鉆石顏色成因

Cha.12鉆石的顏色成因

一、鉆石的顏色類型

三個系列：

a.開普系列：無色、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，價值高的有色鉆石。如：粉紅、紫紅、藍、綠、金黃等。

褐色及黃色是否作為花色系列依市場變化而定。

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：單原子N,一個氮原子占據(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N原子占據(jù)相鄰兩個碳原子位置，特征吸收為1282cm-1，

c.三原子氮：N3中心，三個N原子占據(jù)相鄰三個碳原子位置，并伴隨一個結(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個或4個以上的N原子占據(jù)相應的碳原子位置，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：對紅外光的吸收及紫外光的透過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。鉆石分類

鉆石分類

三、顏色成因：

影響顏色的4個因素：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．無色鉆石：純凈、無雜質(zhì)、無晶格變形。

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：碳原子位錯或內(nèi)部晶格變形。

光譜：495、503、512、537nm，503nm強吸收峰。

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鉆鉆石塑性變形：位錯

5．藍色：

B原子所致，其外層為三個價電子，當與碳原子形成共價健時產(chǎn)生一個空穴，并被相鄰的碳原子的電子充填，電子吸收長波（紅色），殘余色呈藍色。

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（長時間為黑色），表層淺部，放射性幾小時消失。表層顯示暗色標志。

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、藍綠色，速度慢，時間長，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—藍綠色，僅分布于表層，深度約1mm，無放射性

加熱：500-1200℃，產(chǎn)生橙黃、粉紅、紫紅、褐色等顏色。

5．中子處理在核反應堆中，用中子轟擊鉆石

結(jié)果：綠色、藍綠色，長時間變黑色，整體改色，無放射性。

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、分光光度計測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；

藍色：741nm（GR1），無導電性，而Ⅱb型天然鉆石導電；

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：如從亭部方向輻照鉆石，當從臺面觀察時可見環(huán)繞底尖、形如張開的傘的暗色標志。若從冠部輻照時，環(huán)繞腰棱可見暗色的帶。輻照后的傘狀效應示意圖輻照后的暗色標志及傘狀效應輻照后的暗色標志及傘狀效應六、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GE公司采用高溫高壓的方法對褐色、灰色的Ⅱa型鉆石處理，可處理為無色-近無色（D-G）的鉆石，該類鉆石在腰棱上用激光雕刻GE-POL字樣，銷售應申明。

特點：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