彩色钻石成色分析及鉴定研究

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　　摘 要：钻石是人们最喜爱的珠宝之一，它在阳光下能够散发出五彩缤纷的光彩。钻石的颜色越稀有，价格就越高。钻石不仅仅只有白色，还有彩色，人们称它为彩钻。钻石会产生不同的颜色是因为无色钻石内的细小微粒发生了变化而产生的颜色，当然变化不同产生的颜色也不同。彩色钻石的颜色有红色、绿色、粉色、黄色、蓝色、黑色、紫色，其中蓝色最为稀有，如霍普钻石。由于钻石非常昂贵，为了保证消费者的权益不被侵犯，一般钻石都会在独特的包装里放一份珠宝鉴定书。文章主要分析了彩色钻石的致色原因和鉴定方法。
　　关键词：彩色钻石；成色分析；宝石鉴定
　　中图分类号：TQ164 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2019）21-0060-02
　　Abstract： Diamond is one of people's favorite jewelry， which can emit colorful brilliance in the sun. The rarer the color of a diamond， the higher the price. Diamonds are not only white， but also colored. They are called colored diamonds. Diamonds produce different colors because of changes in the fine particles in colorless diamonds， and of course， different colors are produced by different changes. The colors of colored diamonds are red， green， pink， yellow， blue， black and purple， of which blue is the rarest， such as The Hope Diamond. Since diamonds are very expensive， for common diamonds， people usually put a jewelry certificate in a unique package， in order to ensure that the rights and interests of consumers are not infringed upon. This paper mainly analyzes the causes and identification methods of color diamond.
　　Keywords： color diamond； color analysis； gem identification
　　引言
　　“鉆石恒久远，一颗永流传”这句话让人感受到钻石的珍贵之处，钻石具有较高的经济价值和收藏价值。在化学的角度上分析，钻石就是金刚石，金刚石是无色的正八面体结构的晶体，折射率高，所以才会在阳光下发出耀眼的光芒。金刚石是目前自然界最硬的物质所以才能够永久的流传下来。钻石一般分为两类，一类是含有氮元素的一型，另一类是不含氮元素的二型，所以一般钻石需要进行鉴定真假和钻石的类型。
　　1 彩色钻石的致色原因分析
　　彩色钻石是钻石珍贵的另一种品种，它是通过在钻石形成的过程中加入一些可以导致无色钻石变色的微小离子，从而变成了价格昂贵的彩色钻石。彩色钻石的颜色多种多样，但都是常见的颜色。但是钻石颜色的不同会影响它的价值，白色的钻石越偏黄价格越低，颜色像粉红色和蓝色的价值就越高。彩色钻石的颜色产生的原因也受到各种方面的影响。钻石再不受到任何影响下，会呈现出对称的等轴无色晶体的形状。但是一般都会由于自然界的影响使其发生不同的变化，最后成为色泽不同、深浅不同的现象。
