钻石（金刚石）的化学组成、晶体结构及形态介绍

钻石（Diamond）的宝石矿物学名或其材料名称为金刚石，金刚石主要由碳原子组成，为天然地质作用形成的天然矿物。达到宝石级的金刚石，经过加工琢磨后方可称为钻石。但是现在通常将宝石级未切磨的金刚石也称为钻石，将两者混称混用。

金刚石的英文名Diamond，源自希腊文adamas，为“坚硬无比”之意。我国佛教经典对金刚石的解释为“金刚不坏”，其意为任何物质都破坏不了它。它在自然界物质中属均质体，等轴晶系，硬度最大。它还具有很强的折射率和色散，所以一粒琢磨好的钻石，会发出极不寻常的亮光，谓之出“火”，最为人们所青睐。

据考证，人们对金刚石的开发和利用具有悠久的历史。大约在公元前3 000年，古印度发现了金刚石，并用它作佛像的眼睛；古埃及人用它作定情戒指；始建于公元前585年的缅甸“瑞光大金塔”，在其一个直径为27cm的金球上就镶有5 449颗金刚石；公元1604—1689年，一位名叫塔沃尼（Tavernier）的法国人曾6次往返于印度与欧洲的各王室之间，从事大量的钻石生意，从而推动了钻石的应用和发展。

我国对金刚石的利用也历史悠久。有文字记载的见于晋《起居注》谓：“咸宁三年，敦煌上送金刚生金中，百淘不消，可以切玉，出天竺”；东晋郭璞在注释《山海经·西山经》中曾指出：“今缴外出金刚石，石而似金，有光彩，可以刻玉”；南京象山东晋墓里还发现有金刚石指环等。金刚石是自然界最硬的物质，除作为装饰品象征着永恒和永久不变之外，切磨好的钻石又有异常光亮而发出彩光，长期以来无疑是宝石之王，珍贵无比。不能用作首饰、达不到宝石级的金刚石可用在工业上，谓之工业钻。它在工业上主要是利用其高硬度、高强度作研磨剂，如镶在钻头上可以高效率钻进，或用作切割玻璃、岩石材料，也可以用于航空、航天、航海、仪表轴承等。

金刚石有Ⅰ型和Ⅱ型之分。Ⅱ型金刚石有良好的导热性及半导体性能，Ⅱa型金刚石可用作固体微波器、固体激光器、良好的红外穿透材料、空间技术中的卫星窗口材料和高功效红外器材；Ⅱb型金刚石可制作耐高温的整流器、耐高温三极管及耐高温的高灵敏温度计等，是空间技术和尖端工业上不可缺少的材料。

我国自1996年开始有了珠宝玉石国家标准《钻石分级》。2003年，中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局发布的中华人民共和国国家标准《钻石分级》GB／T 16554—2003代替GB／T 16554—1996。2010年9月，中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局、中国国家标准化管理委员会又发布了中华人民共和国国家标准《钻石分级》GB／T 16554—2010代替GB／T 16554—2003。该标准于2010年9月26日发布，2011年2月1日实施。在本书中皆按此规定描述并简称《分级》。

近几百年来有关金刚石的开采、加工、贸易、合成、装饰等方面的故事、传说、研究、记载很多，充分展现了金刚石在历史长河中的发展和金刚石（钻石）之可贵。

一、化学组成

无色透明的钻石由碳组成，可含有氮（N）、硼（B）、氢（H）等微量元素，带色的和不透明的混入物则有石墨、橄榄石、金红石、磁铁矿、小金刚石等包裹体。

钻石按其含氮、含硼量及氮的聚集状态分为Ⅰ型和Ⅱ型，又分别分为Ⅰa型、Ⅰb型和Ⅱa型、Ⅱb型。Ⅰa类型在所有的天然钻石级的金刚石中是最常见的，约占天然钻石产量的98%，有一小部分氮替代了邻近的碳原子，钻石从几乎无色到黄色，也有的可能是灰色或褐色，氮可以小片晶形式存在；Ⅰb类型金刚石在自然界中很少，在钻石级金刚石中不到1%，其含氮量少于Ⅰa型，氮以单原子替代碳原子，并以分散状形式取代碳原子而存在，钻石通常呈黄色；Ⅱa类型金刚石在自然界中很少见到，一般不含氮或含氮量极少，钻石通常是无色的；Ⅱb类型金刚石在自然界中极少见到，含硼是其特点，是一种半导体，钻石通常呈蓝色或灰色，少量呈无色。不同类型的钻石可以通过红外光谱仪、吸收光谱等有关图谱识别。Ⅰ型和Ⅱ型钻石对比如表8-1-1所示。

表8-1-1　Ⅰ型和Ⅱ型钻石对比

二、晶体结构

等轴晶系，立方面心格子。碳原子除位于立方晶胞的角顶及面中心外，将立方体平分为8个小立方体，并在其相间排列的小立方体的中心分布着碳原子。每个碳原子周围有4个碳原子围绕，形成四面体配位，整个结构可看作是角顶相连的四面体的组合［图8-1-1（a）、图8-1-1（b）］。碳原子间以共价键相联结，所以使钻石有高的硬度、高的熔点、不导电及高稳定性的特点。

图8-1-1　钻石的结构

三、形态

金刚石晶体的对称型3L44L36L29PC，也有人认为应属34L36P，因有争议而未定。通常为粒状晶体，常见单形为八面体、立方体、菱形十二面体，少数是由上述单形与立方体、四六面体、六八面体或四面体、六四面体成聚形（图8-1-2）。有的形成歪晶，如图8-1-3所示。

图8-1-2　金刚石晶体

图8-1-3　金刚石的歪晶及常林金刚石

晶面上常发育有阶梯状生长纹。由于溶蚀使晶面、晶棱弯曲，晶形常呈浑圆状，晶面上也常有三角形、四边形、网格状、锥状等蚀像或生长锥（图8-1-4）。双晶依尖晶石律及片状双晶形成，如图8-1-5所示。

图8-1-4　金刚石的晶面蚀像

图8-1-5　金刚石的双晶

晶体一般大小如绿豆或黄豆，甚至更小，但也有大颗粒的。世界上过去发现的最大的金刚石重3 106ct，产于南非。我国不同产地的几个金刚石原石形貌照片如图8-1-6所示。

图8-1-6　不同产地的几个金刚石原石

四、物理性质

1.光学性质

（1）颜色：天然钻石一般呈现无色，或微带深浅不同的黄色、淡黄色、淡褐色，也有的可见深黄、褐、灰、橙黄色及深浅不同的淡绿色、浅黄绿色、淡红色、粉红色、绿色、蓝色、紫色和黑色。一般除无色、白色、黑色者外，红、橙、黄、绿、蓝、青、紫、褐各色的钻石皆称彩钻。天然钻石晶体一般是呈现无色的，原因是它是禁带很宽的半导体，使可见光范围内不发生一切可能的吸收所致。带有颜色的钻石，致色原因可因结构中有N、B、H原子以杂质形式，进入钻石结构之中，形成各种色心，也有因错位、缺陷、色心引起。如当N原子代替部分C原子时，由于N原子外围为5个电子，C原子外围为4个电子，代替后有剩余电子，这种剩余电子在禁带中形成新的能级，使禁带宽度减少，从而使得晶体能吸收可见光范围内的光能，因而使晶体呈现颜色。如果是孤立的N原子代替C原子，它可吸收能量高于2.2eV（波长＜560nm）的入射光，这则使钻石呈现黄—褐色、棕色等，这往往是Ⅰb型钻石颜色的成因。如果钻石内N原子可移动聚合在一起，它对400～425nm、477.2nm的光进行吸收，剩余的色光亦使钻石呈现黄色。如果钻石中含有微量的B（wB＜1%）属Ⅱb钻石，这些B则可使钻石呈现蓝色，少数含H的钻石也有呈现蓝色者。若在高温和异向压力之下钻石发生晶格变形，在这种晶体缺陷下晶体可呈现红色或紫红色钻石。若在长期天然辐射作用下，辐射线能量很大，使钻石结构破坏，而产生一系列新的吸收，使钻石呈色。如钻石受辐射时间长，辐射剂量大，则使钻石变为绿色、深绿色甚至黑色。因辐射而造成的晶格缺陷，有时也可使钻石呈现蓝色或黄褐色。

我国湖南沅水所产的金刚石有浅黄绿色、浅绿色、浅黄褐色、黄色、浅灰色等，是由两种色心，即放射性辐射损伤中心和N原子中心所引起。

（2）光泽：钻石呈金刚光泽。

（3）透明到半透明。

（4）光性：均质体，偶见异常消光。在偏光显微镜下一般无色，亦可有黄、橙红、蓝绿、褐黑等色。除可见异常折射外，干涉色低，而颜色多种多样，少数呈一轴晶。

（5）折射率为2.417。

（6）色散强度为0.044。

（7）紫外荧光无到强，蓝、黄、橙黄、粉色等，短波较长波弱。

（8）在阴极射线下发蓝色或绿色光。

（9）荧光钻石在X射线下一般呈现蓝白色荧光，也有极少数不发荧光。稳定性好，可利用这一特点进行选矿。

（10）吸收光谱：一般无色到浅黄色的Ⅰ型钻石，在紫色区415nm处有一吸收光谱；其他颜色的钻石在453nm、466nm、478nm处呈现窄吸收线。绿色到褐色的钻石在绿区504nm处有窄的吸收带；有的钻石可出现415nm吸收带，辐照改色的黄色钻石在498nm、504nm和592nm处都可能出现吸收带（图8-1-7）。

图8-1-7　钻石的吸收光谱

（11）天然钻石的阴极发光图谱可与合成钻石相区别。

（12）在极少的情况下钻石偶有变色效应。

2.钻石的力学性质

钻石的密度为3.52±0.01g／cm3。摩氏硬度为10，在宝石矿物中硬度最高。但是，硬度是受晶体内部的原子排列所控制，所以它也具有异向性，精确地测试金刚石的硬度，可得知金刚石八面体硬度最大，立方体硬度最小。金刚石的晶面方向不同，硬度也不同（图8-1-8），这对加工影响很大。我们应该了解到金刚石的哪些方向易于琢磨。它在鉴定方面也有重要意义，如对一个比较浑圆形态的金刚石，可依此初步判断定向。钻石具四组八面体｛111｝方向的中等解理，另外它还有｛110｝、｛111｝方向的不完全解理，如图8-1-9所示。

图8-1-8　金刚石几种晶面上的硬度异向性

图8-1-9　钻石八面体晶体中的解理及解理纹

3.其他性质

（1）热导性。钻石是热导性最强的，热导率为0.35cal／（cm·s·℃）。用热导仪测试就是利用它的这一特点。

（2）导电性。Ⅰ型和Ⅱa型金刚石是非常好的绝缘体，Ⅱb型金刚石则为优质高温半导体材料。

（3）钻石还具有很强的抗磨性。摩擦系数小，其抗磨能力是刚玉的90倍。

（4）钻石可高度抛光，而且每个小面都面平棱直、角尖。但是钻石还具有脆性，受外力冲击则易碎，在钻石加工中应多加注意。

（5）钻石具磷光性，可发淡青蓝色磷光。

（6）钻石表面有亲油性，故钻石首饰用手触摸后则显得不亮。钻石又有疏水性，所以滴一滴水在钻石表面，则水滴往往收缩在一起，为碳原子对水不产生吸附作用而引起。

（7）钻石的膨胀性很小，膨胀率很低，若温度突然变化对钻石的影响也不大，尤其在包体极少和无大裂隙的真空中，加热到1 800℃瞬间，再快速冷却，也不会对钻石有太大影响。

（8）钻石的熔点高（700℃以下无反应），在空气中燃点为850～1 000℃，在氧中加热到650℃可逐渐变为二氧化碳。

（9）钻石的化学性质稳定（甚至与王水也不起作用），有强绝缘性，抗酸性，抗碱性，在绝氧加压的真空中加热到1 770℃会分解，加热到1 800℃会变成石墨。

五、钻石的红外、紫外光下反应及对钻石类型的检测

根据氮（N）的存在形式，即N成聚集体存在而分为Ⅰa型和具顺磁性N的存在而分出Ⅰb型。如在一个颗粒的钻石中氮的分布不均，既有Ⅰ型区又有Ⅱ型区，或既有Ⅰa型区又有Ⅰb型区，谓之混合型。如我国辽宁产的钻石大多数为Ⅰ型，少数是Ⅱ型和混合型；贵州产的钻石则多数为Ⅱa型，少数为Ⅰa型和混合型。

1.电子顺磁共振谱（EPR）测定

由于钻石晶体中含有顺磁N与EPR信号强度有良好的线性关系，可以利用EPR谱测定钻石中的N的浓度，以判断钻石的类型。

2.钻石的红外光谱

Ⅰa型钻石在红外光谱上，有1 175cm-1、1 365cm-1、1 370cm-1、1 282cm-1吸收峰值，无1 130cm-1吸收或该吸收不明显；Ⅰb型钻石则在1 130cm-1处有特征的强吸收；Ⅱ型钻石在红外光谱的相应位置没有吸收峰（图8-1-10）。

图8-1-10　各种类型钻石的红外光谱

3.钻石的紫外吸收图谱

钻石的紫外吸收图谱为在双光束分光光度计上，波长200～400nm对钻石作紫外吸收图谱。可见Ⅰ型钻石与Ⅱ型钻石具有不同的谱线，如图8-1-11所示。

4.紫外光反应

紫外形貌照相为采用氖灯作光源，以波长237nm的紫外光透过钻石晶体照相。可见，I型钻石不透明，237nm紫外光不能通过，紫外形貌照片上呈现黑色；Ⅱ型钻石的照片上呈白色透明。

