鉆石顏色成因

Cha.12鉆石的顏色成因

一、鉆石的顏色類型

三個(gè)系列：

a.開普系列：無(wú)色、微黃、淺黃至黃色的連續(xù)漸變系列，又稱Cape或好望角系列；

b.褐色系列：由微褐至褐色的連續(xù)漸變系列；

c.花色系列：具有清晰特征色彩，顏色飽和度高，吸引力強(qiáng)，價(jià)值高的有色鉆石。如：粉紅、紫紅、藍(lán)、綠、金黃等。

褐色及黃色是否作為花色系列依市場(chǎng)變化而定。

二、鉆石中的雜質(zhì)類型及分類

1、影響鉆石顏色的雜質(zhì)主要有：N、B、H，

以氮最為常見，依紅外光譜吸收確定確定N

的存在形式或類型有：

a.

孤氮：?jiǎn)卧覰,一個(gè)氮原子占據(jù)C位,氮原子間彼此不相連,特征吸收峰1130cm-1，

b.雙原子N：A集合體或N2中心，兩個(gè)N原子占據(jù)相鄰兩個(gè)碳原子位置，特征吸收為1282cm-1，

c.三原子氮：N3中心，三個(gè)N原子占據(jù)相鄰三個(gè)碳原子位置，并伴隨一個(gè)結(jié)構(gòu)空位，特征吸收峰為415nm，是鉆石呈黃色的主要原因（吸收蘭紫色光→呈黃色）；

＋d.

集合體氮：又稱B中心，由4個(gè)或4個(gè)以上的N原子占據(jù)相應(yīng)的碳原子位置，N原子亦可聚集成小片晶，特征吸收峰約1370cm-1；

2．鉆石分類：

原則：對(duì)紅外光的吸收及紫外光的透過(guò)能力差異確定鉆石的類型。本質(zhì)是內(nèi)部雜質(zhì)元素類型和存在形式的差異。

儀器：傅立葉變換紅外光譜儀和紫外—可見光分光光度計(jì)。鉆石分類

鉆石分類

三、顏色成因：

影響顏色的4個(gè)因素：雜質(zhì)元素致色塑性變形致色輻射中心致色礦物包裹體致色

1．無(wú)色鉆石：純凈、無(wú)雜質(zhì)、無(wú)晶格變形。

2．黃色鉆石：

a．Cape系列：N2、N3、B中心，

光譜：415、423、435、465、478nm

強(qiáng)峰415nm

b．Canary黃：金黃色，孤氮中心，光譜：503、637nm

c．Fancy系列：深黃、棕黃色，由H3、H4（幅照損傷中心）色心所致，光譜：天然：H3503nm

H4415、477、496nm

人工：H3+H4+595nm

3．褐色

塑性變形：碳原子位錯(cuò)或內(nèi)部晶格變形。

光譜：495、503、512、537nm，503nm強(qiáng)吸收峰。

4．粉紅、紫紅色

天然的粉紅色：與褐色成因相似。光譜：Ia:415、478、560nm

IIa:390、396、560nmArgyle粉紅色：415、503、560nm

粉紅色均以560nm吸收帶為特征。紫色鉆棕色鉆金黃鉆橙色鉆粉紅鉆綠鉆藍(lán)鉆鉆石塑性變形：位錯(cuò)

5．藍(lán)色：

B原子所致，其外層為三個(gè)價(jià)電子，當(dāng)與碳原子形成共價(jià)健時(shí)產(chǎn)生一個(gè)空穴，并被相鄰的碳原子的電子充填，電子吸收長(zhǎng)波（紅色），殘余色呈藍(lán)色。

6．黑色：大量的暗色不透明的包裹體—微晶狀鐵質(zhì)礦物或分子級(jí)石墨化。

7．綠色：輻射損傷中心致色，天然鉆石常為很薄的綠色表皮。

四、人工改色

改變體色方法兩種：

1、輻照和熱處理，包括：回旋加速器處理

射線處理中子處理電子處理鐳鹽處理其中，電子處理和中子處理是普遍使用的顏色處理方法。

2、高溫高壓處理，包括兩類鉆石：

GE-POL鉆石

Nova鉆石

1．回旋加速器處理用亞原子如質(zhì)子、氘核等帶正電荷粒子轟擊鉆石

結(jié)果：暗綠色（長(zhǎng)時(shí)間為黑色），表層淺部，放射性幾小時(shí)消失。表層顯示暗色標(biāo)志。

加熱：500-900℃→黃、橙、褐色

2．-Ray處理

Co-60源產(chǎn)生r射線輻射鉆石，整體改色；結(jié)果：藍(lán)、藍(lán)綠色，速度慢，時(shí)間長(zhǎng)，少用

3．鐳鹽處理

鐳鹽中的放射性粒子輻射鉆石；

結(jié)果：綠色放射性長(zhǎng)久，不用于首飾。

4．電子處理

用加速器加速電子轟擊鉆石結(jié)果：藍(lán)—藍(lán)綠色，僅分布于表層，深度約1mm，無(wú)放射性

加熱：500-1200℃，產(chǎn)生橙黃、粉紅、紫紅、褐色等顏色。

5．中子處理在核反應(yīng)堆中，用中子轟擊鉆石

結(jié)果：綠色、藍(lán)綠色，長(zhǎng)時(shí)間變黑色，整體改色，無(wú)放射性。

加熱：500-900℃，Ia：黃、橙色、少數(shù)粉紅色

Ib：粉紅、紫紅色

Ⅱa：褐色

橙色、黃色輻照處理鉆石

五、輻照處理鉆石鑒定1、分光光度計(jì)測(cè)定光譜為主要的鑒定方法經(jīng)輻照后主要譜線如下：

綠色：GR1--輻射損傷線：741nm；與天然輻照的類似，但譜線較強(qiáng)；

藍(lán)色：741nm（GR1），無(wú)導(dǎo)電性，而Ⅱb型天然鉆石導(dǎo)電；

橙、黃、褐色：496、503、595nm為特征吸收線，加熱后，若595nm線消失，則出現(xiàn)1936nm

2024nm的紅外區(qū)吸收線；

粉紅、紫紅色：637、595、575、503nm，

以637nm吸收線為特征。

2、回旋加速器處理的顏色分布特征

傘狀效應(yīng)：如從亭部方向輻照鉆石，當(dāng)從臺(tái)面觀察時(shí)可見環(huán)繞底尖、形如張開的傘的暗色標(biāo)志。若從冠部輻照時(shí)，環(huán)繞腰棱可見暗色的帶。輻照后的傘狀效應(yīng)示意圖輻照后的暗色標(biāo)志及傘狀效應(yīng)輻照后的暗色標(biāo)志及傘狀效應(yīng)六、高溫高壓處理鉆石

GE公司和Novatek公司采用HTHP的方法處理鉆石，其設(shè)備類似于合成鉆石的設(shè)備，處理結(jié)果穩(wěn)定。

1、GE–POL鉆石：美國(guó)GE公司采用高溫高壓的方法對(duì)褐色、灰色的Ⅱa型鉆石處理，可處理為無(wú)色-近無(wú)色（D-G）的鉆石，該類鉆石在腰棱上用激光雕刻GE-POL字樣，銷售應(yīng)申明。

特點(diǎn)：可能存在：霧狀外觀，略帶灰色或褐色色調(diào)；

b．愈合羽狀體，內(nèi)部紋理、解理c.異常包裹體d．異常消光。

2、諾瓦（NOVA）鉆石：諾瓦鉆石公司采用高溫高壓的方法將原為Ia型褐色鉆石處理