钻石鉴定与分级学

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1、钻石鉴定与分级学话你知 2009-06-11 12:02:04 阅读43 评论0 字号：大中小 课程名称：钻石鉴定与分级学主讲教师：周祖翼第1章 绪 论一、课程性质、目的与任务 本课程是地质学专业宝石学方向本科生的专业课。通过授课与实践训练，使学生较系统地获得有关钻石学的专业理论知识，掌握钻石鉴定与评价的基本方法。二、课程的基本要求 1 了解钻石(金刚石)的成因、产状和分布特点； 2 掌握钻石的晶体结构、形态和物理、光学的特点； 3 熟悉钻石分级标准的基本内容，能用肉眼或仪器分辨钻石的真伪，确定钻石的品级。三、课程教学的基本内容第1章 绪论 (一) 钻石(金刚石)定义和钻石的历史。 (二) 有

2、关钻石的各种世界性机构简况。第2章 钻石的基本物征（一）化学特征（二）物理特征第3章 钻石(金刚石)的成因与分布（一）钻石发现历史（二）钻石砂矿床（三）钻石原生矿床第4章 钻石加工（一）引言（二）钻石原石加工（三）钻石首饰加工第5章 钻石鉴定与分级 (一) 钻石鉴定 (二) 钻石分级第6章 钻石及首饰购买与保养 (一) 钻石贸易 (二) 钻石首饰类型(三) 钻石的分级证书（四）钻石选购（五）钻石保养四、实验或课程设计的内容 观察钻石、合成钻石和钻石仿制品的特征；识别钻石的真伪；确定钻石的品级。五、与各课程的关系 先修课程：地质学基础，宝石学概论。六、学时分配 章节内 容学时分配1绪论22钻石的

3、基本特征23钻石矿床的分布与成因44钻石加工65钻石鉴定与分级126钻石及首饰的购买与保养6机 动2考 查2总 计36七、教材与主要参考书 1 钻石鉴定与评价，朱静昌等(自编讲义) 2 宝石钻石学教程，英国宝石协会，中国地质大学出版社3 宝石学概论，廖宗廷等，同济大学出版社。 第2章 钻石基本特征 1、化学成分：C，结晶碳。 2、结晶学特性:等轴(立方)晶系,晶系形态为八面体、菱形十二面体、立方体(图2-1)等,有时形成双晶。 图2-1 金刚石的晶体 3、硬度:摩氏硬度为10，刻划硬度(绝对硬度)为刚玉的140倍。 4、热学性质,包括以下两方面： A.热膨胀性:物质受热,将朝各方向膨胀.钻石的

4、热膨胀性非常低,在-100、20、100900温度下,其热膨胀率分别为0.40.110-6、0.80.110-6和1.54.810-6。因此,温度的突然变化对钻石的影响极小。无裂隙或无包裹体的钻石,在真空加热至1800而后快速冷却，不会给钻石带来任何损害。若在氧气中加热，则只需达到较低的温度(650),钻石即缓慢燃烧而变为CO2气体，激光打孔和切磨均是利用这一原理,在很少的区域内提供集中的热量,使空气中的氧气将钻石烧掉。 B.导热性:钻石的热传导率是所有已知物质中最高的,常温下型、a型钻石的热原导率分别是铜的2.3倍和6.5倍。利用钻石特殊的导热性制成的热导仪成为钻石检测中最快捷有效的工具,在

5、电子工业中则用作散热片和测温热感应器件. 5、电学性质:除少数罕见的天然蓝色钻石(b型)外,钻石一般是绝缘体,其在常温下的电阻率为10-16/m。钻石越纯净,其晶格越完美,则其电绝缘性就越好.若钻石被X射线或r射线辐射,其结构将被破坏并产生一些自由电子,由此产生极小的电导率。 6、比重:钻石的比重为3.47-3.55,这一特征常被应用于钻石的回收和鉴定中。 7、化学稳定性:对于标准化学腐蚀剂,如硝酸和硫酸,钻石有很高的稳定性,这种性质使钻石能在这些试剂中彻底地清洗而不受任何损伤.但在CrSiO4中加热至200,可使钻石变成CO2，此外,在硝酸钾中加热到500或更高,可使钻石的晶体表面出现三角凹

6、痕蚀像坑。 8、表面特征:钻石表面不能被水湿润,但具特殊的亲油性。 9、光学性质,包括: A.透明;光学各向同性;金刚光泽. B.折射率:2.417-2.419;无双折射现象. C.色散高(0.044). D.多色性:无. E.吸收光谱:无色-黄色钻石,可见下列波长被吸收而形成的光谱:478nm、465nm、 451nm、435nm、402nm、423nm、416nm、390nm. 蓝-绿色钻石: 537nm、504nm、498nm. F.荧光:在强度和颜色上均有较大变化.对无色及黄色钻石来说,大多数呈蓝-白色光,约有1/15的钻石在紫外光下发荧光.对棕色及绿色钻石来说,常见绿色荧光. G.钻

7、石的光学性质分类:本世纪30年代,Robertson,Fox 等基于红外区吸收带的差异和紫外光透射的差异，将钻石作如下分类: 型钻石:能透过400nm300nm的紫外光并在红外区显示与N相关的吸收带。按N的存在方式进一步分为:a型:N原子以原子对或N3中心的方式出现.N3中心越多,钻石越黄.大部分天然钻石属此类;b型:N以单原子形式出现.在自然界少见.这种钻石的颜色为黄、黄绿和褐色。 型钻石:可透过低到220nm的紫外光并在红外区无明显吸收带，自然界少见，其形态为不规则状,含可忽略不计的B,导热性很好.进一步可分为两类:a型:不导电,具最高的导热性,室温下其导热性是Cu的6.5倍,数量上比b型