图8-1-11　钻石的紫外线吸收谱图
（1、2、3依次为Ⅰ型、Ⅱ型、混合型谱线）

紫外线透射到I型钻石上，300nm才被吸收，而Ⅱ型钻石到250nm即被吸收。可见，应用顺磁共振（EPR）谱、红外光谱、紫外吸收谱、紫外形貌照相以及拉曼光谱、吸收光谱都可以确定钻石类型，也有着研究鉴定的意义。

另外，根据颜色特点、荧光性及磷光性、导电性及导热性也可以区分钻石的类型（如表8-1-2所示）。

表8-1-2　Ⅰ型和Ⅱ型钻石的物理性质特征

六、钻石的肉眼鉴定、钻石与相似宝石的对比及简易测试

1.钻石的肉眼鉴定

如果是晶体则多为八面体、立方体或二者的聚形。钻石的晶面上常有晶面花纹，如图8-1-12所示。钻石的最大特点是强金刚光泽，色散高，折射率高，硬度极大，粒度往往大小不一，小的居多，易吸附脂肪，用手触摸后可呈现出一层油膜而厌水。琢磨后的成品不漏光，有时在腰围上可见到平整的小晶面。

图8-1-12　钻石晶面上的生长纹

钻石内部有清晰的色散，转动钻石可见到亭部底面上出现橙色和蓝色的闪光。

钻石切磨完善者，能使所有入射光都从台面反射出来，呈五光十色，光亮异常。如图8-1-13所示的钻石，谓之出“火”，将台面对光线由背后看，没有光从亭部漏出。琢磨后的刻面钻石如将台面向下放置于白纸黑字之上，则从亭部侧面向下观察看不到黑色字划（图8-1-14）。

若将钻石对准窗棱或电灯，则反射出来的影像不歪扭而很清晰。

钻石的硬度极高，故表面一般不见擦痕，以软布擦试后可呈现十分光洁靓丽的闪光。

图8-1-13　钻石的出“火”现象

图8-1-14　真假钻石的区别

2.钻石与相似宝石的对比及简易测试

（1）用热导仪测试：钻石为热的最佳导体，如果将尖晶石的热导率定为1，则钻石的热导率为70.7～212.0，故以热导仪测试最灵敏。依此可最有效地区别于合成碳硅石之外的立方氧化锆、钛酸锶、无色尖晶石等。

（2）钻石置于日光下暴晒后，会发出淡青蓝色的磷光，在X射线下大多数发蓝白色或浅蓝色的荧光，极少数不发荧光，在阴极射线下发蓝色或绿色光。

（3）硬度计测试：钻石的摩氏硬度为10，没有其他矿物可以超过它。依此钻石易与立方氧化锆等色散度高的物质相区别。

（4）钻石的密度为3.52g／cm3左右，合成立方氧化锆的密度为5.95g／cm3，可见钻石的密度远远小于和它极相似的合成立方氧化锆的密度。

（5）与钻石相似的合成碳硅石、合成金红石在10倍放大镜下可见到刻面棱的重影现象，而天然钻石则无。

（6）折射仪测试：钻石的折射率为2.417，超过折射仪的最大测定值1.81，因而只能用液体浸入法来观察，从而区别于无色蓝宝石和无色尖晶石。如果钻石与无色蓝宝石和人造尖晶石混在一起，则可将其一同放入二碘甲烷中进行区分。无色蓝宝石折射率为1.75，无色尖晶石的折射率为1.73，二者都接近二碘甲烷的折射率1.74，因此二者的轮廓在二碘甲烷中不清楚。而钻石的折射率为2.417，比二碘甲烷的高了许多，因此就会出现清晰的外形轮廓，这就能简单明了地将三者区别开来。

（7）色散：钻石以高色散发出彩色闪光，色散柔和，在标准圆钻型的底刻面上可见到蓝色和橙色的闪光，因而可以色散的强度区别于榍石、黄色闪锌矿、锡石、艳绿色钙铁榴石、锆石、人造钛酸锶、人造立方氧化锆、钇铝榴石、人造金红石等这些色散很强的物质。

图8-1-15　天然钻石中的结晶包裹体

（8）包裹体法：用10×放大镜观测可见到钻石的包裹体。在宝石显微镜下可以看到更多的包裹体，如石墨、铬尖晶石、镁铝榴石、绿色顽火辉石、磁铁矿、赤铁矿、小八面体金刚石晶体等。有这些包裹体，不仅说明该钻石是天然钻石，而且还可以研究钻石的不同产地（图8-1-15）。常见的还有云雾状包体、点状包体等。

（9）放大检查中可见羽状纹、生长纹、内凹原始晶面、原石晶面解理、刻面棱线锋利。

（10）用导电性测试：Ⅱa型钻石为非常好的绝缘体，Ⅱb型钻石则为优质高温半导体。我们可依此将钻石与具导电性的合成碳硅石相区别。

七、人工合成钻石及钻石的优化处理

1.天然钻石与人工合成钻石的比较

（1）人工合成钻石的物理性质与天然钻石大致相同，其区别方法为：合成钻石的颜色一般为黄色、淡褐色或淡棕色，成带状分布，晶体多为八面体、立方体和菱形十二面体、四角三八面体等的聚形。晶体中往往可见晶骸，晶面上有的可见树枝状纹，颜色不太均匀，可见沿八面体晶棱平行排列的色带；晶体中常含针尖状铁或镍铁合金或金属片，具中等磁性（用磁铁可以吸起），颗粒一般较小，最近经过不断改进和提高也有较大粒度的合成钻石生成。在长波紫外光照射下多呈惰性；在短波紫外光下具发光性但不均匀。发光性：LW下无荧光；SW下呈黄色—黄绿色，中—强荧光。中心荧光带绿，边缘荧光无色。

（2）无色—浅黄色天然钻石的可见光谱在415nm、452nm、465nm、478nm处有吸收谱线；合成钻石则无415nm吸收谱线。以红外谱来看，天然钻石有1 130cm-1主峰及1 282cm-1、1 365cm-1和1 170cm-1峰；而合成钻石，只有1 130cm-1强峰，不见弱峰。合成钻石的异常双折射极弱，干涉色变化也很不明显，并有导电性，这些皆可区别于天然钻石。

2.优化处理钻石

（1）辐照改色钻石：辐照改色处理常附热处理，天然蓝色钻石由硼元素致色，具半导体性，如在钻石两端加压就会有电流通过。辐照过的钻石，蓝色由晶格缺陷的色心造成，不具半导体性，加压也无电流产生。放大检查，在显微镜下油浸观察可见其颜色在表面富集，由表部向里颜色变浅，而且亭部有色带、色斑。其吸收谱可具594nm、669nm吸收线。辐照改色深绿色钻石741nm处有吸收峰（低温测量）。图8-1-16为辐照改色过的彩色钻石。在红外光谱中H1a（1 450cm-1）与H1b（4 940cm-1）或H1c（5 170cm-1）组合出现，为其重要特点。

图8-1-16　各种辐照处理的彩色钻石

（2）涂层镀膜钻石：该钻石为在一些玻璃、锆石等物质上涂上或镀上一层碳质物质或一种与钻石相似的叫DLC的物质。DLC是一种非晶态硬碳膜，是非晶质体，可测。这种制品用热导仪测试，同样导热灵敏，只有配合密度测试或硬度、折射率等综合手段方能验出。放大观察可看出表面光泽较弱，达不到金刚光泽。但有时也有薄膜脱落，用小刀或针尖就能将薄膜刮掉。如能仔细观察钻石表面，可发现其镀膜表面为粒状结构，利用拉曼光谱仪测试，可见有与天然钻石不同的谱图。另外天然钻石的特征是在1 332cm-1峰的半高宽（FWHM）窄，钻石膜的特征峰在1 332cm-1附近，其半高宽略显宽，亦可见其差异（图8-1-17）。

图8-1-17　天然钻石与镀膜钻石拉曼光谱图（FWHM为半高宽）

（a）Ⅱa型天然钻石；（b）Ⅰb型天然钻石；（c）优质镀膜钻石；（d）暗色镀膜钻石

（3）充填处理：充填处理是1991年以色列发明的裂缝弥合的新工艺方法。弥合材料为光导纤维，是为工业需要而开发的一种类似玻璃的化合物。使用粘合剂工艺的地区主要是以色列、日本、菲律宾等。在显微镜下放大检查可见充填裂隙呈现闪光效应，暗域照明下呈橙黄或紫到紫红、粉红色等闪光；亮域照明下呈蓝到蓝绿、绿黄、黄色等闪光；转动样品，充填物颜色和亮度也随之变化，充填物中可有残留气泡、流动构造、细小裂隙等。充填区域呈白色雾状，透明度降低可呈现不完全充填区现象。使用X荧光光谱仪（XRF）可检查出充填物中的重金属元素，如铅等。

（4）激光钻孔：激光钻孔是指将有瑕庇的、净度较差的或有黑色碳质包裹体的钻石，用激光钻进法钻孔。用与钻石光学性质相近的物质充填这种微小孔隙，或用激光除去瑕疵、包裹体，则可改变钻石纯度、提高钻石色级，使钻石更美观。放大检查可见钻石内部白色的管状物，并在钻石表面有圆形开口，有的有弯曲状包体出露在钻石表面或弯曲状裂隙。少数还可见有填充物，或残留着未处理掉的黑色包裹体物质。

（5）高温高压处理：这种钻石在日光灯下常可见到一种暗淡的绿光，有人称其为“氖效应”。钻石中有紧密排列的条纹而且带色，其表面常有裂隙，内部的包体有晕轮状裂隙，这皆为高压应力所致。有的Ⅰa型黄色或黄绿色钻石经过HTHP处理，在长波紫外光下可显示绿色、蓝绿色或彩色荧光。放大检查可见雾状包体，或包体周围有羽状裂隙，其中还可有黑色石墨。作拉曼光谱（液氮低温-196℃状态），可见较明显的图谱作参考识别。高温高压（HTHP）处理的钻石图谱如图8-1-18所示。

图8-1-18　HTHP处理钻石的拉曼谱图

（6）钻石和相似宝石及赝品的区别：可以色散、密度、折射率、双折射、硬度、晶体形态（晶系）对比，甚至用荧光、吸收光谱等方法区别之。

表8-1-3　钻石及相似宝石的物理性质对比

续表8-1-3

3.钻石的改色

钻石改色是最普遍也是最重要的优化处理方法。由于改色的方法很多，最初常用的是在钻石表面涂上一层染色剂，如涂以蓝色高折射率的物质，以提高钻石的色级，甚至有的涂油彩、墨水等。现代常用的则是物理方法，主要有以下几种。

（1）回旋加速器处理。回旋加速器处理是将质子、氘核、α粒子等亚原子的粒子放入回旋加速器中加速，钻石放于加速了的粒子通道上受辐射，则使钻石颜色变绿或暗绿，如时间过长，钻石颜色会变暗甚至变黑。其致色原因是钻石结构中的空位被活化，与其他缺陷相连接而形成N-V-N、N3中心，故可在吸收光谱中产生496nm、503nm、595nm吸收峰，若加热到500℃～900℃，这种改变过来的绿色又可转变为黄色、橙色或褐色。但是由于加速了的粒子带电，故只能在钻石表层而不能穿入钻石的深部，所以开始有放射性，几个小时后即可消失。这种只在表层的颜色经抛光即可去掉，不抛光却可久留。

（2）电子处理。电子处理是指用Van de Graooff发生器加速的电子使钻石产生蓝到蓝绿色，穿透深度可到2μm，若将改色的钻石加热处理，可产生橘黄色、粉红色—红、紫红和褐色色调。其改色原因为钻石结构中产生辐射损伤，故在吸收光谱上可产生637nm强峰，523nm、575nm、593nm弱峰，无放射性。

（3）中子处理。中子处理为中子轰击核反应堆，在核反应堆中的钻石受轰击而产生绿色，如果轰击时间过长，钻石会变为黑色。中子不带电荷，可穿透钻石，同时与质子质量相同，可与一个原子相撞而使结构损伤，故可使整个钻石均匀变色。在500℃～900℃热处理时Ⅰa型钻石可产生黄色、橙色、粉红色；Ⅰb型钻石可产生粉红色、紫红色；Ⅱa型钻石可产生褐色，颜色皆稳定而持久。吸收光谱上可出现496nm、503nm、595nm的吸收线。

（4）高温高压处理：如前所述，用高温高压对钻石进行改色，与用高温高压合成钻石的原理相似。将褐色或净度较好的钻石置于高温高压环境中，可改变钻石色心，从而改善钻石颜色，提高钻石色级，将其改造成为无色或彩色钻。如Ⅰa型钻石可处理呈艳绿色、黄绿色或黄色，Ⅱa型钻石则处理呈无色或粉红色，Ⅱb型灰色或褐色钻石则处理呈蓝色。这是美国通用电气公司长期研究的成果，是20世纪末科技进步的产物。

