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我们的钻石和其他宝石都源自哪个国家

来源:GIA 点击:178 2020-06-11 15:12

  James Shigley博士

  James Shigley博士,GIA杰出研究员,于2020年3月在卡尔斯巴德GIA为学生和公众讲授“宝石原产国报告”。Emily Lane/GIA摄

  “自1931年(GIA成立)以来,我们与您分享了我们所学到的一切。”

  GIA传奇的第二任总裁Richard T.Liddicoat的这段话是James Shigley博士最近演讲的开始,“宝石原产国报告”

  “这是对GIA为什么会出现的最好的简短描述,”Shigley说,他是GIA杰出的研究员,拥有斯坦福大学地质学博士学位。希格利继续分享他在GIA研究部门工作37年所学到的关于宝石起源的一切(或许多东西)。他大部分的演讲都集中在彩色石材产地的鉴定上,这一点在2019年冬季出版的《宝石与宝石学》(G&G)专刊中详细介绍了产地。

  希格利说:“原产地报告(针对彩色宝石)可能是我们实验室里最困难的鉴定挑战。”

  他解释说,由于GIA研究人员在实验室和野外看到的大量宝石,他们能够提供对彩色宝石起源的独特见解。在过去的十年里,GIA的实地研究人员对21个国家进行了95次实地考察,收集了22000多个样品,总重量超过100万克拉。GIA还拥有60名研究人员,其中20多名拥有地质学、化学和材料科学等领域的博士学位。

  希格利说,从这些实地考察中获得的知识是GIA在彩石报告服务中向宝石行业提供的信息“基础”的一部分。GIA彩石的鉴定和产地报告已有几十年的历史,但GIA钻石产地报告一直维持不断更新。

  红宝石晶体

  一种方解石中的红宝石晶体,左,和一种圆形切割红宝石,均来自缅甸(以前称为缅甸)。标本由Eduard J.Gübelin博士收藏。罗伯特韦尔登/GIA摄

  GIA如何确定彩色宝石的来源?

  “必须认识到,一份原籍国报告是一份专家意见。“我们(经常)不在那里,当它(宝石)被发现,”希格利说。“这是一份基于对提交给我们的样品进行检查的专家意见。”

  他说,假设来自不同地方的石头应该具有不同的宝石学性质,但“并不总是这样”

  Shigley回顾了有色宝石原产国报告面临的一些挑战:

  宝石矿床的地质情况通常不为人所知,许多是冲积物,其来源不确定(“我们不知道原始寄主岩的位置,”他说。“它可能在很远很远的地方。”)

  宝石的产生和聚集,不会因为国界而限定在某个地方。

  不同国家的矿床可以生产非常相似的材料(例如马达加斯加、克什米尔和斯里兰卡的蓝宝石)。

  在同一个国家可以发现不同的矿床。

  “这些挑战表明,”希格利说,“地质决定了宝石的宝石学性质——包裹体、化学和宝石材料的所有其他性质。”

  Shigley说,国家或地理来源的报告始于20世纪50年代,当时瑞士著名的宝石学家Eduard Gübelin开始提供有关其公司销售的宝石来自何处的信件。葛伯林还为G&G写了一系列文章,探讨内含物如何帮助你确定彩色宝石的来源。

  7.04克拉椭圆形蓝宝石

  马达加斯加7.04克拉椭圆形蓝宝石。蓝宝石是梅耶瓦特,梅斯维尔,肯塔基州提供。罗伯特韦尔登/GIA摄

  希格利说,在研究人员过去所学和记录的基础上,GIA在10年前创建了一个现场宝石学项目,目的是“去宝石所在的地方”。他们正在收集样本以建立一个可靠的数据库,对该地区进行录像和拍照,并采访矿工,以全面了解在那个特定时间和地点发生的事情。他说,这个项目是GIA的彩色石头产地报告的基础,并为GIA教育课程提供有价值的信息。

