怎么辨别钻石真假？

对于消费者来说，在购买天然钻石时最好的保障就是一份权威的证书，因为上面包含了几乎所有你想要知道的、关于这颗钻石的信息。世界上能够出具钻石证书的权威机构不止一家，但其中最著名的莫过于GIA了。尤其在1953年，GIA总裁Richard T Liddicoat先生正式创立了“钻石4C分级”系统，把天然钻石鉴定正式推向国际化。

重量、颜色、净度、和切工，如今这一“4C标准”相信已广为人知，所有30分以上的天然钻石在购买前，都有必要根据证书上的“4C标准”来综合考虑。那么，手持证书的你，又知道如何真正看懂它吗？

天然钻石的GIA证书就用五看三注意来了解吧！

一看：GIA 编号

如图示钻石GIA编号：2367061013 ，这串10位数字相当于天然钻石身份的证明，确保它货真价实。大多数GIA钻石腰部也都会刻有与证书相同的编码，用十倍放大镜可以看得到，但是有些大克拉高级别的天然钻石可能就没有，因为还是要保持它的完美性。

二看：克拉 （Carat）

是指天然钻石的重量，图示天然钻石的克拉重量（Carat Weight）：101克拉。

三看：净度（Clarity）

天然钻石中会有不同的内含物类型，有结晶体（Crystal）、羽裂纹（Feather）、云状物（Cloud）、针点（Pinpoint）、针状物（Needle）等等。每一颗钻石的内含物都各不相同，也正是钻石“天然”的最好证明。内含物越少，这颗天然钻石的净度自然也就越高。

图示钻石的净度级别（Clarity Grade），可以对照证书的图用十倍放大镜来看一下包裹体的位置。来源：Pinterest

四看：颜色（Color）

切勿与“彩钻”混肴，这里的颜色指的是一颗天然钻石的无色程度，从英文字母D开始最为纯净，依次往下渐渐变黄（从D开始是因为GIA为了区分和别的鉴定机构对于颜色的分类）。

在实物D-K级别中进行了观察，D、E、F属于无色，G、H近无色，I、J以后的颜色在50分以上钻石肉眼会看到明显**。

五看：切工（Cut）

天然钻石的闪耀和光亮的主要决定因素是切工。

只有好的切工，才能让天然钻石绽放璀璨。其中又分为切割比例、抛光、对称性三项，每一项都有五个级别，从高到低依次是EXCELLENT，VERY GOOD，GOOD，FAIR，POOR。

以上图示天然钻石的切工、抛光、对称都为完美级别切割（Excellent）来源：Pinterest

注意一：天然钻石台宽比

台面宽度相对于平均直径的百分比，直接决定了一颗天然钻石的火彩和亮度，很关键。

台宽比在53%至64%之间的圆钻形钻石通常是比较合理，小台面的钻石通常比大台面的钻石展现出更多的火彩，但是大台面亮度会更好。

注意二：荧光（Fluorescence）

荧光是指天然钻石在紫外线下发出的蓝白光泽，从无到强分为：微荧光（Faint），中荧光（Medium），强荧光（Strong），很强荧光（Very Strong）。

天然钻石中有荧光会使其价值下降很多，但是在一些颜色比较黄的钻石中荧光反而可以让其增色，并且在一些设计作品中也喜欢用有荧光的天然钻石，让你在派对中最耀眼。

注意三：证书制作日期

制作时间越近期的证书代表这颗天然钻石越新，如果是时间比较久的证书可能这颗天然钻石是回收钻，但是证书日期新旧对天然钻石本身的品质没有影响。

想要入手一颗称心如意的天然钻石，购买前一定要仔细阅读这张重要的“身份证”，根据“五看三注意”考量各个维度，因为它们都是鉴定天然钻石价值不可或缺的要素。

挺好的，钻戒的名字也挺特别的。这款钻戒的造型设计采用了房屋建筑的元素，钻石采用的是LOVE星座极光，钻石有100个刻面，相比普通57/58的钻石要多出40个亮度反射面，因此整体的反光亮度比普通的要提高30%。整体风格大气优雅，之前在电视剧《急症科医生》中出现过。

是英国的 De Bears公司。戴比尔斯有的意为得比尔斯 是英国的钻石开采以及销售体系。 原本英国在南非殖民地时期就有这个公司，是世界上最大的钻石公司，下属有专门的销售部。 原来这个公司拥有的钻石原石量达世界的百分之90，现在由于澳大利亚、俄罗斯、南非各国以及中国等地的钻石产出，它现在拥有全球百分之六十的原石量，依然非常庞大。

