最近,一種新的處理鉆石的方法由美國通用電氣公司(GE)和Novatek公司公開,此方法的產品具有非常飽和的顏色,色彩多呈綠黃色到黃綠色,個別樣品呈黃色到褐黃色。這種顏色的天然色鉆石是非常罕見的。
成功進行這種處理過程的公司除美國通用電氣公司(GE)和Novatek公司外,還有俄羅斯、瑞典的一些公司,可怕的是,似乎有尚未公開的渠道也已經成功地處理出這種鉆石。所以,我國的從業者應盡快認識這種鉆石,并能掌握其鑒定方法,以便能對這種鉆石作出正確的反應,本文就是因此而翻譯的。
這種鉆石的處理方法是,用與合成鉆石相似的設備,控制樣品所處的環境壓強為6GPa(60億帕斯卡),溫度為2100℃左右,持續時間不超過30分鐘,甚至更短時間。這樣就可以得到一種高飽和顏色的綠黃到黃綠色鉆石,個別樣品呈黃色或褐黃色。
從處理方法我們可以想到"GE POL"鉆石,的確這兩種鉆石的處理環境非常相似,但處理的結果可以說是截然相反的。"GE POL"相對處理前顏色變淺,而GE和Novatek的這種處理的目的是使鉆石顏色帶有明顯的綠色成分。瑞典處理商則是努力使鉆石與天然黃鉆顏色相似。總之,這種高溫高壓處理鉆石相對處理前顏色更加艷麗。之所以得到截然不同的結果是因為,"GE POL"處理鉆石的原料是不含氦的,Ia型鉆石,而高溫高壓處理鉆石的原料是含聚態氮的Ia型鉆石。
下面對這種鉆石的性質及鑒定方法簡要介紹:
高溫高壓處理鉆石的顏色飽和度都很高,并且有的還有暗色調。多數處理鉆石屬綠黃色到黃綠色色系,少量呈黃色或褐黃色。綠黃色到黃綠色樣品在不同光即首飾鑲嵌或修改時的必要溫度,寶石的體色包括可見光激發的綠色熒光會有暫時地改善,即顏色的飽和度會增強,不過寶石冷卻下來后,顏色會恢復到原來的樣子。
放大檢查 由于高溫高壓處理鉆石的處理環境與"GEPOL"鉆石非常相似,所以有的鏡下特征如出一轍。從碳的標準相圖我們知道,壓強為6GPa的情況下,碳在 1850℃以上的穩定態為石墨,所以,高溫高壓處理鉆石 的原始晶面上同樣會留有灼燒的蝕象和凹痕,甚至會有 石墨化的痕跡,晶質包裹體的周圍也會因膨脹收縮而產 生應力紋。當然,如果沒有這些特征,并不意味著鉆石。就沒有經過高溫高壓處理。注意,這些特征僅具指示意 義,并非診斷性的。不過,應重視這類特征的警示作用。
高溫高壓處理鉆石最普遍的特征是平直的褐色到黃色的生長紋理,這種紋理沿八面體方向,呈色帶狀或由色帶組成的圖案,這種生長紋理的明顯程度在不同樣品中大不相同,有的樣品里甚至沒有。這一特征與"GE POL"鉆石不同,因為"GEPOL"鉆石是通過高溫高壓消除與生長紋理有關的褐色而達到褪色目的的。
發光性 長波紫外光下,2/3的綠黃色到黃綠色處理鉆石的熒光為中等到強的綠黃到黃綠色,1/3樣品的熒光色為藍色和黃色或綠黃色的混合色。黃色到褐黃色處理鉆石的熒光色與其它顏色處理鉆石相似,只是強度顯弱。不管鉆石是什么顏色,也無論其熒光是什么顏色,大多數高溫高壓處理鉆石在長波紫外光下都有一種白堊狀熒光,且有的在鉆石亭部顯得特別明顯。
短波紫外光下,絕大多數綠黃到黃綠色處理鉆石發中等到強的綠黃到黃綠色熒光,只有個別熒光為黃色。黃到褐色處理鉆石的熒光同樣只是強度相對較弱,顏色也與綠黃色系列處理鉆石一樣。超過2/3的鉆石同時伴有白堊狀熒光。
