維基百科

褐色鑽石

褐色鑽石是呈褐色的天然鑽石，褐色是天然鑽石最常見的顏色變種。褐色鑽石曾經因反射光能力弱而不太用於做寶石，而主要用於工業。但是，隨着技術進步和市場營銷的推動，褐色鑽石近些年也正被接受為寶石，尤其是在美國和澳大利亞[1]。澳大利亞所出產的相當大比例的鑽石為褐色鑽石。科學界為揭示褐色的起源也做了大量研究，已經找到多種原因，如輻照、鎳雜質和塑形形變導致的晶格缺陷，後者被認為是主要原因，尤其對於純鑽石。高溫高壓處理可以修復晶格缺陷，使褐色變成黃色甚至無色。

史密森尼學會收藏的褐色鑽石。項鍊上的梨形垂飾重約67克拉（13.4克）。

天然產狀

天然生成的鑽石可以呈多種顏色，如藍、黃、綠、橙、粉紅、褐色、灰色和黑色。1986年澳大利亞阿蓋爾鑽石礦（英語：Argyle diamond mine）開發之前，褐色鑽石被認為不能用於製作首飾，只用於工業用途，甚至鑽石顏色分級都不評估褐色鑽石。但是，1980年代的市場營銷策略改變了這種狀況，褐色鑽石開始成為受歡迎的寶石[2][3]。這種改變主要是因為褐色鑽石供應大幅增加，阿蓋爾鑽石礦每年生產350萬克拉(7,000 kg)鑽石，約占全球天然鑽石產量的三分之一[4]，阿蓋爾所產鑽石的80%為褐色[5]。其他礦所產鑽石中，褐色鑽石所占比例較低，但總是有一定比例的褐色鑽石[6]。後來，科學研究闡明了褐色的起源，並發展出去除褐色的方法。

褐色名鑽

  • 地球之星鑽是戴比爾斯公司亞格斯豐坦礦（英語：Jagersfontein Mine）在1967年5月16日產出的一顆鑽石。這顆鑽石出自760米深處的含鑽石火山管。這顆鑽石原重248.9克拉（49.78克），切割成重111.59克拉（22.318克）的梨形寶石，帶有奪目的褐色和光輝。這顆鑽石在1983年以90萬美元的價格出售[8][9]。
  • 南方之星鑽（英語：Star of the South） (原名為葡萄牙語"Estrela do Sul")是巴西發現的最大鑽石之一，是巴西第一顆贏得國際讚譽的鑽石[10]。這顆鑽石於1853年被一名女黑奴所發現，她因此獲得自由和終身撫恤金。這顆鑽石被切割成枕形，重128.48克拉（25.696克）。這顆鑽石很長一段時間被認為是女性所發現的最大鑽石[11]，直到1980年一個女孩發現了代無與倫比鑽 (Incomparable Diamond)。南方之星鑽顏色等級為淡粉褐色。
  • 無與倫比鑽也是非洲所產鑽石，世界上已發現的最大鑽石之一(890克拉（178克）)。1984年，一個小女孩在剛果（金）MIBA（英語：Societé minière de Bakwanga）礦業公司的鑽石礦的一片垃圾碎石堆中發現了這顆鑽石。這片粗石是在開採過程中被丟棄的，因為塊太大，不大可能有鑽石。這塊鑽石切割前是世界最大褐色鑽石，在所有顏色鑽石中是第四大鑽石，位列庫里南鑽石 (3,106.75克拉（621.350克）)、埃克塞爾西奧（英語：Excelsior Diamond） (995克拉（199.0克）)和塞拉里昂之星鑽（英語：Star of Sierra Leone）(968.9克拉（193.78克）)之後[12]。這顆鑽石的主人原計劃將其切割成世界最大的寶石，但是為減少內部缺陷的數目，最終切割成407.5克拉（81.50克）的寶石，但依然是世界第三大切割鑽石，僅次於卡利南一世和金色陛下鑽石[12][13][14]。1984年11月，成品鑽石展出：一個切割成三角形切面的梨型(triolette)的重407.48克拉（81.496克）的單個黃金鑽，另有14顆寶石。從鑽石上切割下來的幾顆寶石的顏色變化非常鮮明，從近乎無色，到深黃褐色。切割下來的最大顆鑽石依然叫「無與倫比鑽」，鑽石淨度在1988年被美國寶石學會（英語：Gemological Institute of America）評定為內無暇[13]。
  • 萊索托皇冠於1967年產自萊索托萊辛鑽石礦（英語：Letseng diamond mine）。這顆鑽石未切割加工前重約601克拉（120.2克），在1968年被切割成18顆鑽石，拋光之後，總重 252.40克拉（50.480克）。最大的一顆重71.73克拉（14.346克），顏色為祖母綠，名為萊索托一世。第三重的一顆命名為萊索托三世，40.42克拉（8.084克），馬眼形，曾被亞里士多德·奧納西斯送給傑奎琳·肯尼迪。萊索托三世鑲嵌在一枚白金戒指上，這枚戒指由海瑞·溫斯頓（英語：Harry Winston）出品，估值60萬美元，但是在1996年4月傑奎琳的身後財產拍賣會上拍出了$2,587,500萬美元的高價。萊索托一世在2008年11月19日在日內瓦蘇富比一次珠寶拍賣會上拍賣，但沒有成交。在此次拍賣會前估值為3,360,000到5,600,000 瑞士法郎，相當於$2,783,894 到 $4,639,824 美元。拍賣時的說明指出，出售者從1969年從海瑞·溫斯頓購得此鑽石者[15]。 萊索托一世淨度為VVS2, 拋光優秀和對稱優秀(excellent polish and excellent symmetry)。萊索托一世及其他幾顆鑽石的顏色為淺褐色，但是拍賣會說明沒有提及顏色評級。