（5）γ射线处理：γ射线处理指用Co60产生γ射线，使钻石颜色改变为蓝色和蓝绿色。颜色均匀且持久，但处理的时间相对较长。在吸收光谱上可见741nm吸收峰。

（6）镭辐射处理：镭辐射处理后的钻石可呈绿色，颜色变化大，吸收光谱上见741nm吸收峰。而且带有残余放射性，值得注意。

为了查明钻石是否用这类物理方法改色了，首先要看蓝绿色钻石是否有741nm吸收峰，黄色钻石有无496nm、503nm、596nm吸收峰，红色钻石是否有637nm、503nm、575nm吸收峰，在近红外光谱仪惰性气体中加热到1 000℃时，595nm谱线消失，黄色钻石是否出现1 936nm和2 024nm谱线，则可予以判断。

另外，观察钻石表面特征，由台面看亭部是否有颜色呈伞状现象，腰棱处是否呈现深色色环现象和钻石表面是否呈扁平状或圆形褐色斑点等。还有天然蓝色钻石导电，而改色了的钻石不导电皆是其特点。

钻石是一种高贵的宝石，吸引了不少人在钻石研究上下功夫，进行各种优化处理。其方法除以上提到的之外，还有很多改色、增色、变色的方法，很多优化处理了的钻石在现代的条件下也有难以鉴别的。一些目前不能鉴别的钻石，有人采用在钻石的腰棱上刻字的方法加以明示，如目前美国宝石研究所（GIA）就在钻石的腰部刻以“GE POL”作为印记，代表是在高温高压下用GE POL法处理过的钻石，即将Ⅰa型褐色钻石中的石墨升华而提高了钻石的色级，这种印记在鉴定钻石时可留意观察。

八、钻石经济评价的依据

常言道：黄金有价，宝玉石无价。而价值昂贵的钻石被世界各国的人们所喜爱，流通于各国宝石玉市场，因而也就破例地在各国都有了自己的评价标准。其评价的依据也都是以颜色（Colour）、净度（Clarity）、切工（Cut）、质量（重量）（Carat即克拉，以ct表示）为依据，尤其从外文字可以看出第一个字母都是以C打头，故可称为4C标准。目前人们无形中把这个4C标准作为比较统一的标准，在还没有法定的全球统一的国际钻石分级标准之前，4C标准成了比较统一的标准，现将这几个方面分述如下。

（一）颜色

钻石的颜色主要有无色（包括带蓝色色调的白色）、白色、淡黄色、黄色等。为了统一评价，各国都有相应的分级标准，如表8-1-4。标准以外的其它颜色，如红色、粉红色、绿色、蓝色等彩色钻石，属于钻石中的珍品，则按质另外论价。

在观察钻石的颜色及对颜色进行分级时还要考虑到钻石的荧光性。

表8-1-4　全世界主要钻石颜色等级系统近似对照表

由表8-1-4可以看出，各国的分级系统是可模拟的。1996年以前中国是采用数字表达，即首先分为100色的情况下85色以上的金刚石才用来琢磨钻石，直到现在香港还在沿用；85色以下的则作为工业用钻。85色至92色之间属黄色钻范畴，92至95色属白色钻范畴，95色以上属无色钻范畴。美国宝石研究所（GIA）、国际钻石委员会（IDC）以及英、德诸国，世界钻石生产、贸易的一些大公司，多采用世界上比较通用分类方法，即由D（相当于中国的100色）到Z。

1.中国对钻石颜色的分级

中国分级的100色属特级无色白，无色透明，似冰，有的可见带有蓝色色调，这种足色的钻石极为少见；99色为超级无色透明，似冰，但不见蓝色色调，相当于世界上比较通用的分级E；98色相当于F级，纯无色透明；97、96色略出现似有似无的黄色色调，相当于世界上比较通用的G级、H级；94级、95级色，把钻石亭部朝上可见微黄色色调，冠部朝上则不见颜色，相当于世界比较通用的I级、J级，这一色级的钻石在目前市场上流通最多；92、93色亭部向上显微黄，而冠部朝上显似有似无的黄色色调，相当于世界上比较通用的K级、L级；90、91色则由任何角度都可以看出浅黄色，相当于世界上比较通用的M级、N级。如颜色更明显的呈现比90色更深则称小于90，这相当于世界上较通用的O级、P级，一般已很少用作首饰钻。如一般人都能感到黄色或黄得更深则属我国香港分级的86、87色，一般86色以下为世界上比较通用分级的R级以下，GIA分级的S-Z，不能用作首饰钻。

2010年颁布的国标《钻石分级》正式规定把钻石颜色划分为12个色级，即由D—N和＜N，相当于100—90和＜90，去掉了原1996年分级标准的文字说明。即按钻石颜色变化仍划分为12个连续的颜色级别，用字母D、E、F、G、H、I、J、K、L、M、N、＜N来代表不同的色级，也可用数字来表示。详见表8-1-4和表8-1-5。

表8-1-5　钻石颜色级别对照表

资料来源：国标《钻石分级》，2010。

2.关于颜色分级的方法、进行分级时的环境、条件及应注意的事项

（1）钻石的颜色分级不论采用传统的肉眼观察，还是采用比色法，都要在规定的环境下进行。即颜色分级工作应在无阳光直射的室内环境，比色时的环境色调应为白色或灰色。尤其灯光要用专用的白炽灯或荧光灯，不得用带有黄色的普通灯泡。如超出这一环境，要特别注意加以修正。比色石最常用的是一套标定颜色级别的标准圆钻型切工钻石（现在多数用合成立方氧化锆代替）样品，依次代表由高至低连续的颜色级别。比色灯为色温在5 500～7 200K范围内的日光灯。比色石的颜色级别代表该颜色级别的下限。比色板、比色纸为专门用作比色背景的无明显定向反射作用的白色板或纸。

另外，进行钻石颜色分级人员应该经过专门技术培训，具备分级技能。对同一样品应由2～3人同时进行分级以取得正确统一的结果。

图8-1-19　观察船形折叠纸中钻石示意

（2）每个色级都代表一个颜色变化范围，而不是一个点。在观察待分级钻石时，要将钻石的亭部朝上，沿钻石的最大长度（厚度）进行观察。不要由台面向下直接看，因为透过钻石台面所观察到的亮度，会掩盖细微的颜色色调。

观察位置应稍高于钻石的腰棱，如图8-1-19所示。

（3）肉眼观测是最简单的方法。最好用一张白纸折叠成船形，先将钻石擦洗干净，在钻石灯下将钻石放于折叠纸中进行观察。这种观测方法要快，第一眼特别重要，看久了则因眼睛疲劳而看不确切。

（4）肉眼观测最好也同时应用分级，找一个标准的色级作参考，在选择一个方向作比较时，一般选H级（图8-1-20），因H级从台面看或从亭部看都不易看出颜色来，可由它向无色方向过渡；或相反的向黄色方向过渡，可以它为标准考虑比较。

图8-1-20　肉眼分色级示意

1.开始肉眼判断颜色的位置；2.看起来无色；3.看不出明显色调；4.可看出稍带色调；5.可看出色调；6.可看出颜色

（5）由于钻石的反光性强，影响颜色的判断，可以哈一口气在钻石上，在钻石上水气散开时的一刹那，观察最清楚。

（6）在用比色石对比观测时，用同等大小的钻石比色石最好。钻石对比比色石，找出与比色石相同的颜色饱和度即为该待分级钻石的颜色级别。

（7）如果待分级钻石颜色饱和度介于两比色石之间的颜色，则按较低的色级定为待分级钻石的颜色级别。

（8）如果待分级钻石颜色饱和度高于比色石的最高级别，则仍用比色石的最高级别为待分级钻石的颜色级别。

（9）如果待分级钻石颜色饱和度小于比色石的最小色级N，则用＜N表示。

（10）用比色石比色时会觉得摆在左侧的钻石稍白一些，在比色石的右侧就稍黄一些，这是一种视觉差，有人称之为色差效应。

（11）用比色石比色时，一般看上去会出现3种情况：①待测钻石置于比色石之左而颜色稍深，置于比色石之右而颜色稍浅，即待测钻石与比色石时色级相同；②待测钻石置于比色石之左，颜色同比色石，置于比色石右侧时颜色稍浅，即待测钻石颜色级高于比色石，可定为同比色石的色级；③待测钻石在比色石左侧时颜色微深，放在右侧时与比色石相同，即待测钻石的颜色级低于比色石一个色级。

用比色石比色，钻石颜色的判断如图8-1-21所示。

图8-1-21　用比色石测点色级示意图

（12）世界上最常用的比色石为美国宝石学院（GIA）的比色石。其由9粒组成，每粒代表一个色级的上限，如图8-1-22上。欧洲体系的国际珠宝首饰联盟（CIBJO）的比色石由7粒组成，每粒代表一个色级的下限。我国色级划分常用的是与欧洲体系相同，即每粒代表一个色级的下限（图8-1-22下）。

例如：以G色为例，我国的是指＜F-≥G，而GIA的G色则是≤G-＞H，这样一来同样一个样品，用这两套比色石比色（除颜色正好落在界限上外）正好错开一个级别。这也就是为什么检测一些钻石，定出的色级往往比GIA证书上定出的颜色稍有不同的原因。更确切地说GIA的比色石无D级，我们的D级相当于他们的E级，如图8-1-22所示。

图8-1-22　比色石在色级中的位置

HRD为了更精确地划分颜色界限，又将每一个颜色级别划分为3个小级，如图8-1-23所示。即与比色石同色级的符号为“＝”，稍高于比色石的符号为“＋”，明显高于比色石的符号为“＋＋”。如H色进一步划分为：H、H＋、H＋＋3个小级。这种表示方法在我国市场上经常采用。

图8-1-23　HRD钻石颜色等级

（13）注意事项如下：

A.转动待测钻石颜色稍有变化，可以平均考虑。

B.如果两粒不同大小的钻石比较颜色，往往大者定出的色低，原因是大钻石的厚度大。另外，两粒钻石都要观察同一位置方可。

C.要观察钻石颜色集中的部位，即腰棱和亭部接近底尖色，如图8-1-24所示。由钻石底末向下到亭部1／3处可见反向映像。即稍高于钻石腰棱，并往反射线之下为观察对比颜色的最佳位置。

图8-1-24　观察钻石颜色的最佳部位示意

D.在日光下与在白炽灯观测钻石不同，因白炽灯光中含有更多的黄光，因而在观察钻石时是用统一的钻石灯。

E.观察带有灰色、黄色、褐色的钻石时，人的眼睛往往更明显地看到灰色、褐色，所以在比色时应尽量采用透射光，以减少灰色、褐色色调的干扰。

F.对一些花式切工的钻石，由于花式切工角度长度不同，进行比色时，应避开不同长度的方向，而寻找斜角方向，或寻找与比色石最相似的刻面位置。

G.比色人员要有信心，相信自己的眼睛、经验和判断，保持良好的心态和最佳状态，这样比色方更为准确。

H.比色工作是一项比较复杂的工作，影响因素很多，因此要尽量用相同的各种因素，在相同条件下进行比色，定出色级。用比色法对钻石进行颜色分级是目前最常用的，也是唯一认为最可靠的定性方法。目前还有人在研究另外的对钻石进行颜色分级的方法，即测量在钻石的反射光中黄光的含量，以进行对无色—黄色钻石颜色的定量含量分级，这也许是未来对钻石颜色分级的更准确的方法。

3.镶嵌钻石的颜色分级

关于镶嵌钻石的颜色分级，我国曾于1996年结合钻石的品质等级提出了分级方案。随着实践的结果及市场的应用，在2003年又就颜色等级作了简化调整。

2010年又颁布了新的国标《钻石分级》，规定镶嵌后的钻石采用比色法分为7个等级，其与未镶嵌钻石颜色级别的对应关系如表8-1-6。这一分级比较简单，因考虑到已作镶嵌，去掉了小的分级及分级之间的过渡关系，大部分将两个分级合并在一起表示。对镶嵌钻石颜色的分级是市场上或民间最常用的，但是也往往出现一些镶嵌前后的差异。这主要是考虑到镶嵌架托的颜色对钻石颜色的影响。一般白色（无色）钻石用白色金属镶嵌，已经看出是带黄色的钻石则用黄色金属镶嵌。这样架托的颜色影响会小一些，甚至看上去还冲淡了钻石的颜色。如果对镶嵌钻石进行分级，在观察时就要考虑到钳夹钻石的镊子对钻石的影响，这些都成为修正钻石颜色的影响因素。如果用肉眼观察，可以一边夹住比色石，一边对准镶嵌钻石，尽量找相同的部位进行颜色比较［图8-1-25（a）］，也可以用已知色级的镶嵌钻石对比未知镶嵌钻石［图8-1-25（b）］。

表8-1-6　镶嵌钻石颜色等级对照表（据国标《钻石分级》，2010）

图8-1-25　钻石色级比较

4.彩钻

除无色、白色或黑色的钻石之外，红、粉红、橙、黄、绿、青、蓝、紫、褐色或其复合色（如黄绿色）等所有颜色或色调的彩色钻石，都可称为彩钻。这种钻石在色调或颜色饱和度（Saturation）上一般较深，即当台面朝上，可显示出明显的体色。在国外（根据英国宝石协会与宝石检测实验室）通常是按颜色的强度分级。颜色饱和度及色调的相互关系以图解示意（如图8-1-26）。

图8-1-26　颜色饱和度与色调关系图解

（据《钻石分级手册》，2007）

一般来说，我们对颜色的描述按前所指出的形容词法（如微绿、浅绿、淡绿、深绿等）、二色法（如黄绿色是绿为主色在后、色调在前）、对比法（如苹果绿等）描述之。值得注意的是彩钻之所以珍贵凭的是颜色。

