天然合成变色蓝宝石鉴别的致色剂是???

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顾名思义,变色就是会变色的宝石。
中文名:变色宝石
变色原因:光源性质和宝石中致色离子的选择性吸收
哪些会变色:欧宝、澳绿宝
变色条件:日光和白炽光下产生明显不同的颜色
1会变色的宝石有哪些
欧宝有明显的变色现象,但是他的变色不是长时间的现象,是石质的原因。
长期能变色的宝石其实不多,像、和田、这样的高档宝石都有这个特点。
关于变色宝石的讨论,是在一家论坛上由一个叫&澳绿宝&的新宝玉石引起的。
据说这种石头的变化是长期现象。
通过热处理等方式,人们可以改变宝石的颜色,令其具有更高的价值。据专家称,目前,在巴基斯坦以及世界宝石市场上,经过处理改变颜色的正在引领风骚。
在巴基斯坦,出产托帕石的地区主要有吉尔吉特、罕萨、锡卡都以及马丹等。经过处理颜色变为蓝色的托帕石比未经处理的普通托帕石价值高30至50倍。
巴基斯坦的吉尔吉特以及伯尔蒂斯坦地区以出产宝石闻名于世。除托帕石外,巴基斯坦出产的宝石还包括碧玺、、以及等。
3变色宝石会变色的原因
运用现代分析手段,对变石、合成变石、变色石榴石、合成及天然变色等多种变色宝石的化学成分及紫外一可见光光谱进行了分析,并运用晶体场理论讨论了变色效应的成因,着重分析了各种变色宝石中C 和V在变色效应中的作用。
变色效应是光源性质和宝石中致色离子的选择性吸收共同作用的结果。宝石对r红、绿光的吸收达到基本平衡,才能在日光和白炽光下产生明显不同的颜色。
千眼菩提,因表面有很多天然斑点,仿佛有众多的眼睛而得名。其树主要分布在热带及亚热带地区数量非常稀少。
雨花石是一种天然玛瑙石,也称文石,观赏石,幸运石,主要产于南京市六合区及仪征市月塘一带,是南京著名的特产。
金曜石,又名金沙黑曜石,是一种内含亮金色物质的黑曜石。黑曜石形成于火山熔岩快速形成之时,火山喷发出的岩流和碎屑迅速凝固、变硬后成形。
美乐珠,又称“龙珠”或“火焰珠”,体型较圆,出自海螺体内,无法人工养殖。作为稀世皇家珠宝的美乐珠,多年来一直是东西方收藏家们关注和探寻的收藏珍品,价值不菲。
和田碧玉是碧玉中的一种,和田碧玉的颜色呈菠菜绿,光下不透,细看里面有自然形成的条纹,里面有黑点,精光内敛,拿在手中盘摸一会,会感到有油的质感。
裸钻就是经过切割加工,打磨但是没有镶嵌的单粒钻石。裸钻最重要的是切工。切工是裸钻4C中唯一一项人力可以做到的,直接影响裸钻的光芒,切工好才能显出火彩。
龙纹玛瑙在文字上面理解就是带龙纹的玛瑙,天然玛瑙属于玉髓类,是佛教七宝之一。龙鳞石表面如龙身之纹路浑然天成,每颗珠上均有不规则纹路,是西藏最古老的宝石之一。
玻璃陨石是某种石陨石降落过程中融化的液质冷却后的产物。玻璃陨石的母石为淡绿色和黑色两种,因此,玻璃陨石的降落都是与母石共同进行的。
姜石,因其形状似生姜而得名。是一种分布广泛、有悠久应用历史的石种,但作为观赏用,则是近几年才崛起的新兴事物。
英石,又称英德石,产于广东省英德市。英石具有悠久的开采和玩赏历史,宋代的《云林石谱》就有相关记载,并被列为宋代皇家贡品。
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金投珠宝网红,蓝宝石知识
红,蓝宝石知识
红、蓝宝石是最珍贵宝石品种之一。红、蓝宝石的鉴别是珠宝鉴定的重要课题。市场蓝宝石的仿制品、合成品和优化处理品种类繁多。一、红、蓝宝石的基本性质  1.原石的鉴别  1) 晶形:常呈腰鼓状或短柱状晶体,常见单形为六方柱{1120}、菱面体{1011}、六方双锥{2241}、{2243}和平行双面{0001}。。  刚玉的结晶习性与其形成条件有密切的关系,大理岩中的红宝石常呈板状或板柱状晶体。其它母岩中形成的可发育成柱状晶体,腰鼓状晶体等 。  蓝宝石通常由各种不同的角度的六方双锥组合而成,有时腰棱处还发育有六方柱,当这种六方双锥和六方柱的组合体终止于一对平行双面时,常称为桶状晶形。图3-2-1图3-2-2图3-2-3刚玉品种红宝石晶体蓝宝石的晶体  2) 表面特征:柱面上常有较粗的横纹。在菱面体上可具有三角生长标志 ,解理不发育,但因聚片双晶可发育有平行底面{0001}和平行菱面体面{1011}裂理 。图3-2-4
