珠宝鉴赏---钻石

“钻石恒久远，一颗永留传”钻石是指宝石级的金刚石，主要是由碳元素组成的等轴晶系天然矿物。钻石以其璀璨光彩、稀少、珍贵、坚硬无比和独一无二的特质，被誉为“宝石之王”。第一章钻石钻石的宝石学性质钻石的类型和特征钻石及仿制品的鉴别合成钻石的鉴别钻石的优化处理及鉴别钻石的简易鉴别方法钻石的质量评估世界著名钻石欣赏1．钻石的结晶学特征a．结晶形态：常见单形有八面体、菱形十二面体、立方体以及他们间的聚形。少数情况下还有四六面体、六八面体、四角三八面体和三角八面体等。钻石的八面体晶形钻石曲面晶形b.表面特征钻石的表面常有许多生长标志，如三角锥、三角凹坑、台阶状生长纹等。另外，在钻石表面及内部常见许多清晰的与钻石结构有关的线，例如生长纹、双晶纹等。钻石的因解理造成的阶梯状表面钻石的晶面蚀象2.钻石的物理性质(1)颜色及品种a．黄色系列：包括无色（轻微黄）至明显的黄色调的钻石，自然界产出的绝大部分钻石属此系列。b.褐色系列：由浅褐色至深褐色的一系列的钻石。c.彩色钻石：最罕见的是红色，其它颜色有紫红、黄、蓝、绿、橙黄等。（2）光泽：金刚光泽。（3）折射率：2.417,单折射。（4）色散率：0.044（5）密度：3.52g/cm³（6）硬度：目前所知的最硬的物质，摩氏硬为10。钻石存在差异硬度，晶体不同方向上的硬度不同。（7）导热率：目前所知导热率最大的材料。（8）发光性：部分钻石在紫外线下具有荧光，并且荧光的颜色和强度是变化的。黄色系列钻石紫外灯下常显蓝色荧光；褐色钻石具黄绿色荧光；鲜黄色钻石具黄色荧光；少数钻石具有粉红色荧光；显示亮蓝色荧光的钻石常显示浅黄色磷光。（9）燃烧性：空气中加热到850℃～1000℃燃烧，在氧气中加热到650℃燃烧，在绝氧条件下加热到1500℃以上缓慢地变成石墨。（10）亲油和疏水性：钻石对油脂有很强的吸附力，另一方面，钻石不被水湿润。（11）化学稳定性：钻石具有极强的化学稳定性，在正常的情况下不与酸和碱发生反应。钻石的类型和特征根据钻石成分中氮元素的存在形式及物理性质的差异，钻石可分为：1．Ⅰ型：含微量N，根据N的分布可分为：Ⅰa型：N以原子对方式存在于钻石晶体结构中，含量越多，钻石颜色越黄；Ⅰb型：N以单原子形式存在于钻石晶体结构中，自然界很少见，颜色常为黄、黄绿和褐色；2．Ⅱ型：为不含N的钻石，自然界含量少。按是否含B及导电与否分为：Ⅱa型：不含B，不导电，具有最高的导热性，颜色为无色－褐色；Ⅱb型：含微量B，半导体，颜色多为蓝色。Ⅰ型钻石的特征Ⅰ型钻石中氮的形式氮取代钻石晶格中的碳原子的形式相当的多样，不同的形式还会引起钻石物理性质的变化，目前已经知道，N至少以五种不同的形式存在于钻石的晶格中：（１）孤氮氮在晶格中以单原子形式出现，取代一个碳原子位置，并被其它的碳原子包围。以孤氮形式为主的钻石称为Ⅰb型，。天然的Ⅰb型钻石很少，仅占Ⅰ型钻石总数的0.1%左右，但是合成钻石，如不经特殊处理，都属于Ⅰb型。（２）双原子氮（A集合体）两个氮原子代替晶格中两个相邻的碳原子，并形成缔合体稳定下来，这种形式被称为A集合体。ⅠaA型。（３）三原子氮（N3中心）三个氮原子取代三个相邻的碳原子，组成三角形的原子团，并在三角形原子团的中央产生一个结构空位形成所谓的N3色心。N3色心导致在紫光区的吸收，是钻石产生黄色体色的主要原因。这类钻石称为Ⅰa型或ⅠaA/B型。（4）Ｂ集合体4-9氮原子占据晶格中相邻碳原子位置，并伴随有一个结构空位，在红外光区产生1175cm-1的吸收，这类钻石属ⅠaB型。（５）片晶氮片晶氮是几个原子厚的扁平层，被周围Ｃ原子包围，两者之间的结构关系尚不清楚，在电子显微镜下可直接观察到这种片晶。这类钻石也属于ⅠaB。钻石中片晶氮吸收和B集合体吸收常同时存在。II型钻石的特征天然的不含氮的Ⅱ型钻石相当稀少，在所开采出的钻石中仅占2%左右，大多数的Ⅱ型钻石属于Ⅱa型。目前所发现的许多大钻，如库里南和塞拉利昂之星等，都属于Ⅱa型的钻石。