  虽然彩色宝石继续在澳大利亚、巴西和哥伦比亚被发现,但在今天的许多情况下,它们在世界的两个地区被发现。首先是印度次大陆和亚洲(伊朗、巴基斯坦、阿富汗、印度北部、缅甸、柬埔寨、越南和泰国)之间的拱形国家,它们代表了印度和亚洲之间的碰撞带——这个碰撞带产生了形成宝石矿床所需的变质和岩浆条件。代表的第二个区域是东非(埃塞俄比亚、索马里、肯尼亚、坦桑尼亚、马达加斯加、莫桑比克),以及斯里兰卡和印度南部,这是另一个具有产生宝石矿床的正确地质条件的大陆碰撞带。

  两名马达加斯加矿工在河砾中寻找蓝宝石

  两名马达加斯加矿工在河砾中寻找蓝宝石。这张照片是2010年9月在马达加斯加进行的一次GIA野外考察中拍摄的。文森特·帕迪厄/贾摄

  GIA领域的宝石学家前往这些国家收集宝石标本进行研究。这些标本是根据它们与来源的密切程度分类的:

  A型——由GIA宝石学专家现场收集

  B型——宝石学专家见证了正在开采的样品

  C类样品从采矿现场的矿工处购买

  D类样品是从矿工处购买的,但不是在现场

  E类样品是从靠近矿场的二次来源(而不是矿主)购买的

  F类样品从国际市场的第二来源购买

  GIA收集的大多数样本是D型或E型,可用时由A、B和C型支持。这些样品被带回实验室,以便研究人员能够研究它们的颜色、荧光、包裹体、生长分区、化学成分、光谱(可见光和红外)、拉曼光谱和光致发光。这些石头也被拍摄下来,通常放大100倍,因此它们的内含物和其他视觉特征被记录下来。收集到的数据可以让科学家确定手边宝石材料的颜色成因,这有助于确定宝石的来源或将宝石分为不同类型。

  翡翠水晶

  这种埋藏在主岩中的翡翠水晶是在哥伦比亚发现的,哥伦比亚是世界上最大的翡翠生产国。Orasa Weldon/GIA摄

  收集所有这些数据所需的仪器,如扫描电子显微镜和激光烧蚀质谱仪,每台价格从10万美元到100万美元不等。其中一些仪器能够检测出十亿分之几(PPB)中非常微量的微量元素,并能提取出世界上某些国家独有的元素。收集宝石数据的最大挑战是使用非破坏性的方法来分析宝石。

  另一个对宝石来源确定的挑战是,随着宝石在新的地点被发现,各国不断被列入名单,因此GIA实地研究人员总是在进行更多的宝石记录。希格利以红宝石为例,说明多年来新矿床的发现是如何增加的:1950年,世界上有8个已知的红宝石来源,今天有30个。

  他说:“他们不一定生产出质量最好的材料,但所有这些收集的材料都在市场上,可能会在这里出现,以便提交原产地报告。“面临的挑战是,地质条件迥异的地区越来越多,有时地质条件也非常相似。”

  “该数据库可在GIA的鉴定实验室访问,以便与原产国服务的客户石头进行比较。每次考察都会扩展数据库,提高参考资料收集和GIA实验室服务的可靠性。”

  GIA能查出钻石是哪里来的吗?

  希格利还讨论了如何确定彩石原产国与确定钻石原产国的区别,这几乎是不可能的,因为一旦钻石被切割,就没有明显的特征来确定它来自哪里。

  希格利说:“我们无法根据钻石本身判断钻石的来源”。

  然而,某些矿场与一定尺寸或质量的钻石有关,例如南非的库利南矿场,该矿场因生产了几颗传说中的大尺寸、高清晰度钻石而闻名,其中包括库利南,这是迄今为止发现的最大的粗金刚石。几十年来,澳大利亚的阿盖尔矿一直是世界上粉红钻石的主要生产商。