定名彩钻时要综合性地表示出颜色、色调、颜色饱和度和亮度，如带黄色色调的淡绿色彩钻等。

在国际上通用的对彩钻评级是由美国宝石学院所制定的彩色钻石目视评级系统。通过对彩钻特征颜色的观察与孟赛尔色卡在标准照明和观测条件下的目视比较来评定颜色级别。这种评级包括主色色调及饱和度和亮度的综合。

今以蓝色彩钻为例：主色为蓝色；色调包括绿蓝、偏绿蓝、纯蓝和偏紫蓝等几个色调。颜色级别是饱和度和亮度的综和级别，一般有淡、很亮、亮、彩亮、彩、彩暗、彩深、彩浓和彩艳等。这颗蓝色彩钻的颜色即颜色级别加色调构成、如颜色色调为绿蓝；颜色级别为彩艳，就可定名为“彩艳绿蓝”色。

彩钻是很稀少的，根据统计，每十万粒钻石中才有一颗，所以备受人们喜爱。彩钻通常按颜色的强度分级，其价值取决于其稀有的程度和艳丽的光彩，在市场上也取决于需求的程度。有记载说，其价值最高可达普通钻石价格的100倍，但在目前，往往是以普通钻石价格的5～10倍进行交易。这也要看彩钻的颜色、4C程度，如4C都相差不多的情况下，彩钻中以粉红色更为靓丽而珍贵，价格也相对较高；绿色的也很受欢迎，唯黄色的出现得相对较多。值得注意的是，经过染色处理的绿色彩钻出现的几率较大，故在鉴定时往往对绿色彩钻格外慎重。彩钻原石及首饰如图8-1-27所示。

彩钻稀有、彩钻珍贵、一些大型彩钻的价格就更难估算。例如2014年6月，一颗重达122.52ct的蓝色彩钻，在南非库里南钻石矿（Cullinan Mine）开采出来。这却是极为稀有的品种。因为天然蓝钻在天然宝石中就极稀少，超过100ct的就更为罕见。钻石开采商佩特拉钻石有限公司（Petra Diamonds Limited）将举行拍卖。据行内人士预测该钻石的拍卖价将超过1亿美元，图8-1-28为该122.52ct的蓝色彩钻。

图8-1-27　彩钻原石及首饰

参考过去的记录，2013年库里南矿出产的一颗25.5ct蓝钻原石售价169万美元。2014年库里南矿出产的一颗29.6ct蓝钻原石售价256万美元（资料来源于《中国宝石》2014年总第九十七期）。所以看来彩钻，尤其大型彩钻才是无价之宝。

图8-1-28　巨型蓝色彩钻

5.荧光强度级别划分

（1）按钻石在长波紫外光照射下发出的可见光强弱程度，划分荧光强度级别。根据我国《钻石分级》（2010）中的规定划分如下：将荧光强度级别划分为强、中、弱、无4个等级。方法为用一套已标定荧光强度级别的标准圆钻型切工的钻石样品，该样品由3粒组成，依次代表强、中、弱3个级别的下限来对比样品。

（2）荧光强度级别划分规则。待分级钻石的荧光强度与对比样品中的某一粒相同，则为该样品的荧光强度级别。若待分级钻石的荧光强度高于对比样品的“强”，仍用“强”表示其强度级别；若低于对比样品中的“弱”，则用“无”代表其级别。

（3）待分级钻石荧光强度介于两粒对比样品之间，则用其中较低级别表示该粒钻石的荧光强度级别。

（二）净度

一般所说的钻石净度，是指在10×放大镜下所观察到的结果。为了方便，可使用放大镜，也可使用显微镜。使用显微镜也要用10×放大，显微镜可以固定镜下图像，观察者可同时观察镜下图像，并记录或画图（左眼看显微镜下图像，右眼看记录，左手调节显微镜，右手记录或画图）。

用10×放大镜观察净度，尤其是在观察钻石的内部特征时，应把钻石夹住，置于光束的边部，使进入钻石的光大部分从侧面穿过亭部，并对着较暗的背景照亮钻石的内部特征（此称暗域照明），如图8-1-29所示。这样可更清晰地看到钻石内部的包裹体等物质。

图8-1-29　对钻石包体的观察

在10×放大镜下观察到的结果，钻石的外部瑕疵和钻石的内部瑕疵分别称为钻石的外部特征和钻石的内部特征。钻石内部原有的缺陷，加工过程中对钻石造成的破坏，钻石中的杂质、包裹体、内凹原始晶面、空洞、棉、绺、裂或解理都是影响净度的方面。

外部特征（瑕）包括：原始晶面；表面纹理线；抛光纹；刮伤痕；烧伤痕；额外刻面；缺口；棱线磨损；击痕；激光痕口等等。应该注意的是，在观察之前应该将钻石表面清洗干净。钻石表面往往会沾上一些灰尘、污点，应注意其位置是否移动，灰尘是否反映到相邻的刻面中。

内部特征（瑕）包括各种天然矿物包裹体，这是在内部最多见的瑕疵。天然矿物包裹体常呈晶体存在，据统计，已经知道的有20多种，如橄榄石、铬透辉石、石榴石、石墨等。他们有不同的颜色，如深色、浅色、黑色等，最多见的也是影响最大的是黑色包裹体。这些包裹体也可形成不同的形状，如点状、针状、斑状、瘤状、云雾状等。另外也包括内部纹理、内凹原始晶面、羽状纹、发状纹、空洞、解理纹等。解理纹是个比较严重的内部瑕疵，若沿解理劈开，钻石解理面将表现为阶梯状的平面。钻石是具有平行八面体的四组解理，一旦解理裂开，则成为加工中的致命伤。常见钻石的内、外部特征类型及符号详见表8-1-7、表8-1-8。现将世界钻石瑕疵等级系统作一对照，见表8-1-9所示。

表8-1-7　常见钻石的外部特征类型及符号

表8-1-8　常见钻石的内部特征类型及符号

注：椐国际《钻石分级》，2010。

表8-1-9　世界主要钻石净度分级系统近似对比

1.净度分级

（1）1996年以前我国的分级为：无暇指完美无瑕，在10×放大镜下不见任何瑕疵。与世界通用分级对比相当于他们（主要是国际分级）的F级、L级（Flauxless，指完全洁净）；其他还有极微瑕、一号花、二号花、三号花、四号花（也可称为大花）；等等。

（2）2003年我国发布的《钻石分级》中规定，把钻石的净度分为5个大级和10个小级，净度级别分为LC、VVS、VS、SI、P 5个大级别，又细分别为LC、VVS1、VVS2、VS1、VS2、SI1、SI2、P1、P2、P310个小级别。

（3）2010年我国发布的国标《钻石分级》又把净度级别分为LC、VVS、VS、SI、P 5个大级别，并细分为FL、IF、VVS1、VVS2、VS1、VS2、SI1、SI2、P1、P2、P311个小级别（表8-1-10）。

另外对于质量低于（不含）0.094 0g（0.47ct）的钻石，净度级别可划分为5个大级别。

表8-1-10　钻石净度级别划分（据国标《钻石分级》，2010）

（4）净度级别划分规则。

LC级：也有人称为无瑕级。

在10×放大镜下，第一种情况为钻石的内部和外部无任何瑕疵，可细分为FL级和IF级。

下列情况仍属FL级：

A.额外刻面位于亭部，冠部不可见；

B.原始晶面位于腰围内，不影响腰部的对称，冠部不可见。

在10×放大镜下观察为第二种情况，可定为IF级：

A.可见其生长纹理，但无反光，无色透明，不影响透明度；

B.可见轻微外部瑕疵，经抛光后可以除去者。

VVS级：也有人称为极微瑕级。

在10×放大镜下，钻石具极微小的内、外部瑕疵，可细分为VVS1级、VVS2级。

A.钻石具有极微小的内、外部瑕疵，10×放大镜下极难观察到，定为VVS1级；

B.钻石具有极微小的内、外部瑕疵，10×放大镜下很难观察到，定为VVS2级。

VS级：也有人称为微瑕级。

在10×放大镜下，钻石具有细小的内、外部瑕疵，可细分为VS1级、VS2级。

A.钻石具细小的内、外部瑕疵，10×放大镜下难以观察到，定为VS1级；

B.钻石具细小的内、外部瑕疵，10×放大镜下比较容易观察到，定为VS2级。

SI级：也有人称为瑕疵级。

在10×放大镜下，钻石具明显的内、外部瑕疵，可细分为SI1级、SI2级；

A.钻石具明显的内、外部瑕疵，10×放大镜下容易观察到，定为SI1级；

B.钻石具明显的内、外部瑕疵，10×放大镜下很容易观察到，定为SI2级。

P级：也有人称为重瑕疵级。

从冠部观察，肉眼可见内、外部瑕疵，可细分为P1级、P2级、P3级；

A.钻石具明显的内、外部瑕疵，肉眼可见，定为P1级；

B.钻石具很明显的内、外部瑕疵，肉眼易见，定为P2级；

C.钻石具极明显的内、外部瑕疵，肉眼很易见或极容易见到并很可能影响钻石的坚固性，定为P3级。

目前世界上的净度分级还不一致，主要是在净度很好的无瑕级和具有明显瑕疵的重瑕级方面有所差别，从表8-1-7来看，我国和GIA、HRD、IDC、CIBJO都不相同，但是最常见、常遇到的VVS、VS、SI级别划分上还是基本差不多的。

（5）对质量低于（不含）0.094 0g（0.47ct）的钻石及已镶嵌钻石的净度分级：对质量小于0.47ct的钻石和镶嵌钻石的净度分级规定为在10×放大镜下只分LC、VVS、VS、SI、P 5个大级别，不分小级。对已镶嵌钻石作净度分级时，应考虑到那些比较隐蔽部位是否有瑕疵或小包裹体，尤其是爪镶戒指，应该特别注意爪下部位有无包裹体或炸裂现象等。

2.净度级别的影响因素

（1）瑕疵的数量。瑕疵，尤其是包裹体、纹理的数量越多，净度级别越低。

（2）大小。包裹体越大，净度的级别越低。

（3）位置。一般包裹体越居于钻石的中心部位越明显，甚至可反射到邻近的刻面上去，所以瑕疵越居中，其净度级别也越低。如果居于边部刻面之边缘，影响就会小一些。若被爪镶爪子压住，还往往不易被发现，所以瑕疵的位置是很重要的。

（4）颜色及亮度。瑕庛的颜色越深越明显，净度级别越低；浅色者往往不易被发现或不太突出。瑕疵越亮越明显，尤其是一些纹理，反光强则易被看出。

钻石极少是无瑕的，尤其是钻石越大、净度就越低。另外一定要以10×放大镜为准，如果放大的倍数越大则所观察到的瑕疵就往往会越多。所以对钻石的净度观察只能统一在10×放大镜之下。

（5）观察钻石净度利用的工具。如前所述，钻石净度观察主要是靠10×放大镜，这已经是全世界的基本准则，但是为了仔细固定的观察，也可以使用放大10倍的显微镜。如果使用显微镜观察净度，确定瑕疵的大小可采用HRD净度目镜微尺，如图8-1-30所示。

这种微尺上有大小不同的点、线、圈，可以直接测出瑕疵的大小，所以能更清楚地观察、描绘、记录钻石的内、外瑕疵特征。

（三）切工

可根据钻石的对称性、刻面钻石的形状、各小面间的角度、比例关系、加工、光洁度和人为的损伤、抛光等方面评定钻石的切工。

如前所述，为了最大限度地在钻石上将入射光全部反射回台面，使之出“火”，也就是最大限度地表现钻石的色散，美国塔克瓦斯基设计了圆钻型，称之为美国理想切工，后又经欧洲人进一步根据光的反射原理加以改进，故称欧洲型，也叫国际标准型或标准圆钻型（图8-1-31）。这种比例关系的钻石型已广泛为人们所接受，如果不按这种角度切磨就会漏光，也就是钻石的台面不能将入射光全部反射回来。

图8-1-30　HRD净度目镜微尺

图8-1-31　标准圆钻型钻石

1.国际标准圆钻型

（1）国际标准圆钻型简称圆钻型，各部位和各个刻面的名称及比率分整个钻石为57个面，有底部小面的则为58个面，现将其各刻面的名称及比率表示如下（图8-1-32）。

A.名称。(www.xing528.com)

①腰以上称冠部，有33个刻面。

②腰以下称亭部，有24或25个刻面。

图8-1-32　标准圆钻型钻石切工的各部分名称

③腰部为冠部和亭部之间的部分，在钻石中具有最大的圆周。具圆形水平面直径，最大的称最大直径，最小的称最小直径，二者之和的一半［（最大直径＋最小直径）×1／2］称平均直径。腰的圆周直径称腰棱直径。

