第二节　钻石的鉴别

随着社会经济的不断发展，购买钻饰已成为很多年轻人新婚的首选。与此同时，随着科学技术的进步，越来越多的钻石仿制品进入了市场，有些与天然钻石极为相似，甚至可以达到以假乱真的效果，而钻石与仿制品的价格相差甚远，必须加以区分。此外，有的钻石由于存在这样那样的缺陷，人们利用一些技术手段和方法，对其进行了一定程度的优化处理。近年来，由于合成钻石技术的进步，部分合成钻石也进入了市场。因此，在选购钻石或钻饰时，适当了解一些钻石的鉴定特征是十分有益的。钻石的鉴别包括了钻石与仿制品的鉴别，钻石与优化处理钻石的鉴别，以及钻石与合成钻石的鉴别。

一、钻石的鉴别特征

1.观察光泽及“火彩”

抛光完好的钻石反光强，给人以耀眼的感觉，具典型的金刚光泽。标准切工的钻石，更能很好的展示钻石表面绚丽多彩，具有动感的钻石“火彩”。钻石的“火彩”中以蓝色光居多，很少出现具有彩虹般的多色火彩的钻石。人造宝石材料立方氧化锆（CZ）的色散值比钻石高，所以“火彩”更强，火彩光的颜色多样，且橙色光较多，尤其在太阳光下更易察觉。

一些钻石的仿制品，如立方氧化锆（CZ）、人造钛酸锶等，其光泽和出火现象接近钻石，但其表现出的“火彩”呆板而不自然，而钻石的“火彩”则表现得非常柔和、悦目（图2-11）。

2.线条试验及透视效应

将琢型为标准圆钻型切工的钻石，台面朝下放在一张画有黑线的白纸上，如果是钻石则看不到纸上的黑线，但需注意，折射率很高的钻石仿制品如人造钛酸锶和合成金红石也看不到白纸上的黑线。若能看到黑线，则说明是其他折射率较低的钻石仿制品（图2-12），即折射率越低越容易透视。其原因是标准圆钻型切工的钻石，几乎没有光线能够通过亭部刻面。因此，就看不到白纸上的线条，这种方法仅适用于标准圆钻型切工钻石，其他切工的钻石则不适用。

3.倾斜试验

将钻石台面向上，置于暗背景中。从垂直于台面方向观察开始，逐而将钻石从观察者处向外倾斜，观察台面距观察者最远的区域。如果出现一个暗窗，则说明该“钻石”不是钻石。但一些高折射率的仿钻品（如CZ）等，如果切工完美，亦有可能不出现暗窗，应当另选其他方法加以区别。这种方法也可用于已镶嵌的钻石，标准圆钻型切工的钻石最适用此法。

4.托水性试验

钻石具有亲油性，而难以被水浸润，滴一小滴水滴在钻石上，水滴能在钻石表面保持很长时间，而不扩散。一些钻石仿制品的亲水性比钻石强，易受水的浸润，滴在其上的水滴会很快散开，则说明是钻石的仿制品（图2-13）。但大多数的仿制品如立方氧化锆（CZ）、钇铝榴石（YAG）、锆石等，也能在表面形成与钻石相似的水珠。所以使用这种方法，具有一定的局限性。

5.呵气试验

对待测宝石表面呵气，如果蒙在表面的水汽很快蒸发，则说明可能是钻石。反之，待测宝石表面的水汽蒸发很慢，则说明可能是钻石的仿制品。这是因为钻石的热导率大即传热能力极强的缘故，可谓热得快，冷得也快。这种方法并不完全可靠，但在没有科学检测仪器的情况下，是一种最简易、快捷的测试方法。试验时，需使用放大镜进行观察。此外，由于水汽蒸发速度受室温的影响很大。一般来说，室温越高，蒸发的速度也越快。因此，要有已知样品进行比较，才能获得可靠的结果。此方法不适宜在夏季使用。

6.腰围直径大小与重量的关系

钻石的相对密度较稳定，与钻石仿制品的相对密度存在着较大的差异，所以同样重量的宝石，其外观的大小是不同的。例如一颗1ct重的标准圆钻型切工的钻石，其腰围直径约为6.5mm，最常见的钻石仿制品立方氧化锆（CZ），1ct重的直径只有5.5mm，因为CZ的相对密度比钻石大，其重量约为相同腰围直径钻石的1.6倍。这种重量的比较，当然要在两颗宝石都是相同的琢型的情况下才能比较（2ct的钻石直径约8.2mm，CZ为7mm；3ct的钻石直径约9.4mm，而CZ是8mm）。一般情况下，在具有电子克拉秤而无其他检测仪器的条件下，不妨可用此法一试。