刚玉的裂理  2.成品的鉴别  1) 颜色图3-2-5图3-2-5-1图3-2-5-2刚玉的各种颜色品种橙色蓝宝石各种红色色调的红宝石  刚玉宝石的颜色多样,各种以红色为主色调的品种称为红宝石,而其它的颜色通常称为蓝宝石,常见蓝宝石的颜色有蓝色、绿色、黄色、橙色和紫色。红、蓝宝石的颜色与杂质元素的种类,含量和组合有关。鸽血红(纯红色)红宝石 粉红色红宝石 蓝色蓝宝石 黄色蓝宝石 绿色蓝宝石 紫色蓝宝石 帕德马蓝宝石 变色蓝宝石 Cr3+Cr3+ /Fe/TiFe2+/Ti4+Fe3+、色心Fe3+、Fe3+/ Ti4+Cr3+/Fe2+/Ti4+、Fe2+/Fe3+色心/Cr3+、 Fe3+Fe、Ti、Cr  2) 折射率:一般为1.762-1.780。图3-2-6刚玉的折射率测定  双折射率:0.008-0.009。  光性:一轴晶负光性。  3) 多色性:  红宝石:   红色/橙红色  蓝宝石:   蓝色/蓝绿色。  黄色蓝宝石: 黄色/浅黄色  绿色蓝宝石: 绿色/黄绿色  橙色蓝宝石: 橙色/无色  褐橙色蓝宝石:黄褐色/无色  紫色蓝宝石: 紫色/橙色  4) 发光性  红宝石在长波紫外线下可呈弱至强红色荧光,短波紫外光下呈弱至中等红色荧光,随微量元素含量的不同而变化,但同一样品的长波紫外荧光强度大于短波紫外荧光强度。蓝宝石通常无紫外荧光,但缅甸、斯里兰卡、克什米尔的蓝宝石具有橙至橙红色的长波和短波紫外荧光。  5) 吸收光谱  红宝石的典型光谱特征是694、692、659nm吸收线,620~540nm的吸收带476、475、468nm的细吸收线及450nm后的全吸收。由于分光镜中分辨率的原因694与692、476和475常合并成一条吸收线。图3-2-7红宝石的吸收光谱  蓝色和绿色蓝宝石以及由Fe3+致色的黄色蓝宝石典型光谱是450、460、470nm吸收线,当颜色较深时形成一较宽的450nm吸收带。浅灰色蓝宝石仅可在450nm处见一条模糊的吸收线。图3-2-8蓝宝石的吸收光谱  6) 内含物  可含各种固态、气注解态包裹体,常具六方或直线状生长带。不同产地的红、蓝宝石的内含物特征也不一样。图3-2-9图3-2-10图3-2-11红宝石中的金红石针蓝宝石中的指纹状包体蓝宝石中的六方生长色带  7) 特殊光性 (1) 星光效应:许多产地的刚玉宝石含有丰富的定向排列的金红石针状包裹体,它们在垂直光轴的平面内呈现出120℃角度相交,构成三组不同的包裹体方向,当加工成包裹体平行底面的弧面形后可显示六射星光。偶尔可见十二射星光现象,据报道是由于三组金红石针和三组赤铁矿针状体互呈30℃角交叉构成的。图3-2-12图3-2-13星光红宝石星光蓝宝石  (2)变色效应:少数蓝宝石具变色效应,它们在日光下呈蓝紫色、灰蓝色,在灯光下呈红紫色,颜色变化不明显,颜色通常也不鲜艳。三、红、蓝宝石及仿制品的鉴别  1. 红宝石与其仿制品的鉴别  广义上所有红色宝石都可能成为红宝石的仿制品,但在外观上与红宝石相似的宝石主要有红色尖晶石、红色石榴石、红色电气石、红色绿柱石、红色锆石、红柱石及红玻璃等。表C-红宝石及仿制宝石物理性质一览表宝石名称颜色多色性RIDR光性偏光检查SG光谱红宝石红-紫明显1.76-1.780.008U正常消光3.9-4.1Cr谱尖晶石褐红无1.718单折射I全消光3.6Cr谱镁铝榴石红-褐无1.74-1.76单折射I全消光3.7-3.8MgAl谱铁铝榴石褐红暗红无1.76-1.78单折射I全消光3.8-4.2FeAl谱 红碧玺粉红褐红很明显1.62-1.640.014-0.020U-正常消光3.01-3.11可能有Cr谱铯绿柱石粉红明显1.56-1.590.004-0.09U-正常消光2.7-2.9无锆石褐红暗弱1.93-1.990.059U-正常消光4.68653.5线红柱石褐红-红强1.63-1.640.010B-正常消光3.10-3.18436.445nm红玻璃红无1.45-1.70单折射I全消光2.60多变  (1) 红宝石与红色尖晶石的区别图3-2-29
不同光源照射下红宝石的颜色有差异图3-2-30 红尖晶石的颜色图3-2-31图3-2-32红宝石的光谱红尖晶石的光谱  红色尖晶石颜色与红宝石极为相似,但红尖晶石常常带有褐色色调,没有多色性,偏光下全消光,有时显示波状异常消光现象,折射率值( 1.718)与红宝石(1.76-1.78)不同,没有双折射率,静水称重法相对密度值(3.60)小于红宝石(3.99)吸收光谱缺少蓝区的三条吸收谱线,荧光呈红色但通常较红宝石弱。显微镜下可见八面体晶体或负晶。  (2)与石榴石的区别  石榴石颜色通常较红宝石深,呈褐红-暗红色,镁铝榴石有时呈浅黄红,浅粉红偏光镜下全消光,蛤有时呈现四明四暗的异常现象,石榴石无二色性也无荧光。镁铝榴石和铁铝榴石光谱都与红宝石的光谱不同。显微镜下石榴石的二组针状金红石近直角相交,另一组不在该平面内,而红宝石内三组金红石针呈现出120°或60°夹角。图3-2-33图3-2-34石榴石中的金红石针红宝石中的金红石针  (3)与红色碧玺的区别  红色碧玺为桃红色有时有深桃红和浅桃红之分,带有褐色或橙色色调,二色性极为明显,为深红/浅红的形式与红宝石呈红/橙红的形式不同。红色碧玺的折射率值(1.620-1.640)和相对密度值(3.05)明显小于红宝石,而双折射率(0.014-0.020)大于红宝石,在显微镜甚至放大镜下的适当方向可见到红色碧玺的后刻面棱重影。红色碧玺还具有针状和管状包体,以及不规则状的扁平状液态包体。图3-2-35红碧玺的红色带粉红色调  (4)与红色绿柱石的区别  红色绿柱石的折射率值(1.56-1.59)和相对密度值(2.7-2.9)明显低于红宝石,故光泽弱,没有特征吸收谱和荧光。  (5)与红色锆石的区别  红色锆石颜色通常不够鲜艳和纯正,总带有褐色或灰褐色,外观与优质红宝石差异较大,折射率值(1.93-1.99)由于超过折射仪的测试范围而无法测到,锆石的相对密度4.68较高,掂重明显大于红宝石,锆石通常显示653.5nm的特征吸收谱,紫外荧光下呈惰性。放大镜下或显微镜下很容易观察到锆石的后刻面棱的重影,由于宝石脆性大也常见宝石腰棱及刻面棱的磨损和缺口。  (6)与红柱石的区别  红柱石具极强的多色性,颜色为红/黄/绿三色,用肉眼都可明显的观察到,红柱石的折和折射率值(1.63-1.64)、相对密度值(3.18)都与红宝石不同,通过测试可加以区分。红柱石在紫蓝区可能有二条吸收带,紫外光下无荧光。  (7)与红玻璃的区别玻璃为常见的仿制品,在偏光镜下全消光或黑十字异常消光。折射率值不定,通常为1.45-1.70之间,偶尔会大于1.70。相对密度多变,在2.60左右,吸收光谱可能除红色外全吸收,也可能在黄、绿区吸收显示稀土谱。显微镜下可见气泡,漩涡纹等内部特征。  2.蓝宝石和仿制宝石的鉴别  与蓝宝石相似的宝石有蓝色尖晶石、蓝锥矿、堇青石、黝帘石、蓝色碧玺、蓝玻璃等。表C-蓝宝石及仿制宝石物理性质一览表宝石名称颜色多色性RIDR光性偏光检查SG光谱蓝宝石蓝-紫蓝明显1.76-1.780.008U-正常消光3.9-4.0456.460.470nm尖晶石蓝色无1.718单折射I全消光3.60黄绿区四条蓝锥矿蓝-紫蓝蓝/无1.75-1.800.0047U=正常消光3.65无堇青石蓝色紫蓝-蓝浅黄1.54-1.550.009-0.010B-正常消光2.65无黝帘石紫蓝色紫-蓝-绿1.69-1.700.009B+正常消光3.35无特征碧玺蓝色明显1.62-1.640.014-0.020U-全消光3.01-3.11无特征玻璃蓝色无1.45-1.70 单折射I
全消光变化可变  (1)与蓝色尖晶石的区别  与蓝宝石物理参数不同,只有一个折射率值(1.718),偏光下全消光,无二色性,在黄区、绿区、蓝区有四条铁吸收谱,内部有八面体晶体包体和负晶。图3-2-36图3-2-37尖晶石中的八面体晶体包体和负晶蓝宝石中的金红石针愈合裂隙  (2) 与蓝锥矿的区别  蓝锥矿颜色特征与蓝宝石相似,但具强多色性,通常顶刻面观察为蓝色,平行腰棱观察为无色,与蓝宝石蓝绿色或绿蓝色明显不同。蓝锥矿的双折射率很大,达0.047,而且为正光性,显微镜下刻面棱重影明显。蓝锥矿色散很强(0.046),虽然部分被体色所掩盖,但切工优良的蓝锥矿显示生动的外观。此外,蓝锥矿在短波紫外光下具亮蓝色荧光,而蓝宝石为惰性或弱荧光。  (3) 与堇青石的区别堇青石折射率值较低(1.54-1.55),宝石表面光泽较蓝宝石弱,相对密度值(2.65)较小,在3.32的重液中上浮而蓝宝石下沉。肉眼可见明显的多色性,顶刻面通常为蓝色,另二个方向为蓝紫色和浅黄色。与蓝宝石不同,堇青石可能在黄区、绿区和蓝紫区有吸收带。图3-2-38堇青石中的状包体 (4) 与黝帘石的区别图3-2-39蓝色的黝帘石  黝帘石的蓝到紫色品种为坦桑黝帘石,它具有强三色性分别为蓝色、紫红色和绿色,热处理的黝帘石仅呈现蓝色和紫色。黝帘石相对密度值(3.35)较蓝宝石低,在3.32的重液中缓慢下沉,而蓝宝石则迅速下沉。折射率值测试也可与蓝宝石区分开。与碧玺、玻璃的鉴别特征与红宝石相似。四、合成红、蓝宝石的鉴别  (一).焰熔法合成红宝石的鉴别   焰熔法合成红宝石是市场上最常见的合成宝石之一,同时也是最早的合成宝石。自从十八世纪末,焰熔法问世以来,这种方法合成的红宝石就大量地流入市场,历时已近百年。焰熔法合成红宝石的特征比较明显,较易于鉴定。  1. 外观  焰熔法合成红宝石的颜色最常见为鲜红色和粉红色,纯正、艳丽,而且透明、洁净,通常过于完美。图3-2-40焰熔法合成红宝石的梨晶   2.弯曲生长纹  弯曲生长纹是合成红宝石的生长过程中,由于熔滴汇成的熔融层呈弧面状,并且逐层冷凝而造成的。早期的合成红宝石弯曲生长纹非常清楚,但随着生产工艺水平的提高,生长纹也越来越不明显。图3-2-41焰熔法合成红宝石的弯曲生长线   3. 气泡  焰熔法合成红宝石的另一个重要特征是含有气泡,气泡通常很小,在低倍放大镜下成黑点状,如果气泡较大,高倍放大能分辨出气泡的轮廓,常呈球形,椭圆形或蝌蚪形,气泡多时会成群呈带状分布。图3-2-41-1焰熔法合成红宝石的气泡云  4. 多色性  天然红宝石尤其是大颗粒优质红宝石,顶刻面的取向一般是垂直结晶C 轴的,用二色镜从台面观察看不到多色性。而焰熔法合成红宝石作为天然红宝石的低廉仿制品,在加工中不注意取向,从台面观察常能见到红和橙红色明显的二色性。  5. 发光性  天然红宝石和合成红宝石在紫外光下发出红色荧光,但由于合成宝石成分较纯,紫外荧光常比天然红宝石更强。  6. 吸收光谱 天然红宝石和合成红宝石的可见光吸收光谱相同,没有区别。  7. 火痕 合成红宝石价格低廉,加工常不够精细,可因过快的抛光造成表面上雁行状排列的细小裂纹,称为火痕。图3-2-42合成红宝石中的火痕  8. 