Ⅱa型钻石为白色、褐色。在Ⅱ型钻石中，有少量钻石具有更为特殊的性质：如短波紫外光下具有蓝色或红色磷光，和较高的电导率（半导体），具有这些性质的Ⅱ型钻石和被进一步划分成Ⅱb型。Ⅱb型的钻石大约仅占Ⅱ型钻石的0.1%，所有蓝色的钻石都属于Ⅱb型钻石。钻石及仿制品的鉴别1.钻石的鉴定特征（1）晶面花纹：钻石的表面，特别是在腰棱位置残留的原始晶面上有纹理、蚀象、生长丘等特征。（2）切磨质量：由于钻石的硬度很大，切磨好的钻石的面棱非常尖锐；多个刻面相交的顶点非常尖锐；刻面非常的平整。钻石仿制品则相反，刻面抛光不精致，刻面棱、角圆滑。（3）透视试验:标准切工的圆多刻面型样品台面朝下放在一张印有字迹或线条的白纸上，视线垂直白纸观察，钻石不会有字、线透过，而折射率低于钻石的仿制品可观察到断断续续的，不同外形的字、线。（4）解理裂隙：钻石有与解理有关的“须状腰”、“V”型缺口、“羽状纹”等，钻石仿制品没有这些特征。（5）包裹体：天然钻石可含有各种矿物包裹体，而钻石仿制品大多是人工宝石，没有矿物包裹体，而是气泡、针状物等。钻石的包体和生长纹仿制品的刻面棱重影和针状包体、气泡（6）色散：色散高的宝石切割后可显好的火彩，钻石色散0.044属高色散宝石，切割后显示灰、蓝、黄等火彩；仿钻色散有高有低，低色散宝石火彩弱，高色散如人造金红石的火彩太强。(7)倾斜试验将样品台面向上置于暗背景中，从垂直于台面方向观察开始逐渐将样品向外倾斜，当观察台面离观察者最远的区域，若出现一个暗窗，则该样品可能为仿制品。(8)突起和阴影图钻石突起高、仿钻的突起低2.钻石与相似品的鉴别宝石名称折射率/双折率色散密度（g/cm3）硬度其他鉴定特征钻石2.4170.0443.5210导热性好合成碳硅石2.65-2.69/0.0430.1043.20-3.229.25针状包体，重影明显，导热性好合成立方氧化锆2.150.0605.898.5偶见气泡或未熔ZrO2粉末人造钇铝榴石1.830.0284.588.5洁净，偶见气泡人造钆镓榴石1.970.0457.056气泡人造钛酸锶2.410.1905.135.5抛光性差，色散强合成金红石2.61-2.900.3004.2-4.36.5重影明显合成尖晶石1.7270.0203.638斑状异常消光铅玻璃1.63-1.960.08~0.0313.745气泡锆石1.93-1.990.0393.90-4.737.5刻面棱重影明显无色合成蓝宝石1.76-1.770.0183.95-4.109洁净合成钻石的鉴别（１）内含物天然钻石可能含有各种矿物包裹体，这些包裹体不透明，反射仪下呈金黄色或黑色，具金属光泽。（２）颜色绝大多数合成钻石呈黄色、褐黄色，大多数具沙漏状色带；而天然钻石为无色、浅黄及其它颜色。（３）吸收谱线合成钻石缺失天然钻石中无色－浅黄色系列具有415nm最为特征光谱线。紫区415.5nm有一吸收线（４）异常双折射正交偏光下，天然钻石因生长及运移过程的复杂性，表现出复杂的异常双折射特征，如：不规则带状、波状、斑块状和格子状等，而合成钻石异常双折射表现较弱，某些合成钻石呈十字形交叉的亮带。（５）发光特征合成钻石在短波紫外光下，显示中等至强的黄绿色荧光，并且具分带现象，与天然钻石的荧光特征不同。阴极发光仪（电子激发下）：合成钻石：颜色为黄色-黄绿色，规则分区。天然钻石：蓝色为主，层状生长或复杂的生长形式。（6）晶形及表面特征合成钻石表面可能显示树枝状生长纹或不规则的小丘或瘤状物与天然钻石不同。钻石的优化处理及鉴别钻石的处理方法包括四个方面：＊采用辐照处理的方法，改变宝石的体色；＊采用裂隙充填和激光钻孔的办法改善钻石的净度外观；＊钻石的表层处理，包括表面涂层和镀膜处理；＊钻石的拼合处理。1.辐照处理用高能射线、中子束、高能电子束照射钻石，提供激活电子、原子发生位移的能量，使晶体产生缺陷，形成色心。辐照后的钻石呈绿色，通过加热形成黄色、金黄色、粉红色。鉴别方法（1）吸收光谱：用分光仪在低温状态下检测钻石的吸收光谱是鉴别辐照处理钻石的关键。