具特殊造假綠色”輻射斑”鍍膜的鑽石原礦晶體
Rough Diamond Crystal with an Unusual Coating of Fake Green “Radiation Stains”

以下文章摘要翻譯自GIA出版之Gems & Gemology(寶石與寶石學),2019春季刊2019/08/15出版,Vol.55, No.2,”Lab Notes”專欄。


圖一:這件表面上具有綠色色塊的6.49克拉鑽石原礦被送至GIA卡爾斯巴德鑑定所申請彩鑽分級服務。攝影:Diego Sanchez。

因為能產生的機率和環境需求很是難得,天然致色的綠色鑽石可列入世界上最美、最受人追求的寶石行列。大部分的鑽石顏色,是在幾百公里深地慢(mantle)中形成之時,晶體結構中包有雜質或具有缺陷而造成。但是綠色則大多是鑽石於淺層地殼中,長時間受輻射破壞所致。暴露於具游離輻射之礦物和液體週邊,鑽石原石表面常因此出現綠色或棕色紋脈;寶石學家稱此特徵為”輻射斑(radiation stains)”。輻射斑區域就是被阿法粒子游離輻射極度破壞過的結果。過程的初期會是綠色,但在環境溫度超過攝氏500度後會馬上變成棕色。此表面特徵表示鑽石曾暴露於某種天然輻射線中;綠色輻射斑常被認為與天然致色鑽石相關。

圖二:此鑽石的綠色部分是由氧化鉻片狀物相疊交錯組合而成,放大觀察下輕易可見。顯微攝影:Nathan Renfro,視野0.72mm。
圖三:案例中鑽石原礦上綠色鍍膜部位的拉曼光譜圖(以514nm激光刺激)有著明顯的氧化鉻峰線(552與613cm-1位置)以及鑽石特徵(1332cm-1)。從氧化鉻峰線的確切位置,可推測鍍膜層經歷過約攝氏700度的退火(anneal)過程(參考Mohammadtaheri等多人於2018年發表文章)。圖表擷取自原文網址。

最近GIA的卡爾斯巴德鑑定所檢測到一件有趣的案例;一顆6.49克拉綠色晶體(見圖一)被送件申請彩色鑽石分級報告服務。這件八面體的表面,滿是不均勻分布的綠色色塊。霍氏轉換紅外光譜儀(FTIR)分析可發現經典的Ia型鑽石特徵:豐富的氮與氫元素雜質。不過,它的紫外線可見光(UV-Vis)光譜圖很不尋常,而且不具有任何輻射損傷的特徵吸收帶(像是GR1缺陷;編者註:指741nm位置的吸收特徵)。在放大觀察下可發現,綠色部分並不是輻射色斑,而是由一群祖母綠色、尺寸約為40微米之片狀晶體附著表面而成(圖二)。這些片狀物在標準寶石學檢測的過程中,像是用布擦拭後,都還會停留在表面上,但用寶石夾或尖針即可使其剝落。X光螢光分析(XRF)指出高量鉻元素的存在,而拉曼光譜分析能證實,綠色片狀物是由氧化鉻(chromium oxide)組成(圖三)。拉曼光譜中的峰線位置,也和粉狀氧化鉻經攝氏700度高溫處理後所形成之結晶鍍膜物,彼此吻合(可參考Mohammadtaheri等多人合著文章,在2018年發表於Coatings Vol.8, No.3, Article #111)。從FTIR光譜中一處微小的H1b缺陷特徵,可進而輔助證明此鑽石經歷過溫度退火(annealing temperature)。

鑑定所遭遇到的顏色鍍膜案例,大多是刻面寶石被製成粉紅色、橘色、紅色或藍色的主體色。溫色調通常是運用各種金屬以濺射鍍膜(sputter-coating)技術製成,而冷色調則常是墨水或其他有機染料所致。用氧化鉻粉末製作綠色鍍膜層-再以退火處理將結晶化片狀物附著在原礦表面上來輻射斑-是個以頗費功夫的人工方式,仿製出天然綠色鑽石原石外觀。這種特殊的鍍膜法,雖然在放大觀察下可輕易辨別出它和天然綠色鑽石的不同,但也同時提醒我們,在購買任何綠色鑽石前,包括原礦晶體,都還是要先仔細觀察為妙。

  • 英文原文網址:https://www.gia.edu/…/summer-2019-labnotes-rough-diamond-cr…
  • 本文作者Virginia A. Schwartz是鑽石鑑定部門主任、Christopher M. Breeding是資深研究科學家;兩人皆任職於GIA總部-美國加州卡爾斯巴德(Carlsbad)。
  • 圖片截取自原文網址。
  • Gems & Gemology是GIA出版的專業寶石科學季刊,可於官網www.gia.edu免費線上閱覽。
  • 翻譯:陳逸駿(GIA GG),首發於GIA美國寶石研究院臺灣校友會臉書社團<GIA 臺灣美國寶石研究院校友會>。本文為摘要翻譯,並非原文逐字解說;翻譯內容若有錯誤,歡迎同好先進留言指正。若欲轉載文章,請務必標明出處與原文網址,感謝!
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