教你鉴别
天然钻石与 培育钻石
一块吸铁石就可以！
在之前的推文《合成钻石难道会比天然钻石差吗？》中，小编介绍了培育钻石的合成方法与市场现状，不少读者朋友对这一话题很感兴趣，那么今天我们就来看看如何快速鉴定出天然钻石与培育钻石吧～
CVD为化学气相沉积法的培育钻石，HPHT为高温高压法的培育钻石，这两种方法为目前最主要的培育钻石的方法。
图片来源于Gems & Gemology
培育钻石与天然钻石的化学性质和物理特性基本一致，仅凭肉眼分别出这两种钻石难度系数极大，所以一般都需要借助仪器来辅助鉴定。虽然培育钻石与天然钻石的各种物理、光学特性一致，但是培育钻石是在高温高压下快速生长形成的，与天然钻石的某些宝石学特征方面存在着差异，如包裹体、荧光、阴极发光等等。今天小编主要来介绍适用于零基础的小白几种强有力的手段，看完这篇文章大家也能轻松鉴定！
一 放大观察
放大观察是最基本最有效的鉴定手段，在宝石显微镜下，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、透辉石或顽火辉石等，则表明为天然钻石。若在其内部发现有一些不透明的矿物包裹体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，则表明为培育钻石。
如图所示，左至右分别为天然钻石和CVD化学气相沉积法的培育钻石，天然钻石内有针尖状、云雾状以及具有晶形的矿物包体，而培育钻石的包裹体与其合成环境有关，多显示粉尘与金属包体。
图片来源于Gems & Gemology, Fall 2016
二 磁性
这里要再提一下，用HPHT高温高压法培育钻石的时候，培育钻石会被触媒剂中的铁和镍及不等量的铜、硫、硅等元素污染，故而HPHT高温高压法培育钻石会有一些合金包裹体，产生一定程度的磁性，甚至可能被吸铁石吸起来！
图片来源于Wikipedia
在天然钻石中，唯一能与合金包裹体相混淆的就是金属硫化物，如磁黄铁矿或镍黄铁矿。但是这些金属硫化物包裹体的周围多伴生有一系列的张性裂隙。这种包裹体与裂隙的组合形式，至今为止，在培育钻石中尚未发现。
上图为HTHP高温高压培育钻石的金属包裹体，多呈不透明棒状，具金属光泽。
图片来源于Gems & Gemology, Fall 2017
三 发光现象
1. 荧光现象
荧光现象是另一个强有力的手段，天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。
而培育钻石荧光与之相反，其在长波紫外线照射下为惰性荧光，短波紫外线照射下发中—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。
左至右分别为：DiamondView、短波紫外光、长波紫外光下的图像。
图片来源于Gems & Gemology, Fall 2017
除此之外，目前已知的近无色HPHT合成小钻基本上都能发出磷光（磷光一般认为是停止紫外光激发后仍然发出的光称作磷光）！
HTHP培育钻石的蓝色磷光
图片来源于Gems & Gemology, Fall 2017
2. 阴极发光
培育钻石的阴极发光组合图像是鉴定培育钻石的诊断性依据。阴极发光是由电子束轰击样品时产生的可见光，该仪器相对于前面介绍的两种（显微镜、便携式荧光现象）略为复杂。
由于天然钻石与培育钻石的生长环境和生长时间有明显差异，因而它们反映出的阴极发光图像也明显不同。培育钻石的阴极发光图像，整体上强化了短紫外光激发下培育钻石特征，阴极发光所具有的几何对称生长分区更加明显。
天然钻石的阴极发光特征
图片来源于珠宝玉石鉴定 阴极发光图像法GB/T 36129-2018（20181201）
培育钻石的阴极发光特征
图片来源于珠宝玉石鉴定 阴极发光图像法GB/T 36129-2018（20181201）
CVD化学气相沉积法培育钻石的阴极发光图像，可以观察到有醒目的平直或带状分布的生长纹理，且不同发光区域发光强弱不同。
图片来源于Gems & Gemology, Fall 2016
3. Diamond View
基于阴极发光的基本原理，“Diamond View”应运而生，用于快速、便捷鉴定天然钻石与培育钻石，其原理是测量钻石表面的发光影像，从而确定钻石的生长结构。因为天然钻石与培育钻石的生长结构不同，所以天然钻石与培育钻石的发光类型有明显的区别。
Diamond View
图片来源于WikiPedia
在DiamondView中，左至右分别为CVD化学气相沉积法培育钻石和天然钻石的影像，培育钻石能看到平直的条带，且发光区域不连续发光区域，天然钻石表现出单一、均匀的蓝淡蓝色荧光。
图片来源于Gems & Gemology, Fall 2014
上述四个图为培育钻石的特征Diamond View发光特征，可观察到具有的几何对称生长分区。
图片来源于Gems & Gemology, Fall 2017
四 现代测试方法
1. 紫外-可见光光谱检查
天然钻石在可见光谱中显示415nm的特征（此处指Ia型钻石，98%的钻石属于此类，其特点是氮含量在0.1%～0.25%之间，后文将具体介绍）。大多数的培育钻石，在常温下的可见光谱中没有415nm处特征的吸收线，但在液氮低温状态下，可有658nm的吸收峰。不过用手持式或台式分光镜观察这一吸收线十分困难，就如下面这张图，你们找得到415nm吗？所以目前还是会使用紫外光谱仪这一大型仪器进行观察。
天然钻石415nm特征吸收
图左为手持式分光镜，图右为台式分光镜
“Diamond Sure”便是根据所测宝石是否存在415nm的吸收线而设计的。该仪器装有一光纤探头，只要把已抛光的裸石或已镶嵌的钻石台面紧贴探头尖端，便可进行快速检测。
Diamond Sure
图片来源于WikiPedia
2. 傅立叶红外光谱
钻石可以按照N（氮）原子和B（硼）原子的存在与否和存在形态分为IaA型、IaB型、Ib型，IIa型和IIb型。
图片来源于WikiPedia
不同类型的钻石会有不同的光谱特征，无色钻石大部分以Ia型为主，HTHP法合成钻石主要以Ib型为主，CVD法合成钻石则以IIa型钻石为主。当红外反射图谱显示非Ia型钻石时，要特别引起警惕，结合其他鉴定手段，综合判断是否为合成钻石。
图片来源于WikiPedia
上述几个方面的特征，并非在每个培育钻石中均可观察到，而需要综合鉴定的结果相互支撑来判断是否为培育钻石。除了以上几种鉴定方法，一些培育钻石还存在一些“特别”的鉴定方法。
Gems & Gemology在2016年冬，发现了HTHP高温高压培育钻石的应力纹。
Gems & Gemology在2017年秋报道，在正交偏光镜下培育钻石具有复杂的干涉图，可能与他生长时的应力有关。
如Gems & Gemology在2021年春报道的，四个CVD培育钻石的正面图像，可见不同生长平面，表明不是一期生长活动。
以上就是本篇文章的全部内容啦，如果想获得准确的鉴定结果，大家还需要送到专业的质检机构进行鉴定。
美编：赵茹昕
校对：江淑敏 刘淇郡（成都理工大学）
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来源：中科院地质地球所
编辑：利有攸往