　　1.1 微量元素致色
　　彩色钻石表现出不同的色彩可能是因为微量元素。钻石是由碳元素组成，一般是由一个碳原子与其他四个碳原子按照共价键的方式连接，形状呈现出心型。由于钻石一般都是在土地里开采出来，所以在会与土地里存在的大量氮元素和硼元素发生一定程度的置换反应，所以导致钻石的颜色和深浅不同，同时也是因为钻石内部碳原子之间的共价键容易断裂，才导致发生置换反应[3]。
　　（1）氮元素的钻石成色分析
　　氮元素是元素周期表的第7号元素，根据电子排布定律可以得知它最外层有5个电子，而且稳定性较强，不容易被其他元素置换。因此在发生置换反应时可以将钻石内的碳元素置换出来，与剩余的碳原子按照共价键的方式连接，但是剩余的一个电子就会在进行吸收可见光波的实验中在特定光波的检测过程中，氮原子的外层电子就会呈现出不稳定的状态，最后脱离氮原子的结构，钻石就会呈现出黄色。钻石颜色变黄与钻石内部氮元素含量的多少有关。
　　（2）硼元素的钻石成色分析
　　硼元素是元素周期表的3号元素，只有3个电子。它与氮元素之间发生的键能反应相反。只能与钻石中的碳离子的3个共价键之间发生置换反应，不能全部满足碳元素的四个成键需求，所以会形成一个共价键的空位。如果在碳原子和硼原子之间有游离态的离子，那么形成空位的电子就会得到补充，从而形成具有独特的蓝色钻石。经过相关研究，可以得知硼元素是使钻石呈现蓝色的唯一原因，在进行红外线光谱实验时，并没有发现吸收峰的体现。
　　1.2 彩色钻石的辐照致色
　　彩色钻石的形成一部分的原因可能是辐射导致变色。钻石由于是在土地里开采出来，因此会或多或少受到地壳内部的辐射，而这种辐射会使钻石内部的离子、电子、原子发生移位的现象，导致钻石的色心发生一定程度的变化，由于不同变化的色心在进行可见光波的实验中，吸收的程度不同，所以使钻石呈现出不同的色泽变化。钻石在辐射的过程中一般厚度在20微米左右，钻石应该经过切割和加工才能真正算得上是钻石，但是经过切割之后，颜色一般都会被磨去，导致市场上难以看到由于自然辐射而形成的钻石。例如绿色钻石就是在形成的过程中经过辐射形成的，一般天然的绿色钻石都是经过天然辐射，而且钻石在亿万年以前就已经过了辐射源的半衰期，对人们不会造成任何影响[1]。 　　人类在经过相关的实验之后就利用辐射的原理来改变钻石的颜色，经过人造辐射源的处理，可以将钻石无色或是杂色变为想要成为的颜色。
　　1.3 包裹体致色分析
　　钻石内部的包裹体也会使钻石发生颜色变化，但是包裹体的数量需要达到一定的要求。例如黑色钻石经过强光照射就可以看出其中大量呈现出偏向于黑色的包裹体。如果想通过改变包裹体的状态来改变钻石的颜色，可以将钻石内部的包裹体放到合适的裂缝中，这样就可以使包裹体由于受到自然界会发生氧化反应的影响，导致包裹体内的二价铁离子会变为三价铁离子，从而使钻石偏向于橙红色或是红褐色[5]。
　　2 彩色钻石的鉴定分析
　　彩色钻石由于较为稀少，所以能够价值昂贵，具有非常大的收藏价值。而且彩色钻石饱和度较高。粉红色钻石产量最高的矿区是在澳大利亚的阿盖尔矿，但是预计会在2023年难以开采出粉红钻石。如今，彩色钻石的颜色等级没有一个特定的标准，而且每个机构对于钻石颜色的解读都不大相同。根据钻石的致色研究，可以将色彩呈现度较差的钻石经过人工的形式改变钻石呈现出来的色泽度和饱和度。因此，鉴定人工钻石和天然钻石显得尤为重要。