④台面为钻石的最上部外表面，一般呈八边形刻面。

⑤冠部主刻面呈四边形的刻面，又称风筝面或者鸢面。

⑥星刻面为冠部呈三角形的刻面，居于冠部主刻面与台面之间又称星小面。

⑦上腰面为冠部呈近似三角形的刻面，居于冠部主刻面与腰之间，又称上腰小面。

⑧下腰面为亭部呈近似三角形的刻面，居于亭部与腰之间，又称下腰小面。

⑨亭部主刻面为居于亭部的四边形刻面，简称亭主面。

⑩底尖为钻石最底下的小面，即亭部主刻面的下交汇点，呈点状或小八边形刻面。有的钻石有，有的钻石无，无则为一尖尖。

11冠角为冠部主刻面与腰部水平面的夹角，通常以α表示。

12亭角为亭部主刻面与腰部水平面的夹角，通常以β表示。

B.比率，又称比例，是指平均直径为100%，其他各部分相对于它的百分比，也就是各部分相对于平均直径的百分比。

圆钻型钻石切工比率要素示意图如图8-1-33所示。

图8-1-33　圆钻型钻石切工比率要素示意图

比率等级由下列各项度量表示：

（2）对圆钻形切工的比例要求及分级标准。

A.比率要求。圆钻型钻石切工首先要求各刻面的排列、组合的分布、比率关系和角度之间的关系正确。各部位切磨准确，钻石才会有很大的亮度（brilliance）和火彩（fire），它是透过冠部刻面看到的、光从宝石反射导致的明亮程度。

①亮度，即使光从亭部刻面和冠部刻面表面反射的结果。

②火彩指白光穿过切磨宝石倾斜刻面时，分解为其光谱色的现象，为钻石的重要特点，深受人们青睐。

从以上两点，我们也可大致判别钻石切工的好坏。如果切磨的台面大了，也就是冠部浅了，钻石将显示出较强的亮度，但火彩会降低［图8-1-34（b）、图8-1-34（e）］；若台面大而薄或亭部过深，或台面小而厚都会漏光［图8-1-34（b）、图8-1-34（c）］；若是台面小了，冠部深了，钻石将火彩增强，而亮度降低［图8-1-34（f）］。正确的比率切磨，才能使光线最大限度地返回，使钻石光亮而呈现火彩［图8-1-34（a）、图8-1-34（d）］。由此亦可见比率至关重要。

图8-1-34　标准圆钻型钻石切工与光线返回或漏出的关系

B.对圆钻型钻石切工的分级。标准圆钻型钻石切工的最佳比率标准，各国颁布的皆有所不同，表8-1-11列出的是国际钻石委员会的分级标准，表8-1-12列出的是英国宝石协会与宝石检测实验室的圆钻型切工允许比例范围，表8-1-13列出的是美国GIA的圆钻型切工比例分级。这些圆钻型钻石切工比率分级标准各不相同，在此仅供参考。

表8-1-11　国际钻石委员会钻石圆钻型切工分级标准

表8-1-12　英国宝石协会与宝石检测实验室圆钻型切工允许比例范围

表8-1-13　GIA圆钻型切工比率分级

（3）我国对标准圆钻型的切工分级，分为比率级别和修饰度级别两个方面。

A.比率级别。

①比率级别的划分为按比率质量（台宽比、冠高比、腰厚比、亭深比、全深比、底尖比、冠角及亭角、星刻面长度比、下腰面长度比等项目）作比率级别划分。在国标《钻石分级》（2010）中规定要依据各台宽比［各台宽比在《钻石分级》（2010）附录中有所划分，在具体应用时请参考，在此不作重复］对冠高比、冠角等各项确定各测量项目的对应级别。根据其测量结果好坏划分为：极好（EX）、很好（VX）、好（G）、一般（F）、差（P）5个等级。

②测量规格单位为毫米（mm），精确至0.01。各比率测量数值通常取整数。角度值单位为度（°），保留至0.2。

③比率级别划分中，以比率等级全部测量项目中的最低等级表示。也就是以一粒钻石的多个比率值中的等级最低级别代表其比率级别。

④影响比率级别的还有超重比例。这一影响体现为根据待分级钻石的平均直径，计算一般钻石的应有质量（重量）［见表8-1-14国标《钻石分级》（2010）中钻石建议克拉质量表，表8-1-15为一般常用钻石质量（重量）换算表］，如果待测钻石超过这一质量，可计算出超重比例，查表得比率级别。

表8-1-14　国标《钻石分级》中钻石建议克拉质量表

续表8-1-14

注：计算得出的平均直径，按照数字修约国家标准，修约至0.1mm，从上表查得钻石建议质量。

表8-1-15　一般常用钻石质量（重量）（颗粒）换算参考表

续表8-1-15

B.修饰度分级。修饰度（Finish）是指抛磨工艺优劣的评价。我国修饰度级别，可按修饰度好坏划分为：极好（EX）、很好（VX）、好（G）、一般（F）、差（P）5个等级。它包括对称性分级和抛光分级。对称分级也是根据对称的程度分为极好、很好、好、一般、差5个等级；抛光分级也根据抛光的好坏分为极好、很好、好、一般、差5个等级。

对称性分级和抛光分级中以较低级别为修饰度级别。

①降低修饰度级别的对称性要素有：整个钻石腰围不够圆，台面偏心，底尖偏心，冠角不均，亭角不均，台面腰围不平行，腰部厚度不均，波状腰，冠部与亭部刻面尖点未对齐，刻面尖点不够尖锐，刻面缺失，刻面畸形，非八边形台面，额外刻面。

②降低修饰度级别的抛光要素有：抛光纹，划痕，烧痕，缺口，棱线磨损，击痕，粗糙腰围，“蜥蜴皮”效应，粘杆效应。

一些图示可参见图8-1-35。

C.修饰度级别划分规则。按我国国标规定：根据钻石的比率级别和修饰度（对称级别和抛光级别）综合评价钻石的切工级别，查表8-1-16即可得出钻石的切工级别。

表8-1-16　切工级别划分规则

图8-1-35　降低修饰度的示意图

（4）对圆钻型钻石切工的检验。磨好的钻石须检查各刻面的排列、组合的分布和比例关系、角度之间的关系，甚至还要检查钻石的对称外观、刻面的抛光质量、面部的光滑情况和棱是否直、面是否平、角是否尖、交棱角度是否准确等。检查的方法除肉眼观察或用比率镜、微尺、卡尺度量外，也可以放在钻石标准形态比例仪或利用全自动切工测量仪检测，这样能清楚地发现不标准的地方，如冠部和亭部比例不合适，或角度、棱边不标准等毛病。

检查方法应尽可能地使用专门的仪器或工具，在没有仪器的条件下必要时可用目测。

A.利用专门工具及仪器检查。

①比例仪测量。比例仪在投影屏幕上有理想比率图，将分级钻石也投影在屏幕上，可比较出分级钻石与理想比率的异同。刻度上可直接读出偏差数据。比例仪如图8-1-36（a）所示。

②微尺测量也称直接测量，为直接利用微尺测出数据。常用的有各种高精度的切工测量尺、卡尺、胶片微尺、台面量规、目镜微尺等。其中胶片微尺应用比较简便。目镜微尺是放在显微镜目镜中的微尺，获得的数据比较精确。

钻石切工测量尺、胶片微尺如图8-1-36（b）、图8-1-36（c）所示。

③钻石比例测定仪是自动化程度比较高的仪器，也是测量钻石切工比例的理想工具，准确度高，成本也高。如图8-1-36（d）所示。

图8-1-36　测量钻石比例的常用仪器设备

B.目测检查。在没有仪器的情况下，可在10×放大镜下直接目测，测量检查下列几方面。这种目测检测在《钻石分级》中已经取消，但在实际工作中还是可用的，在此提出此方法只作为参考。

①检查台面比例可用尺子直接测量。台面比例＝最长台面对角线的尺寸／平均腰部直径的尺寸。如图8-1-37（a）和图8-1-37（c）所示，如台面最长对角线为1.23mm，平均腰棱直径为2.04mm，则台面比例为1.23／2.04×100%＝60%。此等台面比属很好的切工，而图8-1-37（b）及图8-1-37（d）则差。

图8-1-37　台面大小比例示意图

②冠部和亭部角度及比例测量。用镊子夹住腰部，目估冠部和亭部斜面与镊子的夹角，就是冠部或亭部的角度，如图8-1-38所示。

图8-1-38　目测检查角度

③冠部和亭部的比例。目测腰围上下冠部和亭部的厚度，分别与腰围的直径（腰围直径为100%）相比，估计占百分之几。测量方法为：在10×放大镜下透过台面看亭部刻面上的台面及较深色映像，估计亭部的深线，一般圆钻型当亭角为41°时，亭深比为43%～44%。所看到的台面反映像为覆盖台面的1／3；亭深比小于40%则显示“鱼眼效应”，即可看到腰棱，如图8-1-39所示，说明亭部已经较深；若亭深比再深到全部覆盖整个亭部，则亭深比一定大于47%，就太深了。

④腰部的厚薄。腰部厚薄影响质量和安全，过厚则显得呆板，影响折射效果，过薄则易于破损。还要四周厚薄一致，不能呈起伏状，可用镊子夹住腰部，让腰部平行眼睛进行观察，若看去腰部呈一条直线为合适；如果看出一定厚度，则说明腰部过厚，如图8-1-40中的d、e、f、g部分所示；如果看上去太锋利就说明太薄。图8-1-40中的a部分很容易破损，不安全。一般视颗粒大小，以图8-1-40中的b、c部分较为合适。在异型钻石（如祖母绿）琢形上，有的根本就没有腰棱［图8-1-41（a）］；有的腰棱经过粗磨呈现粗磨面［图8-1-41（b）］；也有的腰棱绕钻石被磨成刻面［图8-1-42（c）］。所以，腰棱平滑而无光泽，最好的腰棱还是经过抛光而展现平滑光亮［图8-1-41（c）］。查看腰棱可用专门的腰围镜，尤其要注意腰围的标记（图8-1-42），用腰围镜则看得比较清楚。

图8-1-39　冠部与亭部的比例

图8-1-40　钻石的腰围厚薄示意图

图8-1-41　祖母绿琢型腰棱情况

图8-1-42　单目钻石腰围镜

⑤加工的光洁度和人工损伤主要看刻面上的抛光程度，可用10×放大镜观察有无条纹状痕迹（抛光线），一般不应有琢磨细纹和人工损伤。但是由于抛光不当可造成烧痕，所以如果存在，就要看细纹的多少和损伤的程度。有的可见粗磨腰面、刻面腰面，比较好的腰面则光亮、平滑。判断腰部切工也是影响质量的重要方面。

这些在10×放大镜下肉眼测量，都是可以观察到的。

2.钻石的花式切工

关于钻石的花式切工。对常见的几种花式切工（图8-1-43）的评价，同样参照上述标准圆钻型要求的对称性、加工光洁度和人为损伤等，结合具体情况而定。

图8-1-43　常见的几种花式切工

3.八箭八心切工

切磨好的标准圆钻型钻石成品，用功能镜自台面向亭部观察，可见有放射状的8条箭自台面中心指向台边［如图8-1-44（a）所示］；反过来由亭部向台面方向观察，可见有8个大小相同的心［如图8-1-44（b）所示］。这一切工要求有严格精度和对称性，不能有任何一点偏差，同时切磨要完全符合切工比例和角度的要求（见前第六章切工部分），如果切磨的比率不准确，则不能出现完整的八箭八心。

这种八箭八心切工，使钻石具有极高的火彩和亮度，是衡量钻石极佳品质的条件之一，非常受人们的青睐。

图8-1-44　八箭八心切工

4.钻石的出成率

钻石的出成率直接与钻石的切工有关，也直接关系着经济核算。它决定于金刚石（毛坯）的形状及加工师傅的技术高低。一般出成率多在45%～46%。如果毛坯为薄的片、板状或条状等一些特殊形状，其出成率自然会很低；如果毛坯近于八面体形状，出成率就会高。八面体或近似八面体形状的金刚石原石，切磨圆钻形钻石出成率高；不规则八面体或八面体歪形的金刚石原石，可视情况切磨祖母绿型，钻石出成率会相对高些；一些板状、条状金刚石原石视具体情况切磨成心型钻石，出成率也会相对高些，如图8-1-45所示。

图8-1-45　常见形状钻石毛胚较为合适的琢型

另外，如果具有瑕疵、明显解理或包裹体者都会不同程度甚至严重地影响出成率。对一些有加工经验的师傅可能出成率会高些，这要视具体情况而定。出成率可按下式计算：

出成率＝钻石成品质量／毛坯质量×100%

但要防止盲目追求利润，为提高出成率而将钻石腰部加厚或冠部、亭部加深的做法，所以需要对切工进行严格的全面检查。

（四）质量

质量以往叫重量。钻石使用的质量（重量）单位是克（g）。钻石贸易中所用单位仍为克拉（Carat常以ct表示）。其表示方法为在质量数值后的括号内注明相应的克拉数，例如0.200 0g（1.00ct）。

1.000 0g＝5.00ct（克拉）

1ct＝0.2g（克）

贸易中，分也很常用，分简写为pt（point）。

1ct＝100pt（分）

0.01ct＝1pt（分）

其质量的称量，准确度应是0.000 1g精度的天平称量，数值保留小数点后第4位。换算克拉时保留至小数点后第二位。克拉值小数点后第3位，逢9进1，其他可忽略不计。

测量钻石质量（重量）的方法，一般是直接用精密的天秤称重，市场上镶嵌的钻石饰品，已由镶嵌厂家在镶嵌之前称重，将其质量（重量）数作为印记打在首饰不显眼的位置处。如果没有印记，已经镶在戒指或吊坠上的钻石成品就不能随意取下来称重。有时流动性大的贸易，不便于随时带上天秤，因此，可以用测量的办法估算质量（重量）或用公式计算（这种以测量计算出来的质量往往不是十分精确，只可作为重要的参考数据）。

