钻石也有变石效应?奇特的“变色龙钻石”

作者:佚名来源:中国地质大学武汉珠宝学院2018.06.11

   在美丽的钻石世界中,有众多不同色彩的种类,而有一支相当独特的钻石种类,其色彩可因受热或受光而改变,简直就是钻石世界的变色龙。

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(特征的变色龙效应,1.01ct橄榄形钻石)

“变色龙钻石”的发现纯属偶然!

   有文献记载的“变色龙钻石”最先在1943年由东南亚的小矿区发现, Mr Peter Kaplan 发现一颗被放于灼热的打磨转盘上的深绿色钻石逐渐变成淡黄绿色 ,而在被卖出并置于首饰盒内一段时间后,钻石又恢复成深绿色,自此便发现有一少部分的钻石有此特性。其后由奇格公司(C.A.Kiger) 以“变色龙钻石”加以命名。

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“变色龙钻石”的变色原理

   “变色龙钻石”的出现,打破了钻石的颜色和它品质一样,是永久不变的断言。从那时起,很多的钻石专家开始注意钻石能够变色这种奇妙现象。专家研究发现,是热和光导致钻石变色。

热致变色

   热致变色是指变色龙钻石的温度在从150℃提高到250℃的过程中,颜色会加深或改变,然后随着钻石温度的冷却,钻石的颜色会恢复到加热之前的本来颜色。

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(上:室温下的“变色龙钻石”,下:加热到150℃后的“变色龙钻石”)

光致变色

   光致变色是指变色龙钻石在避光保存一段时间以后,钻石的颜色会变深/浅,当钻石再次放到有光的地方后,颜色会慢慢恢复。

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“变色龙钻石”的种类

经典类型

   若以约150℃-250℃的温度加热,或长期储存于黑暗环境后再暴露于光下便可触发其变色机制,使得变色龙钻石颜色由灰绿色(或灰褐绿、褐黄绿)变为黄色或橙黄色;且其变色效应可逆,当它重新回到正常光照条件下或是冷却至室温条件下,颜色又回到原来的灰绿色。因此经典的变色龙钻石同时具有热致变色及光致变色的特性。

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(典型“变色龙钻石”  左:稳定颜色,右:不稳定颜色)

   分析变色龙钻石的光谱特征可以得出,经典的变色龙钻石一般都具有弱的Ib型钻石的特征,即钻石中含有孤氮缺陷;含有与氢有关的缺陷;含有与镍有关的缺陷。主要为A集合体,属于IaA型钻石,但具有部分Ib型钻石特征。

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(典型“变色龙钻石”红外光谱)

反向类型

   反向类型的“变色龙钻石”的颜色仅在加热的条件下由浅黄色或褐黄色变为浅绿黄色。由于其变色效应无法在实验室实现,亦无法通过优化处理方法来实现,所以变色龙钻石是唯一可以肯定其天然颜色成因的绿色钻石。

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(反型“变色龙钻石”左:稳定颜色,右:不稳定颜色)

   反型变色龙钻石具有高浓度的氮和氢,主要为B集合体,属于IaB型钻石。

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(反型“变色龙钻石”红外光谱)

“变色龙钻石”的鉴别请谨慎!

   变色龙钻石可以依据加热后颜色是否发生改变来判断。但并不是所有的灰绿或褐绿色钻石都具有变色龙效应。专家指出氢(H)含量很多或不含氢(H)的黄到灰褐绿色钻石,塑性变形致色的灰绿或褐绿色钻石都不具有变色龙效应;无磷光的黄到褐绿色,含H钻石,虽其光谱特征与变色龙钻石相似,但不具变色龙效应。此外,由于辐照绿色钻石在加热后,颜色会发生永久性不可逆的改变。

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   所以如果想知道一颗绿色钻石究竟是真的变色龙钻石还是辐照钻石,最好还是选择技术设备完善的实验室进行鉴定。在一些证书中,钻石的变色效应会作为一个重要的特征,进行单独说明。

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   借助先进的光谱学技术,以及变色龙钻石的荧光、磷光特征可以区别于其他类型的天然绿色钻石或辐照处理绿色钻石。

荧光/磷光

   钻石在受到紫外光照射时,能发出强度不同的蓝色可见光,这就是荧光。如果撤去紫外光源,钻石仍能发出可见光,这就是磷光。

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(从上到下依次是:典型“变色龙钻石”暴露于长波紫外线、短波紫外线、关闭紫外线)

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(从上到下依次是:反型“变色龙钻石”暴露于长波紫外线、短波紫外线、关闭紫外线)

“变色龙钻石”的新发现

   2016年,加拿大出现了本土的最大宝石级钻石原石——这颗187.63克拉的钻石在2015年春天于加拿大北部的Diavik矿区挖掘,凭借在紫外光下不同寻常的荧光和磷光,被命名为“狐火(Foxfire)”。

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(狐火(Foxfire)钻石)

   它在长波紫外光(313nm和365nm)的照射下呈现艳丽的强蓝色荧光,之后置于暗室中又呈现出长时间的温暖的橘黄色磷光。

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(左:日光灯下,中:长波紫外灯下照射,右:长波紫外等照射后暗室内的“Foxfire”钻石)

   不要认为它的变色结束了,还有更神奇的:在室内照明下,“Foxfire”钻石呈现浅黄色,但经过长波紫外线照射后,重新返回室内照明时却呈现出浅棕色。而幸运的是,这种变化在室外灯光中存续了几分钟。

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(室内照明下,左:长波紫外灯照射前,右:照射后)


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