本项目首次在中国三个主要金刚石产地同时发现单颗钻石中存在不同类型的混合，包括IaA+IaAB、IaB+IaAB和IIa+IaB三种组合。其中，以IaB+IaAB混合型居多，且在三个产地均有发现。本次测试的58件样品中，混合型钻石占到862%的比例，表明这种现象不是偶然，而是普遍存在的，在其他测试样品中也发现多件样品中存在类型的逐渐过渡，但绝大多数未能完成全部转变，如编号SD-HQ-6-006的钻石样品接近IaA+IaAB的混合，且定量计算11～14号光谱的B中心为零，但红外光谱仍可见1364cm-1吸收峰，为IaAB型钻石；编号254-SD的钻石样品接近IIa+IaB的混合，但红外光谱中1000～1400cm-1范围内可清晰分辨与氮有关的吸收峰，为IaB型钻石；编号186-HN的钻石样品接近IaB+IaAB的混合，但含有一定量A中心，并引起1282cm-1的吸收峰，为IaAB型钻石（图523）。本项目未将此类样品在混合型钻石中进行统计。
图523 部分类似混合型钻石的红外光谱
Figure 523 Infrared spectra of some mixed type-like diamonds
对混合型钻石以及钻石内部不同类型间的转变，能够了解钻石在形成过程中生长环境的变化，这对研究不同产地钻石生长的地质环境变化具有重要意义。
嗯，是有区别的。
有很长的一段话
下面我将着重阐述一下合成钻石的鉴定特征——绝对不是复制粘贴来的那种。
1结晶习性：合成钻石常为：立方体、八面体以及两者的聚形
天然钻石常为：八面体、菱形十二面体以及两者的聚形，还有常见三角薄片双晶
2颜色：合成钻石常为黄褐色，并且经常被辐照改色成蓝、橙、粉、褐以及金**
天然钻石98%都是无色—浅黄系列。
3表面以及内部纹理：合成钻石：可显示树枝状或者交叉状纹理
天然钻石：表面常见三角凹痕或者三角座，内部常显示与结构相关的纹理。
4放大观察：合成钻石：籽晶及其幻影区，各种形态的金属包体
天然钻石：没有金属包体
5可见光吸收光谱：合成钻石：无4155nm吸收线，在液氮获得的低温条件下可以测得658nm吸收峰和500nm以下全吸收
天然钻石：绝大部分都是4155nm吸收线
6紫外荧光：合成钻石：长波下通常是没有荧光的，短波下有黄绿色、橙**荧光，有“马耳他十字分带”现象，同时有明显磷光
天然钻石：在长波下多为蓝白色荧光，短波下较弱或者显示惰性。
7阴极发光仪：合成钻石：与紫外荧光分布特征相似，不同成长区显示不同的荧光分带
天然钻石：多是不规则
因为天然钻石生长的时候，环境是时刻都会变化的，然而合成钻石的生长环境都是一成不变。
8红外光谱：合成钻石：1130波束的吸收普带
天然钻石：1176、1282波束的吸收谱带。
9导电性：合成钻石：有的可能具有导电性或者导热性
天然钻石：除了蓝色钻石是半导体之外，均不导电，而且是没有磁性。
10其他：比如异常双折射
本项目在辽宁、山东、湖南各发现一颗IaB+IaAB混合型钻石。三件样品在DiamondView下观察到的荧光图像具有相似的生长结构特征（图518，图版Ⅴ），并可划分为早期成核与生长、后期生长两个阶段。样品的B中心转化率由中心到边缘逐渐降低（如图519）。
图518 IaB+IaAB 混合型钻石在DiamondView下的荧光图像
Figure 518 DiamondView fluorescence image of IaB+IaAB mixed type diamond
图519 LN-50-247 红外光谱及B中心转化率变化
（采样点如图518）
Figure 519 Infrared spectra of sample LN-50-247 and the change of B center conversion rate
（sampling points shown in Figure 518）
中央区域结构均匀，颜色相对均一，为早期成核与生长阶段，外围呈深蓝色荧光，中央呈强蓝白色荧光。亮蓝色到深蓝色荧光被认为与N3中心有关（Field，1992）。强蓝白色荧光可能是该处N3中心含量较高所致。样品在这一阶段生长环带不明显，氮含量相对较低。表明样品成核阶段可能处于相对封闭的环境之中，且熔/流体的粘性、碳过饱和度等相对适中，结晶环境较为平衡。
样品的后期生长阶段，LN-50-247在DiamondView下表现为明显的同心圈层结构，与陈美华等（2000；2006）在山东、辽宁金刚石中发现的“似玛瑙状”环带结构相似，该结构的金刚石被认为结晶于粘性大、碳过饱和且远离平衡的特定生长环境中，由早期多生长中心相邻或聚集形成复杂的结晶中心，金刚石在高温下的塑性变形、生长过程中的生长停顿与熔/流体的熔蚀作用均可导致该类结构的形成。后续的结晶过程在混合生长机制（螺旋位错生长+层状生长）、局部不均匀熔蚀或变化的结晶条件等因素共同作用下，沿早期不规则种晶形态生长成近同心的圈层结构。但LN-50-247在早期生长阶段并未形成多个生长中心，而后期生长阶段则是按混合生长机制结晶，各圈层界限清晰，荧光颜色不均，表明样品周围环境的周期性变化及生长过程中熔流体的存在和参与。SD-701-013和22-HN的后期生长阶段呈“开放”的八面体环带生长结构，这种结构可能是由于围绕晶体角顶及边部的层生长不完善引起（Frank et al，1994；Felix et al，2004）。各环带间界限明显，边界基本平直，宽窄不一，荧光颜色有差异。
IaB+IaAB混合型金刚石的氮、氢元素及类型分布如图520（图版Ⅴ），其中IaB型金刚石的红外光谱缺失1282cm-1的吸收峰，该峰是由双原子氮引起。选择基线范围1233-1～1390cm-1，得到双原子氮的相对浓度分布。
图520 LN-50-247杂质浓度分布图
Figure 520 Impurity concentration of sample LN-50-247
从图520中双原子氮浓度分布可以发现，样品中央的蓝色区域为IaB型金刚石，基本无1282cm-1吸收峰，即无双原子氮存在，该区域与DiamondView图像显示的样品早期成核与生长阶段较为吻合。外围区域为IaAB型，即图中绿色至红色区域。红外光谱测试发现，样品由中心至边缘氮、氢浓度的变化与DiamondView观察到的生长结构相对应。DiamondView荧光图像显示的生长结构特征能够与显微红外光谱分析获得的结果相互验证。分析样品氮、氢含量的规律及变化趋势，表明样品不同阶段生长环境变化大，且出现明显的生长停顿。
一、热导仪
物质的热能可通过三种方式进行传递：传导、对流和辐射。在室温条件下，主要是传导。
热有四种固有的特性，即热导率、热扩散率、传热系数和比热容。其中热导率对于物质而言是一常数，表示每秒钟通过一定厚度的物质的热量。热导率的测量单位为瓦特每米每摄氏度（W/m·℃）。热导仪是根据宝石的导热性能设计并制造的，它是一种用途较为专一的鉴定仪器。由于在所有宝石中，钻石具有极高的导热性能，因此，热导仪主要用于鉴别钻石及其仿制品（见图2-1-56）。
图2-1-56 热导仪外观
（一）设计原理
对于非均质体晶体而言，因为晶体结构的异向性，不同方向热导率不同。
通常认为热量的传递是通过自由电子和光子进行的。因此，金属的热导率较非金属大，而非晶质体中由于结构单元的无序性，光子产生更多的散射，因此晶体的热导率（λ较非晶体大。然而钻石是一例外，虽为非金属，但其热导率却比金属还要大（见表2-1-4）。其原因是，钻石的热导率与钻石晶体中碳原子振动或共振频率有关。在钻石晶体中，C原子非常轻，而结合的键力却很强。因此，原子的震动或共振频率非常高，并且C原子振动时消耗的能量非常小，热量可以非常迅速地传过钻石而不会被吸收。
表2-1-4 几种材料的热导率
（二）结构