8、多.b型:含微量的B而成为半导体,是天然钻石中唯一能导电的,其电阻对温度变化敏感,可用作热敏电阻来测量温度的变化.包括所有天然的蓝色钻石。第3章 钻石资源的成因及分布31 发现历史钻石矿床的发现已有相当长的历史，2000多年前在印度克里希钠河、彭纳河及其支流砾石层中就发现了金刚石矿床。至今已有27个国家发现金刚石矿床，但产钻石矿床的国家主要是澳大利亚、扎伊尔、博茨瓦纳、俄罗斯和南非。据美国矿业局（1979）估计，全世界金刚石矿产潜在储量为8.6亿克拉，已产出量为1.5亿克拉（其40%在南非，并主要用作宝石）。1905年以前，几乎所有的金刚石矿都来自砂矿，1979年以前，认为原生金刚石矿仅金伯利

9、岩型一个类型；1979年在西澳大利亚发现了钾镁煌斑岩型金刚石矿床。金伯利岩体包括岩筒、岩体，目前全世界共发现5000多个岩体，其中岩筒1000多个，岩筒中含金刚石的仅50%，而具经济意义的仅占5-10%。1905年在南非发现世界上最大的金伯利岩筒-普列米尔岩筒，并发现世界最大的钻石-库利南，该钻石重3106克拉。目前世界上400克拉以上的钻石共有50颗左右，绝大部分产在南非，其余是产在巴西、印度和赛拉利昂。我国3000年前就发现了钻石，100克拉以上的钻石到目前仅发现4颗，即1936年发现的金鸡钻石（281克拉）；1977年12月在临沐常林发现的“常林钻石”（158.785克拉）；1981年8

10、月在临沐常林（距上述常林钻石4公里处）发现的陈埠1号钻石（124.27克拉）；1983年11月在蒙阴发现的蒙山1号钻石（119.09克拉）。总的来说，我国金刚石资源相对较少，探明储量仅占世界第六位。但勘探时间较短，1950年在沅江流域首先发现金刚石，60年代在黔东、蒙阴发现原生金刚石，70年代在辽宁瓦房店发现原生金刚石矿，1991年后年产值均在1200美元以上。总的来讲，远景尚未完全搞清。32 金刚石砂矿床321 分布主要分布在古老克拉通上，如南部非洲。322 成矿期主要是前寒武纪和新生代、古生代。 1、前寒武纪含金刚石砾岩：占世界产量的12%。分布于南非、北非、南美、西澳等。其特征是：含金刚

11、石的地区位于地盾或地老地块；产于前寒武克拉通沉积盖层的底部；与浅海成因的粗碎屑岩有关，也有冰川成因；砾岩砾石多为石英、硅质岩，常含金；常呈绿色或褐色调。 2、新生代：主要为第四系冲积砂矿或残坡积砂矿和滨海砂矿。冲积砂矿多产于中、小河流中，含矿层都是砾石层（石英、硅质岩等），金刚石产于砾石层底部。中国的金刚石砂矿产于沅江流域，以河谷砂矿和阶地砂矿最有价值，其次是阶地冰碛水砂矿，金刚石品位分布，纵向上高低相同，但总的是下游富。横向上中间富，两则贫。33 原生金刚石矿床331 原生金刚石形成条件 1、物质条件：由于作为金刚石主要成分的碳分布很广，在地壳中的平均丰度为0.02%；地幔中为007%，而且

12、还可以通过核聚变形式产生，因而在任何条件形成金刚石都有丰富的碳的物质来源。2、物理化学条件：通过高温高压实验和矿物包裹体研究表明，金刚石是在较高温度和较高压力下形成的，目前较一致的认识是：形成温度900-1400，压力45-60kba，这一温度相当于地球-200公里的深度。但根据Moore等(1985)的研究，某些金刚石是在超过300公里的深度形成的。除高温高压外，形成金刚石还需要具备适当的氧化还原环境，特别是氧逸度(fO2)。在过氧化环境下，金刚石将被氧化成二氧化碳；若氧逸度过低，金刚石将与氢发生作用而形成甲烷，即： 22 4 由于在金刚石中发现有菱镁矿橄榄石包裹体，因而，可以确定在金刚石形

13、成过程中存在下列反应式： g2igi3g3 按照这个反应式，可以确定金刚石形成时氧逸度的估计式为： lg(f2)7.61-2.3872/0.064(-1)/ 式中是温度，单位是K；是压力，单位是Pa(巴)。 由(4)式看出，形成金刚石时所要求的氧逸度实际上也是温度和压力的函数。因此，影响金刚石形成最重要的物理化学条件是温度和压力。 3、地质构造条件：为了满足形成金刚石的物化条件，就需要有特定的地质构造背景。研究发现宝石级金刚石都产于具有稳定结晶基底的古老克拉通地区。这些地区是在地史上曾发育过岩石圈厚度大于150公里的地域，只有这样的地区才能达到形成金刚石所需要的深度条件。从（图3-1）看出，与