他们将原石分为几千个级别，比普通的钻石分级要复杂的多，他们还出品了很多钻石仪器，比如钻石观察仪这些。更重要的是，它研究钻石的优化处理，并且在这方面做的比较突出。

但，重点说你的问题了，这个公司是不单独对外销售钻石的。全世界一共就十几个看货人，“看货人”这个名词专指去戴比尔斯公司采购钻石的人，先和公司下订单，然后过来看货，公司会适当的搭配卖出一些小钻之类的。订好货之后，一般由邮寄的方式寄出。

在中国，前几年上海钻石交易所有一位看货人，但由于他的去世，中国现在还没有新的看货人，听说正在申请当中，是非常不容易的。所以你所说的那些牌子，应该是什么牌子旗下的，或者是冒充大牌的东西。

中国gtc是省检。在国内珠宝市场，GTC指的是广东省珠宝玉石及贵金属检测中心。

GTC珠宝玉石及贵金属检测中心不仅是广东省质量技术监督局授权的具有市场监督抽查资质的检验机构，也是中国实验室认可委员会认可的检验机构，其证书报告可以得到国际认可。同时是广东省消费者委员会、广东省金银珠宝商会指定的广东省珠宝消费纠纷唯一检验鉴定单位。

GTC拥有专业仪器

GTC拥有数十套常规宝石鉴定仪器，以及红外光谱仪、X射线衍射仪、自动钻石切割率测量仪、钻石观察仪、紫外-可见光谱仪等一批大型仪器设备。

在贵金属检测方面，我们拥有Quant'X能量色散光谱仪、贵金属精密测试仪、microbeam XRF黄金珠宝分析仪、ICP等大型先进仪器设备。

世界各国的颜色科学家和宝石学家及工程师尝试使用过各种颜色测量方法来测量宝石的颜色，包括测量彩色钻石的颜色。在所尝试过的颜色测量方法中，使用积分球的颜色测量方法的测量精度远好于其他的颜色测量方法。在积分球宝石颜色测量方法中，将钻石放在积分球中心来测量无色钻石的D—Z 颜色的测量方法比其他方法较为实用，图5—7为这种积分球颜色测量方法的示意图。

图5-7 利用积分球进行钻石颜色测量方法示意图

A—石钻放在积分球的中心，光由下入射到钻石的台面，积分球再将钻石的出射光积分后送到色度计进行颜色测量；B—钻石放在积分球的下面，漫射光经钻石的亭部入射到钻石，然后经台面出射到分光光度仪进行光谱测量

另外一种积分球颜色测量方法具有双光束，一个光束用于宝石的颜色测量，另外一个光束用作标准参照。从理论上讲，这种双光束积分球方法设计合理，而且广泛用于光谱测量。但对于测量宝石的颜色并不理想。

图5-8 宝石光谱颜色测量实验装置

1－分积球；2—光源；3—分光光谱图像仪；4—A/D转换器

准直光经钻石台面射入，钻石的反射光经钻石台面射入积分球，积分球将反射光积分后传送到分光光谱图像仪进行光谱测量

著者曾在美国宝石学院研究部专门设置一台使用积分球的光谱颜色测量实验装置，如图5—8所示。此光谱颜色测量实验装置由光源、积分球、分光光谱图像仪和A/D 转换器组成。光源所提供的稳定连续光经准直后照射在宝石的台面，反射光经积分球漫反射均匀后入射到分光光谱图像仪。分光光谱图像仪的衍射光栅将入射光分解为可见光谱，并成像在CCD 矩阵元件上。CCD 矩阵所产生的模拟信号经A/D 转换器变为数字信号后传送到计算机。计算机由宝石光谱的数字信号计算出光谱反射率，并计算色度值。著者利用这台光谱颜色测量实验装置进行了许多宝石颜色测量方面的研究，其中包括“塔维涅”钻石的变色研究以及许多彩色钻石、无色钻石和有色宝石的颜色测量。该实验装置可利用改变入射光孔径的方法来测量不同尺寸和形状的宝石。因为该实验装置不能将形状、尺寸、折射率和荧光等因素纳入计算因素，所得到的颜色色度测量值主要用于对宝石颜色的定性研究，不能达到对宝石颜色的定量研究，也无法利用测量所得到的颜色色度值对所测宝石进行直接的颜色评定。