热导仪包括热探针、电源、放大器和读数表四部分。读数表可由信号灯或鸣叫器代替，显示测试结果。电源为热探针供热，并为整个仪器供电。整个热导仪的关键元件是热探针，仪器内部结构如图2-1-57所示。
图2-1-57 热导仪结构示意图
电热元件为铜针，铜针两端连接仪表形成电路，即组成了热电偶。接通电源，经预热，铜针升至一定温度即可测试。当铜针外端与宝石表面接触时，热量传递给宝石，铜针外端降温，温度变化通过热电偶测出，再经过放大器和读数表或蜂鸣器显示结果。
（三）测试
1）待测宝石必须干燥和干净，测试应在室温下进行。
2）打开仪器开关，预热。手握探测器，以直角对准测试宝石，若探头接触了金属托，许多仪器会自动发出警报声。
3）施加一定的压力，仪器显示出光和声信号，得到测试结果。
（四）注意事项
1）热导仪的探头非常精细，因此在使用过程中，必须小心以免损坏。使用完毕应立即盖上保护罩。
2）电池电力不足时应及时更换，以免测量结果不准确。
3）长时间不使用，应将电池取出，以免造成仪器的腐蚀与损坏。
4）定期清洁探头，测试前将探头在一张软纸上轻擦即可。
5）测试裸石时，应使用金属托盘作为底托，热导仪通常有此附件。测试小粒宝石，如分钻，光和声信号可能不会很强。
6）在测试时，铜针应尽可能与测试宝石表面垂直接触。
7）宝石表面应干净、干燥，排除宝石之外的干扰。
8）尽量控制室内空气的流通，如不要急促呼吸，不要正对空调或窗户测试。
二、钻石确认仪（DiamondSureTM）
钻石确认仪（Diamond SureTM）是一种快速的天然钻石筛选仪器（见图2-1-58），可以检测重量在010～10ct范围内的无色—浅**（Cape系列）抛光钻石，它可以在各种环境下对已切磨钻石进行鉴定、对有怀疑的样品建议做进一步检测分析。但是被“建议做进一步检测”的样品，样品必须经附加检验才可确认其准确的产品类别，因为该仪器尚不能识别某些罕见天然钻石（大约占所有普通钻石的1%～2%）。钻石确认仪主要用于检测无色或基本无色的钻石。通常来讲，棕色天然钻石或其他彩色天然钻石鉴别后很容易显示“请进一步检测”，但天然黄钻石例外。该仪器可以鉴别**合成钻石与天然**钻石。钻石确认仪并不适用于其他宝石或钻石仿制品的鉴别分类，也不能用于检测天然钻石进行了何种人工处理，如裂缝填充、辐照或热处理等。
图2-1-58 钻石确认仪（Diamond SureTM）及其显示内容
钻石确认仪操作简便，既可用来检测未镶嵌的钻石，也可检测简单镶嵌过的钻石。检测时，将抛光的待测样品台面朝下放在光纤点中心位置、按“检测”键，这时仪器将自动检测并分析样品的可见光吸收光谱，几秒钟后显示屏上将出现测试结果。如果样品处于良好的检测状态、操作准确，会有以下几种结果之一出现在液晶显示屏上：
1）显示“通过”说明样品为天然钻石，无需做进一步检测。
2）显示“通过，请作热仪检测”的样品，如果在热导仪检测时显示为“钻石”，则该样品为天然钻石。合成立方氧化锆在钻石确认仪上也显示这样的结果，但热导仪检测不会显示为钻石。
3）显示“建议作进一步检测”，如合成钻石将会显示这一结果或者是以下两种结果之一。许多钻石仿制品也会显示这一结果，偶尔在检测天然钻石时也会出现这种信息，尤其是彩色钻石，但是通过常规宝石鉴定就可以确认。
4）显示“请进一步检测（Ⅰb型成分）”：Ⅰb型成分是**合成钻石的特点。在极少数情况下，天然钻石也可能显示此特性（这种极少的天然钻石则被称为“金丝雀黄”）。大部分浅**合成钻石经检测都会显示此结果。
5）显示“请进一步检测（Ⅱ型）”：所有无色天然Ⅱ型钻石、合成Ⅱ型钻石以及钻石仿制品都会显示如此结果。偶尔也会有Ⅰ型钻石检测后显示此信息。如果需要鉴定类别，该仪器的检测结果还需要通过红外吸收光谱分析确认。
6）显示“请进一步测试（碳硅石检测）”：碳硅石一般都能被钻石确认仪辨识，大部分都会显示本条信息。进行一些简单的宝石鉴定测试就可区别碳硅石和钻石。
实验性检测表明天然钻石中大约只有1%的天然钻石在钻石确认仪检测会被要求“建议作进一步检测”，这其中包括了稀少的Ⅱ型钻石和极少部分Ⅰb型钻石，这并不能肯定它们就是合成钻石或钻石仿制品，这种情况下常规的宝石学方法鉴定是不可缺少的。
总之，钻石确认仪是一种天然钻石快速分辨仪器，易于操作，能将所有的合成品及仿制品筛选出去，能识别Ⅱ型钻石和合成碳硅石。DTC对60万粒天然钻石样品进行过测试，98%的天然钻石样品“通过”钻石确认仪检测，不需要其他检测；仅不到2%的样品需要做其他的检测，以判断其是否为天然钻石。
三、钻石观测仪（Diamond ViewTM）
Diamond ViewTM是Diamond SureTM的绝好补充，运用钻石观测仪对样品的荧光图谱进行分析，可对被钻石确认仪“建议作进一步检测”的样品做准确鉴定。 当然，Diamond ViewTM也可以作为检测或研究仪器单独使用。Diamond ViewTM的原理是依据天然钻石与合成钻石的荧光图谱显示不同的生长结构，合成钻石在短波紫外光下呈现特征的生长区结构荧光图谱，从而可与天然钻石相区分。Diamond ViewTM的组成部分包括：电脑及显示屏，照相装置，真空夹持镊子及其他辅助元件（见图2-1-59）。
图2-1-59 钻石观测仪（Diamond ViewTM）
使用时将已抛光的钻石样品置于真空样品仓的短波紫外光下，电脑显示屏上会出现样品的紫外荧光图谱，操作者可方便地对焦于样品表明并选择适当的放大率。按“UV”（即紫外光）键，可见光关闭，紫外光打开，当显示屏上出现合适的图谱时，按“Capture”（即抓图）键，图像会保留在显示屏上。紫外灯熄灭后，显示屏会自动出现磷光图谱，以作检查。通常情况下近无色的天然钻石磷光很弱，而HTHP合成钻石磷光都很强、持续时间也长。磷光图谱会显示在屏幕的右下角。
与Diamond ViewTM连接的电脑中存有各种天然和合成钻石的紫外荧光图样，可直接将待测样品的荧光图样与之对比，从而得出结论。
总之，对钻石确认仪“建议作进一步检测”的样品，可借助钻石观测仪作荧光图谱分析。钻石观测仪可利用强短波紫外灯照射样品，激发样品获取荧光图谱，如HPHT合成钻石的荧光图谱显示特别的几何型生长区结构，从而达到进一步检测的目的。
四、590型无色合成碳硅石/钻石测试仪
用热导仪测试钻石和合成碳硅石时，两种材料均显示为钻石，二者无法区分。为此美国C3公司设计了590型测试仪，用于热导仪测试之后进一步区分钻石和合成碳硅石。590型测试仪体积小，携带方便，用途专一，操作简便（见图2-1-60）。
图2-1-60 590型无色合成碳硅石/钻石测试仪
590测试仪的设计原理是在导热性测试后，检测宝石对紫外光的吸收。钻石不吸收紫外光，紫外光可以穿透钻石，而合成碳硅石对紫外光有强烈的吸收。
测试时使宝石台面与仪器光导纤维探头端部保持垂直并接触（镶嵌钻石的金属托不能与探头接触）。如果是钻石，就能激活蜂鸣器和绿色指示灯；如果是合成碳硅石，只要宝石的台面与探头保持接触且未翻转，则绿色指示灯和蜂鸣器就应处于关闭状态。
590型测试仪为精密光导纤维电子仪器，必须在正常温度、湿度下使用，不得储存在有化学品的地方。光导纤维探头的端部应保持清洁。清洁探头时，应使用蘸过酒精的棉签轻轻擦拭其端部，然后用柔软的棉布擦干。由于光导纤维探头从测试仪中伸出，所以必须小心操作，以免对其造成损伤。590型测试仪在不用时，必须把防护滑板盖住测试口以保护探头。不得用手指直接触摸从590型测试仪的窗口可以看见的卤灯，因为卤灯在点亮后温度很高，皮肤上的盐分和油分对其有损坏。应用清洁的塑料或布擦拭卤灯，如果卤灯被手指触摸到，必须在使用前用酒精棉签擦拭干净。
五、反射仪
在宝石鉴定中，反射仪主要用于测试折射率超过标准折射仪极限的高折射率宝石的近似折射率，如人造钇铝榴石、钆镓榴石、钛酸锶、合成立方氧化锆、钻石等。
