【科普】粉色鑽石的顏色成因？

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近年來，明星大腕們的「鴿子蛋」頻繁打破紀錄的新聞，不斷地刺激著老百姓的眼球，甚至都有些視覺疲勞了。而在筆者心目中印象最深的鑽石當屬某女星的那枚婚戒（恕筆者翻老黃曆）。儘管3克拉放在今天來說可能並不算大，但在十幾年前對於「未見過市面」的老百姓來說，已經是相當震撼了。關鍵還不是一般的鑽石——人家是一粉紅色的！

提起粉紅鑽石，可以說是彩色鑽石里最具人氣的品種了。顏色純正、質量上乘的粉紅鑽石，則更是可遇而不可求的。縱觀全球，鑽石產地並不少，但真正出產粉紅鑽石的地方卻屈指可數，這更加劇了其稀有的程度。因而，為獲得珍貴的粉紅色，人工處理、合成等手段越來越多地應用在鑽石上，也使得檢測的難度和風險與日俱增。

全球約90%的紅-粉色鑽石來自著名的阿蓋爾(Argyle)礦。礦區每年約產出50ct粉鑽，但多為小顆粒。

總結近年來的研究成果，粉紅-紅色鑽石的顏色成因主要為兩種：一是吸收光譜中以550nm為中心的寬吸收帶。可能與塑性變形相關，但其物理模型尚未解決，許多天然粉紅鑽石由此缺陷致色。另一個是NV色心——中性或負電性。IIa型鑽石若具有較高濃度的NV色心，也可以產生粉紅色，如印度的Golconda鑽石。許多處理和合成鑽石，因主要以NV色心為主。

尚未見到報道，通過實驗室處理的方式來產生550nm吸收帶，且通過對該吸收的改善，對粉紅鑽石的質量提高也十分有限。HPHT處理技術近年來備受關注，通常在5-6Gpa，2000-2500℃（溫度相比鑽石的形成溫度來說要高得多）條件下幾分鐘即可。HPHT處理可以修復塑性變形，去除部分褐色來加深550nm吸收帶產生的粉紅色。此種方式適用於存在550nm吸收帶的IIa型鑽石，但是對於類似Argyle褐色Ia型鑽石收效甚微。

一顆11.08 ct Fancy Vivid的粉紅鑽石，GIA檢驗表明其經過多步驟處理。

《GEMS GEMOLOGY》2012 FALL。

Apollo鑽石公司生產的CVD合成粉紅色鑽石

相比而言，針對NV色心的處理來產生粉紅-紅色則更容易的多，是目前採用最主要的方式。通過控制NV色心的密度，可以獲得不同深淺的粉紅色，通常帶有紫色或者橙黃色色調，與那種純凈的天然色調有所不同（近期顏色處理提升）。NV心可以很容易引進：

1、當初始材料本身存在孤氮時，通過輻射加低溫熱處理，可以產生NV心；

2、天然鑽石也可以通過HPHT處理，可以導致N集合體的分解，形成孤N，分解A、B的氮集合體來產生孤立的氮原子。處理近無色—無色鑽石Ia型鑽石具體細節：~2000℃溫度下HPHT處理產生孤N；之後進行輻照處理產生空穴，800℃下退火產生NV心，使鑽石致色。

3、HPHT合成，CVD合成鑽石均含有少量孤氮，處理後便可以獲得顏色。部分CVD生產商聲稱可在生長過程中直接產生粉紅色。

另外，人工覆膜處理也可以使獲得粉紅鑽石。

粉色、褐色鑽石的顏色與其形成環境及運移過程中發生的塑性變形（導致晶體結構缺陷）有關。在引起晶格缺陷的同時，還可改變鑽石中氮的聚集速率和形勢，使鑽石形成不同顏色，且鑽石的均勻程度也與塑性形變的均勻性有關。

粉色、褐色鑽石的成因，是與其形成環境及運移過程中發生的塑性形變（導致晶格結構缺陷）有關。引起晶格缺陷的同時，還可改變鑽石中N的聚集速率和形式，使鑽石形成不同的顏色，且鑽石的顏色均勻程度也與塑性形變的均勻性有關。