7.10倍放大镜下观察

在10倍放大镜下观察，钻石的刻面与刻面之间的交线是否清晰尖锐。硬度愈高的宝石切磨的线条愈尖锐，而且不易刮花。钻石是自然界最硬的物质，除了它的同类可以互相刮花外，其他的宝石均不能损伤钻石的表面，所以钻石的面棱被刮花及磨圆的机会，是相对较少的（钻石比红宝石、蓝宝石硬140倍）。相反地，其他宝石或钻石仿制品的刻面棱线及表面刮花的程度及概率，比钻石要大很多。钻石的各刻面之间的棱线平直且锐利，而硬度较低的钻石仿制品其棱线常呈圆滑状。由于钻石硬度高的缘故，绝大多数钻石在加工时其腰部不抛光而保留粗糙面，这种粗糙面多呈“毛茬”状。而一些不抛光的钻石仿制品，其腰部可见平行排列的钉状磨痕。圆钻型钻石在打圆过程中，如果所施压力过大，会使腰部造成细如发状的小裂纹，形成“须状”腰棱（图2-14）。如受到外力作用，钻石腰部也常常形成深入其内，小而窄的“V”形破口。“须状”腰棱和“V”形破口与钻石的解理性质相关，也是鉴定钻石与仿钻的主要标志之一。另外，在钻石的腰部时常可见到原始晶面，其上可有阶梯状、三角形生长纹或解理面等。腰部抛光的钻石，其腰部常常加工成一些相连的小刻面，并可见天然晶面（图2-15）。

8.宝石显微镜下观察

利用显微镜观察钻石的内部和外部特征，其中内部特征包括：透明包裹体、深色的固态包裹体、内部的生长线、重影现象等。外部特征包括：表面生长线、抛光纹及切工的优劣等。

利用显微镜观察到的包裹体特征，可以准确地区分钻石及其仿制品、天然钻石和合成钻石、钻石的优化处理品等。

利用显微镜观察到的重影现象，可以准确地将钻石与无色锆石、碧玺、榍石、合成碳化硅（莫桑石）等区别开来。

利用显微镜还可寻找拼合石的接合面及其冠部、亭部不同的内含物。

9.钻石热导仪检测

钻石热导仪（又称钻石探测仪，图2-16），是根据钻石对热的传播速度极快的原理设计制成的钻石检测仪器，它可以准确地测出被测宝石是否是钻石。但20世纪90年代中期出现了人工合成碳化硅（又称碳硅石或莫桑石），它可以通过钻石热导仪的检测。因此，还需要利用其他的检测方法，进行综合鉴定，进一步区分钻石和碳化硅（莫桑石）。

10.偏光镜下观察

钻石是各向同性的均质体，在正交偏光镜下视域应为全暗，但多数天然钻石具弱至强的异常消光，且干涉色颜色多样，甚至多种干涉色聚集成镶嵌状图案。一些无色宝石如合成碳化硅、锡石、榍石、白钨矿、高型锆石、合成刚玉、合成水晶、合成金红石、人造铌酸锂等为非均质体宝石，均可通过偏光镜下观察，将其与钻石区别开来。

二、钻石与钻石仿制品的鉴别

天然宝石和人造宝石均可用来仿钻石。能用来作钻石仿制品的天然宝石相对较少，主要有无色的锆石、蓝宝石、托帕石和水晶等。人造材料则较多，有玻璃、合成蓝宝石、合成尖晶石、合成金红石、钛酸锶、钇铝榴石（YAG）、钆镓榴石（GGG）、立方氧化锆（CZ）和合成碳化硅（莫桑石）等。其中有些人造材料的物理性质和外观与钻石极为相似，因此具有很大的欺骗性。

由于上述钻石仿制品的物理特性与钻石存在着较大的差异（表2-2），只要通过各种方法测定其物理、光学参数，就很容易将它们区分开来。但是，用上述这些仿制材料加工成饰品后，其物理、光学参数不易测定，在这种情况下，要鉴别钻石仿制品，有时确有一定的困难。

无论采用何种鉴别方法，由于钻石极为珍贵，因而掌握和通晓钻石的基本特征，进行综合分析、对比、研究是十分重要的。虽然钻石所具有的基本特征和鉴别依据，不可能完全适用于所有与其相似的宝石及其仿制品，但总有1～2项是具有鉴定意义的，并在实践中证明是卓有成效的。

1.钻石与立方氧化锆（CZ）的鉴别

钻石与立方氧化锆的鉴别，在于立方氧化锆的硬度、折射率比钻石低，相对密度比钻石大。立方氧化锆不能通过钻石热导仪的检测。已镶嵌者可借助呵气试验，将其与钻石分开。这是因为在立方氧化锆上吹气之后，其“雾气”的蒸发比钻石慢。

