确定钻石类型对于鉴定钻石的影响——“大王私房课系列二”第79期

真库“大王私房课系列二”第79期

上一篇我们讲了钻石类型的相关知识，这一篇我们继续讲一下同样会影响钻石颜色的非钻石类型相关的晶格缺陷的类别，以及宝石学家如何根据钻石类型和非钻石类型的晶格缺陷的特点，来鉴定天然钻石，合成钻石，以及经过处理的天然钻石和经过处理的合成钻石。

这些也会影响钻石颜色的非钻石类型相关的晶格缺陷如下：

N3 (415 nm)：晶格缺陷，此缺陷由三个氮原子围绕一个晶格空位形成，除了促成“开普”钻石的黄色外，它还可以导致钻石在长波紫外光下的蓝色荧光。

N2 (478 nm)：这种晶格缺陷也是与氮元素有关系，与N3缺陷相关，也是“开普”系列黄色钻石重要的致色原因之一。

480 nm：这种暂时无法判断的缺陷，通常会在 Ia 型钻石中产生黄色或橙色，通过这种机制着色的典型钻石通常都有强烈的黄色荧光。

H4 (496 nm)：此缺陷由四个氮原子围绕两个晶格空位组成，它是由于晶格空位造成的晶格错位形成的，并且与氮元素的B聚集形式结合，它也造成钻石产生黄色。

H3 (503.2 nm)：这是一个不带电荷的缺陷，由被空位分隔的两个氮原子[即，(N-V-N)0]组成。这个缺陷会产生黄色，并导致产生绿色荧光。

3H (503.5 nm)：该缺陷被认为与金刚石晶格间隙中出现的碳原子先关，这是辐射损伤造成的，并且经常发生在GR1上。在极少数情况下，这个缺陷会增强由GR1吸收引起的绿色。

550 nm：科学家对这一缺陷知之甚少，通常被认为与钻石晶格的塑性变形有关，这是导致天然钻石中产生粉色至红色的主要原因，但它在棕色钻石中也很常见。

NV0 (575 nm)：此缺陷由一个氮原子与相邻的一个晶格空位组成，它处于中性电荷状态。结合 637 nm 缺陷，NV0 缺陷是大多数经过处理的粉色钻石的颜色成因，在一些天然粉色钻石中也有发现。

595 nm：该缺陷也是与氮有关的缺陷，但这种缺陷的结构尚不能确定，它通常与金刚石的实验室辐照和高温冷却相关，以产生绿色、黄色或粉色，但它也是在许多天然绿色或黄色钻石中作为弱特征存在。

NV− (637 nm)：该缺陷也是由一个氮原子毗邻一个空位组成，这种缺陷是带负电荷的状态。结合 575 nm 缺陷，是大多数经过处理的粉钻的致色原因，在一些天然粉钻中也有发现。

GR1 (741 nm)：这个缺陷是单一的不带电的金刚石晶格中的空位。它常见于大部分自然和人工辐照的 Ia 和 IIa 型蓝色或绿色钻石。

H2 (986 nm)：这是一种带负电荷的缺陷，由两个被空位隔开的氮原子组成[即 (N-V-N)−].它与 H3 密切相关，通常被认为是钻石经HPHT 高温高压处理的证据。有时候H2缺陷和H3缺陷的共同作用会导致钻石产生强烈的绿色（体色）。

天然 Ib 型钻石几乎总是棕色，黄色或橙色，而它们经过人工辐照和高温冷却退之后通常是粉红色到红色。HPHT 处理会使颜色比较差的Ib型钻石产生黄色，也可能会使得IIa 褐色钻石呈现无色或粉色，并且可能在某些 IIb 型钻石中产生蓝色。然而，HPHT 处理不能将Ia型钻石变为无色（罕见的纯 IaB 钻石除外），因此，如果宝石学家确定无色钻石为Ia型，通常不需要将其发送给宝石实验室进行进一步测试（目前市场上为数不多的无色合成钻石为 IIa 型）。

