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如何分辨天然藍色尖晶石及其合成品

刊登日期:2007/1/24   |   資料來源:GIA Taiwan
 
 

藍色尖晶石是市場上少數的單折光透明藍色寶石,折射率介於1.70~1.75之間的單折射寶石,其很有可能為天然或合成尖晶石,而事實上對於這個折射率範圍的透明藍寶單折射寶石,這幾乎是唯一的鑑定結論,鋅尖晶石Gahnite和鎂鋅尖晶石gahnospinel(其它的尖晶石族成員)則具有較高的折射率值。

天然藍色尖晶石有兩種主要類型:常見由鐵元素致色的灰藍色;還有由鈷和鐵致色的較稀有的明亮藍色(典型被稱為〝鈷〞尖晶石〝cobalt〞spinel)。

天然尖晶石的折射率一般約為1.718,在偏光器上可能呈現弱至中度的偽雙折射反應(ADR),放大鏡下有時可見單獨存在或似指紋狀圖案排列的細微八面體尖晶石晶體或空晶。石墨、白雲石及榍石晶體有時也可見。

天然尖晶石的光譜吸收模式典型具有由鐵元素造成的深色吸收帶,在藍色區域有兩條最明顯的吸收帶:459鈉米(nm)的寬吸收帶、480nm一條較窄的吸收帶,其它可能在553、593、632和670nm有吸收帶。

富含鐵元素的天然尖晶石在紫外光下無反應,而含有鈷的天然尖晶石在短波紫外光下無反應,但在長波紫外光下可能呈現弱至中等的紅色螢光。

最普遍的合成尖晶石製造方法為火焰法,但有時亦可見助熔法生產的合成尖晶石,火焰法合成的藍色尖晶石顏色通常較助熔法及天然鈷尖晶石所呈現的明亮藍色要暗淡。

火焰法合成的尖晶石一般有較其天然對應品更高的折射率—約1.728,因為合成的環境較天然者需要更多的鋁和氧,火焰法合成尖晶石的典型內部特徵是微小、線狀氣泡。

火焰法合成藍色尖晶石在長波紫外光下展現強烈紅色螢光,在短波下呈現斑駁至藍白外觀,不同顏色的寶石產生不同的螢光色彩。因晶體內張力的原故,在偏光器上典型的呈現〝影網 cross-hatch〞圖案的強烈偽雙折射反應。

火焰法合成藍色尖晶石內含有鈷元素而有明確的吸收光譜,主要在綠色和橙色區的540nm、580nm和635nm,即便是淡色的寶石,其吸收光譜亦足夠明顯來與顏色類似的海藍寶區分,若吸收帶太淡而難以觀察,試著由寶石長向方向觀察或使用內部反射法。

俄國的製造商生產少量的助熔法合成尖晶石,通常呈現飽和的中深至深的極弱靛藍色,這些合成品的組成成分較接近天然尖晶石,折射率約為1.714(稍低於天然品),可能是因為合成製程過程中缺乏鐵元素,助熔法合成尖晶石在偏光器上通常呈現弱至中等的偽雙折光。

助熔法生長的合成尖晶石含有此種製程的典型內含物,可見單獨存在或呈指紋狀圖案排列的橙褐至黑色助熔劑內含物,及由鍋爐熔解下來的鉑或銥金屬小板。助熔法生成的合成尖晶石在長波及短波紫外光下呈現弱至中度的微白堊紅至紅紫色螢光(短波下反應可能稍強),俄國製之助熔法生成的合成藍色尖晶石在濾色鏡下呈現紅至橙紅反應,火焰法合成尖晶石呈紅色,而天然尖晶石透過濾色鏡檢測一般無反應,鈷尖晶石的反應與助熔法合成品類似,但比較起來還是較弱。另一區分助熔法合成及天然尖晶石的關鍵,是藍色區域的459及480nm鐵線,這些吸收線從未在任何合成藍色尖晶石出現。

助熔法及火焰法製成的合成藍色尖晶石均在535至550、560至590、615至635之間呈現強烈吸收帶,同時亦有從430nm延伸至紫外光區的微弱吸收。天然鈷尖晶石的鈷吸收帶位於類似的位置,但較寬且擴散。

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