鑽石的色彩魔術
科技視野
作者：翟珊珊
鑽石璀璨奪目，堅硬無比，深受人們喜愛。特別是婚戒文化的普及，使得鑽石成為當下年輕人成婚的必備單品。近年來，國內鑽石消費也緊跟國際時尚潮流，向大鑽和彩鑽方向發展，3～5克拉的白鑽和彩色鑽石成為人們的新寵。
比起傳統白鑽，彩色鑽石算是人們的新朋友，它不僅具有鑽石高色散、高硬度、高折射率等特性，而且色彩紛呈，裝飾性能更佳。彩色鑽石產量低、價值高，屬於奢侈品範疇，雖然不能在大眾中普及，但人們對彩鑽也絕不陌生。還記得電影《色戒》中令王佳芝倒戈的“鴿子蛋”嗎？那就是一顆典藏級的粉色鑽石。
下麵就讓我們一起來探索彩色鑽石色彩魔術背後的秘密——
彩色鑽石的謎底
彩色鑽石（Fancy ColourDiamond）是指具備顯著彩色的鑽石。以黃色或褐色鑽石為例，其顏色必須足夠深，才能稱為彩鑽。至於其他顏色的鑽石，雖然顏色較淺或顏色飽和度較低，仍可稱為彩色鑽石。在彩鑽當中，紅色和綠色鑽石極為罕見，其次是紅紫色、紫色、橙色、藍色和粉色鑽石。市場上常見的彩鑽以黃色為主，其他色調的彩鑽僅產自有限的幾個礦區，極低的產量使其彌足珍貴。
鑽石的化學本質是碳元素。在沒有任何雜質的純碳鑽石晶體中，每個碳原子以共價鍵與另外4個碳原子連接，鑽石至高的硬度和璀璨的光芒都得益於這種簡單穩固的原子結構（如下圖所示）。
到目前為止，科研發現，彩鑽的致色原因主要有三種：一是微量元素混入，二是塑性形變，三是輻照。在漫長的地質過程中，隻有極少數鑽石是單純由碳原子按部就班組成的，多數會在成分和結構方麵出現意外，或在原子占位中出現其他原子，或受外界影響改變了晶格結構，這些變化都可能改變鑽石的色澤。
黃鑽
天然鑽石多數都含有少量的氮元素，含氮的鑽石為Ⅰ型，不含的為Ⅱ型。學者們根據Ⅰ型鑽石中氮原子的存在形式將其分為兩類：Ⅰa型和Ⅰb型。Ⅰa型鑽石中，幾個氮原子以共價鍵連接後作為整體進入碳原子組成的晶格中；而Ⅰb型鑽石中，每個氮原子是以孤立形式單獨占據碳原子的位置的。這兩種形式進入的氮原子都能引起鑽石內部結構的缺陷，形成“色心”。這種“色心”能吸收可見光中的藍光和紫光，使鑽石呈現出黃色。氮元素的含量和存在形式都對鑽石的體色有影響，隻有當其黃色調深於Z色比色石時，才是彩黃鑽；否則，隻屬於顏色級別較低的白鑽，價值反而低於白鑽。
黃色鑽石是彩鑽中產地分布最廣的一種，微黃色和金黃色的寶石級鑽石主要產於南非的戴比爾斯和金伯利岩筒，巴西米那斯吉拉斯地區的鑽石砂礦床中，也發現有金黃色寶石級鑽石。黃鑽價格比其他彩鑽親民，所以，進入我國市場較早。早在1995年中國嘉德的春拍中，就有一顆2.02克拉的黃色鑽石鑲嵌的戒指以35.2萬元成交。此後並未見到此標的重回拍賣市場。可見，黃色鑽石還是很受人們喜愛的。
粉鑽和紅鑽
寶石學中，不含氮元素的Ⅱ型鑽石也分為兩類：Ⅱa型和Ⅱb型。Ⅱa型鑽石不含任何雜質元素，單純由碳組成；Ⅱb型鑽石中含有少量硼元素。這裏要說的天然粉紅和紫紅色鑽石就屬於Ⅱa型，Ⅱa型鑽石成分單一，不含任何雜質，晶體結構完美時呈無色透明狀態，目前大克拉的純淨白鑽多為Ⅱa型。那麼，不含雜質的鑽石何以會產生鮮豔的粉紅色調呢？
這要從鑽石的來源說起。鑽石形成於大約150千米深的上地幔，在搬運到地表的過程中，經曆了複雜而強烈的地質作用。在這一過程中，碳原子組成的晶格受到外界條件的影響，結構發生錯位，產生晶體缺陷，這種結構變化被稱作“塑性形變”。有的塑性形變能夠使鑽石晶體吸收可見光中的藍光和綠光，產生粉鑽或紅鑽。目前，粉鑽是除黃鑽以外較為常見的彩鑽品種，一般多見於高端珠寶品牌或拍賣市場，紅鑽則更為罕見。2012年10月在香港蘇富比珠寶拍賣專場上，一枚采用18K白金及18K粉色黃金鑲嵌的粉紅色鑽石戒指以2474萬港元成交，這顆梨形粉紅色鑽石重達10.15克拉，屬VVS1淨度。目前，人們已知的粉、紅色的寶石級鑽石礦區主要有澳大利亞的阿蓋爾橄欖金雲火山岩筒、坦桑尼亞的姆瓦杜伊金伯利岩岩筒、南非的普列米爾岩筒。
藍鑽
藍鑽是體色呈天藍色、藍色到深藍色的透明鑽石，著名的厄運之鑽——“希望（HOPE）”就是一顆天然豔彩藍色鑽石。藍鑽主要的致色元素是硼元素，當單獨的硼原子取代鑽石晶格中的碳原子時，會形成一個色心，吸收可見光中的紅光、黃光和綠光，將藍光和紫光反射回來，鑽石因此展現出神秘的藍色色彩。除了產生漂亮的顏色之外，硼還能使鑽石的性質發生奇妙的變化。天然鑽石是不導電的，但當硼原子取代碳原子之後，鑽石內會產生能自由運動的電子，使其具有微弱的導電性能。這也正是鑒定藍色鑽石天然與否的依據之一。所以，天然藍鑽屬於上文中提到的Ⅱb型鑽石。