研究消息

GIA 鉴定所关于天然尖晶石钴扩散处理新方法的报告


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此钴扩散的刻面尖晶石(左)和来自另一样品的已打磨板块(右)展露出因处理而产生的蓝色渗透。
由钴 (Co) 致色的天然尖晶石因其鲜艳的蓝色而备受珍视。 目前,它们在收藏家和宝石鉴赏家中颇为紧俏。

2015 年 5 月,纽约、卡尔斯巴德和曼谷的 GIA 鉴定所收到要进行鉴定的尖晶石,外形独特,且着有浓郁的蓝色。 其他鉴定所(包括在斯里兰卡的的鉴定所)也报告有类似的样品,经检验确认这些样品进行过钴扩散处理。

随后,这些钴扩散宝石的负责处理者(在曼谷)向 GIA 提供了 18 个样品用于进行研究,重量从 0.35 至 4.99 克拉不等。 他透露了关于他的处理程序的一些细节:采用“颜色不佳的”天然尖晶石作为原料,据说还使用铁 (Fe) 和钴进行高温加热。

GIA 宝石学家使用常规显微镜、紫外/可见光/近红外 (UV-Vis-NIR) 光谱检查样品,同时使用 EDXRF(能​量​色​散 ​X ​射​线​荧​光​)光谱仪和 LA-ICP-MS(激光剥蚀电感耦合等离子体质谱仪)对它们进行化学分析。 也采集了光致发光 (PL) 光谱。

放大检查显示出一些特征,例如经修复的断裂和经改变的内含物,这些都表明宝石进行过高温加热。 作者报道说,在某些情况下,由于内含物性质已高度改变,可能非常难以确定起始原料是天然的还是合成的。 在这种情况下,光致发光光谱可提供帮助,因为采用此技术的话,合成尖晶石显示的与钴 (Co) 有关的峰比天然尖晶石明显更宽。

与经扩散处理的刚玉不同,大多数这些尖晶石不会显示出与成品宝石(表面保形的颜色分带)外形相符的颜色分带。 然而,当一些样品被切成段(晶片)以便进行激光剥蚀电感耦合等离子体质谱仪分析时,蓝色明显局限于宝石的棱或边缘。 此外,宝石经查尔斯滤镜可观察到强烈的红色,经处理的晶片外层也是如此。

紫外-可见光-近红外 (UV-VIS-NIR) 光谱显示同时具有铁 (Fe) 和钴 (Co) 的典型特征,且微量元素分析也证实这两种元素含量很高。 采用激光剥蚀电感耦合等离子体质谱仪 (LA-ICP-MS) 对一个样品进行了点测试,可确认钴 (Co) 的含量在经处理边缘处 (466 ppma) 比宝石中心处 (9 ppma) 要高得多。 铁 (Fe) 的含量也是在边缘处(高达 1070 ppma)比在中心处 (670–786 ppma) 更高。