涂 彩 湯紅云 陸曉穎 / 國家金銀制品質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心（上海）

DiamondViewTM在寶石檢測中的應(yīng)用

涂 彩 湯紅云 陸曉穎 / 國家金銀制品質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心（上海）

通過對天然、合成鉆石，充填處理祖母綠及合成紅寶石的檢測實驗，證明了DiamondViewTM在寶石檢測中的多樣化應(yīng)用。實驗結(jié)果表明，DiamondViewTM還可以直觀快速地觀察到祖母綠裂隙中的充填物；同時也可以用來檢測例如焰熔法合成紅寶石等其他合成寶石，是一臺比較直觀方便的珠寶檢測輔助儀器。

DiamondViewTM；合成充填處理

0 引言

隨著科技進步及珠寶市場的發(fā)展，寶玉石合成、處理技術(shù)層出不窮，而珠寶檢測儀器設(shè)備也在不斷地更新發(fā)展。DiamondViewTM（鉆石觀察儀）是英國DTC生產(chǎn)的一系列鉆石檢測儀器之一，主要用來鑒別合成鉆石。其原理是將鉆石暴露于強短波紫外輻射下，使用CCD采集熒光及磷光圖像，并以此鑒別天然及合成鉆石[1]（它不僅可以觀察鉆石的熒光圖像，也可以用來觀察磷光圖像）。雖然DiamonViewTM是為了鑒別合成鉆石而出產(chǎn)的，但由于其輻射源強度遠高于傳統(tǒng)寶石紫外燈，且觀察結(jié)果直觀、清晰，因此，除鉆石外，還可以用來觀察其他寶石的生長結(jié)構(gòu)，甚至可以觀察充填處理寶石的裂隙充填特征。

1 DiamondViewTM簡介

DiamondViewTM使用的是波長小于225 nm的短波紫外線，設(shè)備中具有一個氙氣閃光燈以及帶光學(xué)器件的專用紫外線濾光器，它們可以在樣品上產(chǎn)生一個強紫外線照明區(qū)域，樣品的成像通過彩色CCD攝像機完成，熒光圖像可直觀地顯示在計算機監(jiān)視器上，并會自動捕獲磷光圖像。白光照明條件可幫助觀察樣品在激發(fā)前的準(zhǔn)焦和對比，通過調(diào)節(jié)積分時間、視場光闌、激發(fā)模式等來獲得最佳圖像。DiamondViewTM鑒別樣品的大小范圍為0.05～10 et。

2 DiamondViewTM在珠寶檢測中的應(yīng)用

2.1 區(qū)分天然、合成鉆石

鉆石表面會吸收大量強短波紫外線，從而產(chǎn)生熒光圖像。天然及合成鉆石由于生長方式不同，導(dǎo)致不同生長面的不均勻雜質(zhì)濃集，產(chǎn)生了不同結(jié)構(gòu)的熒光圖像，而通過這些圖像可以明確識別出天然及合成鉆石。天然鉆石的生長環(huán)境較為復(fù)雜，因此發(fā)光區(qū)域形態(tài)通常復(fù)雜多變，分布無規(guī)律性，但發(fā)光通常相對均勻，通常為藍色（圖1）。HPHT（高溫、高壓）法合成鉆石由于八面體{111}、立方體{001}、十二面體{110}等面的同時發(fā)育，呈現(xiàn)出一種立方-八面體晶形，雖然切磨后其晶形消失，但在DiamondViewTM的強紫外熒光下，仍呈現(xiàn)為典型的“立方-八面”或“黑十字”式的發(fā)光圖案（圖2）。CVD法合成鉆石的生長方式和天然鉆石有著本質(zhì)上的差異。CVD合成鉆石通常為IIa型，但由于其層狀的生長方式，生長面上不同生長階段氮元素摻雜量的差異使其呈現(xiàn)了典型的近于平行的條紋狀特征（圖3）。而天然IIa型鉆石通常由于多邊形化位錯網(wǎng)絡(luò)的存在而呈現(xiàn)一種“馬賽克”的發(fā)光特征（圖4）。早期的CVD合成鉆石通常具有典型的強橙色熒光，現(xiàn)在多通過高溫高壓處理后消除，但層狀的生長特征仍是鑒定的有力依據(jù)[2-3]。