2.钻石与合成碳化硅（莫桑石）的鉴别

在所有仿钻材料中，合成碳化硅与钻石最为相似，碳化硅能通过钻石热导仪的检测。但两者的区别主要在于合成碳化硅有极大的双折射率，可以通过观察刻面重影现象、白线状包裹体，得到具有鉴定意义的依据，从而与钻石相区别。

3.钻石与锆石的鉴别

钻石与锆石之间也有许多相似之处。但锆石为非均质体，有明显的双折射，色散及“火彩”较钻石弱，硬度又比钻石低。钻石则是均质性，色散及“火彩”比锆石强，硬度最高，据此即可将二两者相区别。

4.钻石与尖晶石的鉴别

钻石与尖晶石均属等轴晶系，两者都为均质体，但两者的区别在于尖晶石的硬度、折射率、色散值等，均明显低于钻石。

5.钻石与合成金红石的鉴别

钻石与合成金红石的区别，在于合成金红石内部含有球状气泡包裹体，相对密度、折射率、色散值均比钻石高，特别是其色散值很高，切磨后具有比钻石强得多的“火彩”。

6.钻石与人造钛酸锶的鉴别

钻石与人造钛酸锶的区别，在于人造钛酸锶在放大镜下观察，缺乏钻石的光辉，外观几乎似黄油状，并可见到内部含有球形气泡包裹体，在紫外光照射下人造钛酸锶无荧光。人造钛酸锶的色散值比钻石高，切磨后的“火彩”更强，相对密度也比钻石大。人造钛酸锶的硬度比钻石低得多，饰品经佩戴一段时间后，部分刻面的棱角会变得圆滑。

7.钻石与钇铝榴石的鉴别

钇铝榴石外观酷似钻石，但它的硬度比钻石低、相对密度比钻石大、折射率比钻石小、色散值比钻石低。可依据其相对密度大，切磨后“火彩”弱等特征，完全可以与钻石相区别。

8.钻石与钆镓榴石的鉴别

钆镓榴石以在短波紫外光照射下，能发出强的橙色和橙红色荧光，在长波紫外光照射下，则无荧光显示，并以硬度低、相对密度大、含有三角形片状包裹体和微小球形气泡包裹体，而区别于钻石。

三、天然钻石与合成钻石的鉴别

自从40多年前第一粒合成钻石面世以来的很长一段时间，由于合成钻石技术尚不成熟和完善，多数合成钻石只能达到工业级，很少可以达到宝石级，而且合成钻石的成本也十分高昂，所以早期的合成钻石很少进入珠宝市场，人们似乎高枕无忧，看到钻石理所当然认为是天然的。但是，近年来，随着合成钻石技术水平的不断提高，合成钻石的成本逐渐降低，产量成倍增长，合成钻石的品质也越来越好，近无色洁净的合成钻石越来越多，合成钻石已对钻石市场产生了一定的冲击。

1.合成钻石的方法

目前，钻石的合成方法主要是高温高压合成法和化学气相沉淀合成法。

（1）高温高压合成法（HTHP法）　钻石和石墨是碳的两种同质多象的变体（同分异构体）。常温常压下，碳以石墨的形式存在，高温（1300～1400℃）高压（5.5×109Pa）的条件下，石墨中的碳原子会按钻石的晶体结构重新排列而形成钻石。

（2）化学气相沉淀合成法（CVD法）　这是一种高温（800～1000℃）低压（常为0.1个大气压）条件下的合成单晶钻石的方法。用泵将含碳气体——甲烷（CH4）和氢气通过一个管子输送到抽真空的反应舱内，靠微波将气体加热，同时也将舱内的一个基片加热。微波产生等离子体，碳以气体化合物的状态分解成单独游离的碳原子状态，经过扩散和对流，最后以钻石形式沉淀在加热的基片上。其中，氢原子对抑制石墨的形成有重要作用。

2.合成钻石的鉴别

合成钻石与天然钻石的化学成分、晶体结构、物理性质完全相同，仅凭肉眼观察，根本无法辨别。只有配备了高精尖专用设备的实验室，通过训练有素、有一定经验的鉴定师仔细检测才能加以区分。但是，由于合成钻石与天然钻石的形成条件不同，在某些宝石学特征方面与天然钻石也存在着一定的差异，因此，在有条件的情况下，是可以鉴别出来的。合成钻石与天然钻石的鉴别特征，见表2-3。

四、钻石优化处理品的鉴别

由于钻石是一种贵重的宝石，尤其是净度好、色级高、重量大的钻石更是稀少。因此，人们想方设法改善品质低的钻石，这样不仅可充分利用钻石资源，而且可满足一些消费者想花较少的钱，购得看似较高级别钻石的需求。对鉴别处理钻石的知识作一些了解，对于钻石消费者来说，也是很有实际意义的。