  302.37克拉的格拉夫·莱塞迪·拉罗纳钻石

  这颗302.37克拉的格拉夫·莱塞迪·拉罗纳钻石是在博茨瓦纳发现的。大型、高质量、创纪录的钻石的来源往往更容易追踪。格拉夫提供的钻石和唐纳德伍德罗的照片

  希格利概述了根据宝石学和科学检验无法确定钻石地理来源的主要原因。

  它们形成的地方:钻石在地球深处形成,那里的条件更为均匀。此外,没有任何与特定位置相关的特殊矿物包裹体。

  钻石结构、化学和分析方面的挑战:希格利说,钻石是由碳,有时还有少量氮和硼组成的,它们在周期表中彼此相邻,因此原子大小差不多,很容易在钻石结构中相互替代。

  他说:“钻石是一种非常紧密的四面体碳原子排列,由非常短的共价键连接在一起。”。“很难把其他微量元素大量地带入钻石结构中。(如果它们在那里的话)它们在十亿分之几的水平上是非常微量的。”

  此外,分析钻石中的微量元素需要精密的分析设备和可能破坏部分钻石样品的方法。希格利说,可以使用二次离子质谱(SIMS)进行现场分析,但这“可能是一件价值百万美元的设备”,通常只在大学里找到,GIA没有

  南非产的一块含钻石的金伯利岩

  南非产的一块含钻石的金伯利岩。罗伯特韦尔登/GIA摄

  风化作用:有些钻石矿床是次生的,在这里,钻石是通过淘洗从河流或沉积物中回收的。钻石是通过一次爆炸性喷发带到地球表面的,这种喷发形成了一个火山管,里面充满了被称为金伯利岩的含钻石火成岩。金伯利岩很快就会风化,释放出钻石,然后它们通过重力或水下山,然后被下游的河流系统(可能几百英里远)带走,或者被并入沉积岩中。

  希格利说:“这条河把他们从原来的管道位置带走了很多英里,所以我们甚至不知道管道在哪里。”。“当然,这条河横跨许多国家。在南非,它(橘子河)将它们一路运送到大西洋。”

  毛坯钻石缺乏独特的表面外观:DeBeers的经验丰富的钻石分拣员可能能够根据其表面特征判断出哪个公司开采的毛坯钻石,但这并不是一门精确的艺术,一旦在宝石切割过程中去除表面特征,这些钻石就无法辨认。

  希格利说,钻石原产地的真正问题是:你将在哪里获得钻石,以便研究制定你的原产地识别标准?

  “你需要一个具有代表性的钻石样品,它来自世界上所有的矿山和所有的二次矿床。有代表性的样品是什么?是3颗还是300颗钻石[每个地点]?他说。此外,一旦你有代表性的样品,他们将不得不接受破坏性测试。

  他说:“没有任何人可以从原始钻石的数据库中得知它们的来源,我也不知道用什么方法,从科学的角度来判断抛光钻石的来源。”。他说:“如果有样品数据库,将提供信息来源,试图为钻石原产国的确定提供思路,”他还说,由于缺乏有组织的开采工作和钻石的随机发现,次生冲积矿床中缺乏钻石“是一个特别的问题。”

  钻石原产地报告提供了4Cs质量分析

  钻石原产地报告提供了4Cs质量分析以及对宝石贸易原产地的确认。原始粗糙的图片可以在线或在4Cs应用程序上查看

  正是在从粗到精的飞跃中,GIA打破了这一差距。GIA与南非、俄罗斯、加拿大、纳米比亚、莱索托和澳大利亚等主要钻石生产国的钻石开采公司合作,向宝石贸易提供GIA钻石原产地报告计划。

  “这更像是一项配套服务,”希格利说。GIA从客户或项目参与者那里拿到一个密封包裹中的毛坯钻石,并附上其所需的原产地文件。GIA描述了它的特性,因此它可以稍后将其与提交给原始服务的切割石匹配。报告中确认的原产国信息直接来自该矿。

  希格利说:“我们在报告中说,这就是它的来源,我们可以确定地将它与原始的粗金刚石进行匹配。”。

  GIA根据宝石的大小和颜色、测量、宝石学观察、吸收光谱和发光光谱、荧光成像和GIA数据库中的信息,将宝石与原始的粗糙宝石进行匹配。每个GIA钻石原产地报告除了原产地声明外,还包含4Cs质量分析。

  GIA已经发布了近20000份钻石产地报告。

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