圖1 天然鉆石的熒光圖像

圖2 HPHT合成鉆石的熒光圖像

圖3 CVD合成鉆石的熒光圖像

圖4 天然IIa型鉆石“馬賽克”狀熒光圖像

2.2 觀察充填物

祖母綠、碧璽等裂隙發(fā)育類寶石通常會進行充填處理以改善其品質(zhì)。充填處理的檢測通常依靠放大觀察，有時難以判定充填物的存在，但用DiamondViewTM，充填物顯示與樣品本身以及裂隙不同的熒光特征，可以更為直觀地進行觀察，因此可作為檢測充填處理的一種輔助手段。圖5為祖母綠的充填處的熒光圖像，充填處呈現(xiàn)暗黃綠色熒光，明顯區(qū)分裂隙的藍白色熒光（圖6）及祖母綠本身的紅色熒光，顯示了充填物的存在。而DiamondViewTM中，祖母綠的色帶清晰可見（圖7），也為祖母綠的生長特征研究提供了幫助。

圖5 祖母綠中的充填物的熒光圖像

圖6 祖母綠的表面裂隙的熒光圖像

圖7 祖母綠色帶的熒光圖像

2.3 鑒別合成紅寶石

使用DiamondViewTM同樣可以通過生長特征鑒別除鉆石外的其他合成寶石。焰熔法合成紅寶石具有獨特的弧形生長紋，可以區(qū)分于天然紅寶石。但有時生長紋不明顯，在顯微鏡下難以觀察，但這些生長特征在DiamondViewTM下卻非常清晰直觀地顯現(xiàn)出來。圖8為焰熔法合成紅寶石的熒光圖案，有明顯的弧形生長紋，因此可以作為直觀的鑒別依據(jù)。同樣，DiamondViewTM也可以應(yīng)用與鑒別其他具有明顯生長特征的合成寶石。

圖8 焰熔法合成紅寶石的熒光圖像

3 結(jié)語

DiamondViewTM雖然是以鑒別合成鉆石為目的而生產(chǎn)的檢測儀器，但是由于其強輻射源以及便利的觀察方式，使得它在鑒別其他寶石的合成及充填處理時也具有一定的輔助作用。本文通過對合成鉆石、充填處理祖母綠及合成紅寶石的檢測，發(fā)現(xiàn)DiamondViewTM在寶石檢測應(yīng)用中的多樣化，證明了它是一種非常直觀和方便的輔助檢測工具。

[1] Diamond Trading Company.DiamondViewTM用戶使用手冊[R]. 倫敦：2010.

[2] 張蓓莉. 系統(tǒng)寶石學(xué)，2版[M]. 北京：地質(zhì)出版社，2006.

[3] James E Shigley. Gems & gemology in review: Synthetic diamonds [M]. Wisconsin: Worzalla Publishing Company. 2005.

[4] Philip M Martineau, Simon C Lawson, Andy J Taylor, et al. Identification of synthetic diamond grown using chemical vapor deposition (CVD)[J]. Gemes& Gemology, 2004, 1(40): 2-25.

[5] Wuyi Wang, Ulrika F S D’Haenens-Johansson, Paul Johnson, et al. CVD Synthetic Diamonds From Gemesis Corp[J]. 2012, 2(48): 80-97.

[6] 孫媛，陳華，丘志力，等. 中國3個商業(yè)性鉆石產(chǎn)地天然鉆石的DiamondViewTM圖像及其意義[J]. 巖石礦物學(xué)雜志，2012，2（31）：261-270.

[7] 陸曉穎，湯紅云，涂彩. 紅外光譜儀在優(yōu)化處理祖母綠鑒定中的應(yīng)用[J]. 上海計量測試，2013，4（236）：4-7.

On the application of DiamondViewTMin gem identi fi cation

TuCai，Tang Hongyun，Lu Xiaoying
（National Center of Quality Supervision & Inspection on Gold-Silver Products, Shanghai）

This article test natural, synthetic diamonds, filled emeralds and synthetic ruby using DiamondViewTM, and prove that DiamondViewTMis a useful tool for gem identification. DiamondViewTMis always used for identifying synthetic diamonds by fluorescence image which can show the structural characteristics of growth of diamond. But in our results, DiamondViewTMcan also observe fillers in fissure of emerald quickly and directly; and also, DiamondViewTMcan be used to identify other synthetic gemstones, like synthetic ruby by flame fusion method. These prove that DiamondViewTMis a more intuitive and convenient instrumentation for gem identification.

DiamondViewTM; synthesis; fillingtreated