粉紅色鑽石主流產區的特性與成因

粉紅色鑽石主流產區的特性與成因

 

粉紅鑽石來自世界各地的礦區，供應非常有限。在十七世紀和十八世紀，印度的戈爾康達 (Golconda) 地區和巴西的米納斯吉拉斯 (Minas Gerais) 地區都有發現。

 

近代還有產出粉紅鑽石的礦區有 委內瑞拉、納米比亞、南非、加拿大、俄羅斯以及澳洲等…其中以1980年代以來，澳大利亞西北部的阿蓋爾礦 (Argyle)最為重要，為全球粉紅鑽的主要生產國，成為最罕見和最重要的粉紅色鑽石的唯一來源，超過全球90％的供應量，但隨著阿蓋爾礦區(Argyle)於2020年底正式封礦，粉鑽的稀有度將再次提升，變得更加難以尋獲。

 

Argyle Pink Diamonds 2021 Tender 
1.02克拉 阿蓋爾濃彩粉鑽裸石

 

阿蓋爾的封礦勢必會造成粉紅色鑽石市場的漲勢，未來在市場主流的其他產區粉紅鑽與阿蓋爾產區鑽石的價格可能也會因此有差異性，除了阿蓋爾本身的雷射腰圍以及證書外，是否有其他辦法能鑑別出其差異性，本次我們也藉由這個機會分析來自兩個主流產區:俄羅斯及阿蓋爾礦區的粉紅鑽石特性:

 

1.塑性變形(Plastic deformation)

我們都知道迷人粉紅色鑽石，顏色成因是來自塑性變形或是晶格排差造成吸收光譜的改變所造成，所以經常可以在粉鑽中觀察到內部孿晶紋。

內部孿晶紋會以跨刻面大範圍可見的形式觀察到，不同產地的粉紅鑽石內部的孿晶紋的形式可能也不盡相同，如: 阿蓋爾產區的粉紅鑽多為波浪狀形式的孿晶紋

圖1、從1.51克拉 2021 TENDER STONE 阿蓋爾濃彩粉彩鑽裸石可以看出生長紋為波浪狀

圖2-3 、產自阿蓋爾礦區的粉紅鑽，生長紋的形式多為波浪狀。

而俄羅斯阿羅莎礦區產出的粉紅鑽，通常內部的孿晶紋為平滑的聚片孿晶形式而成

圖4、產自俄羅斯阿羅莎礦區的粉鑽，生長紋為平滑狀。

圖5、除了可以看到平滑狀生長紋，甚至有時候還會觀察到顏色聚集在雙晶生長帶之間，

形成類似剛玉中色帶的樣貌。

 

本次還檢測的樣品還發現了一種暫時名為 Rose Channels 的特殊空心管。

這種Rose Channel形成的原因是由塑性變形及滑移孿晶造成微小的攣晶裂隙及空缺，進而形成可以觀察到的空心管，與岩漿侵蝕而造成的"凹蝕管(Eth Channel)"不同且更為罕見，理論上各種鑽石都有機會見到，但目前可以觀察到的樣品都為粉紅色鑽石。

圖6、Rose Channel形成的原因是由塑性變形及滑移孿晶造成微小的攣晶裂隙及空缺

 

圖7、Rose Channel的高倍顯微鏡圖及SEM和示意圖。註1

2.顏色來源(Color origin):

粉紅色鑽石因為塑性變形所造成的吸收光譜改變，藉由可見光光譜儀(UV-VIS)可以檢測到主要會造成所謂的550nm吸收帶，普遍出現在每一顆粉紅色鑽石，

圖8、550nm吸收帶強度與顏色飽和度也有關聯，可以看到4PR(約為Fancy以上等級)的吸收強度高於Light Pink

 

此外還有N3(415nm)氮吸收 及 H3(503nm)氫吸收 的影響，會增加色彩的飽和度，

圖9、N3+550nm吸收帶吸收光譜

圖10、H3+550nm吸收帶吸收光譜

此外還有一種特殊的且較為罕見的形式為NV^0- 的氮空缺，這種類型的粉紅鑽石主要可能是來自印度戈爾康達。

 

3.鑽石類型(Diamond Type):

理想中碳原子是以規則排列組成鑽石，事實上自然界沒有什麼完美的，從原子尺度來看，可以發現構造的缺陷或是原子置換以及雜質的影響，因此將鑽石歸類成I型鑽石及II型鑽石

圖11、鑽石Type

粉紅鑽普遍來自Type I型及少數的Type IIa型，我們可以藉由”傅立葉級數轉換紅外線光譜儀(FTIR)”檢測鑑定出鑽石的種類。

圖12、I型鑽石 FTIR光譜圖。1400-1000 cm-1 之間，IaA 型鑽石的特徵峰在1282 cm-1，IaB 型鑽石的特徵峰在1175 cm-1，Ib 型鑽石的特徵峰在1130 和1344 cm-1。

 

依照分析的結果可以發現，主要粉色鑽石來源的Ia型又被分成了

1. IaA型的兩個氮取代兩個相鄰碳的形式
2. IaB型的四個氮取碳四個碳環繞一個空位的形式

A中心與B中心兩者的濃度之間的比率可用於評估鑽石在地球深處停留的時間和溫度，通常生長期較短的鑽石多為B中心濃度較高，且較容易有H3及N3，也因此主流市場的阿蓋爾粉紅鑽來自相對年輕的鉀鎂煌班岩形成的鑽石，普遍多為B中心大於A中心的吸收強度，且含有更多的致色因素(H3、N3等)，使其產區普遍顏色相對較為飽和且濃郁，但這邊還是要特別注意IaB>A型的粉紅鑽，產區除了主流的阿蓋爾外，可能還有來自委內瑞拉及納米比亞。

 

而生長於大地盾中生長期較長的加拿大、俄羅斯、南非等地則普遍為A中心大於B中心。

 

圖13、 IaB >A 主要為澳洲阿蓋爾、委內瑞拉、納米比亞。

圖14、 IaA >B 南非、加拿大、俄羅斯。

 

4.結論

粉紅色鑽石的成因以及生長年限的長度我們可藉由上敘的分析得知，藉由觀察塑性變形或是晶格排差所造成的孿晶紋形式，以及使用紅外線光譜儀觀察鑽石的總類大致上我們可以推斷出鑽石產地的來源，分辨主流的阿蓋爾及俄羅斯產區，但隨著更多的礦區被挖掘，近期在安哥拉、印尼、賴索托、波茲瓦那等地都有粉紅色鑽石的蹤跡，往後我們也會不斷提供一手的資訊請持續關注我們。

 

 

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#成立於1974年全台唯一授權國際級鑑定所

註1:

右圖片來源:  https://www.gia.edu/gems-gemology/winter-2018-natural-color-pink-purple-red-brown-diamonds Wuyi Wang拍攝

左圖圖片來源: Diamond and Related Materials Volume 66, June 2016, Pages 102-106