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如何分辨天然蓝色尖晶石及其合成品

刊登日期:2007/1/24   |   资料来源:GIA Taiwan
 
 

蓝色尖晶石是市场上少数的单折光透明蓝色宝石,折射率介于1.70~1.75之间的单折射宝石,其很有可能为天然或合成尖晶石,而事实上对于这个折射率范围的透明蓝宝单折射宝石,这几乎是唯一的鉴定结论,锌尖晶石Gahnite和镁锌尖晶石gahnospinel(其它的尖晶石族成员)则具有较高的折射率值。

天然蓝色尖晶石有两种主要类型:常见由铁元素致色的灰蓝色;还有由钴和铁致色的较稀有的明亮蓝色(典型被称为〝钴〞尖晶石〝cobalt〞spinel)。

天然尖晶石的折射率一般约为1.718,在偏光器上可能呈现弱至中度的伪双折射反应(ADR),放大镜下有时可见单独存在或似指纹状图案排列的细微八面体尖晶石晶体或空晶。石墨、白云石及榍石晶体有时也可见。

天然尖晶石的光谱吸收模式典型具有由铁元素造成的深色吸收带,在蓝色区域有两条最明显的吸收带:459钠米(nm)的宽吸收带、480nm一条较窄的吸收带,其它可能在553、593、632和670nm有吸收带。

富含铁元素的天然尖晶石在紫外光下无反应,而含有钴的天然尖晶石在短波紫外光下无反应,但在长波紫外光下可能呈现弱至中等的红色荧光。

最普遍的合成尖晶石制造方法为火焰法,但有时亦可见助熔法生产的合成尖晶石,火焰法合成的蓝色尖晶石颜色通常较助熔法及天然钴尖晶石所呈现的明亮蓝色要暗淡。

火焰法合成的尖晶石一般有较其天然对应品更高的折射率—约1.728,因为合成的环境较天然者需要更多的铝和氧,火焰法合成尖晶石的典型内部特征是微小、线状气泡。

火焰法合成蓝色尖晶石在长波紫外光下展现强烈红色荧光,在短波下呈现斑驳至蓝白外观,不同颜色的宝石产生不同的荧光色彩。因晶体内张力的原故,在偏光器上典型的呈现〝影网 cross-hatch〞图案的强烈伪双折射反应。

火焰法合成蓝色尖晶石内含有钴元素而有明确的吸收光谱,主要在绿色和橙色区的540nm、580nm和635nm,即便是淡色的宝石,其吸收光谱亦足够明显来与颜色类似的海蓝宝区分,若吸收带太淡而难以观察,试着由宝石长向方向观察或使用内部反射法。

俄国的制造商生产少量的助熔法合成尖晶石,通常呈现饱和的中深至深的极弱靛蓝色,这些合成品的组成成分较接近天然尖晶石,折射率约为1.714(稍低于天然品),可能是因为合成制程过程中缺乏铁元素,助熔法合成尖晶石在偏光器上通常呈现弱至中等的伪双折光。

助熔法生长的合成尖晶石含有此种制程的典型内含物,可见单独存在或呈指纹状图案排列的橙褐至黑色助熔剂内含物,及由锅炉熔解下来的铂或铱金属小板。助熔法生成的合成尖晶石在长波及短波紫外光下呈现弱至中度的微白垩红至红紫色荧光(短波下反应可能稍强),俄国制之助熔法生成的合成蓝色尖晶石在滤色镜下呈现红至橙红反应,火焰法合成尖晶石呈红色,而天然尖晶石透过滤色镜检测一般无反应,钴尖晶石的反应与助熔法合成品类似,但比较起来还是较弱。另一区分助熔法合成及天然尖晶石的关键,是蓝色区域的459及480nm铁线,这些吸收线从未在任何合成蓝色尖晶石出现。

助熔法及火焰法制成的合成蓝色尖晶石均在535至550、560至590、615至635之间呈现强烈吸收带,同时亦有从430nm延伸至紫外光区的微弱吸收。天然钴尖晶石的钴吸收带位于类似的位置,但较宽且扩散。

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