鉴别CVD合成钻石与天然钻石的方法

鉴别ＣＶＤ合成钻石与天然钻石的方法
长期以来, 合成钻石或由于粒度小或由于成本昂贵, 一直未具有商业价值, 对合成钻石的鉴定研究也为人们所忽视。

自20 世纪90 年代以来, 伴着合成技术的不断改进和完善, 合成钻石及经人工处理改色的钻石已成为商业现实。

这给钻石的鉴定又提出了新的课题与挑战。

合成钻石
合成钻石是在高温高压下快速生长形成的, 它与自然钻石的形成条件不同, 因此,在某些宝石学特征方面与自然钻石也存在着差异, 这是鉴定合成钻石的基础。

从目前的研究成果来看, 区别自然钻石和合成钻石主要有以下几个方面:
一、颜色
合成钻石的颜色可以是近无色、浅黄色、黄色和蓝色, 几乎包含自然钻石的所有颜色。

但细心观察颜色的细微变化, 也可得到某些有用的鉴别依据。

大部分的合成黄色钻石为高饱和度, 比自然黄色钻石颜色艳丽并带有棕色, 而自然黄色钻石颜色柔和纯正。

近于无色的合成钻石总带有浅灰、浅蓝、微黄、黄绿色调。

二、晶体形态
自然钻石的晶形常为八面体、菱形十二面体的单形、聚形或不规则( 尤其是蓝钻)形态。

由于熔蚀作用常使晶面、晶棱弯曲, 晶角钝化, 呈浑圆状外观, 且晶面上常有与生长结构有关的三角形、四边形、网格状、锥形等蚀像。

合成钻石的晶体基本为八面体、立方体组成的聚形, 并在少量的晶体上出现晶面发育不全的菱形十二面体、四角三八面体等单形。

合成钻石,的晶体中总能找到自然钻石中很少出现的立方体面, 且晶面平坦, 晶棱锐利, 晶角尖锐。

晶面上具有与自然钻石晶体表面特征完全不同的枝叶脉状、树枝状或其它不规则状的表面形貌特征。

三、内部特征
1. 包裹体在宝石显微镜下, 细心地观察钻石内部的包裹体, 有时能准确、快速地鉴别出合成钻石与自然钻石,。

如果钻石中能见到一些透明的有色或无色的矿物包裹体, 如石榴子石、透辉石、顽火辉石或钻石等, 则表明为自然钻石。

若在其内部发现有一些不透明的, 且在反射光下呈金黄色、银白色、黑色具金属光泽, 外观呈浑圆状、棒状、板状、针状及各种不规则状或少量的结晶状, 并显示有磁性的合金包裹体 , 则表明为合成钻石。

2. 籽晶幻影
合成钻石的籽晶片在切磨的过程中虽已切除, 但沿四方形籽晶片向下生长而形成的似四方单锥状生长区, 便以籽晶幻影这一形式在钻石中被保留下来。

观察籽晶幻影需利用显微镜在暗域照明的条件下, 调整合适的角度才可发现。

通常情况下, 籽晶幻影区多位于钻石的中心, 呈较规则的四方形轮廓, 其边缘有似贝壳线的细亮线。

沿籽晶幻影对角线方向展布的十字形细线, 指向立方体生长区。

3. 生长结构
如果钻石的净度较高, 难见包裹体, 系统地检查钻石内部的生长结构也有助于区别自然钻石与合成钻石。

自然钻石主要出现八面体内部生长带, 并存在平行八面体面的平直或交叉状纹理, 极少情况下可见“云状”立方体生长带。

而合成钻石可出现立方体、八面体、菱形十二面体、附近体等多种内部生长带, 其特征可通过紫外荧光和阴极发的分带性显示。

纹理多为不规则交叉状与八面体、立方体有关的“砂钟”式样及四边形纹理。

4. 颜色分带
色带分布的特点也是鉴别自然有色钻石和合成钻石的有用证据。

若在散射照明的条件下观察, 大多数的自然黄色钻石和蓝色钻石的颜色分布是均匀的。

有时可见平行分布的或斑块状的色带, 而大多数合成钻石的颜色分布是不均匀的。

合成的近无色钻石有时可显示极浅的灰蓝、黄或绿的颜色分布。

合成的黄色钻石及蓝色钻石常显示“砂钟”式样或其他几何图形, 如四边形、八边形、柱形等色带。

色带或模糊或明白, 显示出从深到浅的色区。

四、紫外荧光
自然钻石
紫外荧光对于区别自然钻石和合成钻石特别有效, 它们不仅在荧光的颜色上, 而且在颜色的分布方面有明显差异。

自然钻石在长紫外线照射下多见蓝色及少量的黄色荧光, 而在短紫外线下无或者有较弱的蓝色、黄色荧光, 并且荧光效果呈均匀状或不均匀的带状分布。

而合成的黄色钻石则在长、短紫外线照射下发中—强的黄绿色荧光, 并且短紫外线的荧光强度强于长紫外线的荧光强度。

五、阴极发光
合成钻石的阴极发光搭配图像是鉴定合成钻石的诊断性依据。

自然钻石在其复杂的生长过程中, 所带入的杂质氮是引起发光的主要因素。

该元素的含量和分布状态所表现出的阴极发光的颜色、强度和分布的特别图像, 被称为钻石的“指纹印”。