稀有的Ⅱb型天然无色钻石的宝石学特征

钻石的主要化学成分是碳（C），常含有微量元素氮（N）、氢（H）、硼（B）等，微量元素的存在对钻石的颜色和物理性质会有不同程度的影响，钻石按是否具有氮元素以及氮元素的组合形式分为两大类四小类。其中Ⅱb型天然钻石非常稀有，仅占天然钻石的0.001%。

本文详细介绍了近期检测到的天然Ⅱb型钻石的鉴定过程和检测数据，着重讨论该类型钻石的宝石学鉴定特征。

一、样品与测试

（一）基本宝石学特征

钻石为标准圆钻型切工（图1），放大观察可见羽状纹，净度为SI₂，颜色为F（参考GB/T16554—2017《钻石分级》），具有非常淡的蓝色调。

图1 样品图

（二）测试结果与分析

使用Nicolet IS5红外光谱仪测试样品，扫描范围为400～6000cm-1，分辨率为4cm-1，扫描次数为512次，红外光谱显示在4090cm-1、2800cm-1附近产生和硼有关的吸收峰，1000～1500cm-1无吸收，所测样品为Ⅱb型钻石（图2）。

图2 样品的红外吸收光谱图

使用GEM-3000珠宝检测仪测试样品，检测范围为200～1000nm，样品产生225nm的吸收带，紫外区至近红外区的吸收逐渐增强（图3）。

图3 样品的紫外-可见吸收光谱图

通过DiamondViewTM紫外荧光观察仪测试样品，可见钻石冠部及亭部显示蓝色的荧光及天然的生长结构，并伴随有绿蓝色磷光（图4）。

A

B

C

图4 DiamondViewTM下冠部和亭部的紫外荧光图（A、B） 以及磷光图（C）

采用RENISHAW inViaRaman型显微激光共焦拉曼光谱仪，分别使用325nm激光器，测试范围为400nm～1050nm；473nm激光器，测试范围为475nm～600nm；532nm激光器，测试范围为535nm～1000nm；在液氮低温状态下（零下196℃）对钻石样品进行测试，在325nm激光器测试条件下，可见N3（415nm）、648.2nm、GR1(741nm)及776.4nm的发光峰；在473nm激光器测试条件下，样品可见3H（503.5nm）的发光峰；在532nm激光器测试条件下，可见GR1(741nm)和648.2nm的发光峰（图5）。

A：325nm激光器

B：473nm激光器

C：532nm激光器

图5 低温下样品的光致发光光谱图

二、结论和讨论

从2013年开始随着高温高压合成钻石技术的突飞猛进，AOTC公司、NDT公司相继成功合成出宝石级无色-近无色钻石，目前我国也具备合成宝石级钻石的能力，现阶段在实验室中遇到的高温高压合成无色-近无色钻石大多为Ⅱb型、Ⅱa型以及Ⅱb+Ⅱa型。天然Ⅱb型钻石和合成Ⅱb型钻石，两者本质的区别在于发光观察及光致发光光谱，由于硼元素的存在，天然Ⅱb型钻石在DiamondViewTM下伴随有磷光，且可见天然的生长结构，合成钻石常见典型的八面体加立方体生长分区。通过光致发光光谱分析Ⅱb型合成钻石，有时可见883nm、884nm（与Ni有关）的特征发光峰，天然Ⅱb型钻石可见415nm（N3）、503.5nm（3H）、648.2nm、741nm（GR1）、

776.4nm的特征发光峰，尤其是503.5nm（3H）、648.2nm、776.4nm属于低温稳定发光峰，是区别于合成Ⅱb型钻石的关键光谱学特征。

综上，判断钻石是否为天然、合成、处理是一个综合分析的过程，不能单凭某一数据得出最终结论，要根据多项数据进行综合判断。

来源：《中国宝石》杂志