（一）原理
反射率是指单位时间内从界面单位面积上反射光的强度与入射光的强度之比。宝石对光线的反射程度取决于该宝石的分子结构和成分，还取决于宝石表面的抛光程度。
反射仪是根据宝石的反射率性质设计的一种仪器，它可以测量从宝石表面返回的光量。宝石的反射率与折射率之间存在准线性关系，即：
反射率＝反射光线的强度/入射光线的强度＝（n1-n2）2/（n1+n2）2
式中：n1——宝石的折射率；
n2——周围介质的折射率，空气的折射率为1。
根据各种宝石的折射率，可以依上式计算出各种宝石的反射率。由于宝石的折射率有一定的变化范围，因此宝石的反射率也存在一定变化范围（见表2-1-5）。
表2-1-5 常见宝石的折射率与反射率（R）
（二）反射仪的结构和使用
LC特朗姆帕（Trumper）于1959年设计出了世界上第一台测定宝石反射率的仪器。目前采用电子反射仪，利用远红外线发光二极管作为入射光源，用袖珍的光电管检测从宝石表面反射的光量，从而达到鉴定宝石品种的作用。
反射仪的右上角（或下半部）有一个圆形测光孔，孔内构造如图2-1-61所示。内部有一个发光二极管和一个光电接收器。测试时，将宝石抛光良好的台面对准测光孔，盖好遮光罩，打开开关。仪器通电后二极管发出一束波长930nm的红外光，以大致7°～10°的入射角射到宝石台面上，经台面反射后，射入光电管的接收器。接收器的光电管产生光电流，所产生的电流大小与从宝石台面反射回的光的强度成正比。光电流传到反射仪的仪表显示器中，通过指针偏转所指的刻度，即可知道所测宝石的品种。
图2-1-61 反射仪原理图
反射仪显示器上的刻度，分为高、低两档。低档反射率范围是278%～8%；高档反射率范围是8%以上。两档在测定时可由按钮变换。只有宝石的折射率大于180，即反射率高于8%时，才适用于反射仪。
（三）使用反射仪的注意事项
目前，大多型号的反射仪已把反射率转换成了折射率，但其测量精度不如常规折射仪，只能达到±005。使用反射仪应注意以下事项：
1）对于折射率低于180的宝石，不宜使用反射仪，尽量用折射仪来测定。
2）所测样品必须具有抛光良好的平面且大于测试孔，否则接收不到仪器信号或导致读数过低。
3）样品内部的包体的反光可导致读数出现偏差。
4）每个样品从多个方向测量，以保证结论的准确性。
5）样品表面要求洁净无污物，否则影响光的反射，导致结论错误。
6）可以将热导仪和反射仪结合使用。
另外，应特别注意合成碳硅石在空气或氧气中经高温处理后，表面可形成一层的二氧化硅薄膜，降低了合成碳硅石的反射率，使其在反射仪上的读数与钻石相似。
一、热导仪(导热仪)
热导仪(图12-10-1，12-10-2)是依据钻石导热率比其他宝石大的特性。钻石是目前世界上导热能力最高的物质。它高于金属银的导热率。虽然导热率高，但是基本不导电(除天然蓝钻石外)，所以工业上用它做大功率半导体的基片，向外散热快，达到冷却的目的。
图12-10-1 钻石碳硅石分辨仪(导热仪型)
图12-10-2 热导仪
1热导仪的用途
(1)可以区分钻石与仿钻石(莫桑石除外)
(2)改进后的热导仪可以区分莫桑石与钻石。
(3)此仪器经适当调整后，可以对某些宝石进行鉴别。
2热导仪的结构与类型
热导仪的类型主要有三种：①指针式；②灯声显示式；③与反射式折射仪两用式，与红外反射式折射仪(钻石、莫桑石分辨仪两用)。见图12-10-1。
Ⅱ 型热导仪(图12-10-2)它由探头、测量显示系统、警报系统及电源组成。
(1)探头：主要是一个热电偶及一个加热的恒温陶瓷圆片组成。向测量系统有四根导线，两根是通向测量系统的热电偶线，另外两根是恒温陶瓷的加热导线，热电偶探头伸向机外，另外还有保护探头的外套。
(2)测量系统是由集成电路加电阻、电容、三极管、发光二极管、蜂鸣器及电阻等组成的信号放大系统，使发光二极管亮或不亮来显示导热率的大小，达到测定的目的。如果是钻石，发光二极管就会亮到钻石区，同时会发出拉长的嘟! 嘟! 声(此声与警报声有所不同，前者是拉长间隔长，而后者短而连续急促)。
(3)警报系统是为了防止热导仪探头直接接触金属部分(金、银、铂等金属)使热导仪发出错误的信号而设置的。警报系统是由人体、金属、探头及仪器背面的一块直角三角形的金属板及蜂鸣器等组成。如果探头接触金属托，当金属托上的样品为金属样品时，就会与仪器的探头、金属板形成一个回路，蜂鸣器就会发出短促的嘟! 嘟! 的警报声，说明探头接触金属托，需重新放探头再测量。
(4)电源一般由一个9V的积层电池、一个带电位器的电源开关，它可以调节测量系统的电压，调节显示器上二极管发亮多少个(要按钻石大小与环境温度来调节，二极管亮多少个)。
注：①其他类型的热导仪基本原理与上述相同，只是显示器改为表头指针式。观察指针摆动的大小来确定是否是钻石，同样也有警报器。
②热导仪的灵敏度是可以调整的(在仪器中部有2个调整螺丝)。
③如果灵敏度调整到导热率在莫桑石与钻石之间，那这台仪器就可以鉴别钻石和莫桑石。
3热导仪的操作步骤
(1)把钻石或仿钻石用不起毛的擦布擦拭干净(如果是裸石就放在铝板的凹坑中)。
(2)打开热导仪的电源开关进行预热。
(3)查看仪器背面的表(按照环境温度与钻石的克拉数，查出初始要亮发光二极管的个数)。
(4)据查到数值预先调整仪器的初始状态(亮发光二极管的个数，用开关电位器进行)。
(5)手握住仪器，使探头向外。仪器正面向上，便于观察显示器的表现，而手的中指与无名指一定要放在背面的直角三角形金属板上(以便在探头接触金属时形成回路而发出警报)。另一只手要扶住铝条或首饰的金属托。
(6)用探头垂直接触被测宝石的表面。
(7)观察发光二极管亮的个数及移动的速度，听有无间隔较长的嘟! 嘟! 声，如果灯亮移动速度很快，可以到达钻石区又听到间隔较长的嘟! 嘟! 声，这就是钻石，反之不是钻石。
(8)如果用热导型莫桑石钻石分辨仪，经上述操作后，是钻石，发光二极管可以亮到钻石区，莫桑石只能点亮到莫桑石区，而不能到达钻石区。因为莫桑石的导热率略低于钻石，仪器是按照它们的导热率来设定的，所以该仪器能区分钻石与莫桑石。
4操作中必须注意的事项
(1)操作时必须根据环境温度与宝石大小(克拉数)设置初始值(预亮发光二极管数)。
(2)操作时手指必须接触仪器背面的直角三角形的金属板，以免误判定。
(3)探头要垂直被测的宝石表面。
(4)测试时必须预热仪器。
(5)灵敏度合适可以扩大应用范围，但各仪器都要自己确定。
5宝石的相对热导率表(表12-10-1，12-10-2)
表12-10-1 钻石及其他材料的热导率
表12-10-2 钻石及其他一些材料的相对热导率值
物质的热导率各不相同，同时影响因素很多，所以必须注意测定条件。如环境温度及钻石(试样)大小等。
二、钻石笔
钻石笔是依据钻石与仿钻石表面张力的不同而设计的。
工具是墨水笔和2～10倍的放大镜。
操作步骤及检验标准：
(1)用抛光剂及不起毛的擦巾，擦净样品表面(台面)。
(2)用笔在待测表面上快速划一条直线。
(3)用10倍放大镜观察墨线的连续性。
a若墨线是连续无间断的线，则可能是钻石，再进一步作其他测定来确定。
b若墨线是小墨珠间断排列，则不是钻石，是仿钻石。
应该注意的事项：
(1)要保证测试结果的准确性，必须待测表面抛光十分好而且干净，若表面有油污必须先除去。
(2)必须经练习，方可正确地使用钻石笔。
(3)必须分别测试台面与亭面两部分，以防二层石。
(4)测试操作可能存在某些问题，因此该测试方法只能作为辅助性手段。
三、反射——折射仪
1仪器制作原理