淬裂处理的红宝石  焰熔法合成红宝石通常十分洁净,没有裂隙及其它的内含物,但有些焰熔法合成红宝石经加热后迅速淬火 ,使之产生裂隙,以模仿天然红宝石。淬火后的合成红宝石还可进行各种方法的充填及处理,最典型的一种是放到助溶剂中生长,来愈合淬裂的裂隙。这种类型的合成红宝石仍然具有弯曲生长线和气泡等熔焰法合成红宝石的特征,并且在充填或愈合的裂隙中还可能发现有气泡。  9. 微量元素  天然红宝石含有多种杂质元素,焰熔法合成红宝石则较为纯净。  (二).熔焰法合成蓝宝石  1. 颜色和致色剂  焰熔法合成蓝宝石有多种颜色,产生颜色的致色元素可与天然的杂质元素不同,例如,天然绿色的蓝宝石由Fe3+、Fe2+和Ti4+所致而焰熔法合成的绿色蓝宝石则因加入少量钴和镍而呈绿色。由于致色剂的不同,也导致其它某些物性的变化。  2. 弯曲生长线  焰熔法合成蓝宝石的生长线较宽,当细小的气泡沿生长线聚集时,生长线的特征更为明显,形成明显弯曲色带。在其他颜色的合成蓝宝石中生长线情况不同,比如,变色蓝宝石中弯曲色带非常清晰,而在黄色品种中,生长线却很难发现。图3-2-43合成蓝宝石中的弯曲生长线  3. 气泡  焰熔法合成蓝色蓝宝石中的气泡,与合成红宝石相比,通常更细小、分布更密集,呈小球状、蝌蚪状成群或成层分布或弥漫在整个宝石中,在较低倍放大情况下,看起来呈黑点状。  4. 发光性  天然蓝色蓝宝石在紫外光下常呈惰性,而焰熔法合成蓝宝石在短波紫外光下可能显示淡蓝-白色或淡绿色荧光,与天然宝石有很大差异。无色合成蓝宝石在短波下可能有淡蓝色荧光,绿色合成蓝宝石在长波紫外光下可具橙色荧光,橙色合成蓝宝石在长波紫外光下显淡红色。  5. 吸收光谱  焰熔法合成的蓝色、绿色和黄色蓝宝石通常缺少天然蓝宝石中清晰可见的蓝区的吸收线,有时仅表现为模糊不清的极弱吸收带。合成变色蓝宝石具有475nm处的极细的钒吸收线,也可因含少量Cr而同时迭加有Cr的吸收光谱。
6.对于焰熔法缺少弯曲生长线的合成红、蓝宝石,在用其他常规方法无法确定时,可以采用普拉托测试法。具体操作方法是:将宝石浸泡在二碘甲烷中,在正交偏光下,沿宝石晶体的光轴方向放大20至30倍进行观察,焰熔法合成的刚玉宝石可能显示交角为60℃的条带状构造。据报导坦桑尼亚某些天然红宝石也曾观察到这种现象,但两者的成因完全不同。图3-2-44普拉托法合成的刚玉宝石显示交角为60℃的条带状  (三).焰熔法合成星光红、蓝宝石  通常呈半透明状,粉红至红色和灰蓝到蓝色,目前有两种方法可以合成星光红、蓝宝石,一种是焰熔法,另一种是提拉法,两种方法合成的星光红、蓝宝石都具有典型,较易于识别的特征。图3-2-45图3-2-46合成星光红宝石合成星光蓝宝石  1. 弯曲生长带  焰熔合成星光红、蓝宝石弯曲生长带或弯曲生长线相当明显,成粗大的色带,易于在宝石的侧面观察到,尤其用聚光透射照明之下,肉眼即可见到。弯曲生长带往往含有细小密集的气泡。天然星光红蓝宝石也常见色带,但色带是平直的或带弯角的。   2. 星线特征  焰熔法合成星光红、蓝宝石的星线细长、清晰、完整,贯穿整个弧面型宝石表面,而天然星光红、蓝宝石的星线常常较粗,从中心向外逐渐变细,星光中部显示一团光斑,俗称宝光。天然星光的星线还可能不完整,不规则。图3-2-47合成星光和天然星光的星线特征的比较  3. 金红石针  焰熔法合成的星光红、蓝宝石的金红石针相当细小,而且密集,如同白色纤维,要在高倍放大(40倍以上)下,才能观察到。而天然星光红、蓝宝石中的金红石针则较粗大,在放大条件下一般能清楚地分辨出金红石针的形态。  (四).助熔剂法合成红、蓝宝石   由于助溶剂法的生产成本很高,该方法合成的红、蓝宝石的售价也相当高,因而其产量远较焰熔法合成的红、蓝宝石为少。生产的厂家也不多。目前世界上大约仅有不到十家的生产者(表5.1),虽然各厂家的合成技术各异,合成的红、蓝宝石也有各自的特点。但是,这种方法合成的红、蓝宝石仍具有许多共同的特征,也是与天然宝石鉴别的重要特征。表 C-3世界主要的助溶剂合成红、蓝宝石的厂商情况名称开始生产时间国别助熔剂类型生长方式重要特征商业地位Chatham1960美国PdO(PdF2)-MoO2-Li2O种晶铂金片和各种助熔剂包裹体重要厂家Kashan1968美国Na3AlF6-ZnO种晶大的不规则的助熔剂包裹体,慧星状助熔剂包裹体重要厂家Gukson1975瑞士未知种晶明显的种晶和平行菱面体的色带少见产品Knischka1980奥地利PdO(PdF2)-B2O3-WO3种晶种晶和各种助熔剂包裹体少见产品Ramaunra1982美国Bi2O3-PdO-La2O自发成核橙红色的短波紫外荧光和成分不一的助熔剂包裹体重要厂家Inamori1982日本未知未知大的助熔剂包裹体和平行(2243)的生长带少见产品Lechleitner1983澳地利PdO(PdF2)-MoO2-Li2O大种晶在焰熔法的合成红宝石,无色蓝宝石中制造面纱状愈合裂隙少见产品Shinna1984日本未知大种晶在焰熔法的合成红宝石中制造面纱状愈合裂隙少见产品Douras1993希腊PdO(PdF2)-Ga2O3自发成核三角形,扇形的蓝色或深色的色带,可能高于正常的折光率和双折率年产量约2万克拉  1. 