图5-9 测量宝石颜色的双积分球分光光度仪

经多年的潜心研发和不断地改进，著者成功研发了一台采用双积分球和三光谱校正的分光光度仪（图5—9），解决了宝石颜色的仪器测量和评定难题。由于该分光光谱仪还提供宝石的可见光谱，可以用来进行宝石的光谱研究和利用光谱进行宝石的鉴定。图5-10为双积分球分光光度仪的原理示意图。图中的两个积分球具有各自的功能。测量积分球为被测样品提供均匀照明，并通过测量准直镜接受样品的反射光。样品积分球为被测样品提供一个稳定、一致的背景。光源所辐射的可见光经漫射挡光板漫反射到测量积分球的内壁，再经积分球内壁的多次漫反射形成均匀光照射到样品的台面。漫射挡光板除将光源的入射光漫反射到测量积分球内壁外，另一个重要作用是防止光源的入射光直接照射到样品和测量准直镜，以提高颜色测量的精确度。测量准直镜接受经样品反射的可见光，并直接或经光缆传送到分光光度仪。分光光谱仪将样品的反射光分解为光谱，再经光电元件转换为电信号，然后经A/D 转换的数字信号传送到计算机进行颜色的色度计算和颜色的评定。

图5-10 测量钻石颜色的双积分球分光光度仪的原理示意图

钻石放在样品积分球内，漫射光经钻石的台面射入，钻石的反射光被准直镜接受，然后送到分光光度仪进行光谱测量；计算机利用钻石的光谱反射率计算钻石的平均颜色和特征色，以确定钻石的颜色级别

因为宝石的形状、尺寸、折射率和荧光强度都可能有所不同，而且宝石的颜色受背景的影响较其他颜色材料要大得多，提供一个稳定、一致的背景对宝石颜色测量的精度非常重要。许多过去的宝石颜色测量仪器将宝石放在积分球的中心，使入射光和反射光完全混在一起，影响了颜色测量的精度，也使颜色评定不够准确。双积分球光学装置中，样品积分球是完全独立的，为被测样品提供了一个稳定、一致的背景。测量积分球和样品积分球相互独立，使入射光和反射光的相互影响降至最低，因而大大地提高了宝石颜色的测量精度。

图5-11 双积分球分光光度仪的彩色钻石颜色测量评定视窗

所测的彩色钻石的颜色为艳偏绿蓝色（Vivid Greenish Blue）

宝石的颜色受光源的光谱分布影响，在不同的光源下一颗彩色钻石的颜色可能呈现略微不同的颜色。虽然这种颜色的不同是不能用颜色记忆来察觉，但对于彩色钻石的颜色评定可能影响很大，特别是在颜色级别的边界附近。这台双积分球分光光度仪的光源滤色片可根据要求更换，以提供标准D 65日光光源或标准A 白炽光源。

这台双积分球分光光度仪的宝石颜色测量和评定软件包括有色宝石颜色测量和评定软件、彩色钻石颜色评定的插入软件和D—Z 颜色评定软件。图5-11为彩色钻石的颜色测量和评定软件的视窗。被测的是一颗人工改色的艳偏绿蓝色的圆形彩色钻石。这颗彩色钻石的形状为亮圆形，直径为646mm，全深（高）392mm，没有考虑紫外荧光。

视窗中显示这颗钻石的反射光谱。在反射光谱中有两个反射带，一个在400～600nm之间，另外一个在长波范围。由于人眼在大于700nm的波长范围的灵敏度很低，长波范围的反射带对此彩色钻石的颜色贡献很小。这一彩色钻石的颜色主要是由400～600nm 之间的反射带所产生的，其反射峰中心大约在485nm，对应的光谱色调为偏绿蓝色。

颜色测量和评定软件利用所测的反射光谱计算在CIELA B颜色空间的色度值。此软件直接给出色调角、亮度和饱和度值。被测彩色钻石的色调为22814°，亮度值为5375，饱和度值为1972。

这台双积分球分光光度仪所测量的反射光谱来自彩色钻石的整个台面，包括特征色区、透光区、消光区和非镜面反射区，所以反射光谱是一个平均光谱。根据测量所获得的平均光谱可以得到一个平均颜色级别。这颗彩色钻石的颜色级别是“浓偏绿蓝色”。

在前一节中介绍过彩色钻石的颜色是由特征色区的颜色来评定的，不是由平均色来确定。根据彩色钻石的平均颜色、形状、尺寸、折射率和荧光，这台双积分球分光光度仪的软件可以利用人工智能方法“模糊”计算彩色钻石的特征颜色，再由特征色确定的颜色级别。这颗彩色钻石的真正颜色级别是“艳偏绿蓝色”。由这台双积分球分光光度仪进行颜色测量所得到的颜色级别与目视颜色评定所获得的颜色级别完全一致。

另外，由颜色计算所获得的色调“偏绿蓝色”与根据所测量的光谱的反射带分析所获得的色调完全一致。一般来讲，彩色钻石颜色的色调测量比较容易，但对亮度，特别是对饱和度测量非常困难。这台双积分球分光光度仪是目前世界上唯一可以准确测量彩色钻石颜色的亮度和饱和度仪器，能准确无误地评定颜色。

是权威的，广东省珠宝玉石及贵金属检测中心是中国名列前茅的大型珠宝贵金属检测机构。是国土资源部指定的珠宝科普基地，同时也是广东省科学技术协会命名的广东省科普教育基地。

广东省珠宝玉石及贵金属检测中心（GTC），又名广东省技术监督珠宝贵金属质量检验站，成立于1995年，1996年取得了CAL审查认可授权证书、CMA计量认证合格证书，之后又陆续取得CNAL实验室认可证书、CNAS认可证书，广东省珠宝玉石及贵金属检测中心，已从宝石常规鉴定的实验室发展成为中国名列前茅的大型珠宝贵金属检测机构。

扩展资料：

资质与实力

GTC拥有几十套常规宝石鉴定仪器，还配备了多台红外光谱仪、X射线衍射仪、钻石切工比率自动测量仪、钻石观察仪、紫外可见分光光度计等大型仪器设备；在贵金属检测方面，拥有Quant’X能量色散光谱仪、贵金属精密测试仪、微束XRF黄金首饰分析仪、ICP等大型先进的仪器设备 。

如今，广东省珠宝玉石及贵金属检测中心拥有国家珠宝评估师9名，居全国各质检机构之首；29名注册国家珠宝玉石质量检验师；几十名FGA珠宝鉴定师、GIC、GAC、DGA钻石分级师 。

科研成果

广东省珠宝玉石及贵金属检测中心科研实力雄 厚，在SCI、高校院报等核心刊物上发表文章多篇，在《中国宝石》、《地质找矿论丛》、《中国宝玉石》、《宝石和宝石学杂志》、《广州金银珠宝》等行业具影响力的专业期刊上，广东省珠宝玉石及贵金属检测中心的专业论文屡见不鲜。

其中2009年课题《红外光谱仪在宝玉石鉴定及岩石矿物分析中的应用研究报告》获得了广东省地质局科学技术成果一等奖。

公信力和影响力

广东省珠宝玉石及贵金属检测中心不仅是经广东省质量技术监督局授权的、具有市场监督抽查资质的检验机构，还是经中国实验室认可委员会认可，出具的证书报告可获得国际互认的检测机构，同时她是经广东省消费者委员会、广东省金银首饰商会指定的广东省珠宝首饰消费者争议的检测鉴定单位。

作为国家首饰标准化委员会委员单位，广东省珠宝玉石及贵金属检测中心主持起草并修订了广东省第一个珠宝玉石地方标准DB44/94《珠宝饰品标识规定》；主持起草了DB44/T708-2010《珠宝玉石贵金属饰品经营服务规范》；接受全国首饰标准化技术委员会委托，作为第一起草单位负责起草国家标准《玉雕制品工艺质量评价》  。

作为第一、第二起草单位负责起草了《首饰工艺规范》和《首饰标识》两个行业标准；参与了多项国家标准、行业标准的修订评审工作。这一系列行业标准的起草修订、评审，为珠宝首饰行业的健康稳定发展起到了极大推动作用。

为监督产品品质，优化行业服务，广东省珠宝玉石及贵金属检测中心多次受省、市工商、质监部门委托进行珠宝生产和消费领域的专项监督检查，规范我省珠宝生产、销售市场；并协助公安、法院、海关、工商、银行、消委会等部门出具鉴定评估报告及提供技术服务。