物质的反射率和折射率成正比，宝石的折射率越高其反射率就越高，对一些高折射率的宝石一般的宝石折射仪是无法测定其折射率的，而其反射率则是可以测定的。所以对高折射率的宝石用宝石的反射力来鉴定是有一定的效果。但同一种宝石由于内部含微量元素的不同，其反射率有一定的变化范围，另外由于表面的光洁度，包体及其他杂质，反射率也会有变化。所以只能用某一范围来圈定宝石。例如莫桑石、钻石、立方氧化锆、锆石、GGG、YAG等。图12-10-3仪器红外线按一定角度射到宝石表面，这时有一部分光线被宝石吸收，而另一部分光线被反射出来，进入光电接收器，测出反射光的强度(I)。用反射光的强度(I )与入射光强度(I0)之比表示反射率(R)，这一数字应该小于1。
反射率(R)=反射光强度(I)/入射光强度(I0)
反射率(R)乘上1000来表示。
图12-10-3 反射仪结构图
1—光电检测器；2—红外灯(LED)；3—测试按钮；4—50mV表；5—校准装置；6—9V电池；7—宝石；8—检测器；9—灯和检测器结合；10—红外灯；11—检测器与红灯的交角
一般反射仪是根据反射率与反射光的强度(I)和入射光的强度(I0)的关系来制作的。而反射折射仪的制作原理是根据反射率(R)和宝石的折射率(N)及周围介质折射率(n)的关系式，以及与反射光的强度(I)和入射光的强度(I0)关系式来制作。它们的关系式为：
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空气(周围介质)的折射率为1。
2仪器类型及结构
一个发光二极管(发出红外光)，在另一边有一个光电接收器，接收反射来的光，并与入射光强度进行计算以数字显示出来。(图12-10-3)
反射仪的类型，有钢笔式和台式两种。
钢笔式反射仪(例如Rayner Diamondscan型)(图12-10-4)，直径为18mm，长约155mm，可随身携带。使用6 V电池，可用于钻石与仿制品的鉴别。该仪器上的数字为相对反射率值。
图12-10-4 钢笔式反射仪
台式反射仪的型号主要Jeweler's，e(图12-10-5)、台式反射和热导仪混合型Gemanalyzer(图12-10-6)、紫外钻石，碳硅石检测仪Jemeter Digital90型(图12-10-7)。
图12-10-5 反射仪
图12-10-6 台式反射和热导仪混合型
台式反射仪的测定范围一般有两个：低值范围，反射率为8%以下，折射率为181以下(由玻璃至刚玉)，以合成尖晶石为标准。高值范围，反射率8%以上，折射率为181以上，由人造钇铝榴石至合成金红石，以钻石为标准。因而，该种反射仪所测定的宝石相对反射率范围较宽。
台式反射仪既可测定试反射率数据，又可用手柄探测针来测定宝石的相对反射率值。有的还带液晶指示器(Liquid crystal display)。
反射仪中使用的光为远红外光(930nm)。采用远红外光二极管为入射光源，用小型光电管检测从宝石表面反射的光线(图12-10-3)。
有的台式反射仪上不仅刻有反射率值，还刻有折射率值，既可测反射率，也可测折射率值。因而，这种仪器称为反射折射仪。
3操作步骤
(1)擦净宝石表面(用酒精或丙酮)。
(2)把台面平扣在仪器的出光口上。
(3)罩上黑色罩子，不要漏光。
(4)按下测量按钮。
(5)读出所测量数字。
(6)查读有关数据进行解读。
利用反射仪可以测定钻石及仿钻品的反射率，利用反射—折射仪(Reflectance refractometer)不仅可以测定钻石及其仿制品的反射率，而且还能测定钻石的折射率。
4应用范围及局限性
对于折射率为181以下的仿钻品，可用一般折射仪精确测定其折射率，易与钻石区分；但对于折射率大于181的钻石及仿制品，因不能用一般折射仪法测定，所以，反射仪及反射折射仪是钻石和高折射率仿制品鉴定和鉴别的较好仪器，用它可较有效地区分钻石(反射率为1723%，折射率为217)和碳硅石(反射率为204%～2098%，折射率265～269)。
用反射仪及反射折射仪，很难区分钻石和人造钛酸锶，因为人造钛酸锶的反射率(1709%)和折射率(2409)与钻石反映经和折射率很相近。
由于非均质仿钻品双折射现象的存在，样品表面打光程度的不同，使用的光源为远红外光，而不是黄光，因而，实际测定的反射率值与用公式计算结果有差异。
5注意事项
由于钻石及仿钻制品的反射率会受油污或表面缺陷的影响，因而在使用反射仪时，确保它们的测面平坦、洁净及无擦痕是十分重要的。
在使用反射仪和反射折射仪前，应以钻石和合成尖晶石标样的反射率为标准，进行调试，使反射仪上的相应刻度值与其标样反射率数值一致。在使用较简单的钢笔式反射仪时，还必须挡住宝石的背面，以防杂散光线进入宝石内，产生虚假的高值。
四、钻石碳硅石(莫桑石)检测仪
为了鉴别无色-浅**系列的钻石和合成碳硅石，美国C3公司推出了“Tester Model 590”检测仪图12-10-7。
图12-10-7 Tester Model 590钻石-碳硅石检测仪
1仪器制造原理及结构
无色—浅**系列的钻石可被长波紫外光透过(即具穿透性)。而合成碳硅石可将长波紫外光吸收(即具吸收性)。“Tester Model 590”检测仪就是利用钻石与合成碳硅石对长波紫外光透过各吸收的不同性质而制成的。该仪器上装有接收紫外光的细光纤管，并有声响及指示灯装置。
2使用方法
当长波紫外灯的光线射向钻石时，若钻石为无色—浅**系列，则长波紫外光从钻石台面进入内部后，通过折射、内反射过程，又折射回到台面上，进入接收器，发出声响，并使绿灯闪亮。若为合成碳硅石，则因进入晶体内部的长波紫外光线被吸收，无紫外光线折射回来，即无紫外光线进入接收器，因而，无声响，指示灯不闪亮。
应先用热导仪及其他检测方法，排除碳硅石之外的所有仿制品后，再使用该仪器鉴别钻石与碳硅石，但该种仪器不能用来鉴别彩钻和有色碳硅石。
钻石及其仿制品的鉴别特征，可见第十五章表15-2-1。
思考题
一、是非判断题
1正确观察宝石颜色应在阳光直照下观察。
2分光镜可以提供宝石颜色的光谱组成。
3手持分光镜是研究颜色光谱组成的常用宝石学仪器。
4光栅式分光镜的优点是透光度比棱镜式分光镜高。
5光栅式分光镜的色散元件是玻璃棱镜。
6任何光源都可以用来观察宝玉石的吸收光谱。
7吸收光谱仪所用光源必须是连续光谱的光源。
8应用吸收光谱仪时，任何一般光源都可以作为照明光源。
9粗晶多矿物组成的玉石可测得不同的折射率。
10含非均质矿物的玉石在正交偏光镜下可表现为全消光。
11X射线荧光光谱仪可以查明某钻石样品是否含氮。
12X射线荧光分析仪主要用于测定贵金属______的成分。
13发光反应不仅要观察发出光的颜色、强度，还要观察发出光的分布特征。
14用静水力学称重法得出的相对密度有一定的误差，样品越大误差越小。
15静水称重法测试密度用有机浸液作介质时应作温度校正。
16宝石折射仪的RI测试范围主要取决于浸油的RI值。
17常规实验室，用折射仪测定任何宝石的RI值必须使用181的浸油。
18在宝石折射仪测定宝石折射率时所用浸油的折射率愈大愈好。
19适用于测弧面型宝石折射率的远视法(点测法)获得的是近似折射率值。
20宝石的折射率是指在589nm黄光下测出的折射率。
21反射式折射仪可测得n≥181宝石的折射率，但测不出宝石的双折射率。
22利用CZ作半球的折射仪可以测定钻石的折射率。
23查尔斯滤色镜只允许红光透过。
24查尔斯滤色镜的红色光透过率与黄绿色光透过率相比：a小 b差不多 c大得多
25查尔斯滤色镜下变红的样品中都含有铬。
26在查尔斯滤色镜下，蓝色、**、绿色蓝宝石的颜色不变。
27宝石鉴定中激光拉曼光谱仪可鉴别气液包裹体和有机质充填物成分。
28查尔斯滤色镜可以透过：a黄绿光 b蓝光 c红光 d紫光
29在热导仪上显示钻石反应的样品未必就是钻石。
30热导仪可以区分钻石和合成α-碳硅石。
31放大镜的质量好坏主要取决于分辨率的高低。
32用二色镜鉴定宝石时不宜使用偏振的白光为光源。
33用二色镜在白光下所见的颜色即宝石不同方向的体色或表色。