外观  助溶剂合成红、蓝宝石的颜色与天然红、蓝宝石相似,可有各种色调的红色和蓝色,透明度根据合成的质量从半透明到透明,单颗宝石通常都具有内含物,尤其是各种形态的愈合裂隙。外观上与天然宝石十分相似。图3-2-48助溶剂合成红宝石的晶体外观2. 铂金属片  助溶剂合成宝石中有时可见铂金片,它们常具有三角形、六边形、长条形或不规则的多边形, 铂金片在透射光下不透明,反射光下显示银白色明亮的金属光泽。图3-2-49助熔剂合成红宝石中的助熔剂残余和铂金属片  3. 助溶剂残余包裹体  助溶剂包体可呈单个的管状包体,负晶,或者聚集成栅栏状存在于合成红宝石中,此外,还常见微小的助溶剂包体可呈雨点状、网格状、慧星状等形态。微小的助溶剂包体往往很难放大到可以观察其结构的程度,故认识其可能出现的分布图式也是非常重要的。  4. 面纱状愈合裂隙  助溶剂法合成红、蓝宝石内发育有大量面纱状愈合裂隙,其上分布了大量的呈指纹状、网状或树技状的助溶剂包体。天然红宝石也会出现不规则的面纱状愈合裂隙,但其上分布是气液包体。 图3-2-50图3-2-51助熔剂合成红宝石中的助熔剂残余助熔剂合成蓝宝石中的助熔剂残余  5. 色带和生长带  助熔剂合成红、蓝宝石中可见直线状、角状生长环带,这些特征与天然红、蓝宝石中的色带,在外观上是一致的。但在Ramaura合成红宝石中可出现一种搅动状的颜色现象和角度相交的不规则生长线,在Douros合成红宝石中可出现浅红、无色色带和蓝色三角色块。   6. 双晶  溶剂合成红宝石具有平行C轴,即垂直底面(0001)的双晶。这种双晶可形成两组互相交叉或者多组(如三组)相交的结构。这种双晶在天然红、蓝宝石中尚未见到。  7. 种晶  如果种晶用的是天然红宝石,则出现天然的内部特征与助溶剂残余包体共存的情况。如果种晶用的是焰熔法合成红宝石,则会出现弯曲生长线与助溶剂残余包体共存的情况。 现在的种晶最大仅1mm大小。  8. 发光性  紫外光下助溶剂红宝石有较强的红色荧光,可以对红宝石的鉴定起到指示作用,而Ramaura红宝石加入了某些稀土元素,在紫外光下橙红色荧光。少数样品可能显示蓝白色荧光。 助熔剂合成蓝宝石中的助溶剂残余在紫外光下可显示粉红、黄绿和棕绿色等多种荧光,以致于合成蓝宝石也显示出这些荧光特征。而天然蓝宝石多表现为惰性荧光。  9. 微量元素  助溶剂法合成红、蓝宝石会含有助溶剂的化学成分。最常用的助溶剂是一些重金属的氧化物,如PbO、PbF2、BiO2、MoO2,以外还可有B2O5,Li2O。有时也用冰晶石(Na3AlF6)做助溶剂的成分。 用电子探针分析暴露到宝石表面的助溶剂残余包裹可以检验出包裹的化学组成,用X-荧光能谱仪,可以无损分析出宝石所含的微量化学元素。  (五).水热法合成红蓝宝石  1.水热法合成红宝石  ①外观  水热法合成红宝石以深红色为主,也有浅红和橙红色、晶体的形态取决于种晶的形态和定向。透明度一般较高,但受晶体质量的影响,当包裹体多时,透明度就会受到影响。  ②种晶和生长构造  水热法合成红宝石必须采用种晶,而且种晶片的大表面往往具有特殊的结晶学方向,以使得合成晶体有较快的生长速度。水热法合成红宝石因而有典型的水波纹状生长带。单个的波状色带呈三角形,颜色较周围深,并且往往有较明显的界线,有时还发育成裂隙,这三角形的色带是由于不同的晶面(往往两个方向的晶面)快速生长造成的。   ③面沙状愈合裂隙和气液两相包裹体  水热法合成红宝石发育有面沙状的愈合裂隙,并在愈合隙隙上分布有形态各异的气液两相包裹体。 所以,典型且大量的气液两相包裹体也可作为水热法合成红宝石的重要鉴定线索,尤其是当波状色带不明显时,更为重要。  ④微量元素  水热法合成红宝石除含有少量的V.Ti以外,还含有Ca 和Cu。Cu是天然红宝石所缺乏的元素。而水热法合成红宝石中的Cu与生长技术有关,是作为促进晶体生长速度的添加剂。  ⑤水(H2O)  水热法合成红宝石含有较多的水,在红外光谱上。其水的红外吸收峰远大于天然产出的红宝石 。  2. 水热法合成蓝宝石  ① 颜色和致色元素  水热法合成蓝宝石有蓝色、绿色、黄绿色、浅紫红色和带紫红色调的橙色等。这些合成蓝宝石的致色元素与天然的同种颜色的蓝宝石不同,是由Ni2+、Ni3+和Cr3+致色的。含Ni2+和Ni3+的呈蓝绿色到绿黄色,含Ni3+和Cr3+的呈黄色到橙色。  ② 可见光吸收光谱和紫外荧光  水热法合成的蓝绿色及绿蓝色的蓝宝石的可见光吸收光谱没有450nm的吸收带,出现以600nm为中心的从640nm至540nm的吸收带,以及430nm以后的紫区吸收带 ,这种特征与天然蓝宝石或其它方法的合成蓝宝石都不一样。  水热法合成的蓝绿色蓝宝石可含有少量的Cr,故有可出现红色的紫外荧光。  ③ 内含物  愈合裂隙指纹状包裹体等与其它的合成宝石相似,但几乎所有绿色到蓝色的样品中都可见到细小单个或者聚集成絮状的不透明与半透明的晶体包裹体。