1.标准型圆钻的质量换算

对标准型圆钻（58、57个刻面的），磨得要比较标准，可测量其腰围直径，根据经验数字，就可换算出大致的质量，查表8-1-15即得。

根据这一表格数据，如果腰围直径不是表上的所列数字，或者腰围不圆，可以用插入法和多测几个数据取平均值，其计算公式如下：

标准型钻石的质量＝腰围的平均直径的平方×深度×换算系数（0.006 1）。

深度是由台面到亭部锥尖的长度，或者说是钻石的高度。一般钻石的深度是腰围直径的60%，所以，深度＝腰围直径×60%。

2.其他花式切工的钻石质量换算

现将其他各种不同形状花式切工的钻石质量的计算公式列举如下。

（1）椭圆型钻：

钻石质量＝［（长径＋短径）÷2］2×深度×0.006 2

（2）祖母绿型钻：

钻石质量＝长×宽×深×调整系数

祖母绿型钻长宽比率与调整系数的关系如表8-1-17。

（3）心型钻：

钻石质量＝长×宽×深×0.005 9

（4）榄尖型钻：

榄尖型钻长宽比率与调整系数的关系如表8-1-18。

（5）梨型钻：

表8-1-17　祖母绿型钻长宽比率与调整系数的关系

钻石质量＝长×宽×深×调整系数

梨型钻长宽比率与调整系数的关系如表8-1-19。

表8-1-18　榄尖型钻长宽比率与调整系数的关系

表8-1-19　梨型钻长宽比率与调整系数的关系

3.质量与价格的关系

钻石质量是决定钻石价格的重要因素。但是在一般情况下，品质（指颜色、净度、切工）相同的钻石，随质量（重量）不同，单价随之不同，其单价的增长，并非数学相加，而往往是以质量（重量）的平方乘以依一定质量而定的市场基础价向上增长，即：

钻石的价值＝质量（重量）2×K（市场基础价）。

也就是说钻石的质量（重量）越高，单价越高。

钻石质量与价格的关系如图8-1-46所示。

值得注意的是，在钻石交易中，往往以1ct的单价为标准计算真实价值，而接近1ct（即小于1ct）的钻石（如0.96ct）其价值则不能以（同等颜色、净度、切工）1ct的钻石减去0.04ct的价格计算，而且比少于1ct的钻石价格少很多；而质量稍大于1ct的钻石（如1.05ct），单价则以1ct的钻石为基础加上0.05ct的价格方为实际价格，如图8-1-46所示。2ct的钻石则不是1ct钻石的1倍，而要另按2ct钻石的单价计算。

图8-1-46　钻石质量与价格关系示意图

（五）4C标准

评价一粒钻石要用以上所述的Color（颜色）、Clarity（净度）、Cut（切工）、Carat（克拉质量）来综合评价，因为四项英文字母头全为C，所以在市场上通俗称为4C标准。评价钻石通常以4C标准综合考虑，再决定其价值。钻石的4C标准图示如图8-1-47所示。但是如果4C中的一项特别突出，其价值就会很高。如质量特大就会很珍贵；若颜色突出，达到D级或净度极好（合成品例外），或切工很好都会提高其价值。

国外人士很注重切工，因为在其他条件相同的情况下，切工越好，则越亮丽。而我国特别是大陆人士则特别要求净度，认为VVS才是最好的钻石，实际上这是一个误区，应予以纠正。

图8-1-47　钻石的4C标准示意图

九、产状及产地

金刚石是在高温高压条件下形成的，产于超基性岩的金伯利岩（角砾云母橄榄岩）中。一般认为钻石在温度为12 000～18 000℃、大气压力为5万～7万个大气压的条件下，形成于地壳的深部70km以下。巨大的压力促使岩浆携带金刚石物质穿过岩层上升至地表附近，形成筒状岩管。这种所谓金伯利岩通常呈岩管、岩脉产出，也可呈喷发状态产出。如南非的金伯利岩岩管（图8-1-48）、菲因舍岩管等近貌（图8-1-49）。在金伯利岩中橄榄石、金云母、镁铝榴石、铬透辉石、铬尖晶石等矿物和金刚石形成共生或伴生组合。金刚石的工业矿床多富集在砂矿或半风化的金伯利岩岩筒或钾镁煌斑岩脉中。在外生条件下，含金刚石的原生矿床经风化、搬运可形成与砂在一起的砂矿，如我国湖南的沅水金刚石砂矿，其景观如图8-1-50所示。砂矿既是金刚石的重要来源，又是寻找金刚石原生矿的重要标志。

图8-1-48　南非金伯利岩管和戴比尔斯岩管，中间为金伯利城

1.金刚石原生矿

世界上绝大多数原生金刚石矿床，都属于此种金伯利岩类型。世界上最大的金伯利岩岩管，是1905年发现的南非阿扎尼亚的普列米尔岩管，在其中曾产出世界上最大的库里南金刚石。该岩管产出的宝石级钻石可占其钻石的55%，还主要是Ⅱ型的钻石。我国山东、辽宁、贵州产出的金刚石都产于金伯利岩中。金刚石在金伯利岩岩管中较富；岩管产状又以陡立呈筒状或漏斗状产出的岩管含金刚石较多。在同一岩体中，往往块状金伯利岩比碎屑状金伯利岩含金刚石富；尤其含深源捕虏体越多则含金刚石越富；岩石中含橄榄石粗晶矿物越多，金刚石含量越高；同时随岩石中MgO、Cr2O3和NiO的含量增加，岩石中含金刚石性越好。金刚石是形成于上地幔中的一种深成矿物，与紫色系列的富Cr贫Al的镁铝榴石、富Cr和Al的铬尖晶石、富Mg和Cr的单斜辉石、钛铁矿及富Mg的橄榄石等高温、高压下形成的矿物密切伴生，因而在金伯利岩中，P（压力）、T（温度）的稳定区形成的矿物组合中的矿物越齐全，含量越多，金刚石也越丰富。

图8-1-49　南非菲因舍岩管近貌

图8-1-50　沅水主河道中沙洲尾部的矿段

2.钾镁煌斑岩型金刚石矿床

钾镁煌斑岩型金刚石矿床于1979年在澳大利亚西部被发现，是一种金刚石矿床的新类型。它是一种超钾质的碱性超基性岩类。其成因为后期岩浆侵入到早期的火山岩中，侵入岩与火山岩紧密共生。常见的金刚石伴生矿物有橄榄石、单斜辉石、含Ti金云母、白榴石、角闪石、斜方辉石、富钾火山玻璃等。

3.金刚石砂矿

有工业价值的金刚石砂矿主要是在第四系的冲积砂矿和滨海沉积砂矿中。砂矿主要分布在前寒武纪、晚古生代、中生代和新生代等各个地质历史时期的地层中，著名的如南非维特瓦特斯兰德，含金刚石砾岩；南非普列米尔和博茨瓦纳的奥拉博岩管上部的残积砂矿，都是金刚石砂矿的重要产地。金刚石砂矿是世界上钻石的主要来源，据估计产自金刚石砂矿的钻石占总产量的60%，外生金刚石砂矿开采适合于大规模开发。

4.存在于陨石中的金刚石

1886年在俄罗斯东南部陨落的陨石中发现有黑色金刚石。在陨石中有黑色金刚石记载的，还有美国亚利桑那州和田纳西州、墨西哥、智利、匈牙利等地。我国最近也发现了清光绪年间流传的一颗金刚石，由六方金刚石和纤锌矿组成。呈天然形成的圆珠状，不透明，米黄色，重43.03ct，具强磷光性。因该钻石可发磷光，故在我国又以“夜明珠”称之。经综合鉴定分析认为这颗金刚石是由外太空陨落而来，可暂定名为“陨石金刚石夜明珠”或称“陨石钻石夜明珠”。

据英国《每日邮报》（2012年8月）报导，俄罗斯在西伯利亚东部地区一个直径超过100km，叫“珀匹盖”的陨石坑内，有储量超巨大的钻石矿。不论这一报导的实际情况如何，但可以看出外太空成因的金刚石，应引起人们的关注。

十、世界钻石的几个著名产地

纵观钻石的生产发展，古代所有的钻石一开始是来自印度淤积的沉积物中。应该说印度是世界上最早发现金刚石的国家。著名的大钻有“莫卧尔皇朝”（787ct）、“摄政王”（140ct）等。但在印度一直未发现原生金刚石矿，而且其产量也很低。1725年在巴西发现金刚石，也是来自淤积沉积物中。

第一批非洲金刚石于1866年在南非Vaul河沙中发现，1871年在金伯利市附近的金伯利岩矿脉中发现了金刚石。这个地区的金刚石首次在变质的金伯利岩中发现。金伯利市区的主要矿山首先是露天开采，随着开采越来越深，进而采用地下采矿的方法。露天开采到400～500英尺^[1]深，在关闭前，最终挖到3 500英尺，自此南非金刚石有了名气。

随后在南非和非洲的其他地区逐渐发现了产金刚石的诸多地区。这些地区主要有扎依尔、加纳狮子山国、安哥拉、坦桑尼亚和纳米比亚（西南非），特别是最近在博茨瓦纳已开采的大型金刚石矿。多年来，非洲大陆生产金刚石占世界上产量的98%，随着苏联（包括“Mir”矿脉）和澳大利亚同它巨大的AK-1矿脉金刚石区的开采，这个数字已降到50%以下。1991年加拿大又发现了新的矿山。世界其他地方还有一些小规模的生产，如委内瑞拉、圭亚纳、婆罗洲和印度尼西亚等。

20世纪80年代世界上金刚石的著名产地有澳大利亚、南非、扎伊尔、苏联、博茨瓦纳、纳米比亚、中非共和国、加纳、坦桑尼亚、安哥拉、南美及加拿大等。其中可能以澳大利亚在世界上的储量最大，已发现含金刚石的钾镁煌斑岩岩体150多个，年产量也最大，由1988年的3 500万ct增加到1998年的4 100万ct。但能达到宝石级金刚石较少，仅占5%。1988年扎伊尔年产量为2 300万ct，宝石级的占5%，居世界第二位；博茨瓦纳年产量1 500万ct，宝石级金刚石占19%，居世界第三位。苏联金刚石年产量1 200万ct，宝石级占26%；南非发现的金伯利岩管已有350多个，估计钻石储量可达2.5亿ct，年产量960万ct，宝石级占25%。已知的重要产地还有加纳等国，金刚石年产量虽低于50万ct，但质量好，宝石级金刚石含量可高达70%。

目前值得重视的产地除非洲、苏联及澳大利亚之外，就是加拿大的金刚石矿，它是在1990年加拿大的耶鲁佘夫市以北约360km处发现的。此地区已靠近北纬65°的湖泊地带，产状属于原生矿金伯利岩管类型，并已发现51个岩管，岩管中大多数都含有金刚石。所产钻石品质极佳，宝石级占30%～40%，无色透明，品位达2.5～100ct／100t，现在年产量已可达400万ct。这一矿山的发现，已引起世界钻石行业及地质界的普遍关注，认为这是金刚石开发史上的重大发现，是继澳大利亚之后的又一个金刚石大矿床。

金刚石是可用高度机械化、大型化开采的几种宝石矿之一，全球年产量约1亿ct。概略统计，其中仅20%能够琢磨成首饰及钻石。

从产状上看所发现的金刚石矿床，砂矿占75.7%，原生矿占24.3%。从应用上看基本分为两种：宝石级金刚石和工业用金刚石。宝石级金刚石是晶体很好的透明金刚石，工业用金刚石包括圆粒金刚石、圆粒工业金刚石和黑金刚石。圆粒金刚石广泛用于工业，是一种晶体不好的，由灰到褐色、半透明到不透明的晶体，圆粒工业金刚石是由许多小的金刚石晶体组成的一个球状体。黑金刚石是不透明的、黑或灰色、结构紧密的工业用金刚石类型。

十一、我国金刚石矿床资源概况

我国金刚石矿床以原生矿床为主，砂矿次之。已知矿床位于华北地台区，矿床为金伯利岩管或岩脉状产出。金刚石平均品位为数十至数百毫克每立方米。成矿时代以加里东期、华里西期和燕山运动期为主。主要矿产地为辽宁瓦房店复县和山东蒙阴矿田，砂矿型为第四系砂矿，主要分布于湖南、山东、辽宁3个省。

1.辽宁瓦房店复县原生金刚石矿床

该矿床位于华北地台辽东台隆复洲复向斜内，含金刚石的金伯利岩侵入于太古代片麻岩与古生代地层中，受东北郯卢断裂控制，成矿岩浆活动发生于加里东期和华里西期，具3个金伯利岩带，共有岩管19条，岩脉57条，其中有工业价值的53条，分别位于矿床北部、中部和南部。矿带长几十千米，矿床品位为每立方米零点几至数百毫克不等。所产的金刚石晶体多呈八面体和菱形十二面体。每粒粒度为千分之几克拉至数十克拉。很多金刚石颗粒比较完整，粒度大小不等，多呈无色、黄色。根据部分矿体测定为Ⅱ型金刚石，含量为12%，其中Ⅱa型占90%以上。金刚石质地较好，见图8-1-6（a）。

辽宁瓦房店一带的金刚石矿床，目前被认为是我国最大的金刚石原生矿。也有砂矿，矿床紧靠金刚石原生带，其出产的宝石级金刚石储量大、品质好，产量中宝石级金刚石占到50%以上。