14、活动的造山带相比,稳定古老克拉通下的地幔相对要冷一些,等温点的连线(等温线)是向下凹的，另一方面，金刚石-石墨平衡线是上凸的。这种地区是挥发组分(包括形成金刚石的碳)大量聚集的有利部位，有利于金刚石形成；这种地区也易于达到形成金刚石的深度条件，即比造山带要求深度要小得多。克拉通是形成金刚石最有利的部位，因而是世界上绝大多数金刚石都产在这样地质构造环境中。332 宝石级金刚石的成因 金刚石成因目前争论较大。除传统地幔岩浆成因说外，又先后提出了陨石冲击说，动力变质成因说，油储隐爆成因说，大洋板块俯冲成因说等。其中油储稳爆说和大洋板块俯冲成因说都有待进一步证实，陨石冲击成因金刚石目前仅见于俄罗斯西北

15、利亚，其特征和远景也有待进一步研究，动力变质成因金刚石虽然在西澳大利亚、乌克兰和哈萨克斯坦等都有发现，但其粒度很少，尚末发现达到宝石级者。因此，至今为止，宝石级金刚石主要来源于地幔成因的金伯利岩型矿床和钾镁煌斑岩型矿床。涉及金伯利岩型和钾镁煌斑岩型金刚石成因的问题之一是金刚石与其主岩(金伯利岩和钾镁煌斑岩)的关系问题，存在两种可能性：第一，金刚石在金伯利岩或钾镁煌斑岩主岩内结晶，两者存在成因关系；第二，金刚石在金伯利岩或钾镁煌斑岩主岩侵入以前已形成，金刚石只是主岩中的外源包体或捕虏体，两者没有成因联系。同位素年龄的研究使这个问题取得的进展（如表1）。 表1 金刚石的年龄和所产围岩年龄的比较 矿

16、区金刚石年龄(Ma)围岩年龄（Ma)矿区金刚石年龄(Ma)围岩年龄年龄(Ma)南非金伯利大于3300110南非芬什大于3300110博茨瓦纳奥拉帕990100中国瓦房店3265465 资料来源于M.B.Kirkley(1994)和向辑熙（1996） 表1说明，金刚石很古老，比携带它们至地表的金伯利岩和钾镁煌斑岩形成时代早得多；金刚石在被携带到地表以前,通常在地球深部存贮了很长时间，金刚石的成因与金伯利岩和钾镁煌斑岩没有联系。早已形成的金刚石在地幔中如何保持稳定？又如何被稳定地带出？是金刚石成因中另两个必须考虑的问题。地质学研究表明，克拉通是从较小的和分散的陆核开始，然后逐步发展增生的，总的趋势

17、是从活动到稳定（朱夏，1986）。因此，克拉通将随地质构造演化的进行将变得越来越稳定，因而其下地幔中金刚石的稳定较易保持。但在金刚石随岩浆从地幔向地表迁移的过程中，温度和压力将会发生突变。从金刚石-石墨的形成相图(图2)可知,这种突变会使金刚石发生相变而使之全部或部分转变成石墨。因此金刚石的迁移机制是金刚石能否保存下来的关键（廖宗廷等，1996）。一种途径是要求岩浆从地幔到地表的整个过程在瞬时间内完成,即要求上升速度极快，其速度要在70公里/小时以上。但从地质构造分析，要造成这种条件是比较困难的。基于许多金刚石矿床的形成，不但是产于稳定克拉通内，而且是在克拉通有较厚的沉积盖层并其下隐伏规模较大

18、深断裂的部位。世界许多金刚石矿床以及我国辽宁瓦房店金刚石矿就产于这样的背景之下。因此，克拉通有较厚沉积盖层下隐伏深断裂的条件可以形成金刚石新的带出机制，即由于深断裂深达地幔，构成岩浆上升的通道，含金刚石的岩浆就沿着这种断裂发生底辟；上覆的沉积盖层造成的封闭条件使岩浆在上升过程中的温度和压力保持不变而使金刚石捕虏晶继续保持稳定。底辟的高温高压岩浆若受如断裂走滑等形式构造作用的影响，就可爆发形成漏斗状或蘑茹状含金刚石岩筒，从而形成含宝石级金刚石的金刚石原生矿床。第4章 钻石加工4.1 引言 中国古代有句俗话叫做“玉不琢，不成器”，其实钻石也如此。美妙绝伦，光彩夺目的钻石也必须依赖于钻石切磨师高超的

19、技艺。钻石切磨的好坏是直接影响成品钻石价值最重要的因素之一。为了把钻石原石变成价值千金的成品钻，远古时代，就有人掌握了用钻石琢磨钻石的窍门。花刺自摸国出生的阿里.毕鲁尼（973-1050）在他出色的著述宝石鉴赏大全中就记载着，在古伊拉克和呼罗珊，利用钻石来加工钻石的技艺就已经相当高超（瓦. 伊.耶比凡诺夫等，1987）。我们知道，钻石是世界上最硬的物质，相对硬度为10，其他任何材料都无法将其切磨，但钻石的结构本身决定了其不同方向，硬度存在差别，钻石的切磨是靠钻石粉的随机定向，有足够多的颗粒处于最硬方向以切磨要被切磨的较软方向，因此，只有钻石才能切磨钻石。 古代印度匠人研磨抛光钻石的技艺已经炉火