部分不透明,具有橙红色金属光泽的是铜的晶体,为Tairus水热法合成蓝宝石的典型包裹体。  ④ 生长构造  水热法合成红宝石一样,具有水波纹状的生长纹理。除了黄色、橙色和浅紫红色的品种以外,这种纹理在其它的品种中均可出现。   ⑤ 红外吸收光谱  除了出现明显的水的吸收峰外,还在被数范围内出现多个与C-O键有关的吸收线。  3. 桂林水热法合成红宝石  ① 颜色、多色性和可见光吸收光谱  合成红宝石的颜色具有橙色调,为橙红色,类似与红色石榴石色调,只是更为明亮一些,带灰褐色调颜色较深的样品,在外观上与石榴石更为相似。天然红宝石通常不具有这种色彩,其它类型的合成红宝石也与之不同。而且,桂林水热法合成红宝石的多色性也相当特殊,为带橙色调的红色(No)和黄色(Ne),用二色镜易于观察,天然红宝石的多色性通常为紫红色和橙红色,与之有明显的不同。   现有的研究样品,均显示出特殊的吸收光谱特征。在分光镜下,只有红光区为透光区,从黄绿光区开始,直到紫光区都吸收,显示为黑暗的吸收带,缺失绿蓝光区的透光区,与镁铝榴石的吸收光谱相似。但在红光区仍可观察到红宝石典型的荧光线以692,694及689,660和630的吸收线 。  ② 紫外荧光  在长波紫外光下,桂林水热法合成红宝石显示中至弱的带橙色调的红色荧光,有些样品的荧光有分带性。在短波紫外光下,样品的荧光更弱呈暗红色,部分样品没有荧光。  ③ 面包屑状包裹体  在暗域下呈白色,由多个晶粒组成,形态上似面包屑包裹体。成包屑数量不多,通常较小,即使放大到80倍,其细节依然难以分辨。面包屑在职种合成红宝石中普遍存在,是一个重要的鉴定特征。  ④ 尘埃状包裹体和种晶残余  尘埃状包裹体通常成片地分布在无色部分与橙红色部分的交界面上,并使交界面的颜色变深,由于这些包裹体很小,要采用强光侧向照明的方式才能观察到。而且,这种包裹体不出现在其它情况的色带之中。据此可以判定,无色部分是合成方法中所采用的种晶片的残余。  ⑤ 种晶界面的特征  种晶面上可见平行状和波浪状条纹。波浪状条纹与种晶生长界面上有微小的波纹状小丘有关。波纹状的小丘是由于晶体生长初期的生长条件较为不稳定所致。种晶残余和种晶的生长界面都是桂林水热法合成红宝石的重要鉴定特征。五、红、蓝宝石的优化处理与鉴别  红、蓝宝石的优化处理的方法很多,有传统的热处理、染色处理、注油处理等,新发展的处理方法有玻璃充填、加充填物的热处理、表面散处理和辐照处理等。  1. 红、蓝宝石的热处理及其鉴别特征图3-2-52热处理前后的颜色变化特征  ①熔(溶)蚀的金红石针  金红石针熔蚀的典型特征是长针状的晶体被熔断,形成点状线、断续线或者较粗大的晶体被熔蚀成线状溶滴 。  ②熔蚀的晶体包体  晶体包体完全熔化后凝固成白色或灰色的球状体或似球状体,被称为"雪球",是热处理的标志性特征。有些晶体熔融或部分熔融后会在与主晶的接触面上形成颜色浓集的区域,称为"色边",也是热处理的典型标志 。  ③热处理应力晕  a.盘状裂隙:晶体包体完全熔化形成白色的球体或者圆盘,并在周围形成应力裂隙。  b.穗边裂隙:如果晶体包体完全或部分熔化后,部分熔体溢入裂隙,形成环绕熔化的晶体分布的应力裂隙。这是由于热处理产生的愈合作用所致 。  c.环礁裂隙:如果晶体包体没有熔化,但形成了带有环礁状边沿的应力裂隙,也是热处理红、蓝宝石中可见的现象,这种裂隙称为环礁裂隙。环礁裂隙还可由原来含有次生包体的应力晕被加热到一定温度时形成 。  d.锆石晕:由于锆石具有很高的熔点,在热处理过程中,锆石包体不受影响,但其所伴随的应力裂隙有可能会形成上述的环礁裂隙。  ④热处理后的愈合裂隙  a.水管状的包裹体:原分布在裂隙面上口成孤立状态的指纹状包裹体,经加热处理后,形成连通的弯曲的、同心状的包裹体,象很长的卷曲地散布在地上的水管 。  b.树枝状包裹体:因原来的液体懈体或指纹状包体在高温热处理中胀裂,液体流入胀裂的裂隙中,形成树技状等,未经热处理的天然红、蓝宝石所没有的。  ⑤表面凹坑   宝石的抛光表面上会因高温的熔蚀作用而形成熔蚀的凹坑, 可在反射光下观察到这种热处理留下的现象。如重新抛光还可能会造成双面棱、双腰棱等现象,但是,这些现象本身不是热处理的证据,还可能因其它的原因造成,故要谨慎对待。  ⑥色带和生长带  热处理致色的蓝宝石其色带往往具有典型的特征,例如斯里兰卡浅色或无色的刚玉加热后形成蓝色,其蓝色多集中在边界模糊的色带和色斑中,而这些色带和色斑又是由边缘不清的蓝色斑点所组成。热处理会使生长带和色带的边界扩散,使界线变模糊,甚至变形。  ⑦云雾体  缅甸孟素的红宝石经加热后常形成云雾体,云雾体由致密的白色、低反差的、定向排列的,并可形成三维网格的晶体包体所组成,其成分不明,可能是脱水的水铝矿(γ-Al2O3)。这种云雾体在天然、未经热处理的红、蓝宝石中很少见到 。  ⑧紫外荧光  紫外荧光可作为热处理的重要特征。某些热处理的蓝色蓝宝石在短波紫外光下发弱的蓝白色、绿白色荧光,注意与焰熔法合成的蓝色蓝宝石相似,但热处理蓝宝石的荧光往往有分带性,可在显微镜下区别。