2.山东蒙阴金刚石矿床

该矿床位于华北地台区鲁西台背斜中心部位，郯庐断裂带东侧，在长55km、宽18km范围内展布，有3条金伯利岩带，共含金伯利岩体、岩脉、岩管百余个，单个岩体长数百米至数千米。受东北向断裂带控制，金刚石品位变化较大，每立方米可由数毫克到数千毫克。金刚石颗粒大小不等，可从千分之几克拉到百余克拉，晶体以八面体和菱形十二面体为主，多呈无色、微黄或棕黄色。据测，1号岩管为Ⅱ型金刚石，占15%以上，其中Ⅱa型占75%。

山东沂沭河流域金刚石砂矿位于华北地台郯庐断裂带东南侧，与蒙阴原生矿相关。沂沭河全长近300km，形成于下游临沭地区和支流东汶河一带。山东于泉为代表性矿区，矿体赋存于第四纪残积层中，属阶地残余冲积砂矿型矿床。已探明4个矿体，单矿体长1 000～4 000m，宽100～1 000m，面积为0.5～2km2，金刚石平均品位很高。

3.湖南沅水金刚石砂矿

该矿床为1950年前后发现，砂矿居于扬子地台的古隆地区，沿沅江断续展布。沅江全长约1 047km，有7条支流，沿江发育六级贯通阶地，第四系砂粒层中赋存有金刚石，以细谷和细谷阶地型砂矿为主，形成常德丁家港、麻阳、武水等矿床。常德丁家港矿区面积180km2，由数十个矿体组成，其中主矿体5个，单矿体面积1～7km2，含金刚石平均品位为每立方米几个毫克，并含有黄金、锆石及钛矿物等与之共生。本区所产的金刚石也多以八面体、菱形十二面体出现，晶体多很完整，晶棱宽，金刚光泽强，而粒度小，多浅色透明，表面溶蚀不严重，质量较好。所发现的为Ⅱ型金刚石，全部为Ⅱa型。

本区以品位低、分布零散、质地好为特点。宝石级金刚石可达到40%左右，据悉还不断有彩色钻石出现，值得关注。

另外，贵州镇远县有金刚石矿，为原生矿，所产的金刚石约60%属Ⅱa型金刚石，少量为Ⅱa型和混合型金刚石。虽然唯产量甚少，但是远景还是很可观的，目前尚在近一步开发、勘探、查明之中。

20世纪60年代以来发现的金刚石矿点除以上所述之外还有西藏、新疆、广西等省（表8-1-20）。

表8-1-20　国内其它金刚石矿点

纵观以上我国金刚石矿产地，目前认为辽宁质地最佳，湖南其次，山东第三。但山东和辽宁曾发现了多颗巨粒金刚石，如著名的常林金刚石和蒙山1号等都是产自山东。也有人认为我国可供开发利用的产地不足，金刚石的品位偏低，仅是质量较好而已。

十二、世界较大金刚石历史发现记载略述

世界上传统地将百克拉以上的金刚石都起有专门的名称，并载入世界名钻。

世界上最大的钻石，根据过去的记载为1905年发现于南非的库里南，重达3 106ct，这颗大钻石经过3个熟练工人切磨了8个月的时间，将其分割成4颗大钻和101颗小钻。最大的库里南Ⅰ号，也称“非洲之星”，质量为530.2ct，磨出74个面的水滴型钻石，镶在英国国王的权杖上；库里南Ⅱ号质量为317.4ct，镶在英国国王的王冠上；库里南Ⅲ号，质量为94.40ct，现在在英国女王后冠的尖顶；库里南Ⅳ号，质量为63.7ct，镶在英国女王后冠的边部。切割后的库里南共磨出1 064ct钻石，据称其余质量成碎屑消耗。

1893年，在非洲又发现了第二大金刚石，质量为995.2ct，定名为“高贵无比”，更好之意。1972年在塞拉利昂又发现了质量为968.8ct的第三大金刚石，称“狮子山之星”，又称“塞拉利昂之星”，至今陈列在塞拉利昂博物馆里。另外还发现有一粒艳丽的深蓝色彩钻，质量为45.52ct，是世界上最出名的彩钻。这颗彩钻有着传奇的经历，最后落到了华盛顿博物馆。它价值连城，在转手的过程中，主人甚至招来了杀身之祸。在一些历史小说中，关于钻石的传奇故事不胜枚举，这也说明了钻石之可贵已早为人知。

世界上大金刚石（＞100ct）的发现有记录的如表8-1-21，切磨好的大钻石如表8-1-22　。

表8-1-21　世界上发现的大金刚石（＞100ct）一览表（按年代顺序排列）

表8-1-22　世界著名金刚石（＞50ct）摘录（按重量顺序排列）

我国现存的最大钻石，重158.78ct，1977年发现于山东临沐常林地区，故名“常林钻石”［图8-1-6（c）］，是世界百克拉以上名钻的第三十四位；1981年又发现“陈埠一号”钻石，重124.27ct；1983年发现“蒙山一号”钻石，重119.01ct。可见，我国产大钻石的可能性是很大的。据记载，我国发现的最大的钻石于1936年产出于山东沂沐河畔、金鸡岭一带，故取名为“金鸡金刚石”。该金刚石呈金黄色，重281.25ct。时值日寇侵华期间，其被日寇掠夺。

在民间相传关于金刚石的记载还有很多，可见我国产出的大钻石也不只这些，只不过受社会环境的影响，不得其知而已。

十三、钻石市场概述

长期以来世界钻石市场主要由英国的戴比尔斯（De Beers）公司控制。该公司于1880年创办于南非，总部设在伦敦，经过一百多年的发展，现已成为拥有几百名钻石鉴定高级专家、在世界各大钻石贸易加工中心都设有分支机构的庞大垄断集团。通过它的中央销售机构（CSO，现已改组为DTC）收售世界钻石，控制了不少世界钻石市场。世界钻石市场的价格经常有所变化，所以有国际钻石报价表可以参考。如美国纽约Rapaport国际钻石报价表，在钻石贸易中是比较普遍用于参考的。Rapaport对标准圆钻型钻石的价格每周发布一次。现附一份钻石国际、国内市场报价表以供参考（图8-1-51）。

在我国国内有的钻石公司自制钻石报价表（图8-1-52）提供消费者购置钻石时参考。这虽是地方性的、短时间之内该公司的钻石价格，但是它却能反映出该所在地区的钻石行情及变化，这一举措对钻石市场贸易还是有益的。

在钻石贸易方面，美国是最大的钻石消费国，每年进口钻石几百万克拉。最近几年美国对钻石的需求比较稳定。切工方面有悠久历史的是比利时的安特卫普（Antwerp），也是著名的钻石贸易中心，享有“世界钻石之都”的美称。比利时、以色列和俄罗斯的钻石切工一直处于领先地位。其他主要的钻石贸易城市有特拉维夫、曼谷、纽约、孟买、约翰内斯堡等地。中国香港的钻石市场近年来也发展迅速，将成为新兴的钻石贸易中心之一。

另外，市场情况（据英美资源公司发布蒋子清译）以控制世界钻石市场的戴比尔斯公司为例，2014年毛坯钻的开采量达到3 260万ct，他们预计2015年可增到3 400万ct左右。2014年戴比尔斯公司钻石总体销售额为71亿多美元，钻石单价持续稳定于198美元／ct，平均价格指数比已往上涨了5%左右。这基本上反映了世界钻石市场的概况。

我国金刚石矿业起步较晚，1970年前只零星开采少数砂矿。20世纪70年代后，几座原生矿山陆续投产，辽宁矿山、山东矿山开始启动，目前年产量已相当可观。我国金刚石矿产地还有湖南、贵州、新疆等20余处，有希望产金刚石的地区还有吉林、黑龙江、江苏、安徽、湖北、西藏等地区。我国金刚石储量根据初步估算约在几千万克拉以上，可能居世界第9～10位。

由于目前天然金刚石远远不能满足消费者的需求，所以人工合成金刚石工业迅猛崛起。近年来我国不断提高天然金刚石的产值，提高出口换汇能力，减少因进口金刚石而引起的贸易逆差。据《中国海关统计年鉴》（中华人民共和国海关总署，1990），1990年我国金刚石出口量为几万克，出口额为几千万美元，除供我国香港之外，还出口到泰国、比利时等国家。进口量为十几万克，进口额为几千万美元，在贸易额上看来大致平衡。而金刚石的进口量要大的多，而且有很多进口量还难以统计进去。为此，加强地质找矿，提高人们热爱的天然金刚石的生产能力实属当务之急。

图8-1-51　2009年9月的一份钻石国际市场报价表

图8-1-52　国内（深训市金至尊珠宝首饰有限公司2014年8月11日）的一份钻石报价表

十四、钻石的鉴定证书

近几年来由于合成钻石及钻石的仿制品、假冒伪劣品皆混入市场，所以在钻石贸易中往往需要有权威的、科学的、公正的检测钻石的单位，对钻石的品质给予鉴定，并出示鉴定结果的证明——即钻石鉴定证书。在我国《钻石分级》中已有明确规定，钻石分级证书中的主要内容（样品状态、测试条件允许时）要有：①证书编号；②检验结论；③质量；④颜色级别，即荧光强度级别；⑤净度级别，即要列出内部特征和外部特征；⑥切工，即形状／规格，对标准圆钻型规格的要表示出最大直径×最小直径×全深，同时比率级别包括全深比、台宽比、腰厚比、亭深比、底尖比或其他参数，还要列出修饰度级别，包括对称性级别、抛光级别；⑦检验依据；⑧签章和日期。另外还有可选择的其他内容，如颜色坐标、净度坐标、净度素描图、切工比率截图、备注等。在世界上不少国家也都有鉴定单位的鉴定证书。目前人们比较公认的、流行的、常见的有美国的GIA证书及比利时的HRD证书和金伯利进程证书。我国国内除不少省市自治区都有地方性的证书以外，还有不少是海内外承认的鉴定单位所出示的证书。鉴定证书是钻石的“身份证”，对购置钻石、钻石贸易及钻石收藏是很有必要的，不可忽视。

美国GIA证书见图8-1-53，比利时的HRD证书见图8-1-54。金伯利进程证书，是国际上针对钻石毛坯进出口贸易的管理制度。为生产钻石毛坯的国家产地运输出口时，每一批钻石都需要有他们国家出口机构签发的金伯利进程证书，否则是禁止流通的。我国为履行国际义务，防止非洲钻石贸易冲突、非法贸易，维护非洲地区的和平与稳定，根据联合国大会第55／56号决议《金伯利进程国际证书制度》的要求，以及有关法律规定，实行该制度并制定了有关文件。国家质检总局作为这一制度的实施管理机构，由出入境检验检疫机构负责对进出口毛坯钻石的相关项目进行核查检验。

十五、钻石的合成品及相似品种

人工合成的钻石称合成钻石。市场上最常见的除合成钻石外，还有与钻石最相似的合成立方氧化锆和合成碳硅石。这几种合成品的价值不高，不属于贵重宝石，但是它们的形貌和某些性质与钻石最相似，所以有人依此以假充真。为了检测、实用和对比方便起见，在此分别简述。

1.合成钻石（Synthetic Diamond）

其材料名称可叫合成金刚石，为瑞典通用电气公司（ASEA）实验室于1953年以高温超高压法最先合成，但颗粒极小，质量也很差，只能用于工业。前苏联及美国通用电力公司、英国戴比尔斯公司、日本Sumitomo电力实业公司等都曾宣布宝石级金刚石合成成功。但目前世界上一些工业发达的国家所生产的主要还是工业用金刚石，而且多采用高温超高压合成法及低压合成法、高速合成法等合成。1990年前苏联科学院西伯利亚分院宣布可合成1ct以上的不同颜色的宝石级金刚石。美国利用其技术主要生产宝石级黄色金刚石，产量稳定。据悉目前市场上的合成钻石还是主要来自俄罗斯。中国的合成金刚石开始于20世纪60年代，于1963年投产。

现在我国合成工业级金刚石年产量为12亿多克拉，居世界第一位。值得注意的是近十几年来CVD（化学气相沉积法）生长钻石，美国Apollo公司用其同质外延技术可成长出钻石单晶，可能生长钻石单晶厚膜。这种CVD合成钻石很受世界关注。

〔化学组成〕化学式：C。

图8-1-53　美国GIA珠宝鉴定证书样

合成钻石除主要成分为碳之外，可含有N、B、H等元素。

〔形态〕等轴晶系，高温高压合成者称HPHT合成钻石，多为立方体、八面体、菱形十二面体和四角三八面体等单形组成的聚形，常具有阶梯状或不规则状生长纹。

气相沉淀法合成钻石（简称CVD）呈板状，｛111｝、｛110｝不发育。

〔物理特性〕金刚光泽，常为黄色、蓝色、橙色、粉色、无色、褐黄色等。

结晶质，均质体，偶见异常消光，无多色性，折射率2.417。在正交偏光下只具极弱的异常双折射，干涉色变化不明显。长波紫外荧光HPHT合成钻石常呈惰性，在短波紫外荧光下，呈无至中的淡黄色、橙黄色、绿黄色，颜色可以不均匀分带，或局部有磷光现象。CVD合成钻石在长波紫外荧光下呈惰性或弱的橘黄色，短波下呈弱橘黄色或惰性，有的可见生长纹。其在常温下无特征吸收光谱，液氮低温状态下有的可有658nm的吸收带，500nm以下全吸收，但缺少415nm吸收线的存在。