辐照处理过的黄色、橙色或褐色钻石中，出现496nm、503nm、595nm吸收峰。经高温加热时595nm逐渐消失，同时产生1936nm、2024nm两条新的吸收线。595nm、1936nm和2024nm三条中的出现任何一条吸收线可作为处理钻石的鉴别特征。辐照处理的蓝色或绿色钻石在红区末端出现741nm吸收线。处理过的粉红色、紫红色钻石的特征吸收线为637nm，同时还可出现595nm、575nm吸收线。其中637nm吸收线为粉红色处理钻石的诊断线。（2）颜色分布特征：辐照处理的钻石在表面的面棱处常呈暗色标记。从亭部方向对圆明亮式琢型的钻石进行轰击后，从台面观察时，可见颜色围绕亭尖呈伞状分布。当辐射是从冠部方向开始时，则环绕腰棱可见一深色环。如果从侧面轰击钻石，侧面靠近辐射源一侧颜色加深。（3）导电性：天然Ⅱb型蓝色钻石呈半导电体，辐照处理的蓝色钻石不具有导电性。（4）其他对于用镭处理的钻石，常显示强的残余放射性，将这种被处理的钻石置于照相胶片上一段时间，感光后胶片上可出现模糊的钻石图像，该图像是因钻石中具有放射性所致。2.高温高压处理钻石在高温高压的条件，经过退火作用修复褐黄色、棕黄色、褐色的IIa型的钻石晶体缺陷，使钻石退色形成高色级的无色钻石，1999年3月1日，POL美国公司宣称，其子公司GE将褐色钻石改变成色级较高的钻石，称为GE-POL钻石。美国诺瓦钻石公司将褐色调的Ⅰa型钻石用高温高压处理，改变成黄绿色钻石，称为NOVA钻石。GE-POL钻石的内部特征纹理：可见轻微至明显的内部纹理，有时产生“白色”处理，也有呈褐色，45%呈雾状外观。晶体包体：多为石墨，具有应力裂隙或应力晕。愈合裂隙：局部可见愈合裂隙，似红蓝宝石中“指纹状”包体。应力：正交偏光下，大部分钻石显中至强的带状或斑纹状的应力消光特征。解理：含有黑色石墨物质。3.激光钻孔对含有黑色包裹体的钻石，用激光烧出抵达包体的通道，再用强酸溶蚀黑色包裹体，改善钻石的外观。鉴别特征有：白色的激光钻孔，表面钻孔入口的黑点。在10倍放大镜或显微镜下仔细检查钻石，不难确定这种处理钻石。鉴别特征（1）观察钻石表面激光孔眼处的不平“凹坑”。（2）转动钻石，观察线形的激光孔道。激光孔道因充填物的折射率、透明度、颜色与钻石不一致而表现较为明显。（3）激光孔充填物与周围钻石颜色、光泽存在差异。4.充填处理用高折射率的铅玻璃或者塑脂注入到钻石的裂隙和孔洞中，掩盖裂隙，改善钻石的外观。充填处理鉴别的主要特征是闪光效应。鉴别特征(1)放大观察充填裂隙面具橙黄、黄绿或紫红色的闪光效应，这种闪光现象在裂隙面的不同位置可表现不同的颜色，并且随样品的转动闪光颜色可发生改变，观察时改变亮域照明或暗域照明方式，其闪光颜色发生变化，亮域下闪光蓝绿色，暗域下为橙红色。(2)观察裂隙面特征，包括在裂隙内可能存在的异形气泡、流动痕迹、充填物絮状结构、充填物较厚呈现的浅棕色或棕黄色等特征。(3)观察充填裂隙表面特征，有时部分充填物可残留在钻石表面，并且在裂隙表面处的充填物的光泽和颜色同钻石相比仍有细微的差别。(4)裂隙充填之后，钻石的颜色也会产生变化，在十倍放大镜下，常常会出现蒙胧的蓝紫色调。5.表层处理钻石的鉴别（1）为了改善体色偏黄的钻石，最古老的办法是进行表面涂色处理，如在钻石的腰棱处涂上蓝墨水或其它蓝色物质，即可明显地改善偏黄的体色，这种处理方法用放大镜仔细检查或用溶剂擦拭即可鉴别。（2）在钻石表面涂上一层有色氧化物薄膜来掩盖体色，这种涂层比较持久，在高倍显微镜下观察可见一种彩虹状的表面光泽，在强酸中煮沸几分钟亦可使其表层颜色褪去。（3）镀膜处理，在钻石或其他材料表层镀一层钻石膜。a.镀膜钻石是多晶质集合体，显微放大观察，表面有粒状结构。天然钻石是单晶体，表面没有这种现象；b.若镀上彩色的膜，可将钻石置于二碘甲烷中，钻石表层有类似于浮在水面的油膜；6.拼合处理钻石的鉴别钻石拼合处理包括两种情况：一种是将两块小的钻