「Lab Notes」合成祖母綠特徵合集

對於合成祖母綠,想必你一定知道助熔劑法合成祖母綠和水熱法合成祖母綠這對塑料姐妹花。今天就讓小吉跟你聊一聊這對塑料花的故事!

一、常規測試

我們用濾色鏡、折射儀、紫外熒光燈等常規小儀器對樣品進行了初步測試:

水熱法合成祖母綠 1號批次的樣品在濾色鏡下均不變紅;折射率為1.578-1.581,雙摺率為0.003,紫外長短波下均無熒光。2號批次樣品在濾色鏡下3個樣品不變紅,2個樣品呈紅色;折射率為1.567-1.572,雙摺率為0.005,長短波下均無熒光。

助熔劑法合成祖母綠 濾色鏡下呈強紅色。折射率為1.556-1.560,雙摺率為0.004,紫外長短波下均無熒光。

劃重點

雖不同方法可能略有差異,但水熱法合成祖母綠的折射率通常高於助熔劑法合成祖母綠。一般地,助熔劑法低於天然祖母綠(1.560-1.590),但水熱法可與天然重疊。

天然祖母綠因產地的區別,其特徵也有變化,並不能依靠常規測試區別天然與合成祖母綠。濾色鏡和紫外熒光燈下的現象也不能直接作為天然與合成的鑑別依據。

「Lab Notes」合成祖母綠特徵合集

二、鏡下觀察

天然祖母綠中常含有豐富的包裹體,包裹體特徵不僅是區別不同產地祖母綠的重要依據,也是區分天然與合成祖母綠的重要依據。

「Lab Notes」合成祖母綠特徵合集

平行的波狀生長紋(水熱法,暗域照明,×40倍)

「Lab Notes」合成祖母綠特徵合集

平行的波狀生長紋(水熱法,暗域照明,×80倍)

「Lab Notes」合成祖母綠特徵合集

平行的波狀生長紋(水熱法,暗域照明,×40倍)

不同樣品的生長紋理形態略有不同,與合成條件有關。

「Lab Notes」合成祖母綠特徵合集

不透明的六邊形金屬片(水熱法,左:垂直照明、右:暗域照明,×40倍)

由於金屬片來自合成使用的高壓釜,助熔劑法合成的祖母綠中也可能出現。

「Lab Notes」合成祖母綠特徵合集

由硅鈹石晶體與兩相包體組成的“釘狀包體”(水熱法,暗域照明,×40倍)

祖母綠的主要元素組成為鈹、鋁、硅、氧等,由於合成過程中,局部鋁含量不足,導致了硅鈹石的出現。

「Lab Notes」合成祖母綠特徵合集

成片出現的晶體包體、氣泡和空洞組成的兩相包體(水熱法,暗域照明,×40倍)

「Lab Notes」合成祖母綠特徵合集

不明包體(水熱法,暗域照明,×40倍)形似水晶中的“幻晶”

「Lab Notes」合成祖母綠特徵合集

上圖紅色框內區域對的局部放大圖(水熱法,暗域照明,×80倍)

「Lab Notes」合成祖母綠特徵合集

羽狀包體(助熔劑法,左:垂直照明;右:暗域照明,×80倍)

形似天然祖母綠中的氣液包體,放大可以看出是由固態物質及空洞組成,被認為是助熔劑殘餘。

「Lab Notes」合成祖母綠特徵合集

羽狀包體(助熔劑法,暗域照明,×20倍)

「Lab Notes」合成祖母綠特徵合集

羽狀包體(助熔劑法,暗域照明,×40倍)

「Lab Notes」合成祖母綠特徵合集

助熔劑殘餘(助熔劑法,暗域照明,×20倍)

劃重點

通常情況下,祖母綠中出現如上的典型包裹體可指示合成。但是包裹體的識別有時候比較困難,且有內部潔淨的情況,因此需要結合其他特徵來考慮。

三、紅外光譜

「Lab Notes」合成祖母綠特徵合集

天然與水熱法合成祖母綠的透射紅外光譜圖

(a、b:水熱法合成祖母綠,c:天然祖母綠,d:助熔劑法合成祖母綠;縱座標為吸收率,橫座標為波長)

「Lab Notes」合成祖母綠特徵合集

上圖a水熱法合成祖母綠中2000-4000cm-1局部放大圖

從紅外光譜圖可以看出,助熔劑法合成祖母綠不含水,4000cm-1以上無吸收,很容易與水熱法及天然祖母綠區分。

水熱法合成祖母綠譜形與天然一致,同時含I型水、II型水(峰位可能略有差異),但3000-4000cm-1的峰形不同,合成的吸收較窄。其中一種水熱法合成祖母綠在2000-3000cm-1範圍比天然祖母綠多出一些強吸收峰:2614cm-1、2886cm-1、2983cm-1。

四、合成祖母綠背景知識

祖母綠的合成歷史最早可追溯至1848年, Ebelman採用將天然祖母綠粉末加入鉬酸-硼酸鹽的助熔劑法合成出祖母綠;1928年R·Nacken等人採用水熱法成功合成祖母綠。

發展至今,已有多家廠商可生產處寶石級合成祖母綠,例如市場常見的查塔姆祖母綠、吉爾森祖母綠、林德祖母綠等實際為合成祖母綠,採用廠商名稱命名,要注意與產地區分。

合成祖母綠的方法主要有助熔劑法和水熱法。助熔劑法有查塔姆(Chatham)、吉爾森(Gilson)、萊尼克斯法(Lennix)、俄羅斯Tairus助熔劑法等;

水熱法有拜倫法(Biron)、林德法(Linde)、俄羅斯水熱法、桂林水熱法、萊切雷特納法(Lechleimer)等。不同廠商的合成祖母綠,其特點稍有不同,但主要差異仍體現在合成方法不同造成的性質差異。

溫馨提示

本文所述天然與合成祖母綠的特徵雖然有很多區別,但大多建立在鏡下觀察的經驗和儀器檢測之上,它們的外觀還是很相似的。甚至由於合成的祖母綠通常淨度較高,可能還讓買家以為遇到了好貨而上當。因此非專業人士在不瞭解的情況下,建議購買配有正規實驗室出具的證書的珠寶玉石,以免造成不必要的損失。對具體合成方法感興趣的盆友可閱讀推薦文獻。

Giorgio Graziani, EdwardGiibelin, and Maurizio Martini. 1987.TheLennix Synthetic Emerald. GEMS &. GEMOLOGY.23(3):140-147

John I. Koivula and Peter C. 1985.RussianFlux-Grown Synthetic Emeralds.GEMS &GEMOLOGY, 21(2):79-85

Robert E. Kane and RichardT. Liddicoat, ]r..1985.The BironHydrothermal Synthetic Emerald. GEMS &GEMOLOGY, 21(3):156-170

Karl Schmetzer, Lore Kiefert, Heinz-JürgenBernhardt, and Zhang Beili.1997.Characterization of Chinese HydrothermalSynthetic Emerald.GEMS &. GEMOLOGY,33(4):276-291

Karl Schmetzer, H. Albert Gilg, and ElisabethVaupel.2016.Synthetic Emeralds Grown by Richrad Nacken in the Mid-1920s. GEMS &. GEMOLOGY,2(4):368-392

B y K. Schmetzer, H. Bank , and V.Stahle.1981.The Chromium Content of Lechleitner Synthetic Emerald Overgrowth.GEMS &. GEMOLOGY,17(2):98-100


分享到:


相關文章: