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真假帕德玛——一颗异常的粉色蓝宝石

发表日期:2017年06月05日发表者:user

       2015年11月,一粒14克拉的橙粉色“帕德玛”蓝宝石被送至LOTUS宝石曼谷实验室进行检测。送检的顾客声称这粒宝石产自斯里兰卡,不确定是否经过处理。

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       检测发现大量相互矛盾的特征。贯穿宝石的裂隙被不正常的橙色染剂充填,有呈树枝状分布的包裹体,同时,沿着双平面分布有针状包体和微小的气泡。亚洲宝石学院曼谷实验室对其进行了化学分析。结果表明该宝石缺乏镓,结合其他特征,都说明这显然是经过处理的熔融生长的合成粉色蓝宝石,旨在模仿天然的帕德玛蓝宝石。

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一、常规宝石学特征

      常规宝石学测试的各项结果都符合刚玉的典型特征,但有一项例外。帕德玛蓝宝石在长波(LW)和短波(SW)下,紫外荧光特征为橙色到红色,且LW下的荧光强度强于SW下的。然而,这粒宝石SW和LW下的紫外荧光强度相同,十分可疑。

二、显微特征

       放大检查为宝石的鉴别提供了进一步的线索。最显著的内部特征是被橙色染剂充填的裂隙,贯穿半颗宝石。这给宝石增添了橙色调,与天然帕德玛蓝宝石的特征类似。

       充填材料也非常特殊,出现黑色树枝状的包裹体,从特定角度可以观察到它的玻璃光泽,与充填红宝石、蓝宝石的高铅玻璃特征类似(图3-5)。

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      进一步检测发现沿着双平面交错分布的针状包体(图7)。虽然针状包体是天然刚玉的典型特征,但在少数情况下也出现在合成刚玉里(Eppler, 1964; Hughes, 1997)。正交偏光镜下浸液观察显示Plato-Sandmeier双晶(图7)。

更让人怀疑的是在宝石的粉色部分发现了两个粉色针尖状包裹体。这些包裹体非常小,和气泡看起来一样,气泡是熔融合成刚玉的常见特征(Verneuil,Czochralski)。

 

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三、仪器检测

3.1无损化学分析

     通过天瑞EDX-6000B光谱仪进行化学分析。分析了三个不同的位置,结果如表1。


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      在刚玉中有两种元素是非常典型的,如下所示:

      镓元素(Ga2O3)完全缺失,而镓是刚玉中的典型元素。这说明该宝石是合成的。

      铬元素的浓度从340ppm到410ppm(0.03-0.041%Cr2O3)。这是产生粉红色的原因。

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      在裂隙中也发现了两种重要的元素,如下所示:

      在非裂隙部分铅元素的含量极低(10ppm;0.001%Pb),而裂隙中铅元素的浓度超过了10000ppm(1.027%Pb),这说明裂隙中充填了铅玻璃(图7)。高铅玻璃常用于红蓝宝石的净度改善(McClure&Smith等,2006;Choudhary,2014;Leelawatanasuk&Susawee等,2015)。

      在裂隙中居然也发现了铜元素。我们推测混入的铜元素形成了黑色的树枝状包体。人工合成树枝状包体在其他文献中也出现过(Ficher,1991;Johnson&Koivula等,2000)。

       宝石样品中没有检测到钨(W)、铂(Pt)、金(Au),这些可能说明刚玉是冷坩埚法合成的元素。裂隙中氯(CI)、钾(K)和钙(Ca)可能是充填玻璃的组成元素。

       根据Muhlmeister&Fritsch等关于红宝石微量元素的开创性研究———“Mo、La、W、Pt、Pb或者Bi都说明红宝石是合成的。Ni和Cu表明了合成方式。”———但是他们补充说明,Ni和Cu可能出现在天然红宝石的硫化物包裹体中,Pb和Cu元素的存在强有力的证明了合成来源。另外,Ga的完全缺失可以断定:这个宝石是合成的。

3.2红外光谱特征

      样品的中红外光谱(图9)在2854cm-1、2923cm-1和2958cm-1处出现吸收带。这些吸收峰是油或者人手上的油脂导致的。3500-4000cm-1区域模糊复杂的吸收到和2354cm-1处尖锐的吸收峰,都是由测试过程中的空气波动导致的,例如水分和CO2。然而,没有发现羟基或者含水矿物的相关吸收峰,这些吸收峰之前在天然和合成蓝宝石研究中报道过(Volynet&Vorob’ev等,1969;Moon和Phillips,1994;Smith,1995;Balmer&Leelawatanasuk等,2006;Beran&Rossman,2006;Smith&van Bogert,2006)。

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四、结论

      之前大量的珠宝检测工作带给我们很多经验教训。这粒“帕德玛”宝石就是最好的例子。初步观察发现橙色染剂和裂隙的树枝状包裹体,而交错分布的针状包裹体是天然的宝石的特征。一些资历较浅的珠宝鉴定人员一开始都会判定这是天然的。

      但是更耐心细致的珠宝鉴定人员会保留意见,会注意到异常的荧光特征(为什么短波和长波下荧光强度相同)、两个小的针尖状包裹体(气泡还是晶体)以及双晶(天然的还是Plato-Sandmeier型)。

      进一步检测微量元素发现粉色部分缺乏Ga,裂隙中有大量的Pb和Cu,Cu可能导致了树枝状包裹体。

所有的检测数据是准确无误的,这颗“帕德玛”是精心设计的仿品,是维尔纳叶法合成的粉色蓝宝石,被人工产生裂隙,再充填了含少量铜的高铅玻璃。

  

(本文译自Lotus Gemology)

(本文作者E. Billie Hughes, Chawalit Chankhantha, Andreas Burkhardt, Wimon Manorotkul & Richard W. Hughes)