GIA 研究人员研究黑色钻石

Russell Shor（罗素·肖尔）

二月 1, 2019

几十年来，黑色钻石的纯粹之美一直吸引着珠宝设计师，它们在戒指、项链和手镯中与无色钻石形成了鲜明的对比。然而，真正的黑色钻石在自然界并不十分常见，因此，市场上的绝大多数黑色钻石都是通过处理而形成均匀的黑色。

无论是天然黑色钻石还是经过处理得到的黑色钻石，其重要产地之一都是津巴布韦东部的马兰吉矿床。这是一个相对较新而且存在争议的钻石产地，出产大量带有辐射斑和石墨内含物的钻石，这使得钻石呈现黑色或能够被处理成黑色。这一产地于 2001 年被戴比尔斯发现，但直到 2006 年才开始投入运营。2018 年，GIA 研究人员 Karen V. Smit（卡伦·V·斯密特）、Elina Myagkaya（依琳娜·米娅卡亚）、Stephanie Persaud（史蒂芬·佩索德）和 Wuyi Wang（王五一）在一项研究中详细介绍了用于鉴定津巴布韦黑色钻石颜色成因的独特特性以及如何鉴定可能进行的处理。

GIA 研究人员对 40 颗天然暗彩褐色至彩黑色、重量从 0.39 克拉至 3.11 克拉的一系列钻石进行了分析。研究结果发表在 GIA 专业季刊《宝石与宝石学》(Gems & Gemology) 2018 年夏季刊中。  所有圆形切磨钻石购入时经过打磨但未经处理。照片显示，大多数钻石的颜色分布极不均匀，因此它们不太适合或不适合镶嵌在珠宝中。

研究人员对钻石进行了各种测试，包括采用几种不同的光谱方法来鉴别钻石晶格中的杂质和缺陷。内含物（如石墨）通常会与 GR1 等缺陷区分开来。GR1 是一种与辐射相关的缺陷，文章也对此进行了综述。他们还使用 DiamondView 成像来绘制生长色带。

许多自然成色的钻石的黑色是由辐射或硫化物、石墨、磁铁矿、赤铁矿或含铁材料的内含物造成的。许多经过处理得到的黑色钻石经过高度辐射，看起来很黑，但实际上是深绿色。津巴布韦样品中的深色是由石墨、甲烷或其他深色矿物的内含物造成的，这些矿物在宝石中非常普遍，以至于全部或大部分钻石都呈现这种颜色。其中一些的裂缝附近还含有褐色辐射斑。

GIA 研究人员发现，大部分马兰吉样品的黑色都由延伸到钻石表面的裂缝中的大量石墨针状物和褐色辐射斑造成。褐色辐射斑很可能是在地球表面存在了至少 10 亿年的钻石接触放射性液体和矿物的结果。虽然大多数钻石在接触辐射后会变绿，但加热到大约 500-600°C 后，这些辐射斑会变成褐色。虽然断裂的钻石可能无法承受 HPHT（高压高温）处理，但它们能够承受低压、高温处理，从而变成宝石级的黑色钻石。

其中四个样品的内部结构很不同寻常——它们包含两种不同的生长结构：八面体和立方体，其被称为混合习性钻石。这种钻石的立方体区域含有大量微型石墨内含物，像乌云一样。GIA 的另一项研究表明，加热至超过 1200°C 时，石墨内含物会扩大到原有大小的 10 至 16 倍，从而形成均匀的不透明黑色。这使得马兰吉成为经过处理得到的彩黑色钻石的潜在重要产地。

这项研究的目的既是为了记录马兰吉黑色钻石的特征，也是为了更好地了解这种不寻常的钻石是如何形成的。由于马兰吉生产大量钻石（每年数百万克拉），因此，这些品质较差的含石墨钻石表明，这里是经过处理和未经处理的黑色钻石的潜在主要产地——特别是因为这些钻石往往比一般的原矿钻石大，达到 5 到 7 克拉。

主要作者 Karen V. Smit（卡伦·V.斯密特）和另一个研究小组对同一矿床的另一组混合习性钻石进行了检验，以更好地了解钻石的生长过程。混合习性钻石含有古甲烷（碳和四个氢）流体的内含物。由 Smit（斯密特）、Steven B. Shirey（史蒂芬·B.希格利）、Richard A. Stern（理查德·A.斯特恩）、Andrew Steele（安德鲁·斯蒂尔）和 Wuyi Wang （王五一）进行的研究发表在 2016 年 4 月的《Lithos》杂志上。有趣的是，这些甲烷流体只出现在钻石的立方体部分，而八面体部分则没有，这是因为立方体部分的生长速度比八面体快得多。这些马兰吉钻石是最早被描述含有甲烷的钻石，并为钻石在地球深处的成因提供了重要的约束条件。