稀有的Ⅱb型天然無(wú)色鉆石的寶石學(xué)特征
鉆石的主要化學(xué)成分是碳(C),常含有微量元素氮(N)、氫(H)、硼(B)等,微量元素的存在對(duì)鉆石的顏色和物理性質(zhì)會(huì)有不同程度的影響,鉆石按是否具有氮元素以及氮元素的組合形式分為兩大類四小類。其中Ⅱb型天然鉆石非常稀有,僅占天然鉆石的0.001%。
本文詳細(xì)介紹了近期檢測(cè)到的天然Ⅱb型鉆石的鑒定過(guò)程和檢測(cè)數(shù)據(jù),著重討論該類型鉆石的寶石學(xué)鑒定特征。 一、樣品與測(cè)試 (一)基本寶石學(xué)特征 鉆石為標(biāo)準(zhǔn)圓鉆型切工(圖1),放大觀察可見(jiàn)羽狀紋,凈度為SI?,顏色為F(參考GB/T16554—2017《鉆石分級(jí)》),具有非常淡的藍(lán)色調(diào)。 圖1 樣品圖 (二)測(cè)試結(jié)果與分析 使用Nicolet IS5紅外光譜儀測(cè)試樣品,掃描范圍為400~6000cm-1,分辨率為4cm-1,掃描次數(shù)為512次,紅外光譜顯示在4090cm-1、2800cm-1附近產(chǎn)生和硼有關(guān)的吸收峰,1000~1500cm-1無(wú)吸收,所測(cè)樣品為Ⅱb型鉆石(圖2)。 圖2 樣品的紅外吸收光譜圖 使用GEM-3000珠寶檢測(cè)儀測(cè)試樣品,檢測(cè)范圍為200~1000nm,樣品產(chǎn)生225nm的吸收帶,紫外區(qū)至近紅外區(qū)的吸收逐漸增強(qiáng)(圖3)。 圖3 樣品的紫外-可見(jiàn)吸收光譜圖 通過(guò)DiamondViewTM紫外熒光觀察儀測(cè)試樣品,可見(jiàn)鉆石冠部及亭部顯示藍(lán)色的熒光及天然的生長(zhǎng)結(jié)構(gòu),并伴隨有綠藍(lán)色磷光(圖4)。 A B C 圖4 DiamondViewTM下冠部和亭部的紫外熒光圖(A、B) 以及磷光圖(C) 采用RENISHAW inViaRaman型顯微激光共焦拉曼光譜儀,分別使用325nm激光器,測(cè)試范圍為400nm~1050nm;473nm激光器,測(cè)試范圍為475nm~600nm;532nm激光器,測(cè)試范圍為535nm~1000nm;在液氮低溫狀態(tài)下(零下196℃)對(duì)鉆石樣品進(jìn)行測(cè)試,在325nm激光器測(cè)試條件下,可見(jiàn)N3(415nm)、648.2nm、GR1(741nm)及776.4nm的發(fā)光峰;在473nm激光器測(cè)試條件下,樣品可見(jiàn)3H(503.5nm)的發(fā)光峰;在532nm激光器測(cè)試條件下,可見(jiàn)GR1(741nm)和648.2nm的發(fā)光峰(圖5)。 A:325nm激光器 B:473nm激光器 C:532nm激光器 圖5 低溫下樣品的光致發(fā)光光譜圖 二、結(jié)論和討論 從2013年開(kāi)始隨著高溫高壓合成鉆石技術(shù)的突飛猛進(jìn),AOTC公司、NDT公司相繼成功合成出寶石級(jí)無(wú)色-近無(wú)色鉆石,目前我國(guó)也具備合成寶石級(jí)鉆石的能力,現(xiàn)階段在實(shí)驗(yàn)室中遇到的高溫高壓合成無(wú)色-近無(wú)色鉆石大多為Ⅱb型、Ⅱa型以及Ⅱb+Ⅱa型。天然Ⅱb型鉆石和合成Ⅱb型鉆石,兩者本質(zhì)的區(qū)別在于發(fā)光觀察及光致發(fā)光光譜,由于硼元素的存在,天然Ⅱb型鉆石在DiamondViewTM下伴隨有磷光,且可見(jiàn)天然的生長(zhǎng)結(jié)構(gòu),合成鉆石常見(jiàn)典型的八面體加立方體生長(zhǎng)分區(qū)。通過(guò)光致發(fā)光光譜分析Ⅱb型合成鉆石,有時(shí)可見(jiàn)883nm、884nm(與Ni有關(guān))的特征發(fā)光峰,天然Ⅱb型鉆石可見(jiàn)415nm(N3)、503.5nm(3H)、648.2nm、741nm(GR1)、 776.4nm的特征發(fā)光峰,尤其是503.5nm(3H)、648.2nm、776.4nm屬于低溫穩(wěn)定發(fā)光峰,是區(qū)別于合成Ⅱb型鉆石的關(guān)鍵光譜學(xué)特征。 綜上,判斷鉆石是否為天然、合成、處理是一個(gè)綜合分析的過(guò)程,不能單憑某一數(shù)據(jù)得出最終結(jié)論,要根據(jù)多項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合判斷。 來(lái)源:《中國(guó)寶石》雜志
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