天然色的黃到褐黃色鉆石顏色為黃色與藍色的混合色,綠黃到黃綠天然色鉆石的熒光為黃或綠黃色,不過,天然色鉆石絕不會伴有白堊狀熒光,這對成包的批量彩鉆,是一種最簡單實用的檢測方法。
大多數高溫高壓處理鉆石的長波紫外熒光強于短波熒光,極少量處理鉆的兩種熒光強度相同,極偶然的情況下可見到短波下有弱熒光而對長波顯惰性的處理鉆石。
強可見光下,如光纖燈照射下,綠黃到黃綠色處理鉆都會發出中等到強的綠色熒光,顯微鏡下觀察光纖燈照射的鉆石,可能發現這種綠色熒光是沿褐到黃色的生 長紋理發射出的,前面提到,這種生長紋理非常普遍,而 熒光沿紋理發出酌現象也很普遍。不過黃到褐黃色處理鉆石對可見光沒有可見的發光性。注意,這種綠色熒光的發光區與強度分布情況幾乎沒有鑒定意義,因為在天然色鉆石中,綠色熒光也可以沿生長紋理發出。
光譜 臺式或手持式分光鏡的透射分光光譜。所有綠黃到黃綠色處理鉆石都有503nm強吸收線;絕大多數處理鉆石在480-500nm處有一暗吸收帶,這其中約有一半鉆石有弱到中等酌415nm吸收線,也差不多一半的處理鉆(可能有415nm吸收線)在505和515nm處各有 一條綠色熒光線(亮線)。而綠黃色到黃綠色的天然色鉆在494nm和503nm處呈明顯的雙吸收線(H3中心導致), 并且非常典型地在415nm處呈現一條弱到中等強度的吸收線(由N3色心導致)。如果借助氟利昂或其它設備對鉆石進行冷卻,那么在595nm處有時還可以看到一條弱線。
反射分光光譜 部分綠黃到黃綠色處理鉆在494nm處有清晰的吸收線,在波長較短的位置有一吸收窄帶。
黃到褐黃色處理鉆的光譜相對簡單,要么是415nm 吸收線或伴有503nm吸收線,要么沒有特征吸收。
紫外一可見光一近紅外光譜 可見光范圍的光譜把高溫高壓處理鉆石可分成三類。大部分綠黃到黃綠色處理鉆顯示了N3的特征弱吸收(主吸收峰在415nm處),和H3的特征強吸收(主吸收峰在503nm處),以及H2的特征強吸收(主吸收峰在985nm),前兩個吸收峰跟手持式分光鏡觀測到的譜線相對應。但手持式分光鏡觀測到的熒光線在分光光度計中沒有顯示;另有一個或三個以上的其它特征在這一類約半數的樣品中出現:1)以505nm為中心的弱到中等強度的寬吸收峰帶,2)535nm一個弱但尖銳的吸收峰,3)在637nm處還有一個弱的尖峰(與NV中心有關)。另一類仍以綠一黃色系列處理鉆為主,包括少量褐黃色鉆石,其特征與第一類很相似,只是有不同的相對強度,在大約500nm以下波長的全部范圍內吸收明顯增強。第三類為黃到褐黃色處理鉆,吸收隨著波長的降低而顯著增強,但沒有N3和H3的特征峰,個別的只有H2的吸收特征。
中紅外光譜顯示所有的處理鉆都具la型鉆石的特征。但氮的聚合態不同: 少數呈A類聚合; 大多數處理鉆中既有A類聚合態氮,又有B類聚態氮,A或B類聚態氮的特征吸收峰相對較強酌樣品又各約占一半。偶爾還有這種情況:同一樣品的兩個光譜,A類聚態氮和B類聚態氮特征峰的相對強度恰恰相反--這正說明天然鉆石中氮元素分布不均的固有性質。個別處理鉆在1344cm-1處有弱吸收峰,這與單氮類質同象取代C原子有關。
顯然,紫外熒光和準確的分光光譜是這類鉆石的鑒定關鍵。