20、纯青。大多数在印度发现的上好钻石，都是在当地进行简单加工。古印度琢形的钻石价值十分昂贵，加工好的钻石一般都在当地行政长官的掌握之中，很少有带出境外者。而欧洲国家当时钻石流行的大多都是没有经加工的钻石原石，但为了掌握将钻石原石加工成成品的方法，欧洲人进行了长期不懈的努力和探索，据说是威尼斯工匠闻琴佐.别鲁契首先加工钻石取得成功，但是，据1169年出版的罗伯特.德.贝尔肯姆名为印度的奇迹的书中援引的资料，发现钻石琢磨方法的人乃是他的曾祖父，拂拉艺人柳德维棵.罗伯特.德.贝尔肯姆，时间是在15世纪，他把两颗钻石分别粘牢，互相摩擦出钻石粉，然后把钻石粉搽在他专门设计的磨钻机的金属磨盘上面，以切磨钻石。

21、 从15世纪开始，钻石加工业在比利时和法兰西开始发展起来。安特卫普和巴黎都成了钻石加工的中心，这两个城市在长达二个世纪的时间里，一直都是国际市场上成品钻石的主要供应者。17世纪荷兰的钻石加工工业也初露头角，到19世纪末，比利时和荷兰生产的成品钻已经占世界总产量的近90%，同时，阿姆斯特丹在全球钻石业中取得了主导地位，而把安特卫普挤到了第二位。1929年，比利时和荷兰钻石公司的老板又利用德国廉价的劳力，在当地创办了钻石加工业。 第二次世界大战期间，由于原坯馈缺和大批磨钻工匠从欧洲移民远东，欧洲的钻石加工曾一度低落，这些钻石切磨工匠在以色列、美国、巴西、古巴、委内瑞拉等国开办了钻石工业。二次世界大

22、战后，由于钻石产业的发展和各国产业结构相继调整，比利时安特卫普的钻石得到恢复，美国、以色列、印度和泰国等的钻石加工业得到较大发展，形成了以安特卫普、纽约、特拉维夫和孟买几个大的各具特色的钻石加工中心。4.2 钻石原石的切磨加工4.2.1 对钻石原石切磨加工必须考虑的重要因素 对钻石原石实施切磨加工，主要的原因是为了最大限度地展现钻石的美。其中必须考虑的重要因素是火彩（brilliance）。火彩是钻石美的重要体现，但好的火彩必须精确的加工才能实现。从物理学观点看，钻石火彩由外部火彩、内部火彩、色散火彩和闪光火彩所组成（Verena Pagel - Theisen, 1993）： 1、外部火彩(

23、external brilliance) 即光泽，是由光从宝石表面反射所引起，影响光泽强弱的因素主要是反射率，反射率越高，光泽越强。但反射率与折射率呈正相关关系（如下式）：即也可以说，钻石的光泽强，其原因在于折射率高。 R0=(n-1)2/(n+1)2 100% R0为反射率；n为折射率。 但除折射率外，钻石的光泽还取决于表面质量、平整度和抛光度，钻石表面越平整，抛光程度越高，光泽越强。为了提高钻石的火彩，必须对钻石小面实施良好的切磨和抛光。2、内部火彩(internal brilliance)内部火彩由通过钻石的折射光所引起。如果入射到钻石内部的光通过钻石亭部小面全部反射，并从冠部反射出来（

24、图8-1），则钻石显得光彩夺目，烁烁生辉。如果入射到钻石中的光全部或部分从钻石亭部射出，则钻石会显得呆板，就不美。为了充分展现内部火彩，钻石必须被精心设计，面的多少，面与面间原角度都必须服从于钻石的光学性质，这些是钻石切磨必须重点考虑的。3、色散火彩(dispersive brilliance)我们知道，自然光由不同波长的单色光所组成，这些光包括红光（780-640nm）、橙光（640-595nm）、黄光（595-570nm）、绿光（570-500nm）、蓝光（500-400nm）和紫光（400-380nm）。当自然光因一定的光学原因被分开时，将形成一系带颜色的色谱，即自然光色谱。由于自然光中

25、的各种单色光在钻石中的折射率存在差别，因此入射到钻石中的自然光将发生分离。经精心设计的钻石琢型，可将分离的光多次反射进一步分离后再从冠部射出，这样我们就可从钻石冠部看到钻石各种单色光，即出火。钻石加工艺越好，自然光被分离越大，火彩越足，钻石越美，价值越高。4、闪光火彩（scintillation brilliance）闪光是宝石被转动或光源被改变时，宝石的颜色、光辉和闪光等也随之发生变化的现象（Verena Pagel - Theisen, 1993）。进入钻石的光被反射的量取决于钻石刻面的数量、大小、几何对称性以及小面被抛光的质量。为了使钻石在转动时或光源被改变时，能产生颜色、光辉和闪光的变

26、化，从而使钻石富有生气，就必须基于钻石的光学特征，进行精心的设计与加工。 值得强调的是，对钻石进行加工不但要充分体现钻石潜在的美，而且要最大限度实现钻石的商业价值，即追求尽可能高的利润。为此，在对钻石原石切磨加工中，除尽能发展钻石的美外，还必须追求尽能大、尽可能多的钻石成品。这显然是一对矛盾，在衡量这对矛盾并决定最终加工方案时，考虑最多的是经济价值尺度，即以获取最大经济效益为依据。切磨加工时，要做到这一点并不容易，必须要有丰富的实践经验，对原石外形，内容特征要有深入的研究。4.2.2 钻石切磨加工的常见琢型 从古至今，钻石切磨工匠们一直在不断探求钻石的理想琢型，以最大限度地体现钻石的美。基本原