某些热处理的红宝石在长波紫外光下发正常的红色荧光,但在短波下,在红色的荧光之上,迭加白垩色及绿白色或蓝白色成分的荧光,形成粉红色的荧光。  2.扩散处理的红、蓝宝石及其鉴别特征  ①蛛网状图案:  在显微镜下(低放大倍数)用柔和的透射光(如在光源上放一片白纸),把样品台面向下,从亭部方向观察,可见刻面面棱及附近颜色较深,构成网状的图案 ,这是因为扩散处理蓝宝石的颜色在棱角上更为浓集。天然蓝宝石则不具这种特征。图3-2-53扩散处理的蓝宝石蛛网状图案  ②深色裂隙  扩散蓝宝石常见沿裂隙浓集的颜色,熔化成球体的晶体包体带有深蓝色的"色边"等特征。  ③油浸观察  油浸观察是对扩散处理非常有效的一种方法,能更清楚地显示出仅仅分布在表面的着色层,把样品浸泡在二碘甲烷之中,扩散处理的蓝宝石显示深色且清晰的轮廓,而自然着色的蓝宝石则相反。  ④紫外荧光  扩散处理的蓝宝石在短波紫外光下可发弱的浅蓝白或浅绿白色荧光,偶尔呈暗红色荧光。  ⑤吸收光谱  扩散处理的蓝宝石通常缺失450nm的吸收,不过许多天然成色的蓝宝石也具有同样的特征。  3.扩散处理红宝石的鉴定特征  扩散处理红宝石的原理虽然与扩散蓝宝石相同,但其产品却远比扩散蓝宝石少见,特征也与扩散处理的蓝宝石有所不同:  ①雾状外观  扩散处理红宝石透明度稍差,呈灰蒙蒙的雾状外观。   ②特别高的折光率  扩散处理红宝石折光率达1.81以上,超过珠宝折光仪的测量上限,宝石表面Cr含量可高达4wt%,远高于红宝石政党正常的Cr含量,并且因此造成异常高的折光率。  ③网状微细裂纹  显微镜高倍放大之下,扩散处理红宝石的表面着色层分布有网状裂纹和密集的微小气泡,当用强光从侧面照明时,可出现乳光效应,这是产生雾状外观的原因。   ④蛛网状图案及相关现象和扩散处理蓝宝石一样,在柔和的透射光或者浸泡在二碘甲烷浸油中可观察到颜色浓集于面棱及腰棱和裂隙中的现象。  ⑤荧光及吸收光谱特征在短波紫外光下,部分样品出现白垩色荧光。在可见光吸收光谱观察时,较难观察到696nm附近的荧光发射线,而天然红宝石的这一发射线易于看到。  4.扩散处理星光蓝宝石的特征  ①外观  扩散处理的星光蓝宝石在市场上也不多见,其体色呈灰黑至深蓝色,星光完美,可与合成星光蓝宝石比美,但不象天然的星光蓝宝石。  ②缺乏金红石针  在显微镜下可看出星光仅局限于样品的表层,表层内含有大量细小的白点,其成分不明,观察不到定向排列的金红石针。   ③红色色斑  在样品的某些局部和裂隙中可观察到红色色斑,如浸入二碘甲烷中则还可观察到样品表面呈红色,成一轮廓清晰、反差明显的红色色圈。  ④异常的化学成分  样品Cr含量可高达4wt%。  ⑤荧光  多数样品无荧光反应,但部分具有红色色斑的样品,其红色色斑可发红色荧光。因而不均匀的红色荧光也是其鉴别的一个特征。  5.愈合裂隙热处理红宝石及其鉴定特征  愈合裂隙热处理的红宝石有下列的特征:  (1)热处理愈合裂隙的特征  热处理愈合裂隙在形态上多呈不规则的面纱状,其上分布有各种类型的包裹体,其中绝大部分是愈合剂残余包裹体。这些残余包裹体一般呈圆管形的树技状,残余包裹体的端头常呈半球状,如同蝌蚪。反射光下在宝石的表面上可观察到经热处理愈合的裂隙呈细线状,并分布有细少的暗色小点,或成为凹坑。这种现象在天然未经处理的红宝石或助溶剂合成红宝石中都很少见。  (2)白垩色的短波紫外荧光  热处理愈合裂隙通常可因硼酸质的或磷酸质的愈合剂,在短波紫外光下发白垩色荧光,成为其与天然及助溶剂合成红宝石的最重要的一种鉴别特征。  (3)絮状的包裹体   因热处理的作用,在愈合裂隙热处理的红宝石中,会出现影响透明度的絮状或云雾状的包裹体,在高倍(60倍以上)放大下,这些絮状物系由白色或浅色的,无光泽的,似乎由微粒集合而成的细针状体组成,针状体呈三维的定向排列,通常有二个方面最为发育,形成层网状的构造。助溶剂合成红宝石不具备这种特征。  (4)热处理的其它特征  天然矿物包体在处理时被熔蚀,低熔点的形成圆形,椭圆形由玻璃与气泡组成的二相包裹,高熔点的晶体包体则形成浑圆毛玻璃状或表面麻坑状的形态。   6.充填处理红宝石及其鉴定特征图3-2-54红、蓝宝石玻璃充填处理  充填处理红宝石的特征比较明显:  (1)不一致的表面光泽  填充裂隙或孔洞的玻璃的光泽低于红宝石,在反射光下检查宝石的表面可见玻璃充填的位置呈界线清晰的暗色的斑状 ,不一致的表面光泽,是充填处理最直接的标志之一。  (2)溶蚀边  当充填玻璃的熔点较高,处理的时间较长,以便使玻璃能更好地深入裂隙,同时玻璃的化学性质具有较强的侵蚀性,会出现溶蚀边,红宝石经被侵蚀、溶解、再结晶等过程形成一港湾状的边沿,这种现象比较少见。  (3)充填物的流动构造等现象  充填在裂隙及孔洞中的玻璃可能会存在流纹、气泡、脱玻化的枝状微晶等现象,是证明其为玻璃而非天然包裹体的重要证据。  (4)充填物的化学成分  充填玻璃的化学成分较不一致,主要成分以SiO2为主,并可含有P、B等利于玻璃降低熔点的化学成分,与红宝石以Al2O3为主的化学成分有明显的区别。  