34在任何条件下，均可以观察宝石的生长线和色带。
35红外光谱仪只能分清一部分A货或B货翡翠。
二、选择题
1吸收光谱仪使用时光源应该用：
a目前用5000～7000 K色温的钻石灯
b连续光谱白炽强光灯 c日光灯
2吸收光谱使用的光源：
a必须是连续光谱(400～700nm)光源
b任意白光就可以
c最好用高压汞灯作光源
3吸收光谱仪在使用前必须调整：
a仪器的进光狭缝、滑管焦距及刻度
b只调整滑管焦距
c滑管与刻度及清晰度
4无损鉴定蔷薇辉石与菱锰矿玉石雕件时，不应该测试：
a折射率值
b酸可溶性
c组构
5X射线荧光光谱仪可测出样品中的：
a部分元素的含量
b全部元素的含量
c矿物含量
6用天平测定宝玉石密度值时，称重值应精确到小数点后：
a第二位
b第三位
c第四位
7宝石鉴定用的、称重在100克以下的天平，其称重误差应小于1‰。
8静水力学法测定宝石的密度要求密度精确到小数点后第二位，则称重精度必须为：
a001g
b0001g
c00001g
9静水力学法测定密度值应精确到小数点后：
a一位
b二位
c三位
10通常所说的宝石折射率值是指在哪种光源下测得的
a460nm
b487nm
c587nm
d687nm
11宝石折射仪测定宝石双折射率时必须：
a宝石有较大的光滑平面和折射仪上要有偏光镜和**光源
b只要有较大的光滑平面就可以
c没有特殊要求
12折射仪测定宝石折射率时宝石界面与半球之间必须加接触液，该液的折射率：
a必须是181
b必须等于半球的折射率
c要介于半球折射率与宝石折射率之间
13折射仪在同一刻面与折射仪半球接触的情况下：
a可以测出最大双折射率
b不可能测出最大的双折射率
c可能测到一个折射率
14目前用的宝石折射仪其测得的折射率误差精度为：
a±0002
b±0001
c±0005
15宝石折射仪的估测值的误差是：
a±0001
b±0002
c±0005
16宝石折射仪的精度是：
a±0005
b±0001
c±001
17反射式折射仪测定折射率的原理是：
a反射率换算成折射率 b用折射角、入射角计算 c全反射原理
18下列哪种绿色宝石在查尔斯滤色镜下会变红
a翡翠
b海蓝宝石
c澳洲玉
d钙铝榴石
19下面哪一种绿色宝石在查尔斯滤色镜下不呈现红色色调
a水钙铝镏石
b东陵石
c翡翠
20为查明红宝石中有无玻璃充填，宜选用：
a亮域照明和斜照明
b暗域照明
c反射照明
21判别钻石与激光穿孔钻石或充填处理的钻石时，最好使用：
a亮域照明
b暗域照明和斜照明
c反射照明
22如果两个偏振片处在“正交位置”：
a有最大量的光通过
b全黑
c通过的光减少一半
d可见多色性
23用偏光镜观察有无消光现象时，两个偏光镜的振动方向：
a相互平行
b相互垂直
c呈45°
24用偏光仪在正交偏光镜下观察干涉图时必须加：
a干涉玻璃球
b干涉玻璃片
c偏振片
25宝石显微镜的垂直照明法是一种观察宝石
的照明方式。
a弯曲条纹
b包裹体
c表面
26宝石中所见的由于干涉产生的颜色通常称为：
a晕彩
b多色性
c体色
d残余色
27常规钻石分级中，放大镜最好用：
a无涂膜的10倍放大镜
b有增透的蓝色涂膜的10倍放大镜
c无增透涂膜的15倍放大镜
28选用观察钻石的10倍放大镜(宝石放大镜)时：
a没有什么特殊要求，无色差
b10倍放大镜其分辨能力都一样
c要求无色差，无球面差，无蓝色镀膜
29Ⅱ型热导仪上的金属板：
a是装饰品
b测试者手指必须接触它才能进行测试
c测试者千万别用手接触它
30热导仪：
a只能测定样品是否是钻石
b除测定钻石外还能测定另一些宝石
c一定能区分钻石与其仿制品
31二色镜两个方块中看到的颜色代表：
a宝石不同方向的颜色
b不同振动方向的颜色
c宝石两个互相垂直方向上的振动经二色镜分解后合成的颜色
32无损伤鉴定宝石气相包裹体成分的方法有：
d激光拉曼光谱分析
33用电子探针判别合成紫晶与紫晶是检测它们的：
a电子探针成分分析
bX射线荧光分析
cX射线能谱分析
a矿物成分
b主要化学成分
c微量元素
d晶体结构
34用红外光谱判别充胶翡翠与不充胶翡翠是检测它们的：
a结构是否破坏
b翡翠的矿物成分
c翡翠中的阳离子
d有机阴离子团
35用红外光谱鉴定酸浸充胶翡翠时在2800～3200cm-1处有吸收带，胶的弱吸收是：
a3000cm-1
b3040cm-1
c3060cm-1
d3200cm-1
36在紫外光灯下，含铁量高的宝石：
a无荧光
b有荧光
c可有可无荧光
37阴极发光仪所用辐照源发射出的是：
a电子束
bX射线
cγ射线
38用偏光显微镜观察宝石多色性，应在：
a单偏光下进行
b正交偏光下进行
c锥光下进行
39皇冠上有一颗透明的红色宝石，不拆下来如何区分它是红宝石还是红色尖晶石：
a测折射率
b测比重
c观察二色性
d用偏光仪测非均质还是均质体
三、多项选择题
1查尔斯滤色镜：
a允许蓝色和紫色光通过
b允许红色光通过
c允许绿色光通过
d允许部分黄绿色光通过
e允许**光通过
2石折射仪：
a测定折射率是根据折射定律来测定的
b宝石折射仪测得的宝石折射率代表与物台接触的平面上的折射率
c宝石折射仪测得的宝石折射率代表垂直折射光线并物台接触的平面的折射率
d测定宝石折射率时只要有足够光滑的平面就可以直接放上去测定
e测定折射率时如果没有接触液用水代替也可以
3使用宝石折射仪测宝石的折射率时：
a必须要加介质
b介质的折射率介于半球和宝石的折射率之间
c介质的n必须等于181
d介质可用水代替
e介质的n大于半球的折射率
4偏光镜：
a鉴定宝石是光性均质体还是光性非均质体
b在正交偏光下宝石不消光可以判定该宝石是非均质体
c可以用来测定宝石有无二色性
d上下偏光镜振动方向一致时看到宝石的颜色就是宝石多色性之一
e上下偏光镜振动方向一致时可能见到的是宝石的一种干涉色
5一块致密块状艳绿色非均质集合体玉石在查尔斯滤色镜下为红色可能是：
a翡翠
b碧玉
c独山玉
d钙铝榴石
e染色玛瑙
6与放大镜质量好坏有关的是：
a放大镜的放大倍数大小
b放大镜分辨率的好坏
c放大镜球面差的大小
d放大镜色差的大小
e放大镜外观的好坏
7使用热导仪时应注意：
a打开开关等指示灯亮后才能用
b按样品重量和测试时室温预先开亮到几节灯
c测定时必须用手直接接触金属
d打开开关就能用
e可同时测得折射率
8二色镜的应用：
a可以鉴别宝石有无多色性
b可以判定部分有色宝石是否是非均质性
c它可观察两个不同振动方向的颜色
d在任何色光下都可以观察二色性
e只有在白色光下才能观察多色性现象
9钻石分级鉴定用的10倍放大镜：
a要求无色差
b要求有球面差
c前工作距要大于20～25mm
d不能有镀膜
e放大镜的直径越大，其分辨率越好
10用二色镜观察一轴晶宝石多色性的最好方向是：
a平行光轴方向
b斜交光轴方向
c垂直结晶轴C轴方向
四、填空题
1用来判定宝石颜色特征的宝石学常规仪器有______、______和______等。
2吸收光谱仪的工作原理是__________。
3吸收光谱仪的光源应该用______的强光源，其波长应在______nm之间。
4测定宝石吸收光谱的仪器是______，其仪器可以分成______式和______式两种。
5用吸收光谱鉴定宝石的依据是：______和______位置以及______。
6测定宝石密度的方法有①______，②______，③______磁流体法。
7目前测定宝石密度的方法有______、______。
8静水力学法测定宝石密度时的计算公式是密度=______×______。
9常用的重液原料有二碘甲烷、______及一溴萘。
10一般书上列出的折射率都是______光下的折射率。
11一般书上标的折射率是______光下的折射率，其标正光源波长为______nm。