27、则是，琢型应看起来漂亮，必须确保钻石“出火”强旺和光泽明亮。当然同时也必须考虑钻石原坯形状与成品的出品率。为了达到上述目的，一代一代的钻石切磨工匠付出了艰辛的努力，创造了许多不同类型的钻石琢形。目前最常见的琢型 1、圆多面型琢型(Brilliant Cut)圆多面型琢型是目前钻石切磨中使用最广泛、效果也最理想的一种琢型（图4-1）。圆图4-1 圆多面型琢型示意图多面型琢型由上、中、下三个主要部分组成，上部称为冠部，有33个小面，下部称亭部，有25个面，中间称腰部，没有小面，但有毛边腰和刻面腰之分。前者对腰部不抛光，后者对腰部进行抛光。其组成数量见（图4-2）及表4-1。图4-2 圆多面型钻石的

28、组成部分及各种小面示意图表4-1 圆多面型琢形的组成小面 部位名称形状数量冠部台面正八面形1主小面四边形8星小面三角形8上腰小面三角形16亭部下腰小面三角形16下主小面四边形8底面1合计58圆多面型切磨所采用的各部分必须按一定比例（图4-1），只有这样，切磨加工出的钻石才能出火。但这一比例也可以有一定的误差范围。当然误差范围应依据实验和计算得出，如果过分追求钻石的重量，而过大偏离标准来切磨钻石，其成品的亮度和火彩将大受影响，其价值也应大大降低。2、玫瑰花琢型 可能最早出现于15世纪。它为平底、拱形，顶部由小的三角形小面覆盖，效果令人赏心悦目，重量损失小，而且扁平晶体也可制成玫瑰花琢型，但其缺乏

29、的是火彩不足，这种琢型的各种形式见图4-3。图4-3 各种形式的玫瑰花琢型3、祖母绿形或阶梯形琢型 也是钻石切磨最老的琢型之一，其形状如祖母绿所常采用的琢型（图4-4），并因此得名。图4-4 祖母绿型（或阶梯型）琢型除祖母绿琢形外，还有橄榄型、梨型、心型、卵型等花式琢形（图4-5）。另外还有一图4-5 不同类型的花式琢型些传统琢形的变种，即新琢型。举例说，三角形琢形的钻石既可以是阶梯型琢型，也可以是圆多面型具有三角形或圆三角形轮廓的变种。Basil Watermeyer（1971） 制成了barion琢形，它融合了祖母绿琢形的冠部和改型的多面型琢形亭部，后来还出现了正方形、三角形、风筝型和五角

30、型琢形（见图4-6）。图4-6 不同类型的新琢型4.2.3 钻石切磨加工的一般步骤 为了将钻石原石切磨加工切磨成各种琢型的成品钻石，必然按步骤实施一系列加工工序。一般而言，切磨加工钻石有四个独立的步骤，即标记（marking）、分割（dividing）、成型（shaping）和抛磨（polishing）。 1、标记原石 主要在对钻石原石作正确评价基础上，将设计意途用专门的笔标记在钻石上，切磨加工师按标记对钻石实施切磨加工。标记是钻石切磨加工的第一步，这也是整个切磨加工环节中最重要的工作，它直接影响钻石切磨加工的经济效益，也影响最终钻石成品的完美程度，因此，做这项工作的人必须具备具坚实的宝石学专

31、业知识，丰富的实践经验，并精通加工技术。他的最终目的是制造出最大、最干净、最完美形态的成品钻石，并创造最大的经济效益。 2、分割原石 出于各种原因，需要对原石进行分割。分割原石也是一项十分重要的工作，它也直接影响钻石成品的质量，并最终影响钻石成品的价值。分割原石时所需要考虑的重要因素有：钻石原石的形状、钻石的内部瑕疵、双晶及结晶学特征等。例如外形为八面体的钻石，通常采用原石截顶（topping the stone）的方法，也说是把原石锯成（图4-7）所示的不等部分。图4-7 原石截项及效益这样将获得更大的商业价值。以一颗6克拉的原石为例，若原石按截顶分割后，底部大的部分的重量大约为4克拉，顶部

32、大约重2克拉，成品可能将示一颗重2克拉、一颗重1克拉。若按腰部等分的办法分割，两部分的原石重3克拉，仍以50%的出品率计算，将获得两件大约1.5克拉的成品，显然采用第一种办法所获得的商业价值会更大。 3、粗磨粗磨是将钻石原石进行成型加工处理的过程，它是一项切削或切磨工艺，这项工艺类似于在车床上加工木头或金属。钻石粗磨的过程是：首先将腰磨的钻石粘在一个夹具上，并把夹具装在粗磨机的卡上，将另一颗充当切削夹在夹具上。操作者用手臂夹住长柄，当粗磨机带动钻石旋转时，使两颗钻石相互接触柄互磨成型。 4、抛磨 抛磨是对粗磨成型的钻石实施一系列工序而将其抛磨成最终成品的过程。抛磨设备的主要部件有磨盘、夹钳、夹

33、嘴。抛磨是一项技术性能极强的技术，需要钻石切磨工懂得一定的工艺，并需要丰富的经验。4.3 钻石首饰的加工钻石的主要功能之一是佩戴，以装饰美化人们的生活，要佩戴，必须制作成首饰。因而钻石首饰的加工制作应是整个钻石加工环节中极其重要的组成部分。钻石首饰加工有下列二种最基本的方法：431 手造法加工 手造法加工是最原始的钻石首饰制造方法，也是最基础的加工步骤，无论是铸造法还是锻压法，均要以手造的首饰为模具。所以手造师傅在首饰加工厂里常常是技术水平最高的。钻石首饰手造法加工的基本过程是： （1）前期准备：加工师在拿到一张完整的珠宝首饰设计图样后，首先要进行读图，以了解珠宝设计师的设计意图，分析首饰的整