合成钻石具｛111｝四组中等或完全解理，硬度10，密度3.52（±0.01）g／cm3。

〔鉴别特征〕放大检查，HPHT合成钻石可见色带或色块，有尖锐状微粒，片状、针状金属包体，黑色包体，四边形生长纹。可见定向排列或分散的长圆形铁或铁镍合金触媒的包体，有时具金属外观。

CVD合成钻石可见点状包体，有的沿一个方向分布，或散乱无序分布。

导热性高，阴极发光下或短波紫外线照射下，HPHT合成钻石可见明显的四边形生长纹。不同环带还可发不同颜色的荧光。CVD合成钻石多呈弱橘黄色或惰性，有时有生长条纹。

〔CVD合成钻石的检测案例〕

近几年来在市场上尤其在我国广东深圳常有CVD合成钻石出现。如在1912年6月的一天，国家珠宝宝石质量监督检验中心深圳实验室收到一批送检的裸钻，就检验出了其中有些是CVD合成钻石（沈美冬、兰延等，2012）。这种钻石重量都在0.24～0.60ct之间。多数为0.30ct左右。颜色主要介于G～J（略带灰色色调）和I～J之间，净度在VS、VVS范围，具有不规则深色包体及羽状纹。紫外线荧光下短波强于长波，长、短波皆呈惰性，弱—黄绿色，中等—黄绿色。

（1）在钻石确认仪（Diamond SureTM）测试：测试均显示：“请进一步检测（Ⅱ）”。所有无色Ⅱ型天然钻石、Ⅱ型合成钻石。在经过这种钻石确认仪后都会显示排查结果，需进一步详细检测分析。

（2）红外光谱测试：红外吸收光谱测定，在室温下进行，使用FT—IR傅里叶变换红外光谱（Nicolct 6700.美国）测试，确认样品为Ⅱ型“钻石”。

（3）在钻石观测仪（Diamond ViewTM）测试，可见绿蓝色荧光，而且可观察到一些特殊生长纹理，呈层状结构和波纹状结构，如图8-1-55（a）、图8-1-55（b）。

（4）用激光拉曼光谱仪液氮温度下进行测试，可见736.6nm和736.9nm双发光线，有些样品出现637nm、575nm、而且637nm强于575nm。如图8-1-55（C）。

这种钻石该深圳实验室即定名为CVD合成钻石。

依据国家标准GB／T 16554—2010钻石分级，对合成钻石以及HPHT、辐照、覆膜等处理钻石，只能出鉴定证书，不能出分级报告证书。

图8-1-55　CVD合成钻石的

（a）红外光谱图；（b）钻石观测仪下特殊生长纹理；（c）拉曼光谱图

〔优化处理〕主要是辐照处理（附热处理）或HPHT处理可改变合成钻石的颜色。

另外，还有一种合成彩钻，谓泰罗斯合成钻（Tairus Synthetic Diamond），是俄罗斯科学院和泰国曼谷拼谷（Pinky）公司合资，以BARS法生产黄色及蓝色钻石。黄色者经过辐射再热处理可变成红色和粉红色。目前美国Gemesis公司生产的黄色、蓝色彩钻，在每颗钻石腰部都用激光刻有Gememis制造及编号，以保障消费者权益。其实，这种刻字可以经轻抛光磨掉，仍避免不了以假充真。近年来，彩钻产量逐渐增加。彩钻重一般为1～2ct，据悉还可生产更大的彩钻。

市场上常见的仿钻石或钻石代用品很多，如合成立方氧化锆、合成碳硅石、无色蓝宝石、无色托帕石，甚至用无色水晶和玻璃等，但是最相似于钻石的莫过于合成立方氧化锆和合成碳硅石。

2.合成立方氧化锆（Synthetic Cubic Zirconia）

合成立方氧化锆以前也有人称为“人造立方氧化锆”。它是在1969年，由法国科学家罗林等人利用高频电源加热冷坩锅法首先合成，后经前苏联科学院研究改进，1976年推向市场。晶体本为无色透明，只有加某些致色剂后，才可获得各种颜色。

合成立方氧化锆按英文名可缩写为CZ。因属等轴晶系故又称“等轴氧化锆”，也有因为是前苏联用冷坩锅法熔壳合成而称“苏联钻”，又因曾为1976年由瑞士德杰瓦（Djevtith）公司合成而称“德杰瓦石（Djevalite）”。这些皆为立方氧化锆的商品名称。商品名称中某些彩色的则称为C-OX等。

我国于20世纪70年代已试制成功，1983年投产。我国生产合成立方氧化锆的地方很多。我国2005年9月年总生产能力为12 300t左右，但因开工率不足实际生产量为6 000t左右，用以磨制成的合成立方氧化锆颗粒约120亿粒／年，已居世界第一位（陈汴琨，2008）。因为合成立方氧化锆有比钻石还高的色散和与钻石相近的折射率，所以成了钻石最理想的代用品，有的甚至冒充钻石。但其密度稍大于钻石，硬度也稍低于钻石，热导仪上无法达到红色区而且不出现嗡鸣声，所以还是易于与钻石相区别。为此，在我国曾有“水钻”“俄罗斯钻”“假钻石”等之称。

〔化学成分〕化学式：ZrO2，有少量氧化钇（Y2O3）或氧化钙（CaO）等稳定剂及多种致色元素。

〔形态〕晶质体，等轴晶系，用X射线粉末衍射分析，内部构造为立方结构，块状。

〔物理性质〕除无色者之外可以有粉、蓝、黄、橙、红、紫和褐等各种颜色。

均质体，亚金刚光泽，透明，折射率2.15（±0.30），色散强（0.058～0.060），强～中等，紫外荧光因颜色不同而异，无色者对长波光发中至强的带绿色的黄色至带黄色的橙色荧光；对短波光发弱至中的橙黄色荧光。有的晶体在短波下有荧光，有的则不发荧光。合成立方氧化锆块体内部洁净，偶尔含有未熔氧化锆包裹体，有的呈面包渣状包体和气泡。常见的合成立方氧化锆块体材料如图8-1-56所示。

图8-1-56　常见的合成立方氧化锆块体（材料）

合成立方氧化锆具贝壳状断口，硬度8～8.5，密度5.80（±0.20）g／cm3，韧性好。

化学性质稳定，具耐酸、耐碱、抗化学腐蚀的良好性能。

〔鉴别特征〕合成立方氧化锆的典型特征是高密度、高色散，浸于亚甲基碘化物中有相对凹凸和阴影图案。由于其硬度高，所以抛光性好，放大观察，通常除可含有未熔氧化锆残余呈面包渣状、气泡之外，晶体非常洁净。合成立方氧化锆极似钻石，与钻石比较，钻石有细小包体，刻面交棱锐利，有时腰围上还可见有小晶面，而合成立方氧化锆则特纯净，晶棱上有的可见磨痕。一般用热导仪将合成立方氧化锆与钻石相区别（在热导仪上不出现热导区）。另外，钻石具有亲油性，用油笔在刻面上划线，线条连贯。而立方氧化锆亲水，在刻面上划线，线条不连贯。还可以在白纸上画红体字，后将刻面宝石的台面向下放置，从顶向下看，看到红色曲线者为合成立方氧化锆；看不到红色曲线者为钻石。合成立方氧化锆的密度比钻石大，差不多大小的两块晶体，合成立方氧化锆有明显的重感觉。

这些方法虽都有效，但最好还是综合运用方为准确。

3.合成碳硅石（Synthetic Moissanite）

1893年爱德华·阿杰森首次合成SiC，称“碳化硅”。1904年化学家亨利·莫桑首先在陨石中发现天然SiC，为纪念他的功勋又定名为“莫桑石”。

直到1980年，俄罗斯的戴依洛夫（Tairov）等人合成出SiC大晶体，方应用于宝石领域。经逐渐改进，1995年，美国诗思公司在高温常压下合成出了颜色、透明度较好的大颗粒宝石级SiC晶体，应用于首饰，大量进入市场。在中国市场上合成碳硅石有“碳硅石”“莫桑石”“莫依桑石”“合成莫桑石”“摩星石”“美神钻”“美神莱”等不同商业名称。我国现正式将其定名为“合成碳硅石”。合成碳硅石是化学气相沉淀法生产出来的。而我国山东大学晶体材料研究所付芬于2007年用升华法在1 800～2 600℃的温度和10GPa压力条件下，成功合成了最大到0.147m的碳硅石。

莫桑石是众所周知的研磨材料，商业上也称Carborundum和Norbide。以前它偶尔被琢磨成宝石。由于它具有高的导热性，所以用常用的检测钻石的热导仪无法识别（在普通热导仪上也可以出现红区）。有些不法商人就因此而按钻石价格出售，一度也有很多客户按钻石购置。

一开始合成的碳硅石颗粒较小而颜色偏黄，有蓝绿色调。当前市场上的碳硅石已改进为无色透明，甚至还见有1ct以上的成品。现已有莫桑石的莫桑石仪专门检测。

〔化学成分〕化学式：SiC。

〔形态〕晶质体，六方晶系，块状。

〔物理性质〕常呈无色或微带浅黄、浅绿色调，亚金刚光泽，光性为非均质体，一轴晶正光性，折射率No＝2.648，Ne＝2.691，双折率0.043，色散为0.104（钻石为0.044）。在长、短波紫外光下均呈惰性，少数对长波光发出无至橙色荧光。极少数在短波光下呈弱橙色荧光，无磷光性，极少数在X光下呈中至弱黄色荧光。颜色为蓝绿色者，与某些人造钻石相类似，很像Ⅱb型钻石。未见特征吸收光谱或低于425nm弱吸收。红外光吸收特征光谱为1 800cm-1以下吸收，2 000～2 600cm-1区域内有几条强吸收峰，可以与钻石和合成立方氧化锆作参考性区别。其导热性及导电性强，热导仪测试也可发出鸣响。其具强韧性和强稳定性，可稳定于1 700℃空气中及2 000℃真空范围内。

无解理，硬度9.25左右，密度3.22（±0.02）g／cm3。

〔鉴别特征〕莫桑石具强色散，导热性强，放大观察可见金属球状（呈线状排列）、白色点状、丝状包体（大致与C轴平行）。有的可见气泡，有的可见云雾状、分散点状包体。双折射现象明显，肉眼观察底尖部位晶棱处可见明显的重影。我国付芬合成的碳硅石为六方晶系，具六次对称性，呈无色、茶黄色、黄色、粉色及各种绿色，折射率为2.65，色散度为0.104，摩氏硬度为9.25～9.50，密度为3.52g／cm3。在10×放大镜下从台面看腰棱可见双影，在显微镜下可见管状包体，在偏光显微镜下可见消光现象。

利用其导电性，专门有针对性的莫桑石仪可与钻石区别开来。但它也确实很像钻石，当通过热导仪后往往被人忽略，故检测钻石时应格外小心。

值得注意的是合成碳硅石是半导体材料，导电性受其杂质（N、Al等）含量的控制，利用导电性检测只能检测出某一些具导电性的材料。另外有一种根据合成碳硅石在紫外区吸收的不同而设计的590型合成碳硅石检测仪，对检测合成碳硅石颇为有效，但它不能正确指示大于17ct的合成碳硅石以及含包体过多的不透明者。它的晶体生长技术要求较高，单炉产量又少，所以其性价比还比不上合成立方氧化锆。用它来仿钻石一般认为也是比不上合成立方氧化锆。

4.人造钛酸锶（Strontium Titanate-artificial Product）

人造钛酸锶于1951年由美国迈克（Merker）用焰熔法制成，是一种无天然对应物的宝石。该宝石制成后随即投放市场，作钻石的代用品，唯硬度偏低。

人造钛酸锶的商品名称有寓言石（Fabulite）、锶钛石（Starilian）之称。

〔化学成分〕化学式：SrTiO3。

〔形态〕晶质体，等轴晶系，块状。

〔物理特性〕一般为无色或绿色，透明，玻璃光泽至亚金刚光泽，均质体，无多色性、无双折射率，折射率2.409（钻石为2.417），色散0.190。一般对长波和短波紫外光皆呈惰性，吸收光谱不特征，放大观察时极少能看到气泡。硬度低，所以抛光性差。

无解理，具有贝壳状断口，摩氏硬度5～6，密度5.13（±0.02）g／cm3。

〔鉴别特征〕钛酸锶的鉴别特征是它的高密度、极高色散（约为钻石的4倍），即便在小刻面上也能看到彩色“出火”现象。浸于亚甲基碘化物中，有相对凹凸的阴影图案。由于它硬度低，故总存在抛光痕迹，并在刻面宝石的腰围处有磨盘擦痕。台面上有磨损，放大检查还常可见到气泡。

5.人造铌酸锂（Lithium Niobate；LN）

铌酸锂是一种人造宝石的材料，在美国已上市，而且大量涌入市场，商品名称为“Linobate”，是用提拉法生长出来的单晶体。

化学式：LiNbO3，为锂的铌酸盐。纯者无色透明，有的微带黄色色调，可加入致色剂而呈色。一般加入铁呈红色，加入镍呈黄色，加入铬呈绿色，加入钴呈蓝色。其折射率为2.21～2.30，双折射率为0.090，色散0.120，硬度5.5，密度4.64g／cm3。可用来作钻石的代用品，色泽艳丽者也可作为其他贵重宝石的代用品。

人工方法生产出来的铌酸盐单晶除铌酸锂之外，还可有铌酸钾、铌酸钡钠、钽铌酸钾等。其中优质艳丽者可作多种天然宝石的代用品。

我国也已研制成功，而且产品质量甚佳。