12用宝石折射仪测定折射率的原理是__________。
13折射仪可以测定宝石的轴性和光性。
14折射仪常用的单色光源是波长______的**光。
15折射仪可提供以下数据作为有效的鉴别依据：______、______等。
16用宝石折射仪测定宝石折射率时在宝石与半球之间加______，其折射率必须介于与______的折射率之间。
17如果折光仪使用得当，且宝石是易于观察的，可得到的信息有：__________、__________、__________、__________。
18测定宝石色散系数时应用______。
19查尔斯滤色镜只能透过______光和少部分______光。
20染成绿色的玉石，在查尔斯滤色镜下都变红。
21用查尔斯滤色镜鉴定绿色宝玉石，主要目的是检查该宝玉石的绿色中是否含______色光，借以判别宝玉石的品种和/或绿色的来源。
22使用偏光仪必须调整__________。
23偏光仪可用来观察宝石的二色性。
24宝石显微镜的9种照明方法分别是：明场照明、散射照明、点光照明、水平照明、掩蔽照明、偏光照明和______、______、______。
25热导仪操作步骤为①______、②______、③______、④、______⑤______。
26Ⅱ型热导仪的使用步骤依次是：__________、__________、__________、__________、__________。
27钻石放大镜必须满足______和______两个条件。
28钻石评价用的标准放大镜应该是______、______、______的。
29鉴定钻石用的标准放大镜应该是______、______、______。
30正确使用宝石显微镜时，首先要调节的是焦距，其调节步骤是______、______、__________、__________。
31二色镜两个方块中看到的颜色代表__________。
32二色镜的两个小窗口代表：a不同的颜色 b不同的波长 c两个互相垂直的振动方向的光的颜色
33二色镜中的二个颜色代表两个__________的颜色，二色镜使用时应注意__________和__________观察。
34二色镜一端的透镜应焦正在：a前端的窗口 b窗口外的宝石 c冰洲石棱镜的前端 d冰洲石棱镜的后端
35二色镜一端的透镜它应焦正在：a前端的方形窗口 b窗口外的宝石 c冰洲石的前端
36用二色镜观察宝石多色性时应从宝石的______方向观察并转动二色镜。
37电导仪能用于区分钻石与合成α-碳硅石。
38常用于宝石鉴定的紫外灯其长波、短波的主波长为：a380nm 及260nm b365nm 及254nm c356nm 及245nm d365nm 及245nm
39宝石鉴定中常用的紫外光灯平均长、短波长为：a245nm 和 355nm b254nm 和 365nm c276nm 和395nm
40宝石鉴定中常用的紫外光灯有______nm和______nm两个波长。
41宝石实验室中的二碘甲烷主要用途是做______，丙酮的主要用途是__________。
42二碘甲烷的密度是289g/cm3。
43配制相对密度为305g/cm3的重液通常用______作指示矿物。
44最常见的比重液有三种，其相对密度为______、______、______。
45包裹体成分的现代分析技术有：1______；2______；3______。
一、红(蓝)宝石的优化处理与鉴别
刚玉类红(蓝)宝石是市场上常见的高档宝石，对这类宝石的优化处理历史悠久，种类繁多，且不断的创新，主要有以下几种：
1热处理法
红(蓝)宝石是应用热处理法最多的宝石品种，市场上的红(蓝)宝石绝大部分是这种优化宝石。人们通过各种热处理手段，将天然产出的红(蓝)宝石进行人工处理，以改善颜色和透明度。目前，可以将含铁离子蓝宝石从无色和浅黄绿色改成**或橙色；将含铁和钛离子蓝宝石从无色、浅蓝色或蓝黑色改善成宝石蓝色；将红宝石从牛血红色改善成鸡血红色，即消除红宝石的紫或蓝色调。此外，人们还可以通过热处理消除红(蓝)宝石中的金红石等包裹体，以增加宝石的透明度。或反之，也可以增加宝石中的针状包裹体，使宝石产生星光。这种方法改善颜色或透明度的优化宝石，一般不需要鉴别，在出售是也不必声明，行业里不认为是欺诈。
2扩散处理法
这种方法是通过高温处理在宝石表面扩散一薄层颜色，颜色的厚度从015～042mm不等。一般原料是天然的无色或浅色刚玉，最近也发现有用合成刚玉宝石的。扩散的颜色有蓝色、红色和橙色等，也有在宝石表面扩散星光的。扩散处理宝石在各国珠宝界引起广泛关注，人们不允许将这种宝石作为天然宝石直接出售，在出售时必须声明是经过扩散处理的。
扩散处理宝石的鉴定依据是，原石是无色或浅色的天然刚玉，它的颜色是用高温的方法人工扩散进入晶体的，颜色仅限于宝石的表层，而宝石的核心部分仍为浅或无色的原天然刚玉，宝石的颜色层，可通过切磨或抛光，部分或全部去除。
鉴定扩散处理蓝宝石较有效的方法是通过油浸和放大，用肉眼或在显微镜下观察。高温特征是：样品毛坯料表面呈现烧结物；放大观察可见到一个扩散层；在宝石的表面裂纹或周围的孔隙中，常沉积有浓缩的深颜色和扩散用的色料；宝石中的包裹体周围常熔融，或金红石的“丝”熔蚀成点状，或被吸收。由于颜色仅限于宝石表面，在油浸下观察的特征是：刻面接合处和腰围明显地出现较深的颜色线，或高突起；整个宝石看起来颜色不均匀，有的刻面深，有的刻面浅，称斑状刻面，这是由于扩散层的厚度不均匀及扩散后抛光过重等综合作用引起的；在腰围处常常完全无色，整个腰围清晰可见，称为腰围边效应；在二碘甲烷中，刻面接合处清晰可见，整体也出现一个清楚的蓝色轮廓，天然宝石则看不到刻面界线，整体边缘也不清楚。
扩散处理的刚玉，最早出现在市场上的是蓝宝石，后来又有红宝石。进入21世纪以来，又有一种橙红色的扩散处理刚玉上市，具研究，其颜色是经人工渗透铍元素而成。用于仿价格不菲的天然橙红色帕帕拉恰(padparadscha)刚玉宝石。
3其他方法
由于人们对红、蓝宝石的需求长盛不衰，天然优质刚玉类宝石的产量有限，因此几乎对宝石优化处理的一切方法都被用于红、蓝宝石的改善中，如，染色、注油、充填塑料等。
二、托帕石及其改善方法
托帕石(矿物名称黄玉)是常见的宝石之一，为珠宝店必不可少的宝石。黄玉宝石的颜色与其化学成分中F和OH的含量比有关。伟晶岩中的黄玉OH含量很低，F接近理论值，称F型黄玉，常为无色或褐色。其他产状如云英岩中的黄玉OH含量增加到5%～7%，热液成因的脉岩中的黄玉F和OH含量可接近相等，称OH型黄玉，常为**或粉红色。还有一种橙红色黄玉是十分珍贵的品种。
1颜色的变化
黄玉的颜色变化，可以用放射性辐照和热处理来完成。
(1)F型黄玉：无色或褐色品种经辐照后变为深褐色或绿褐色，经200℃左右的热处理可以得到深浅程度不同，漂亮的蓝色黄玉，有些外观酷似海蓝宝石，过分的加热可失去颜色恢复原状。
(2)OH型黄玉：无色或浅**品种经辐照可变为橙红色或橙**加热可使颜色恢复原状。含铬的粉红色或紫色品种经辐照后可变为橙红色和红色，加热可恢复原来颜色。还有一种产在巴西的带青色的黄玉，放射性辐照后呈黑褐色，经有控制的热处理可转变为粉红色，再经适当的辐照可出现金**色彩，但不变蓝。
2辐照技术
一切可以产生放射性的装置，都可以作为辐照黄玉的“源”。最早人们把放射性物质镭装在试管里与宝石混合，摆到铅盒子内对宝石进行辐照。现代人们常用的设备有钴60，高、低能电子加速器，反应堆等，这些设备各有优缺点。
钴-60可产生γ射线不带电，穿透能力强，辐照较均匀。F型黄玉经γ射线辐照后变成深浅不同的褐色，一般辐照剂量为109～1010拉德，经热处理后，可得到浅蓝色黄玉。经γ射线辐照的宝石不带放射性残留，但颜色较淡，应用前景不大。
电子加速器产生的高能电子，能量比γ射线高得多，辐照的时间短，放射性残留少，产生的颜色明快，经热处理后黄玉颜色的深浅程度与海蓝宝石十分相似。加速器是辐照黄玉常用的设备，但由于设备庞大，费用昂贵，使用受到限制。
核反应堆是利用原子核裂变时产生巨大原子能的装置。在反应堆里可产生多种类的中子，有快中子、慢中子、热中子等。其中快中子对宝石作用放射性残留少，因此，在辐照宝石时人们想办法滤掉其他中子，尽力只允许快中子通过。中子辐照黄玉的效率很高，可以很快地得到深色的黄玉，经处理可得到蓝色的成品。由于反应堆的孔道很多、体积很大，一次辐射的样品量可以很多。反应堆中子辐照最大的特点是样品带有部分放射性残留，为确保人身安全，需放置很长时间，待放射性减少到国家允许的标准以下才能上市。
3热处理
热处理是辐照处理的反作用，辐照产生的色心是引起宝石颜色变浅的原因，这些色心有的稳定有的不稳定，热处理的目的就是去掉那些颜色不好的不稳定的色心，留下漂亮颜色的稳定性较好的色心。通过加热到180～300℃的热处理，就能使F型黄玉中那些棕色、褐色色心消除，而让蓝色的色心显露出来。一种综合处理的方法，可以得到理想颜色的蓝色黄玉，通常是经反应堆和加速器辐照后，再经热处理。
4改色黄玉的检测
黄玉的颜色主要是由色心形成的，色心形成颜色的关键是色心的稳定性问题，一般经过热处理仍保留的色心，可认为是稳定色心。如F型蓝黄玉，其辐照品和天然品无论是在外观和颜色形成的机理上都是一致的，都是经过外界辐照而形成的蓝色色心。其差别只在于辐照品是人工大剂量、短时间辐照和加热的产品；天然品是自然界小剂量长时间辐照和光照的结果，要区别开这两种蓝黄玉是很难的。最近有人提出用热发光的方法，天然蓝黄玉在350℃时发光强度突然增高，而人工辐照品在300℃以下发光强度就可以增高了。这种方法在检测时常破坏宝石的颜色，实际意义不大。目前，还没有非破坏性方法能准确的检测出黄玉的颜色是否经过辐照处理。
但对辐照黄玉进行放射性检测是必须的，一般用γ仪。国外有的商人常在柜台上放一台小型γ仪，当着顾客面检测宝石的放射性。一般认为在γ仪(微伦计)上读数小于50微伦/小时(背景值为20微伦/小时)是安全的。
此外一种褐**—橙**的黄玉也可以进行“粉红化”处理，通过相当低的温度热处理得到颜色较稳定的粉红色宝石。据报道，经这种热处理过的黄玉，具有较天然粉红色黄玉强的二色性。
三、钻石的优化处理与鉴别
钻石人工致色主要是经辐照后进行热处理来完成，首先，通过放射源对钻石进行辐照，目前大多采用电子加速器将钻石辐照成蓝色、绿色、蓝绿色、褐**等。然后，根据需要进行一定的热处理改成红色、紫色、蓝色等各种颜色。辐照致色钻石的鉴别是珠宝界的一大难题，至今还没有很好的解决。目前，只是在谱学特征上寻找差别，即可见光谱、红外光谱等吸收的不同，但由于影响因素多，准确性尚欠缺。蓝色的钻石有特征的差异，天然蓝钻含硼具有半导体的性质，可导电；辐照蓝钻是电的绝缘体，不导电。
近年来，市场还出现一种经温压人工处理，退除杂色成白色的钻石。业界认为这种方法主要用于由结构缺陷引起黄或褐色的Ⅱa型钻石，目前按行业约定，经过这种方法处理的钻石必须送美国GIA分级，并在其腰棱用激光刻有“Ge pol”的印记。
对某些具有特征缺陷的钻石，人们常采用一些处理技术，这些处理通常不能提高钻石的净度级别，只是改变钻石的外观，使钻石易于出售。业界贸易规则中，明确要求经这类技术处理的钻石必须声明。
“激光钻孔”技术，对具有明显可见暗色包裹体的钻石，采用激光束，烧出一个从钻石表面通向包裹体的微小通道，钻孔径0002～002mm，深度不限。该技术是将钻石固定在一个可以精确旋转的夹具上，借助显微镜来调整激光，让激光束垂直钻石表面直达暗色包裹体，使包裹体蒸发掉，为清洗孔道和漂白包裹体的残留物，常用酸进一步处理，以使包裹体变浅。孔道通常在真空中使用环氧树脂堵塞，这样当钻石台面朝上固定在首饰上时，孔道将很难被看出。但从亭部一侧用10倍放大镜观察，容易看见。
“裂隙填充”技术，1987年起市场上出现了这种处理钻石，采用折射率相近的材料对钻石的开放裂隙进行填充。这与祖母绿“藏破”的原理是一致的。祖母绿中空气填充的裂隙很容易看到，但市场上常用与祖母绿相近折射率的油填充裂隙，肉眼就比较难看出来了。填充只能改善宝石的外观，却不能增加其价值。钻石裂隙填充是在真空中，将高折射率的玻璃状材料注入到钻石开放的裂纹内，注入材料的组成一直未公开。经该法处理的钻石，较大裂隙易于检出，小裂纹的检出较困难。检测主要是显微镜下观察，填充部分随钻石的移动可呈现特殊的橙或蓝紫色的闪光，出现的闪光常是单一颜色，而非光谱系列闪光。有时镜下可见到流动构造或扁平状气泡。
经这些技术处理的钻石在净度分级中有特殊的规定，见第15章第一节。
四、翡翠的处理方法与鉴别
作为优质玉石，翡翠的需求量越来越大，而天然产出品中颜色鲜艳而透明度高的上品十分稀少，供求矛盾促使翡翠的价格迅速上涨。多年来，人们一直试图采用各种人工改善的方法，使翡翠增加颜色和透明度，以提高其商业价值和可利用率。常见的方法有：改色、染色和脱黄注胶等。在珠宝界，人们把翡翠划分为A货、B货和C货。
1热处理翡翠及鉴别
翡翠的热处理称为焗色，一般是通过热处理使翡翠的颜色加深，常是增加红色。红色翡翠也是人们喜欢的一个品种，但自然界的红色品种不多，纯红色的就更少见，多数都带有棕色及褐色，加热的目的是去掉棕色或褐色，得到较好的红色。
热处理的步骤是将清洗干燥好的样品放在炉中，炉内的温度一般不需太高，用烘箱即可，加热在空气中进行，为保证样品受热均匀，要放在透明容器或距离发热体远些，升温速度要缓慢，最好是边升温边观察，当翡翠样品开始慢慢转变颜色，出现猪肝色时，开始缓慢降温，冷却后翡翠会呈现出红色，对不同质地的翡翠要具体调整操作的时间和温度。为获得较鲜艳的红色，在翡翠完全冷却后，再浸泡到漂白粉溶液中数小时，进行氯化，可增加它的艳丽程度。
焗色翡翠与天然翡翠的红色，都是赤铁矿(三价铁离子)呈色，赤铁矿是由褐铁矿失水转化而成的。不同之处，天然品是在自然条件下缓慢失水，而焗色品是在加热条件下迅速失水。实际上很难区别，如果将其加以区别，那只能凭人的感觉来区分，即天然品比较透明，焗色品会稍差些，给人以“发干”的感觉。
2C货的制作和鉴别
颜色是决定翡翠价值的主要因素，绿色越纯正，价值越高。但大多数翡翠很少有绿色或颜色很淡，为此，人们采用了染色和着色，最常被增加的颜色是绿色和紫色。
加色的步骤是，首先，选择具有一定孔隙的翡翠(密度较大结构致密的翠很难加上颜色)，进行清洗烘干。然后，放入染料(如氨基染料)或颜料(如铬酸盐)的溶液中，温度在100℃以下，浸泡2周左右，时间以颜色渗入的深浅，翠件的大小，孔隙多少而定。最后，再将部分上色的翠件烘干，表面浸蜡，使颜色分布更柔和。不管是染色还是着色的绿色翡翠都作为C货出售。紫色翠件的加色方法类同，只是染料或颜料换成紫色而已。
外观相同的翠件，A货和C货的价值相差十分悬殊，因此对C货的鉴别十分重要。一般采用滤色镜、吸收光谱仪和放大观察，如果在滤色镜下呈现暗棕红色到棕粉红色；在吸收光谱的红色段650nm左右出现一条粗黑的吸收线；放大镜或显微镜下放大观察，在微晶狭缝中可见到绿色网纹。以上三种现象出现一种，即可确定为C货。但是没有这些现象的翡翠，如在滤色镜下不变色，也不能肯定它不是C货，因为现在人们染色技术十分高明，可能是采用了新的染色方法，需依靠多种手段进一步确定。目前最适用的方法是红外光谱测试，C货会出现明显的色料吸收峰。
3B货的制作和鉴别
由于翡翠为多晶集合体，在微小晶体之间不可避免地会存在着少量的金属离子如铁、锰等，这些离子的氧化物多为深色氧化物，这样就大大地影响了翡翠的颜色和鲜艳程度。特别是在翠的底上出现黑褐色、灰色等斑点和瑕疵，使翡翠看起来很脏，价值明显降低。为解决这个问题人们采用了化学漂洗的方法，去掉污迹，这就出现了B货。