7.淬裂处理的红宝石及其鉴别特征  ①网格状交叉分布的弧形裂隙  淬裂形成的裂隙往往较短,成较简单的弧面状,而且分布也比较均匀,弧形裂隙互相穿插,形成网格状的分布方式 。  ②弯曲生长纹   焰熔法合成红宝石常具有弯曲生长纹,在淬裂处理之后仍然可以观察到。 ③愈合裂隙及其中的气泡 如果在愈合裂隙中见到封闭在其中的大气泡,则足以证明,该裂隙经过了人工的愈合处理,但只可作为与淬 裂处理的相关证据。因为,同样的情况也可发生于弥合天然的开放裂隙的处理结果中。  ④其它的可能性 虽然最典型,报导也较多的是"淬 裂+焰熔法"的处理,但是,也可能存在淬 裂之后,用其它材料弥合裂隙的情况,所出现的特征与"助溶剂"就会有所不同,例如,把加热的红宝石在含有氧化铁的冷水中淬裂,让氧化铁进入裂隙,形成如同天然的"铁染"现象。所以,鉴别淬 裂处理红宝石的最关键的要点是查找焰熔法合成红宝石的特征和(或)淬 裂裂隙的形态特征。  8.染色和注油红、蓝宝石  (1)染色红宝石的特征   ① 染色红宝石的品质不佳,以半透明至亚半透明为主。如果一批这种低质量的红宝石具有一致的颜色,染色的可能性极大。并且,染色红宝石的色调与天然的不一样,通常带橙色或黑灰色调。图3-2-55红宝石的染色处理  ②染色红宝石不具红宝石的荧光,有时可出现橙色的紫外荧光,如用分光镜观察,则不见通常非常明显的696nm的荧光线。在查尔斯滤色镜下呈暗红色,与含Fe量很高的泰国红宝石的反应相似,而与常见的呈明亮红色的各种类型的红宝石不一样。   ③染色红宝石通常有发育的平行裂隙,聚集在裂隙的染料在放大条件下易于观察,若采用油浸可加强观察效果。  ④染色红宝石可使包装它的白纸染上红色。用适当的试剂,如醮有丙酮的棉签擦拭,可使棉签染上红色。一般地说,染色红宝石较易于识别。  (2)注油的红、蓝宝石  注油可以掩蔽出露宝石表面,对外观有极大影响的裂隙。当油具有颜色时,同时又起染色的作用,由于油的耐久性较差,所以这种处理是不稳定的。注油处理的红、蓝宝石可具有下列的特征:  ①开放性裂隙中的干涉色  开放裂隙经注油之后,有时会出现光的干涉效应,在反射光下放大观察能看到这一现象。但是要注意,在某些产地的蓝宝石具有极薄的裂隙,也显示干涉色。区别两者的一个标志是:注油的裂隙是开放性的,即在宝石的表面上有裂隙的开口。   ②气泡  注油的裂隙中可能封闭了气泡,或者裂隙未被油完全充满,在显微镜下仔细观察有可能识别出这一特征。  ③带油污的包装纸  包宝石的包装纸上如果带有油迹,则可视为注油的一个指示。  ④热针检验  用热针在接近宝石表面上有裂隙的地方进行加热,如果裂隙充满了油,由于油受热膨胀,就会有油珠从裂隙中溢出。   9.黄色蓝宝石优化处理及其鉴别特征  (1)加热处理的黄色蓝宝石  一些斯里兰卡的无色或浅色的,经热处理无法改变成蓝色的蓝宝石,在一定的条件下,可加热处理成黄色至金黄色的蓝宝石。 在1550℃以上的温度下加热约12小时。处理后,有一部分仍保持无色,其它的则改变成金黄色的蓝宝石。在处理过程中没有加入任何的其它化学物质。 且Fe、Ti、Cr等杂质元素的含量相当低(Fe的含量仅0.005-0.11wt%,Ti、Cr的含量更少),表明黄色调与某种性质不明但非常稳定的色心有关,这种低含铁热处理的黄色蓝宝石有下列的特征:  ①虽然分光光度计能记录到许多样品含有Fe3+的吸收峰,但其含量很低,吸收弱,用分光镜观察不到由Fe3+引起的450nm的吸收线。  ②内含物可具有高温热处理造成的各种特征,如胀裂的应力裂隙、熔蚀的晶体包体、表面麻点等。  ③微弱的紫外荧光。天然色心或辐照致色的黄色蓝宝石的紫光荧光则较强。  ④加热到500℃不发生褪色。  (2)辐照处理的黄色蓝宝石  ①橙黄色的紫外荧光  辐照处理的黄色蓝宝石都具有较强的橙黄色紫外荧光。中子辐照处理的黄色蓝宝石在加热到150℃以上时,荧光的强度受到削弱,到250℃时,荧光接近淬灭。天然色心致色的黄色蓝宝石也具有橙黄色的荧光,但以Fe3+为主要致色作用于的蓝宝石,则没有紫外荧光。Ni和Cr为致色剂的焰熔法合成黄色蓝宝石也不具有紫外荧光。  ②不含或几乎不含Cr  含Cr 而又具色心的蓝宝石带橙色调,当Cr的含量较高时,呈橙红色,只产于斯里兰卡。而辐照处理的黄色蓝宝石的Cr含量一般很低,但是,如果用含Cr的蓝宝石,进行辐照处理,则可出现与天然非常相似的吸收曲线。  ③红外吸收光谱中子辐照的黄色蓝宝石具有波数的吸收。  ④吸收光谱特征  辐照处理与天然色心致色的黄色橙黄色蓝宝石的吸收光谱较为相似,均为从红端(700mm)向紫端(350mm)递增的吸收曲线,但中子辐照处理的黄色蓝宝石的吸收曲线除在450nm有微弱的Fe3+显示外,并从405开始曲线递减,即对紫光和紫外光的透明度增大,而与其它辐照处理和天然色心致色的黄色蓝宝石不同。  综合以上特征,可能鉴别出天然的黄色蓝宝石和经不同方法处理的黄色蓝宝石。
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