34、体结构和钻石镶造方式等。在此基础上，预备加工材料，调整加工设备。 （2）分件加工：根据结构分析的结果，按取大优先的原则，将整个首饰分解成若干独立元件，然后依照各个元件的重量、薄厚、宽窄、粗细、长短准备金属材料，利用压片机、拨丝机、窝砧、坑铁、打金锤、剪钳等工具，经过压片、压条、拨丝、剪切、打金等工艺，制成各元件的基本外型；并用锉、钳等工具进行比较准确的元件成形处理。钻石首饰要按镶嵌方式，首先加工好主石及副石的镶口。 （3）拼合定型：依据设计图样形态，在橡胶皮泥上摆放加工好的零散元件，要注意整体的协调和高低位层次，这对于能否完美表达设计要求是非常重要的。在整体摆好后，用预先调配好的石膏浆浇在被橡

35、皮粘住的首饰雏形上，当石膏干燥后，去掉橡皮泥，这时整个首饰的正面就会被石膏牢固的定型。 （4）整型焊接：先在石膏底托上清理出首饰面的焊点，准备好从高温到低温的几种金属焊，用硼砂做焊药，用风球-油壶-火吹构造的焊具，按先大后小的顺序，依次焊接上。焊接后洗净首饰毛胚的石膏粉，用低温金属焊，焊上细小的元件。要注意检查焊点的虚实，并尽能在较短时间内完成焊接，保持焊点的洁净。 （5）精细处理：焊接完的首饰虽已基本成形，但却相当粗糙，还需用锉、砂、纸、皮砂轮等工具，对其进行精细平滑处理，除去所有多余焊、锉痕。如果有锉不下去的砂眼存在，还需要用火焊将其修补好。做此工序时，必须快速准确，避免原有的焊点脱开。

36、（6）钻石镶嵌：钻石是整件钻石首饰的中心，所以从设计到加工的整个过程都应把钻石镶嵌放在首位。首先选择适当的镶嵌方式，利用吊机、细锉、钳、镊子、木夹子等工具，经过石型观测、宝石摆放、镶口定位、放石加固，完成钻石镶嵌工序。镶嵌时一般先上副石，后上主石，再利用吸珠将瓜打圆或用胶轮把包边打光。 （7）抛光清洗：抛光是为了提高金属表面的光洁度。通常使用的工具有打磨机、毛刷、上绿蜡的黄布轮以及上红蜡的白布轮等。 （8）后期处理：加工制作钻石首饰时，常常在钻石首饰的金属局部附加电镀彩色金属层（如电镀18K白金等），以达到新颖的艺术效果。此外，作为工业产品，出厂前还要在钻石首饰上打印厂标、金属纯度及钻石重量等

37、参数，才能算是完成了整件钻石首饰的制作过程。432 铸造法加工 铸造法是当前比较流行的贵金属钻石首饰加工镶嵌方法。此法的加工步骤如下： （1）起板：即利用手造方法制造出首饰样板，并在其适当位置焊上能保证浇铸时引导金属液体顺利灌入的水口棒，作为浇铸用样板。在某些情况下，也采用浮雕的技法直接用雕蜡方法制造出首饰原形，称为起蜡板。（2）压胶、注蜡：用塑性生橡胶片把首饰样板夹在其中，将生胶片塞入一个预选的铝框中，并使被压制的样板填满碎胶片，利用热压机（150）在橡胶中压制30-60分钟，而后用手术刀，按一定技术规则将胶片割开，取出首饰样板就制成了所谓的胶模。用联接抽真空机的铸蜡机（70-90，1-1.

38、2105Pa）将熔融状的石蜡注入胶模中，冷却硬化后从胶模中小心取出，就成了所谓的蜡模。 将蜡模上的毛边去掉，并按客户要求修改圈口后，种在一根准备好的蜡杆上，从一个方向依次种上一批首饰蜡模，构成一个蜡树。较小的种在树顶部，而较粗大的放在树底部，种的角度应在45左右，以保证液体金属能顺利灌入到所有的部位上。 （3）浇铸：先将蜡树称重后，固定在铸笼内，按劳1：40的比例将石膏粉与水搅伴均匀，放在抽真空机上抽真空大约90秒，取出后灌入铸笼，再抽真空约90秒后小心取出。石膏经大约2小时就能凝固，而后再经过1-2小时的蒸蜡，就可以将铸笼放入烘箱内进行石膏的烘焙了，经过约6小时的逐步升温过程即可完成石膏的烘

39、焙，制成石膏模。下一步则将金属料及补口在熔金炉中加热，当合金完全熔化并搅匀后，把金水浇铸到真空机或离心铸造机的石膏中，冷却后就制成了首饰毛坯。 （4）执模、炸金：执模是指对首饰毛坯进进行精心修理的工序；而炸金是指执模后对金属首饰进行除污加亮的工序。两道工序对于加工钻石首饰都必不可少。 （5）镶石及后期处理：经炸金后，通过与手造工艺相同的镶石、抛光、清洗、打字印， 第5章 钻石鉴定与分级5.1 钻石的鉴定511 放大镜检查 1、色散0.044,有些仿制品如钛酸锶和合成金红石等的火彩远比钻石足,有些如YAG则远不如钻石. 2、钻石为单折射,许多仿制品(如无色石英、黄玉、蓝宝石、锆石、合成金红石)呈