作为珠宝玉石检测行业中的佼佼者，广东省珠宝玉石及贵金属检测中心还是国土资源部指定的珠宝科普基地，同时也是广东省科学技术协会命名的广东省科普教育基地。

参考资料：

广东省珠宝玉石及贵金属检测中心——

靠谱。

广东省珠宝玉石及贵金属检测中心（GTC），又名广东省技术监督珠宝贵金属质量检验站，成立于1995年，1996年取得了CAL审查认可授权证书、CMA计量认证合格证书，之后又陆续取得CNAL实验室认可证书、CNAS认可证书，广东省珠宝玉石及贵金属检测中心，已从宝石常规鉴定的实验室发展成为中国名列前茅的大型珠宝贵金属检测机构。

gtc不仅是经广东省质量技术监督局授权的、具有市场监督抽查资质的检验机构，还是经中国实验室认可委员会认可，出具的证书报告可获得国际互认的检测机构 ，同时也是经广东省消费者委员会、广东省金银首饰商会指定的广东省珠宝首饰消费者争议唯一的检测鉴定单位，每年为广东首饰销售单位、消费者解决消费争议上百起，受到全省各地消费者委员会、 商会协会、销售企业及广大消费者的一致好评。作为珠宝玉石检测行业中的佼佼者，广东省珠宝玉石及贵金属检测中心还是国土资源部指定的珠宝科普基地，同时也是广东省科学技术协会命名的广东省科普教育基地，由此可见，中国GTC的权威性还是得到社会上的一致认可的，是靠谱的。

关于GTC

中国GTC拥有几十套常规宝石鉴定仪器，还配备了多台红外光谱仪、X射线衍射仪、钻石切工比率自动测量仪、钻石观察仪、紫外可见分光光度计等大型仪器设备；在贵金属检测方面，拥有 Quant'X能量色散光谱仪、贵金属精密测试仪、微束XRF黄金首饰分析仪、ICP等大型先进的仪器设备。目前，广东省珠宝玉石及贵金属检测中心拥有国家珠宝评估师9名，居全国各质检机构之首；32名注册国家珠宝玉石质量检验师；几十名FGA珠宝鉴定师、GIC、GAC、DGA钻石分级师。

图像观察法是珠宝玉石材料无损检测中使用最广泛的方法。常用的仪器是各类放大镜,宝石显微镜(倍率为45~75,带暗场、明场等照明功能),偏光显微镜以及其他低倍率、功能单一的显微镜,超景深显微镜等。

(一)宝石显微镜

宝石显微镜是用来观测宝石表面及内部特征最常用的仪器,对彩色宝石产地特征的观察和信息采集具有最重要意义。

宝石显微镜主要由以下几个部件组成:

(1)光学系统(透镜系统),包括目镜、物镜等。

(2)照明系统,包括底光源、顶光源、光量强度调节按钮等。

(3)机械系统,包括支架、宝石夹、焦距调节旋钮等。

图2-1为直立式宝石显微镜的原理及结构图。

图2-1 直立式宝石显微镜的工作原理及结构图

宝石显微镜的照明方式通常有以下几种:

(1)暗域照明:即光源不直接照射到宝石上,是最常用的一种照明方式,可观察和拍摄宝石内部的各种矿物包体和生长特征。

(2)亮域照明:即光源直接照射到宝石上,有利于流体包体、色带、生长纹和低突起包体的观察和拍摄。

(3)斜向照明:外界光源调节的范围可从水平方向0°到垂直方向90°,如图2-1中弧线范围内为斜向照明。薄膜、裂隙及超薄的流体包体在斜向照明条件下可出现明亮的干涉色。当外界光源位于水平方向(即0°)时,细窄的光束直接由宝石侧面照入,即为水平照明,由上往下观察宝石时,宝石内的针点状晶体、助溶剂及气泡会变得明亮且突出。

图2-2 不同照明条件下卢旺达蓝宝石内部特征对比

(4)偏光照明:在亮域照明的条件下,加上偏光片,产生偏光或正交偏光,有利于观察宝石内部的应力分布、双折射现象、晶格缺陷(如双晶)、生长特征、多色性等。

(5)点光照明:将点光源照射到宝石的局部区域,有利于观察宝石表面及近表面的包体特征、针点状包体(如金红石针),并可进一步观察流体包体中的气态、液态甚至固态包体的显微特征,有助于更清楚地观察弧形线条或其他结构。

