晶非均質性,一軸晶正光性,拆射率No1.5442、Ne1.5533,反射率R4.57%~4.65%(空氣中),密度2.65g/cm3,玻璃光澤,摩氏硬度7,短波紫外線下無螢光。
合成立方氧化鋯均質性,折光率N2.150~2.210,反射率R13.33%(空氣中),密度5.85~6g/cm3,色散0.055~0.06,亞金剛光澤,摩氏硬度8~8.5,短波紫外線下橙黃色螢光,刻面間相交之棱呈圓滑狀。
碳化矽非均質性,一軸晶正光性,折光率No 2.647~2.780,Ne 2.689 ~2.835,反射率R20.5%(空氣中),密度3.17~3.218g/cm3,金剛光澤,摩底硬度9.5,強熱導性。
人造釔鋁榴石均質性,折射率N1.8369,反射率R8.66-8.70(空氣中),0.915%(油浸中),密度4.55g/cm3,玻璃光澤、亞金剛光澤,摩氏硬度8.5,短波紫外線下橙色螢光。
人造釓鎵榴石 均質性,折射率N1.9762,反射率R10.76~11.55%(空氣中),1.735%(油浸中),密度7.05g/cm3,玻璃光澤、亞金剛光澤,摩氏硬度6~7,短波紫外線下橙色螢光。
人造鈦酸鍶 均質性,折射率N2.410,反射率R17.09%(空氣中),密度5.17g/cm3,色散0.019,玻璃光澤,亞金剛光澤,摩氏硬度5.6,短波紫外線下無螢光。
藍寶石 非均質性,一軸晶負光性,折射率No 1.768~1.774,Ne 1.760~1.765,反射率R7.74%(空氣中)、0.60%(油浸中),密度4.55g/cm3,玻璃光澤,摩氏硬度9,短波紫外線下弱藍白色螢光。
鋯石 非均質性,一軸晶正光性,折射率N01.926~1.960,Ne 1985~2.020,反射率R9.93%~10.96%(空氣中),密度4.67~4.73g/cm3,玻璃光澤,金剛光澤,摩氏硬度6.5,短波紫外線下無色、橙黃色螢光。
托帕石 非均質性,二軸晶正消光,折射率NUE 1.610~1.631,反射率R4.46%~5.88%(空氣中),密度3.4~3.6g/cm3,玻璃光澤,摩氏硬度8,短波紫外線下橙色螢光。
鉛玻璃 均質性,折射率N1.580~1.662.密度2.91~3.97g/cm3,亞金剛光澤,摩氏硬度5.短波紫外線下天藍色螢光。