40、双折射。可用放大镜来观察钻石腰棱是否有重影来判别是否呈双折射. 3、可看透性(Read-through effect):将裸钻台面朝下,尖底朝上放置在有字的纸上,如是仿制品,一般明显可见纸上的字(低折射率),如是钻石,由于其高的折射率,一般从底部看不透纸上的字.此法主要适用于按标准比例切磨的圆钻上,如钻石沾到液体,如水、酒精等,则钻石将具可看透性。511 硬度检测 由于钻石具有最大的硬度,一般成品钻经多年佩带后仍有轮廓明显的小面棱,而大多数仿制品由于硬度比钻石低,易被磨损、磨圆、并留有划痕.硬度检测通常不能解决问题,因为钻石不但有可能是存在天然的裂隙、解理,而且钻石尖部易刻划,甚至损伤另一颗钻

41、石.实属必须,则一般将钻石的腰棱在抛光的刚玉板上小心刻划,倘若它能划动刚玉板,则表明所检测的宝石即是钻石。5.12 热导仪 这是目前鉴别钻石最有效、最普遍的工具,不论被检测对象大小或者是否切磨均可进行.钻石热学性质在其鉴别中的另一个应用就是对一批相同大小的被测对象呵口气,钻石由于其极高的导热性,表面雾气消失极快.513 荧光检测 在长波紫外线辐照下,大多数钻石发出的是强弱不等的蓝-白色荧光.钻石的这种效应崐在检测钻石群镶首饰时是非常有用的标志,因为不能指望许多钻石发出强度相同的荧光,若荧光强度不一,表明被测的宝石是钻石.514 光谱:见前述钻石的特性部分.515 X-射线 钻石具有低原子量,X

42、-射线能轻易地穿透碳原子,换言之,钻石对于X-射线是透明的,而钻石的仿制品多是由大原子量的原子组成,如立方氧化锆原子量是钻石的6倍多,能吸收X-射线.钻石的这一特性可用于它和其它仿制品的鉴别,方法是在一个有X-射线源的实验室内,将被测宝石放在摄影胶片上.用X-射线照射,钻石会让X-射线透过并使胶片曝光,仿制品则吸收X-射线,其下的胶片未曝光.冲洗胶片,检测未知宝石下面的胶片曝光度,即可知结果。516 显微镜下观察 钻石具有特征的内部和表面特征,借助显微镜可将它和其他仿制品进行区分. (1)钻石由于极高的硬度,碾磨后刻面极为光滑,棱线锐利,一般仿制品则棱线较为圆钝, 甚至有不少碰伤缺口,刻面不如

43、钻石刻面光滑.(2)真钻腰部可见毛发状的毛边,仿制品腰部范围内常见斜纹.(3)钻石在切磨过程中,为保留重量,常在腰部下方保留一些钻石原来的结晶面(原晶面),这些原晶面上往往会含有三角凹痕、平行槽痕等.(4)钻石内部常含角状包体(无色或有色的矿物晶体、石墨、深色硫化物包裹体等).仿制品则内部常含有圆形气泡.(5)标准切磨的钻石,小面排列几乎完全对称,仿制品由于成本低,常用机器自动切磨,小面排列常出现不对称的情况.(6)钻石的抛光痕迹不明显,其高硬度使得它只能在一定的晶格上抛光,不同刻面上的抛光痕迹的方向不同.仿制品所有刻面上的抛光痕迹的方向不同.仿制品所有刻面(至少在交棱处)的抛光痕迹通常是一个

44、方向.(7)钻石常具内部透明纹,以适当角度照射时,一些细微而直的线或面贯穿钻石内部.(8)亭部闪烁检验: 用镊子或宝石夹将宝石亭部朝上放在显微镜光井上缘,在黑场照明下,前后轻轻摇动宝石观察来自亭部刻面的色散闪烁色.钻石及主要仿制品的闪烁色分别是: 钻石: 大约相等的橙色、蓝色; 立方氧化锆: 主要是橙色闪烁; 钛酸锶: 呈多种光谱色; YAG: 主要是蓝色和紫色; GGG: 同钻石闪烁色. 钻石与其仿制品的区别见(表1-1).52 钻石分级521 概述 任何一颗成品钻石的质量均可用以下四个标准来评价: 克拉重(Caratweight):钻石重量越大就越稀有.因此,随着单颗钻石尺寸的增大,其价值

45、也显著提高. 成色(Colour):指钻石体色饱和度与理想无色状态的差异程度,越是无色的钻石越稀有(花色钻石除外). 净度(Clarity):指钻石中的包裹体对其透明度的影响程度.钻石净度越高越稀有. 切工 (Cut): 切磨工艺使钻石显示瑰丽的程度. 只有以上四个方面都得到评价,一颗钻石的质量和价格才能得到确定.由于上述四个指标均以英文字母C开头,故钻石的评价又称4C评价.评价的结果将详细记载在钻石鉴定书中.5.22 重量克拉 1、裸钻的克拉重量 如果成品钻石的所有其他因素(成色、净度、切工)均相同,则重量越大,价格也就越高.在钻石业中,钻石的价格通常用每克拉多少价(P.C)来表示.钻石价格

