鉆石是怎么形成的
鉆石是怎么形成的
鉆石在人們的飾品奢侈品，鉆石是指經(jīng)過(guò)琢磨的金剛石，鉆石也是愛情和忠貞的象征。對(duì)于鉆石的形成原因是人們好奇的。下面由學(xué)習(xí)啦小編為你詳細(xì)介紹鉆石是怎么形成的。
鉆石的形成原因
鉆石結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：鉆石是由碳元素組成，是一種碳元素的結(jié)晶體，硬度是10，是自然界中硬度最大的天然礦物，密度為3. 53 ( ±0. 01 ) g/ cm3，折射率為2. 417，色散為0. 044。是金剛石經(jīng)過(guò)切割、打磨加工后的產(chǎn)品，在金剛石礦產(chǎn)中能夠達(dá)到寶石級(jí)的約占五分之一，稱為寶石級(jí)金剛石，國(guó)外稱“鉆石原石”或“鉆坯”。鉆坯切磨成某種琢型后稱為裸鉆，國(guó)外稱為成品鉆石或拋光鉆石。英文名稱Diamond ，來(lái)自希臘文Adamant 一詞，意為“堅(jiān)硬不可侵犯，無(wú)可征服”。
鉆石和石墨的成分都是碳，鉆石和石墨在不同的溫度和壓力條件下形成，并且兩者在溫度和壓力條件的變化下可相互轉(zhuǎn)化，鉆石屬于立方晶體，硬度10，石墨屬于六方晶體，硬度為1，兩者晶體結(jié)構(gòu)不同，是晶質(zhì)碳的兩個(gè)同質(zhì)多象變體。只有在特定的壓力和溫度下，碳才能結(jié)晶成鉆石。
鉆石的形成：最早的天然鉆石形成于地球內(nèi)部，溫度900~1600℃之間，壓力(4.5~6)×109Pa下，深度相當(dāng)于地下130~200km深度，是鉆石形成的環(huán)境條件，理論上只要滿足條件，鉆石可以在任何時(shí)期形成，目前開采出的大部分鉆石形成于33億年和12到17億年前兩個(gè)時(shí)間段，并且大都是在地球古老穩(wěn)定大陸地區(qū)發(fā)掘并開采的。形成鉆石的碳來(lái)源于地幔融化的巖漿或是因?yàn)榈貧み\(yùn)動(dòng)，吧地殼中的碳帶到地球深處聚集，并在適合的條件下結(jié)晶成鉆石。
還有一種外部產(chǎn)生鉆石的方式，隕石撞擊大陸，瞬間產(chǎn)生的高溫、高壓也可能產(chǎn)生鉆石，但是在這種方式下產(chǎn)生的鉆石往往比較小，鉆石品質(zhì)等級(jí)差，一般不具備經(jīng)濟(jì)價(jià)值，不能用來(lái)當(dāng)做首飾加工用的鉆石使用。
鉆石的發(fā)現(xiàn)：鉆石的首次發(fā)現(xiàn)是在印度，隨著人們對(duì)鉆石的渴望，鉆石的勘探和開采業(yè)越發(fā)普及。鉆石的礦藏分為原生礦和次生礦。原生礦是地球地質(zhì)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的，地震、火山活動(dòng)將富含鉆石的礦物攜帶至地表或接近地表的停留富集地區(qū)，多數(shù)是富含鉆石的金伯利巖和鉀鎂煌斑巖、以及火山口附近的填充物和巖墻、巖床中的根部礦床。次生礦是在大自然的作用下，從原生礦搬運(yùn)沉積而來(lái)，大都是經(jīng)過(guò)風(fēng)化、雨水沖刷，殘留在山坡、河流、海岸中并富集形成礦床，多數(shù)為砂礦。
鉆石的形成和發(fā)現(xiàn)過(guò)程大致就是這個(gè)樣子，不像黃金等貴金屬，自21世紀(jì)以來(lái)，鉆石價(jià)格依然保持只升不降的穩(wěn)定增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)，已逐漸成為投資人的首要選擇。
鉆石的鑒別方法
簡(jiǎn)易鑒別
鉆石的簡(jiǎn)易鑒別方法：需要借助一個(gè)10-20倍放大鏡作輔助并作數(shù)個(gè)簡(jiǎn)單的觀測(cè)。
觀察鉆石的腰部，若是磨沙狀腰圍就最適合用此方法，鉆石因?yàn)楸热魏蚊胺缕穲?jiān)硬，因此不會(huì)像冒仿品般出現(xiàn)細(xì)條狀的紋路，鉆石的腰圍乃呈顆粒狀外觀。
