Kim cương hình thành dưới nhiệt độ và áp suất cực cao, nằm sâu trong lòng đất và nó còn chịu thêm những áp lực trong suốt hành trình lên đến mặt đất. Những áp lực như trên có thể là nguyên nhân ngẫu nhiên trong việc hình thành cấu trúc mạng tinh thể của kim cương, điều này có thể tạo nên màu sắc cho kim cương theo nhiều cách khác nhau. Ví dụ như màu nâu trên kim cương kiểu IIa được cho là do cụm lỗ trống khuyết mạng tinh thể tạo nên và độ đậm của màu sắc thường tương ứng với mức độ biến dạng (theo D. Fisher và nhóm nghiên cứu, bài “Lỗ trống là đối tượng nghiên cứu của biến dạng trong kim cương kiểu IIa”, quyển Diamond and Ralated Materials, Vol. 15, 2006, trang 1636 – 1642, http://dx.doi.org/10.1016/j.diamond.2006.01.020; D. Fisher, bài “Kim cương màu nâu và xử lý nhiệt cao áp cao”, quyển Lithos, Vol. 112S, 2009, trang 619 – 524, http://dx.doi.org/10.1016/j.lithos.2009.03.005). Vì xử lý nhiệt cao áp cao (HPHT) có thể loại bỏ màu nâu trên kim cương kiểu IIa nhưng cũng có tác động rất nhỏ đến sự biến dạng, sự hiện diện của biến dạng có thể là một dấu hiệu quan trọng trong việc xác định những viên đá được tôi luyện HPHT.
Mới đây, phòng giám định Carlbad có nhận giám định 02 viên kim cương không màu kiểu IIa: một viên nặng 0,90 ct màu E hình hạt dưa và một viên nặng 0,73 ct, màu D, dạng tròn giác cúc. Dựa trên những đặc điểm ngọc học và quang phổ thì 2 viên kim cương này được xem là đá thiên nhiên và không xử lý. Tuy nhiên trong quá trình giám định, tác giả còn bị thu hút bởi đặc điểm khác thường trên cả hai viên đá là có sự hiện diện của biến dạng “tatami” với mức độ cao (hình 8) khi quan sát dưới hai nicol phân cực vuông góc. Những họa tiết biến dạng mạnh như thế này thì thường được thấy trên loại kim cương màu nâu. Đặc điểm họa tiết “tatami” này cũng có trong kim cương kiểu IIa không màu nhưng sự tập trung các lớp biến dạng ở mức thấp hơn.
Hình 8: Các viên kim cương kiểu IIa thiên nhiên này (0,90 ct, màu E, trái; 0,73 ct, màu D, phải) trải qua nhiều áp lực với cường độ cao, bằng chứng là nhiều biến dạng “tatami” được nhìn thấy dưới 2 nicol phân cực. Các viên kim cương này là trường hợp bất thường vì chúng không thể hiện bất kỳ tông màu nâu nào như đặc điểm tương quan của biến dạng như thế này. (Màu nâu xuất hiện trong hình là do ánh đèn tạo ra). Ảnh chụp bởi David Nelson.
Ngoài việc quan sát trực quan dưới nicol phân cực thì phương pháp gián tiếp nhưng tương đối đáng tin cậy để nhận diện sự biến dạng đó là đỉnh rộng ngay tại các tâm khuyết mạng được xác định dưới phổ phát quang bức xạ (PL) ở mức nhiệt độ nitrogen hóa lỏng. Phổ PL của viên kim cương 0,90 ct ghi nhận hai tâm sai hỏng NV: một không mang điện tích – NV0 (575 nm) và một mang điện tích âm – NV– (637 nm); chiều rộng tại vị trí phân nửa đỉnh phổ cao nhất cho các tâm lần lượt theo thứ tự là 0,89 và 1,56 nm. Như với những gì quan sát được do biến dạng thì những số liệu này cao hơn nhiều so với giá trị thường thấy trong kim cương không màu, không xử lý. Giá trị chiều rộng tại vị trí phân nửa đỉnh phổ cao nhất trong tài liệu thu thập trên 250 viên kim cương không xử lý, dãy màu từ D đến E sẽ có chiều rộng trung bình là 0,29 nm đối với tâm NV0 với độ lệch cho phép là 0,07 nm; giá trị chiều rộng lớn nhất là 0,65 nm. Đối với tâm NV– có giá trị trung bình là 0,30 nm, độ lệch cho phép là 0,10 nm; giá trị cao nhất là 0,79 nm. Những giá trị này thấp hơn nhiều so với những trị số trên viên kim cương 0,90 ct.
Kim cương có màu tự nhiên trải qua áp lực cao trong suốt quá trình hình thành cho đến khi được khai thác mà vẫn giữ được tình trạng không màu như thế này là điều hiếm thấy. Một trong những lý giải hợp lý là màu nâu trên kim cương được hình thành do sự tôi luyện tự nhiên trong suốt quá trình lịch sử địa chất. (Công Ty TNHH Giám Định Rồng Vàng – SJC lược dịch theo Sally Eaton-Magaña trong Lab Notes, quyển G&G Fall 2011)