褐色起源

輻照

 
輻照和退火前後的純鑽石。從左下順時針依次為：1) 初始 (2×2 mm) 2–4) 不同劑量的 2-MeV 電子輻照 5–6) 不同劑量和在800°C溫度退火下輻照

鑽石受高能粒子 (電子、離子、中子或伽馬射線)輻照，可以擊出碳原子，使晶格里產生空位。這些空位能在純透明的鑽石里產生色心（英語：F-Center），在黃鑽石里產生黃綠顏色。黃鑽石的顏色是晶格里碳原子被氮原子取代造成的。加熱受輻照的鑽石至600°C溫度之上，會造成與空位聚集相關的褐色，不管有沒有氮原子[16]。

輻照和退火處理可以天然發生，因為鑽石常與輻射阿爾法粒子的含鈾礦石共存。但是，因此產生的顏色，只發生在鑽石表面幾微米厚的一層[17]。用電子、中子或伽馬射線對鑽石進行人工處理可以使鑽石帶上均勻的顏色。輻照處理可以使鑽石產生特徵明銳光吸收線，這可由光譜技術檢測到[16]。

褐色人造鑽石

用數吉帕斯卡的高壓和1500 °C以上的高溫處理石墨，可以使石墨變成鑽石，這種人造鑽石一般富含氮，氮以單原子的形式分散在晶格之間，使鑽石呈黃色。人造鑽石過程中，常需添加鎳，以加快石墨向鑽石的轉化。鎳和氮進入鑽石里，使鑽石呈褐色。鎳可通過特徵光吸收檢測到，這種光信號是檢測這種鑽石的簡易手段[18]。

天然褐色鑽石

輻照和鎳雜質帶來的褐色可由光譜測量（如光吸收）檢測出來，而大多數天然褐色鑽石並沒有特徵吸收峰。研究取得的共識認為，這些天然鑽石的褐色是塑性形變帶來的大的空位團造成，但這種成因只對IIa型天然鑽石來說比較可靠[19]。最近研究結果表明，這些大的空位團很可能還是其他類型鑽石的成因 [20][21][22]。這些晶格缺陷很可能是以上著名鑽石的成因。

熱處理褐色鑽石

鑽石的晶格缺陷可能使鑽石呈褐色，這可用於發展把褐色鑽石轉化成淡黃色甚至無色的鑽石的技術：6–10 GPa的高壓和1600℃以上的高溫可癒合鑽石的晶格缺陷[1]。這一技術在俄羅斯和美國多個實驗室都實現過。1999年3月，卡普蘭國際（英語：Lazare Kaplan International）下屬公司比利時安特衛普的Pegasus Overseas Ltd (POL)開始營銷經通用電氣 (GE)處理的這種鑽石。這種鑽石因此稱為GE POL (或GEPOL)，在美國市場上名為Bellataire鑽石。這種處理工藝很受認可，每顆經此工藝處理的鑽石的腰棱上都會用激光刻上厘米大小的字樣「GEPOL」[23]。2004年，通用電氣的鑽石部門被利特爾約翰公司（英語：Littlejohn & Co.）收購，重新命名為鑽石創新(Diamond Innovations)。自1999年來，全世界多家公司都採用了這種技術，並各自採用不同的品牌標記加工過的鑽石[24]。