B货的制作主要有两个步骤，一是脱黄，也称清洗或“冲凉”。作法是将选择好的样品用强酸(如盐酸和稀硫酸等)进行清洗、浸泡，不断更换新的酸液，一般要泡2～3周，观察样品到**基本脱完为止，脱黄后的翡翠颜色比较鲜艳，绿色突出，底色明显变白，但透明度不好，水头差，呈现干裂外观。二是注胶，将脱黄处理的翡翠，中和烘干后，注胶加固。翡翠经酸洗脱黄，尽管整体外型未改变，但细微结构遭到严重破坏，强度明显降低，需进行加固处理。即将加热后的样品放入胶中，在烘干箱中温度保持200℃以下，使胶均匀渗入翠的裂隙。常用的胶有塑料、无色环氧树脂等。最后抛光，去掉肉眼可见的表面胶。
B货的鉴别难度很大，需经多种观察和仪器测试，综合分析。
(1)仔细观察宝石的颜色、光泽和结构。B货的颜色较鲜艳，但不太自然，有时脱黄不好时基底有**调；与天然A货的玻璃光泽不同，B货常出现树脂光泽，反光量减少，光泽变弱；B货经清洗注胶，结构变化较大，多显得松散，用侧光观察，白色部分出现较为粗糙的白丝状组织，宝石表面出现明显的凹凸结构。
(2)测定密度、寻找差别。翡翠的密度是330～336g/cm3。从理论上讲经清洗注胶的B货密度应低于原件，但由于注胶的量有限，再加上作为矿物集合体，翡翠的密度不是一个固定值，B货的密度变化常超不出翡翠的变化范围。因此，密度变化，只是一个参考值。
(3)紫外线长波测试，出现荧光。一些B货在长波紫外线下，出现蓝白色荧光，是注入有机胶的反应，若注入无荧光胶则无此反应，但目前的B货有荧光者居多。
(4)红外光谱测试，比较谱图差别。用无损红外光谱分析可以很好的检测出B 货，这是目前最行之有效的方法。每一种矿物都有特定的红外光谱，B货由于注胶，产生了与天然翡翠明显不同的红外吸收线，不同的胶有不同的吸收谱线，但都是A货所没有的。把被测的样品与标准翡翠的红外图谱加以比较，出现多余的吸收峰者即为B货。
在实践中人们还常采用一些特殊的方法鉴定B货，如用火烧，B货可变成黑色焦状等，但都有不足之处。翡翠的改善除了以上的三种方法之外，还有镀膜、贴面、假皮等各种方法，花样很多，而且常常翻新，但很不受欢迎。
思考题
一、是非判断题
1按国标规定，所有染色宝玉石均须在鉴定报告中注明属“处理”。
2高温下使蓝宝石色斑或色带扩散的改色手段称为“扩散热处理”。
3红外光谱仪只能分清一部分A货或B货翡翠。
4按国标规定，出售任何品种的浸蜡玉雕件均可在宝玉石名称后不注明(处理)。
5任何染色宝玉石的鉴定证书上，按国标规定：必须在名称后加上(处理)。
6染色玛瑙效果稳定，上市时无需标明为处理的。
7辐射改色的托帕石上市时须声明为“处理”的。
8再造绿松石属于处理宝石。
9托帕石经辐照改色并加热固色后即可上市。
10扩散处理蓝宝石中固态包裹体的变化特征与热处理蓝宝石中的相似。
二、选择题
1优质仿制珍珠是在圆核上面涂上多层的：( )
a鱼鳞漆
b银粉
c白瓷漆后制成的
2目前对辐照处理黄玉(Topaz)的放射性残留允许量(出厂—上市)为：( )
a70～15贝克
b70～15伦琴
c70～15γ
3区分翡翠与无机玻璃充填的B货翡翠应选用：( )
a滤色镜
b显微镜
c红外光谱仪
4用气相沉淀法改善的镀膜钻石，翻面的外观特征是：( )
a无纹平滑
b有平行线纹
c有云雾状纹
5为查明红宝石中有无玻璃充填，宜选用：( )
a亮域照明和斜照明
b暗域照明
c反射照明
6判别钻石与激光穿孔钻石或充填处理的钻石时，最好选用：( )
a亮域照明
b暗域照明和斜照明
c反射照明
7判别扩散蓝宝石与蓝色蓝宝石时，要侧重观察：( )
a生长线或固态包裹体有无变化
b对比棱、尖与面之间颜色的差异
c棱线有无毛茬
8红宝石与染色红宝石的判别宜使用：( )
a滤色镜
b显微镜
c分光镜
9在合法贸易中，下列哪种优化祖母绿无须声明：( )
a注无色油的
b注有色油的
c注塑料的
10区分翡翠和C货翡翠时必须用的仪器是：( )
a放大镜或显微镜
b查尔斯滤色镜
c比重天平
11目前我国对辐照处理黄玉的携带放射性残留，参照日用工业品的辐射防护规定，放射性允许标准为( )
a70贝克
b30贝克
c50γ
12鉴别天然与辐射改色的蓝色钻石，可用( )
a热导仪
b电导仪
c折射仪
13翡翠的B货在紫外灯下：( )
a一定有荧光
b无荧光
c都没有荧光
14热处理后弧形色带已不清晰的蓝宝石，在鉴定证书名称一栏写为( )
a合成蓝宝石
b合成蓝宝石(处理)
c热处理的合成蓝宝石
15利用色心呈色原理，使无色托帕石改变成蓝色托帕石的优化处理方法是( )
a辐照热处理
b扩散热处理
c染色
d镀膜
16用红外光谱判别充胶翡翠与不充胶翡翠是检测( )
a结构是否被破坏
b翡翠的矿物成分
c翡翠中的阳离子
d有机阴离子团
17绿色锆石热处理改为蓝色时，须控制的气氛是：( )
a中性
b氧化
c还原
18阴极发光仪所用辐照源发射出的是：( )
a电子束
bX射线
cγ射线
三、多项选择题
1翡翠(处理)是指：( )
a用强酸碱处理后加高分子胶，加入颜色
b只要用强酸碱处理过
c加热后加色
d洗过的
e、在裂缝中有充填胶或色料
2按“国标”，应在宝石名称后必须加“处理”二字的下列宝石有：( )
a热扩散处理的蓝宝石
b加热处理的红宝石
c热处理去除杂色产生粉红色的绿柱石
d染色处理的玛瑙
e浸蜡加深颜色的绿松石
四、填空题
1改善的宝石要达到( )、( )、( )3个标准。
2翡翠B货制作的两个主要步骤是( )、( )。
3改色蓝黄玉(Topaz)是通过( )处理以及随后的( )处理而获得的。
4未经人工染色的天然玉石中与翡翠易混淆的有( )、( )、( )、( )、( )。
5市场上常出现经过人工处理的翡翠有：( )、( )、( )和( )。
6优化处理珠宝玉石可分为( )和( )两大类，而其中( )可用原珠宝玉石名称，而对( )的珠宝玉石在原珠宝玉石名称后加括号并在其中注明( )二字。
7钻石优化处理的方法有：①( )②( )③( )④( )等4种处理方法。
8红宝石优化处理方法有：①( )②( )③( )④( )。
9蓝宝石优化处理的方法中( )和( )两项在鉴定与销售中必须注明( )。
10人工宝石中代号YAG是( )，CZ是( )。
11在市场上常遇到的一种翡翠品种八三玉(爬山玉)成品，其主要特点为( )、( )、( )。
12改善红宝石常用的人工处理方法有( )、( )等。
13一颗无色、火彩非常好的标准切工圆钻形宝石，直径为58mm，重115ct，它可能为一颗( )宝石。
14翡翠B货在反射光照明下，主要鉴定特征有：( )、( )、( )。
15目前对刚玉类宝石的优化处理方法有( )、( )、( )和( )。
16评价宝石改善(优化或处理)的效果时，至少要考虑( )、( )和( )等3个方面。
17常用于改善珍珠颜色的方法有( )、( )和( )。
18高温扩散处理蓝宝石的鉴定特征是在二碘甲烷浸液中可能呈( )、( )、( )。
19翡翠(处理)的充填物质可为( )或( )或( )或( )。
20天然翡翠经强酸或强碱处理后、再充填了( )或( )固结的称为B货翡翠，主要特征是( )遭到了破坏和加入了一些其他物质。
21蓝宝石的主要处理方法有( )处理法，( )处理法。
22制作B货翡翠用强酸或强碱浸泡主要目的是去除( )和( )等。
23如果无色水晶晶格中含少量的( )，经辐照处理后能产生紫色。
24腰棱上刻上GE POL标记的钻石是消除了( )色的一种无色钻石。
25红宝石的热处理常采用( )气氛，以消除( )色调，还可以消除( )包裹体。
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