处理钻石常见的方法有玻璃充填、激光钻孔、辐照和热处理、拼合、涂层和镀层、镀膜等，其中玻璃充填和激光钻孔是为了提高钻石的净度，而辐照和热处理、涂层和镀层是为了改变钻石的颜色，拼合是为了提高钻石的重量。涂层和镀层处理是较传统的处理方法，现在并不常见。

1.玻璃充填钻石的鉴别

1982年，以色列人首先发明用熔融的玻璃充填钻石裂隙，以提高钻石净度的方法。从1993年开始，市场上便有大量的玻璃充填钻石出现。据美国宝石学院（GIA）统计，玻璃充填钻石处理的钻石净度，比处理前提高将近1～2个净度级别。内部充填物的存在，有些可使钻石的颜色等级降低，有些则并不改变。充填的过程，是在真空中将具高折射率的铅玻璃注入钻石的裂隙内，并延伸到表面，这样可以在一定的程度上掩盖钻石内部的裂隙。

玻璃充填钻石在显微镜下观察时，转动钻石，当背景变亮时，充填裂隙部位显现由橙色变为蓝色，或紫红色变成黄绿色的特殊闪光效应，还可见流动构造和扁平状气泡。

2.激光处理钻石的鉴别

钻石中有深色包裹体时，在贴近包裹体部位，用激光打一个微小的孔洞，直通包裹体，使包裹体在激光束的作用下气化，或者再加入强酸溶蚀包裹体，之后用玻璃注入充填孔洞。激光钻孔的直径很小，一般为2.5～25µm，深度则是变化的。激光处理主要是为了消除钻石内的包裹体，以此提高钻石的净度等级。在放大镜或显微镜下观察，通常可找到激光通道的痕迹。如钻石表面激光孔眼处的不平“凹坑”；转动钻石，观察激光孔道呈线形，激光孔道内因充填物的折射率、透明度、颜色、光泽与钻石存在明显差异。

3.辐射和热处理

辐照处理钻石，可使钻石可产生色心，色心可通过加热得到改造，从而改变钻石的颜色。辐照处理钻石最常见的颜色有绿色、黄色和褐色。经辐照和热处理的黄色和褐色钻石的吸收光谱在黄区（594nm）显示一条吸收线，蓝绿区（504nm、497nm）处显示几条吸收线。经回旋加速器处理的钻石显示与琢型形状和轰击方向有关的环带，从亭部方向轰击的圆多面型钻石，透过台面观察时可见围绕底面呈雨伞状的环带；若从冠部方向轰击，则可见围绕腰棱的深色环；若从侧面方向轰击，靠近轰击源的一侧颜色较深。经辐射处理的钻石，颜色仅分布于表层，这一现象在浸液中较容易观察到。经辐照处理改色的蓝色钻石，是不导电的，为电的绝缘体。

4.钻石拼合石的鉴别

钻石拼合石常见有二层石和三层石两种情况，基于拼合材料又有多种可能，第一种是拼合的各部分均是其他相似材料，其中并无钻石；第二种是冠部（或上部）为钻石，其余各部分是仿制材料；第三种情况是拼合的各部分均是钻石，只是将几颗重量小的钻石拼合成一颗重量大的钻石。不管是哪种情况，拼合石的鉴别并不是很困难。从侧面观察，一般都能看到拼合线，从冠部或亭部在透射光下可看到拼合面上的气泡等，其他物理特征也可能存在较大差别，如拼合层上、下部分，在光泽、内含物及紫外荧光方面存在差异。

5.涂层和镀层

用难擦掉的蓝色笔在略带黄色的钻石腰棱或亭部小面涂上颜色，可消除或改善钻石的黄色调。检测时仔细地擦洗可将涂层的颜色除去。有些用氟化物镀层，就像照相机镜头镀层一样，这种镀层是抗酸的，但在反射光中显淡蓝色或淡黄色的表面“晕”。涂层的淡蓝色和钻石略带淡黄色调组合在一起，会使钻石显得更白。

6.镀膜

用化学气相沉积法（CVD法），在钻石或其他材料表层以较快速度生长一层钻石膜（简称DF）。这层钻石膜是由碳原子组成的具有钻石的结构、物理性质、化学性质的多晶质材料，膜的厚度一般为几十至几百微米，最厚可达毫米级。鉴别特征主要包括：①镀膜钻石是多晶质集合体，显微放大观察，具有粒状结构，而天然钻石是单晶体，表面没有这种现象；②若镀上彩色的膜，可将钻石置于二碘甲烷中观察，钻石表层会产生干涉色，类似于浮在水面的油膜；③使用大型科学仪器检测，如用扫描电镜、X射线形貌分析、拉曼光谱测试，均能有效地鉴别镀膜钻石。