鉆石比冒仿品堅(jiān)硬，冒仿品的刻面稜線往往會(huì)比鉆石的感覺圓鈍，而鉆石的刻面稜線必是銳利的。
基于鉆石比冒仿品堅(jiān)硬，冒仿品的刻面稜線常常出現(xiàn)磨損的情況。
若鉆石留有天然面，天然面上有機(jī)會(huì)發(fā)現(xiàn)到鉆石獨(dú)有的『三角形生長(zhǎng)紋』。
若鉆石出現(xiàn)崩斷口，外觀通常皆為階梯狀，而冒仿品則會(huì)截然不同地呈彎弧或貝殼狀。
硬度檢驗(yàn)
鉆石是已知最硬的自然生成物質(zhì)，沒有什么東西可在鉆石上劃上痕跡，若能劃上痕跡的則絕非鉆石。
導(dǎo)熱試驗(yàn)
在待辯鉆石和其它相似物品上同時(shí)呼一口氣，若是鉆石則其表面凝聚的水霧應(yīng)比其它物品上的水霧蒸發(fā)得快，這是因?yàn)殂@石具有高導(dǎo)熱性的原因。
觀察方法
觀察反射光
用放大鏡可觀察到鉆石的腰圍處呈現(xiàn)一種很細(xì)的磨砂狀并有亮晶晶的反射光。鉆石的這種特征是獨(dú)一無(wú)二的。
看生長(zhǎng)點(diǎn)
在放大鏡下觀察，真品鉆石的晶面上常有溝紋和三角形生長(zhǎng)點(diǎn)，而贗品有三類：①加了氧化鋁的普通玻璃，因折射率和色散提高， 容易誤入，但硬度低。②用化學(xué)合成的藍(lán)寶石和無(wú)色尖晶石仿制，硬度接近，但折射率低并有雙折射現(xiàn)象，在放大鏡下可見重影。
鉛筆鑒別
鉛筆的化學(xué)成分是碳和鉆石一樣，
只是物理結(jié)構(gòu)不一樣，所以很多人用鉛筆去檢測(cè)鉆石的真?zhèn)危瑢儆谝环N比較實(shí)用有效的方法，在鑒定的時(shí)候，要先把鉆石用水濕潤(rùn)，然后再用鉛筆輕輕的刻劃，在真鉆石的晶面上，鉛筆劃過(guò)的地方，是不留痕跡的，而如果不是鉆石，而是玻璃、水晶等材料，就會(huì)在表面上留下痕跡，一般情況下，用鉛筆刻劃來(lái)鑒別鉆石的真假，這種方法的準(zhǔn)確性是較高的。硬度較高，折射好，但在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)會(huì)反射較多的彩光，與真品在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)只反射出微弱的黃、藍(lán)色彩光相比，有明顯的差別。
鉆石的切割程序
一顆鉆坯看起來(lái)并不起眼，必須經(jīng)過(guò)仔細(xì)的切磨、加工，才會(huì)成為我們所慣見的閃爍生輝的鉆石。因此，鉆石的車工，直接影響鉆石的價(jià)值，詳見后述。最理想的切割效果當(dāng)然是保持鉆石的最大重量、盡量減少瑕疵，并充分展示鉆石的美，以使鉆石光彩照人。一般的切割過(guò)程包括以下幾個(gè)步驟：
1.標(biāo)記(劃線)：這是鉆石切割的第一步，先檢驗(yàn)鉆坯、并在鉆石表面做標(biāo)記，做這項(xiàng)工作的人有著豐富的經(jīng)驗(yàn)并精通加工技術(shù)。最終目的是制造出最大、最干凈、最完美的鉆石，以盡可能高地體現(xiàn)鉆石的價(jià)值。劃線員必須留意兩點(diǎn)：即既要盡量保持最大的重量，又要盡量減少內(nèi)含物。劃線員利用放大鏡研究鉆坯的結(jié)構(gòu)，如果是大顆粒鉆石，這項(xiàng)工作可能要?dú)v時(shí)數(shù)月，對(duì)普通鉆坯則需要幾分鐘。不過(guò)，不論鉆坯如何細(xì)小，每一顆鉆石都要經(jīng)過(guò)詳細(xì)的檢查以做出正確的判斷。
劃線員用印第安墨水在鉆坯上劃下標(biāo)記，顯示該鉆坯要沿此線分割。通常盡可能沿鉆石的天然紋理方向劃線。
劈割
劈割師將劃好的線的鉆坯安放在套架上，然后以另一顆鉆石沿分割線削一個(gè)凹痕，再把方邊刀放在凹痕上，以手捶在劈刀上以合適的力敲擊，鉆石會(huì)沿紋理方向被劈成兩半或多塊。
鋸切