　　彩色钻石必须带有显著的颜色，或是天然致色的钻石，都是属于彩色钻石。可以根据颜色的光泽来判断彩色钻石的真伪。如果以黄色钻石为例，它的钻石颜色应该达到足够的深度才可以算得上是彩色钻石。在国际鉴定分级制度GIA体系中，必须深于Z色比色石才可以称之为彩色钻石。描述钻石色彩的程度可以按顏色的饱和度和分级别的色调，经过GIA鉴定过的彩钻在珠宝市场上具有很大的收藏价值，因为GIA鉴定全球通用，具有权威性。GIA鉴定证书对颜色的描绘程度很细致，而且对颜色的出处也进行了鉴别。一般将辐射致色的彩色钻石认为是人工处理的，经过人工处理的钻石收藏价值没有天然形成的彩色钻石价值高[4]。
　　经过人的眼睛鉴定钻石时，应该首先观察它的光泽度，这是因为钻石是金刚石，所以会呈现出金刚的光泽，色散率也较高，在钻石的刻面可以看到色彩斑斓的颜色。同时可以合理利用钻石的导热性，对钻石适量的加热可以看到钻石表面的水滴。另外，由于钻石同样具有超强的吸附油脂的能力，所以碰触钻石表面，可以吸附油脂[7]。
　　彩色钻石非常稀有，开采10万颗钻石都不一定有一颗彩色钻石，所以人类采用了一种人工致色的辐射方式改变钻石的颜色。经过辐射源改变钻石的颜色虽然大体上与普通的钻石没有什么区别，但是仔细一看就会感受到通过辐射改变颜色的钻石颜色一般都较深而且颜色过于均匀，显得有点生硬，并且这类钻石不具有碳元素的导电性。这种方式能够将碳元素的结构改变所以不具备导电性，但是天然钻石具备导电性，所以可以根据这种方式鉴定钻石是人工制造的还是天然的。一般珠宝鉴定师为了能够使珠宝鉴定更为准确，会选择在紫外灯下辨别钻石的真伪。例如天然钻石会在紫外灯的照射下呈现出红色的荧光，即使在紫外灯光关闭之后，依然会在短时间内保持其光亮。而且经过人工改色的钻石在进行红外线光谱实验时，会在595nm处出现吸收光谱图，虽然可以经过1000摄氏度的温度下消除产生的变化，但是会在1963nm和2024nm处出现吸收光谱的峰值。而天然的彩色钻石并不会有这种现象，可以将其作为彩色钻石的鉴定方法[8]。
　　在珠宝市场上，一些为了利益的珠宝商会将发黄的白钻作为黄钻来出售，这种情形就需要仔细观看钻石带有的光芒，真正的黄色钻石会在阳光的照射下发出耀眼的光芒，但是发黄的白钻颜色就会显得不透明而且能够肉眼可辨的浑浊，并且没有耀眼的光芒。对于非专业的人群虽然难以用肉眼辨别是否是天然的还是人工制作的，但是可以向卖给你钻石的珠宝商索要GIA的彩色宝石鉴定书[2]。
　　3 结束语
　　彩色钻石的稀有，才导致其深受人们的喜爱。如今许多珠宝设计都会加入彩色钻石，如戒指、项链等等[6]。但是彩色钻石之间的价值却是不同的，彩色钻石可以分为天然的和人工改色的，这两种类型的彩色钻石价格差距也非常大。钻石的色彩的稀有性和色彩的呈现状态都决定了彩色钻石带有的价值。彩色钻石颜色越稀有、颜色越浓、饱和度越高，就越具有收藏价值。例如历史上有名的“厄运之钻”希望蓝钻，出于1909年，钻石的拥有者总是伴有厄运，直到被安放在史密斯国家自然历史博物馆中，厄运才停止。它价值可达2.5亿美元，它是世界上最浪漫的宝石。
　　参考文献：
　　[1]林瓴.“绿色钻石”及合成碳化硅的鉴定特征[J].超硬材料工程，2007（05）：60-62.
　　[2]龚世俊.钻石及其选择[J].上海工艺美术，1996（03）：30.
　　[3]李文侠，王安建.钻石研究的几个问题[J].世界地质，1997（04）：31-36.
　　[4]万元，陆惠雯.中国钻石行业的资产证券化初探[J].经贸实践，2017（07）：4-8.
　　[5]张利春，赵永超.用静水力学法无拆卸评价镶圆钻首饰金属成色（密度）的可行性分析[J].宝石和宝石学杂志，1999（02）：45-48.
　　[6]金银首饰 闪亮人生[J].大众标准化，2003（10）：19.
　　[7]钱伟斌.贵金属饰品的成色越高越好吗？[J].中国黄金珠宝，2013（11）：15.
　　[8]陈志强.钻石的鉴定方法——钻石仪和测金仪[J].珠宝，1992（01）：47-48.
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