參見

參考資料

  1. ^ 1.0 1.1 Collins, A; Kanda, Hisao; Kitawaki, Hiroshi. Colour changes produced in natural brown diamonds by high-pressure, high-temperature treatment. Diamond and Related Materials. 2000, 9 (2): 113. Bibcode:2000DRM.....9..113C. doi:10.1016/S0925-9635(00)00249-1. 
  2. ^ Harlow, George E. The nature of diamonds. Cambridge University Press. 1998: 34. ISBN 0-521-62935-7. 
  3. ^ Kogel, Jessica Elzea. Industrial minerals & rocks. Society for Mining, Metallurgy, and Exploration (U.S.). 2006: 416. ISBN 0-87335-233-5. 
  4. ^ The Australian Diamond Industry. [2009-08-04]. （原始內容存檔於2009-07-16）. 
  5. ^ Erlich, Edward; Dan Hausel, W. Diamond deposits: origin, exploration, and history of discovery. November 2002: 158. ISBN 978-0-87335-213-0. 
  6. ^ Deines, P; Harris, J.W.; Gurney, J.J. Carbon isotope ratios, nitrogen content and aggregation state, and inclusion chemistry of diamonds from Jwaneng, Botswana. Geochimica et Cosmochimica Acta. 1997, 61 (18): 3993. Bibcode:1997GeCoA..61.3993D. doi:10.1016/S0016-7037(97)00199-3. 
  7. ^ The Golden Jubilee. [2009-08-03]. （原始內容存檔於2011-05-05）. 
  8. ^ The Earth Star – Famous Diamond. attributed to; Famous Diamonds by Ian Balfour and Diamonds – Famous, Notable and Unique by GIA. Diamond Articles. [2009-08-03]. （原始內容存檔於2009-07-08）. 
  9. ^ Earth Star Diamond. Internet Stones.com. 2006 [2009-08-04]. （原始內容存檔於2009-06-25）. 
  10. ^ Star of the South Diamond-Famous Diamonds. [2009-08-04]. （原始內容存檔於2019-09-03）. 
  11. ^ Dickinson, Joan Y. The Book of Diamonds. Courier Dover Publications. 2001: 108. ISBN 0-486-41816-2. 
  12. ^ 12.0 12.1 Incomparable Diamond. [2009-08-03]. （原始內容存檔於2009-10-29）. 
  13. ^ 13.0 13.1 The World of Famous Diamonds and Other Gems. [2009-08-03]. （原始內容存檔於2009-03-28）. 
  14. ^ Hesse, Rayner W. Jewelrymaking through history. Greenwood Publishing Group. 2007: 68. ISBN 0-313-33507-9. 
  15. ^ Lot 430. Property of a lady of title – The Lesotho I diamond, Harry Winston. [2009-08-04]. [失效連結]
  16. ^ 16.0 16.1 Walker, J. Optical absorption and luminescence in diamond. Rep. Prog. Phys. 1979, 42 (10): 1605. Bibcode:1979RPPh...42.1605W. doi:10.1088/0034-4885/42/10/001. 
  17. ^ Kaneko, K.; Lang, A.R. CL and optical micro-topographic studies of Argyle diamonds. Ind. Diam.Rev. 1993, 6: 334. 
  18. ^ Kanda, H. Large diamonds grown at high pressure conditions. Brazilian Journal of Physics. 2000, 30 (3): 482 [2015-06-28]. Bibcode:2000BrJPh..30..482K. doi:10.1590/S0103-97332000000300003. （原始內容存檔於2016-12-24）. 
  19. ^ Mäki, Jussi-Matti.; Tuomisto, F; Kelly, C J; Fisher, D; Martineau, P M. Properties of optically active vacancy clusters in type IIa diamond. Journal of Physics: Condensed Matter. 2009, 21 (36): 364216. Bibcode:2009JPCM...21J4216M. doi:10.1088/0953-8984/21/36/364216. 
  20. ^ Collins, A.T.; Connor, A.; Ly, C-H.; Shareef, A.; Spear, P.M. High-temperature annealing of optical centers in type-I diamond. Journal of Applied Physics. 2005, 97 (8): 083517. Bibcode:2005JAP....97h3517C. doi:10.1063/1.1866501. 
  21. ^ Jones, R. Dislocations, vacancies and the brown colour of CVD and natural diamond. Diamond and Related Materials. 2009, 18 (5–8): 820. Bibcode:2009DRM....18..820J. doi:10.1016/j.diamond.2008.11.027. 
  22. ^ Hounsome, L. S.; Jones, R.; Martineau, P.; Fisher, D.; Shaw, M.; Briddon, P.; Öberg, S. Origin of brown coloration in diamond. Physical Review B. 2006, 73 (12): 125203. Bibcode:2006PhRvB..73l5203H. doi:10.1103/PhysRevB.73.125203. 
  23. ^ Read, Peter G. Gemmology. Butterworth-Heinemann. 2005: 162. ISBN 0-7506-6449-5. 
  24. ^ O'Donoghue, Michael. Gems. Butterworth-Heinemann. 2006: 102. ISBN 0-7506-5856-8. 
取自「https://zh.wikipedia.org/w/index.php?title=褐色钻石&oldid=80470426」