(6)阴影照明:光源由宝石下方直接照入,光源与宝石之间用一片不透光的薄板部分遮挡,可提高内含物的立体效果,适合观察生长结构,如弧形线条和双晶等。

(7)漫射照明:打开遮光板,将一张漫射板、白色面纸或其他半透明物置于光源上方,由下往上射入宝石,使光线减弱并扩散,可协助观察色域或色带。

(8)反射照明:光源由上方照入产生反射光使表面特征更明显。

综上所述,不同的照明方式适合于观察不同的内、外部特征,因此,合适的照明方式对信息的采集至关重要。同一包体特征,在不同的照明方式下,其清晰度、美观程度及立体感等都有所不同。如图2-2所示,同一蓝宝石样品在亮域照明下可见生长环带,暗域照明下见大量的微细包体和聚片双晶,偏光照明下能见清晰的双晶纹。

利用宝石显微镜可观察宝石内部的缺陷特征、生长特征、溶解特征等显微特征,从而大致确定彩色宝石中具有产地意义的特征。如祖母绿中的三相包体,它仅在哥伦比亚、尼日利亚等少数几个地方出产的祖母绿中可以见到(图2-3);马达加斯加蓝宝石中常见大量橙红色透明浑圆—拉长状的金红石包体,它是该产地蓝宝石的典型包体特征之一,如图2-4所示。

图2-3 尼日利亚祖母绿晶体中常见三相包体(50×)

图2-4 马达加斯加蓝宝石晶体中常见大量的橙红色拉长状金红石包体(05×)

(二)高倍率光学显微镜

由于宝石显微镜放大倍数及分辨率不是很高,为找出晶体内、外部一些微细特征差异,需要使用高倍率光学显微镜。

1超景深三维显微系统

超景深三维显微系统是用于高倍率观察晶体内部及表面三维结构的数码显微镜。该显微系统的照明是嵌入式的,主机中的光源发光,光线通过光纤电缆从镜头内部照明物体。嵌入式照明能根据样品检测距离和镜头视野提供最佳的光照,无需复杂的调节就能轻松获得最佳照明效果(图2-5)。

图2-5 超景深三维显微镜

因为有超景深或共聚焦功能,这些高倍率高分辨率显微镜可用于观察表面粗糙高低不平的珠宝材料,且可以半定量测量样品三维尺寸,可以加深科研人员对材料表面微形貌特征、颜色分布特征等的理解。超景深三维显微系统在宝石学中的应用主要是观察和拍摄宝玉石表面生长和溶解特征、晶体内部包体的三维形态及其分布等,其视频拍摄功能可以观察和记录气液包体的变化特征。

2微分干涉显微镜

微分干涉显微镜(Diferential Interference Contrast Microscope)是一种特殊形式的干涉显微镜,通常被用于观察物体内由于各点的折射率不同,光通过时造成光程差不同的现象。只分开1μm或者更小距离的两束相干光通过标本产生干涉后,标本内邻近两点的光程差经显微镜中特殊的光学系统转变为振幅(光强度)的变化,从而可观察到标本内细微的结构,所以称为微分干涉显微镜。用微分干涉法观察样品,会看到宝石显微镜下所看不到的许多细节,明场下难以区分的一些结构细节或缺陷,如凹凸面、裂隙、孔洞等可通过微分干涉使得反差增强而容易观察,微分干涉法对于具光滑表面的珠宝材料微细结构的观察很有效。如图2-6所示,金刚石晶体表面倒三角蚀像的微细结构能清晰地通过干涉色的差异呈现出来。

图2-6 钻石八面体表面溶蚀坑(50×)

(三)电子显微镜

光学显微镜由于受到光的波长的限制,绝大多数情况下无法看清尺寸小于波长的微细结构。电子线的波长远小于可见光和紫外光,电子显微镜的分辨率可达纳米级甚至原子尺寸级。采集彩色宝石产地鉴别信息时,现阶段有时会使用扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)以获取样品表面及晶体内部超微细结构特征。

与光学显微镜相比,扫描电子显微镜具有图像放大倍率变化范围大、分辨率高、景深大,以及获取观察物质的化学元素组成等优点。扫描电子显微镜附带的能谱仪可帮助我们得到所观察区域的化学成分信息,有助于鉴别宝石的产地。另外,其电子阴极发光功能可帮助我们观察晶体的生长特征等。