大多數(shù)鉆石并不適宜劈開，這時(shí)需要用鋸切開，由于只有鉆石才能切割鉆石，因此鋸片是一張?jiān)谶吘壨坑秀@石粉及潤(rùn)滑劑的磷青銅圓片。鉆石固定在夾子上，鋸盤以高速旋轉(zhuǎn)，即可將鉆石鋸開?，F(xiàn)代激光技術(shù)引入鉆石切割，大大提高了鉆坯的加工效率。
成型
鋸開或劈開的鉆石再送到打圓部門去打圓、成型，即按照設(shè)計(jì)要求將鉆石做成圓形、心形、橢圓形、攬尖形、祖母綠形等常見的切割花形，或其它特殊的形狀。由于鉆石是目前為止人類所認(rèn)識(shí)到的最硬的天然物質(zhì)，所以只有鉆石才能打磨鉆石，而且因鉆石各個(gè)方向的硬度略有不同。所以研磨時(shí)要憑借經(jīng)驗(yàn)，把握住鉆石的基本形態(tài)：三方體、八面體、十二面體及晶體特性。一般方法是將鉆坯高速旋轉(zhuǎn)的車床上，然后用另一臂桿上的鉆石把轉(zhuǎn)動(dòng)中的鉆坯打圓。
拋光
在一個(gè)涂有鉆石粉和潤(rùn)滑油的鑄鐵圓盤上，車磨出所有瓣面(刻面)，使鉆石發(fā)出光彩。研磨的過(guò)程通常是，首先在底層做出8個(gè)大面，然后做16個(gè)刻面。加尖底，共25個(gè)刻面，并由此延伸出三角小面，風(fēng)箏面及腰上刻面，一共33個(gè)刻面，這樣一顆圓形鉆石一共58個(gè)刻面，如果沒有底尖的小刻面則共有57個(gè)刻面。
并不是每顆鉆坯都必須經(jīng)過(guò)全部以上工序，這須視鉆坯的本身特點(diǎn)、所要達(dá)到的目標(biāo)而定，如對(duì)前述的“扁平狀”鉆坯可能就不用劈割這道工序，又如加工祖母綠鉆石就不須經(jīng)“打圓”的工序。
然而，任何鉆石毛坯，有兩道工序是必不可少的，這就是“劃線”、“起瓣、拋光”。一顆精工切割的鉆石所產(chǎn)生的瓣面，其位置和角度都是經(jīng)精確計(jì)算的，使鉆石發(fā)出最大的光彩。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，激光技術(shù)、電子計(jì)算機(jī)技術(shù)的引入，可以使鉆坯的設(shè)計(jì)、切磨更加精確無(wú)誤。
鉆石的化學(xué)成分
鉆石的化學(xué)成分是碳，這在寶石中是唯一由單一元素組成的，屬等軸晶系。常含有0.05%-0.2%的雜質(zhì)元素，其中最重要的是N和B，他們的存在關(guān)系到鉆石的類型和性質(zhì)。晶體形態(tài)多呈八面體、菱形十二面體、四面體及它們的聚形。純凈的鉆石無(wú)色透明，由于微量元素的混入而呈現(xiàn)不同顏色。強(qiáng)金剛光澤。折光率2.417，色散中等，為0.044。均質(zhì)體。熱導(dǎo)率為0.35卡/厘米/秒/度。用熱導(dǎo)儀測(cè)試，反應(yīng)最為靈敏。硬度為10，是目前已知最硬的礦物，絕對(duì)硬度是石英的1000倍，剛玉的150倍，怕重?fù)?，重?fù)艉髸?huì)順其解理破碎。一組解理完全。密度3.52克/立方厘米。鉆石具有發(fā)光性，日光照射后 ，夜晚能發(fā)出淡青色磷光。X射線照射，發(fā)出天藍(lán)色熒光。鉆石的化學(xué)性質(zhì)很穩(wěn)定，在常溫下不容易溶于酸和堿，酸堿不會(huì)對(duì)其產(chǎn)生作用。
鉆石與相似寶石、合成鉆石的區(qū)別。寶石市場(chǎng)上常見的代用品或贗品有無(wú)色寶石、無(wú)色尖晶石、立方氧化鋯、鈦酸鍶、釔鋁榴石、釔鎵榴石、人造金紅石。合成鉆石于1955年首先由日本研制成功，但未批量生產(chǎn)。因?yàn)楹铣摄@石要比天然鉆石費(fèi)用高，所以市場(chǎng)上合成鉆石很少見。鉆石以其特有的硬度、密度、色散、折光率可以與其相似的寶石區(qū)別。如：仿鉆立方氧化鋯多無(wú)色，色散強(qiáng)(0.060)、光澤強(qiáng)、密度大，為5.8克/立方厘米，手掂重感明顯。釔鋁榴石色散柔和，肉眼很難將它與鉆石區(qū)別開。
看了鉆石是怎么形成的還看：
1.金礦怎么形成的
2.月亮石怎么形成的
4.潟湖是怎么形成的