46、与克拉重的关系并不是简单的线性关系,而是一条在克拉溢价重量处出现台阶的线,如(图1-3)所示. 图1-3 钻石价格与重量关系示意图.溢价台阶还可出现在 0.25ct,0.5ct,0.75ct处. 钻石的重量,既可用精密的电子或机械天平来测定(对未镶钻而言),也可用各种量规、钻石筛以及尺寸重量计算法求得(主要用于已镶钻石的重量估算). 2、已镶嵌钻石由于钻石一般的切割比率较有色宝石标准,故可用公式来计算其重量.人造模仿品因比重较大,计算出的重量和实际的重量会相差较大,如差值大于20%则可怀疑是仿制品.计算公式: 圆钻: 重量=平均直径2高度0.0061 椭圆钻: 重量=平均直径2高度0.0062

47、 心形钻: 重量=长宽高0.0059(长:宽) 祖母绿形: 重量=长宽高0.0080 (1.00:1.00) 0.0092 (1.50:1.00) 0.0100 (2.00:1.00) 0.0106 (2.50:1.00) 马眼形: 重量=长宽高0.00565 (1.50:1.00) 0.00580 (2.00:1.00) 0.0585 (2.50:1.00) 0.00595 (3.00:1.00) 梨形: 重量=长宽高0.00615 (1.25:1.00) 0.00600 (1.50:1.00) 0.00590 (1.66:1.00) 0.00575 (2.00:1.00)5.23 成色钻石

48、有许多种颜色,最稀有的颜色是红色,然后依次为绿、蓝、紫和棕等颜色,这些有色的钻石往往被统称为异彩钻( Fancy Colour Diamonds ),因为它们在自然界非常稀少,故在价值上也较高.氮的原子序数为7,与碳原子的大小很相近、故容易取代碳原子而存在于钻石中,大多数钻石的也因含有氮而多少带些黄色色调,这些微黄色的钻石就构成了所谓的黄色系列(Cape Series)钻石. 最早的钻石成色分级是用南非钻石矿的名字来命名的,如Jager,River等,目前世界上主要的钻石分级体系是美国GIA和欧洲的CIBJO分级体系. 表1-1 各种钻石成色等级比较对照表美国宝石学院 国际珠宝联合会 中国肉眼

49、观察特征(GIA) (CIBJO) D 极白色(finest white) 100 E 极白(Finest white) 99 一般肉眼观察无色F 优白(Fine white) 98 G 97 H 白(White) 96 I 淡白(Slightly white) 95 小于0.2CT的钻石感觉不到 颜色.大颗粒钻石可感觉到 J 94 有颜色存在 K 微白(Tinted white) 93 L 92 M 一级黄(Tinted) 91 N 90 一般肉眼感觉到具有颜色. O 二级黄(Tinted 2) 89 P 88 Q 87 一般人均感到黄色 的存在,而且感到色调 R 86 越来越明显.S-X

50、黄(Yellow) 85以下 钻石的成色分级一般要求有以下四个基本条件,标准的灯源,标准比色石,良好的环境,以及受过训练的分级师.成色分级一般采用比色法,即将待评价钻石与标准的比色样石进行比较,以决定待比未知样品的成色级别.在与比色石比较时,应注意以下事项:(1)保持要评价钻石的清洁; (2)检查要评价钻石的特征,避免与比色石混淆; (3)用冷光灯,背景要白色,不能有荧光; (4)对比时,要注意对比两个相同的部位; (5)对比时,要先后放在比色石的左、右二侧比较; (6)比色时间勿太久,若一颗钻石的成色一时难以判定,应休息一会儿再比色. (7)比色只是一种相对的判断,故与比色者的心里状态有较大

51、关系. (8)比色时还应注意钻石的成色与其大小、切割形状有关.5.24 净度钻石的净度分级概念起源于20世纪初的巴黎,当时人们即按质量将钻石分为两种： (1)洁净(Clean)钻石:无任何明显的内部瑕疵的钻石.(2)不洁(Pigue)钻石:具明显包裹体的较常见钻石.目前世界各地流行的钻石净度分级体系比上述两分法要详细得多(表1-3),分级时主要依据钻石内部及外表的瑕疵,它们在国际上有统一的名称、标志及颜色.外部的瑕疵统一用绿色笔划,主要有:磨蚀(Abrasion)、多余刻面(Extra Facets)原晶面(Natural)、伤痕(Nick)、小白点(Pit)、磨痕(Polish lines)

52、、磨痕疤(Polish mark)等等。 内部的瑕疵特征统一用红色笔划表示,主要有: 毛边(Bearding、Feathering)、碎伤(Bruise)、破洞(Cavity)、缺口(Chip)、云状物(Cloud)、羽状裂纹(Feather)、结晶包体(Inhcluded Crystal)、内部生长线(Internal Graning)等等. 表1-3 各种钻石净度等级系统对照表殔 美国 国际钻石委员会英 国德国中 国 鉴定特征完全无瑕(FL) 10倍镜下干净loupe clean FL IF 无瑕 内部无瑕(IF) 10倍镜下发现少量外部缺陷非常极微瑕VVS1 VVS1 10倍镜下可发现针状包裹体 VVS VVS VVS 1-2个非常极微瑕VVS2 VVS2 极微瑕VS1 VS1 10倍镜下易发现少量细小 VS VS 一号花矿物包体极微瑕VS2 VS2 微瑕SL1 10倍镜下十分容易发现矿物 SL SL SL 二号花包裹体,肉眼可见矿物包裹微瑕SL2 体一级瑕I1 P1 1stPK PK1 三号花肉眼可见矿物包裹体和大的二级瑕I2 P2 2ndPK PK2 四号花解理及裂隙三级瑕I3