透射电子显微镜具有分辨率高,可观察晶体内部晶格缺陷,如位错、双晶,以及获得观察区域的电子衍射图像等优点和功能,是采集珠宝内部微米级以下超细微结构信息的主要手段和仪器。虽然透射电子显微镜在宝石学上的应用受到超薄样品制作困难及破坏性特点的限制,目前仅限于学术研究,但作为矿物学、材料学研究的重要手段,在彩色宝石产地特征采集中可能会得到应用。

(四)发光特征观察

彩色宝石的主要品种,如红宝石、蓝宝石、祖母绿,发光特征明显,其中有些具发光性质的品种在工业上常常作为重要的激光晶体而得到应用。矿物受到外界能量(如紫外线、X射线和放射性射线照射等)激发时,能够发出可见光,利用宝石在某种特定光源照射下产生的发光现象,可推测珠宝玉石的成分、结构及某些宝石的成因。发光图像分析方法作为珠宝玉石检测常用的技术之一,具有非常明显的优点:仪器操作简单,分析速度快,图像结果直观等。在彩色宝石产地鉴别应用上,目前还处于数据和资料积累阶段,今后有可能会得到应用。

关于宝石矿物发光原理的探讨目前比较统一的观点是:发光体中赋存有激活剂原子(异价类质同象)和由此产生的晶体缺陷导致矿物发光。晶体缺陷的存在是矿物发光的基础。具有发光性的宝石矿物都含有不等量的阴、阳离子类质同象组分,这些类质同象组分与主要阴阳离子的电价不同,这就必然产生晶格中的电价不平衡,或者产生各类空穴或电子心以及施主和受主能级。当电子受激发吸收能量时由低能级向高能级跃迁,反之电子由高能级向低能级跃迁则会释放光量子,也就是发光,施主和受主能级间的跃迁距离不同导致发出不同颜色的光。

在珠宝玉石检测和研究领域,用于观察宝石发光特征的仪器主要有紫外荧光灯、阴极发光仪和钻石观察仪。

1阴极发光仪CL

阴极发光是物质在电子束轰击下产生的一种发光现象。从阴极射线管发出具有较高能量的电子束激发宝石矿物的表面,使电能转化为光辐射而产生的发光现象,称为阴极发光。

阴极发光仪主要用来观察真空中的样品受电子束激发产生可见光的现象。阴极发光仪主要由样品室、电子枪、真空系统、高压控制电源盒、低压控制电源所组成。它的优点在于不需要制样,可以用于观察几乎所有常见的宝石材料。20世纪70年代,商业用途的阴极发光仪开始在市场上出现,该技术才开始逐渐被应用于宝石学研究领域。

阴极发光仪包括发射光颜色的观察(或观察颜色分布)、发射光谱的解释、发射光谱的定量测量等几项功能。阴极发光仪可以对样品的颜色或亮度的空间变化成像,也可以收集紫外—可见光—近红外区的发光光谱。阴极发光光谱测试时,样品需置于真空环境下,这样可使样品信息收集时间延长。

阴极发光仪在矿物研究中应用广泛,在宝石检测中主要用于区分天然钻石与合成钻石,分析翡翠的结构特征等。利用阴极发光的颜色、强度及其显微分布特征和激发条件,还可以综合研究宝石材料中的缺陷、杂质状态及其生长条件,从而在彩色宝石的产地鉴别研究中得到应用,如不同产地的祖母绿,其阴极发光图像所显示的荧光颜色、强度及图案存在一些细微的差异。

2钻石观察仪(DiamondViewTM)

钻石观察仪(DiamondViewTM)即钻石生长结构特征荧光成像鉴定仪(图2-7),是戴比尔斯集团钻石贸易公司研制开发的,基本原理是利用宝石在波长小于230nm紫外光下表面的发光性。最初利用生长结构特征来鉴别钻石及合成钻石。事实上,DiamondViewTM也可以应用于其他珠宝玉石的检测(图2-8)。

图2-7 钻石观察仪(DiamondViewTM)

图2-8 DiamondViewTM下可见红宝石内的生长条带和裂隙(10×)

DiamondViewTM在使用时可将具光滑表面的样品置于紫外光下,拍摄并记录其紫外荧光图样。不同品种的宝石具有不同的发光特征,不同产地的同一品种宝石其荧光特性(如荧光强度)也存在差异。对于钻石而言,可将其荧光图像直接与DiamondViewTM软件中存有的各种天然和合成钻石的紫外荧光图样进行对比,从而得出结论。