大多数效果永久性（即与表面涂层无关）的钻石处理方式通过添加、更改或减少，也就是重组金刚石晶格中的缺陷来着色。钻石类型可能决定着是否可以产生引起致色的缺陷，或在处理过程中这种（天然的）致色缺陷可以被破坏，以达到想要的结果(获得更好的颜色)。常规进行辐照，在所有类型的钻石上都会生成绿色或蓝色，因此在这种情况下钻石的类型不是很有用。然而，如果辐照后再加热到一定温度，800–1000°C ，产生黄色或粉色，那么作为原材料的金刚石类型就很关键了。通过这种处理程序， I 型钻石通常会变成浓艳的黄色、橙色、粉色或红色，而 II 型钻石由于缺乏其它元素杂质（主要是N），不太可能通过这样的流程产生复杂的致色缺陷而变成这些颜色的钻石。因此，对于一个宝石学家来讲，了解 II 型钻石是不太可能同过辐照后再高温加热的流程来改色是比较重要的。

HPHT处理的检测甚至需要更好地了解钻石类型。在大多数情况下，HPHT处理只会使 IIa 型钻石脱色。HPHT 处理改变这些钻石棕色部分的晶格结构，让它们变成无色到接近无色。偶尔，HPHT 处理可以把 II 型钻石变成粉红色或蓝色。当一颗棕色的I型石头受到类似的处理，N杂质的存在导致它变为各种深浅不一的黄色。因此，研究无色钻石的宝石学家可以快速确定哪些应该发送给宝石实验室以检查是否它们是不是II型。而组合高压高温高压处理及低压辐照退火的方式已被用来针对Ia 型和 IIa 型钻石创造更强烈的粉色，红色或橙色色调。

钻石类型与合成钻石的关系。过去这些年，HPHT合成钻石的产量急剧增加，化学气相沉积法 (CVD) 合成钻石也进入了宝石市场。因此，宝石学家在识别这些实验室产品方面的压力更大，而钻石类型可以提供一些鉴定方面的线索。HPHT 生长的合成钻石几乎都是 Ib型，这种类型在天然钻石中非常少有。那些为数不多的天然Ib型钻石通常含有丰富的天然矿物包裹体，并由于生长过程的原因展现出丰富多彩的应力纹。相反，Ib型HPHT生长合成钻石仅包含金属助熔剂内含物（当存在内含物时），并且它们通常表现出非常微弱的应力纹或完全没有。CVD 合成钻石最常见的是 IIa 型，通常是近无色或浅棕色。这些合成材料通常由于没有交叉阴影线的“榻榻米”应力纹和处理过的颜色，对应区别于同类型的天然钻石和经过颜色处理的天然钻石。有时，HPHT和 CVD生长技术都会产生有吸引力的蓝色IIb型合成钻石。没有“榻榻米”应变，结合导电性的存在，可用于识别这些合成钻石。目前市场上大多数合成（Ib型）钻石是强烈的黄色到橙色，因为它们对与处理的反应本质上是与天然 Ib型钻石一样，经过处理的彩色天然钻石和合成钻石的颜色可能非常相似。随着最近的进展CVD合成钻石生长技术，无色IIa型钻石也必须被视为有可能是合成的。

图注1、天然钻石，处理过的天然钻石，以及合成钻石和处理过的合成钻石的颜色图谱；HPHT高温高压处理对于钻石晶格结构及氮原子，空穴的影响，从而改变钻石颜色的原理。图源GIA。

钻石类型和钻石产地之间有联系吗？在某些情况下，某些钻石类型已与特定的地理事件相关联，比如高饱和度的Ib型黄钻与Zimmi矿，比如阿盖尔粉钻。然而，由于我们很少知道切割钻石（白色）的地理来源，所以不能从钻石类型可靠地确定（产地）。尽管如此，这个话题还是值得一提，因为其历史重要性与几个著名的钻石产地相关。Ia型钻石来源于所有主要钻石产地，但最知名的也许是南非的矿场。黄色Ia型钻石通常被称为“开普(Cape)”钻石也正是因为南非开普敦的名称（Cape Down）。粉红色Ia型钻石通常是澳大利亚Argyle矿的产品。Ib型钻石可以出现在所有主要产区，但印度、巴西和南非是众所周知的产地（现在应该加上塞拉利昂Zimmi的黄钻了）。IIa型钻石同样存在于所有矿床中，但印度的戈尔康达地区在历史上被认为是一个重要的来源。许多IIa型粉红钻石被认为起源于巴西，非洲和印度。IIb型钻石分布较少,大多数来自印度和南非Cullinan（前 Premier）矿山。