几种宝石的优化处理方法及鉴别特征
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发布时间：2022-04-30 23:42
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时间：2022-06-20 15:50
一、红(蓝)宝石的优化处理与鉴别
刚玉类红(蓝)宝石是市场上常见的高档宝石，对这类宝石的优化处理历史悠久，种类繁多，且不断的创新，主要有以下几种：
1.热处理法
红(蓝)宝石是应用热处理法最多的宝石品种，市场上的红(蓝)宝石绝大部分是这种优化宝石。人们通过各种热处理手段，将天然产出的红(蓝)宝石进行人工处理，以改善颜色和透明度。目前，可以将含铁离子蓝宝石从无色和浅黄绿色改成*或橙色；将含铁和钛离子蓝宝石从无色、浅蓝色或蓝黑色改善成宝石蓝色；将红宝石从牛血红色改善成鸡血红色，即消除红宝石的紫或蓝色调。此外，人们还可以通过热处理消除红(蓝)宝石中的金红石等包裹体，以增加宝石的透明度。或反之，也可以增加宝石中的针状包裹体，使宝石产生星光。这种方法改善颜色或透明度的优化宝石，一般不需要鉴别，在出售是也不必声明，行业里不认为是欺诈。
2.扩散处理法
这种方法是通过高温处理在宝石表面扩散一薄层颜色，颜色的厚度从0.15～0.42mm不等。一般原料是天然的无色或浅色刚玉，最近也发现有用合成刚玉宝石的。扩散的颜色有蓝色、红色和橙色等，也有在宝石表面扩散星光的。扩散处理宝石在各国珠宝界引起广泛关注，人们不允许将这种宝石作为天然宝石直接出售，在出售时必须声明是经过扩散处理的。
扩散处理宝石的鉴定依据是，原石是无色或浅色的天然刚玉，它的颜色是用高温的方法人工扩散进入晶体的，颜色仅限于宝石的表层，而宝石的核心部分仍为浅或无色的原天然刚玉，宝石的颜色层，可通过切磨或抛光，部分或全部去除。
鉴定扩散处理蓝宝石较有效的方法是通过油浸和放大，用肉眼或在显微镜下观察。高温特征是：样品毛坯料表面呈现烧结物；放大观察可见到一个扩散层；在宝石的表面裂纹或周围的孔隙中，常沉积有浓缩的深颜色和扩散用的色料；宝石中的包裹体周围常熔融，或金红石的“丝”熔蚀成点状，或被吸收。由于颜色仅限于宝石表面，在油浸下观察的特征是：刻面接合处和腰围明显地出现较深的颜色线，或高突起；整个宝石看起来颜色不均匀，有的刻面深，有的刻面浅，称斑状刻面，这是由于扩散层的厚度不均匀及扩散后抛光过重等综合作用引起的；在腰围处常常完全无色，整个腰围清晰可见，称为腰围边效应；在二碘甲烷中，刻面接合处清晰可见，整体也出现一个清楚的蓝色轮廓，天然宝石则看不到刻面界线，整体边缘也不清楚。
扩散处理的刚玉，最早出现在市场上的是蓝宝石，后来又有红宝石。进入21世纪以来，又有一种橙红色的扩散处理刚玉上市，具研究，其颜色是经人工渗透铍元素而成。用于仿价格不菲的天然橙红色帕帕拉恰(padparadscha)刚玉宝石。
3.其他方法
由于人们对红、蓝宝石的需求长盛不衰，天然优质刚玉类宝石的产量有限，因此几乎对宝石优化处理的一切方法都被用于红、蓝宝石的改善中，如，染色、注油、充填塑料等。
二、托帕石及其改善方法
托帕石(矿物名称黄玉)是常见的宝石之一，为珠宝店必不可少的宝石。黄玉宝石的颜色与其化学成分中F和OH的含量比有关。伟晶岩中的黄玉OH含量很低，F接近理论值，称F型黄玉，常为无色或褐色。其他产状如云英岩中的黄玉OH含量增加到5%～7%，热液成因的脉岩中的黄玉F和OH含量可接近相等，称OH型黄玉，常为*或粉红色。还有一种橙红色黄玉是十分珍贵的品种。
1.颜色的变化
黄玉的颜色变化，可以用放射性辐照和热处理来完成。
(1)F型黄玉：无色或褐色品种经辐照后变为深褐色或绿褐色，经200℃左右的热处理可以得到深浅程度不同，漂亮的蓝色黄玉，有些外观酷似海蓝宝石，过分的加热可失去颜色恢复原状。
(2)OH型黄玉：无色或浅*品种经辐照可变为橙红色或橙*加热可使颜色恢复原状。含铬的粉红色或紫色品种经辐照后可变为橙红色和红色，加热可恢复原来颜色。还有一种产在巴西的带青色的黄玉，放射性辐照后呈黑褐色，经有控制的热处理可转变为粉红色，再经适当的辐照可出现金*色彩，但不变蓝。
2.辐照技术
一切可以产生放射性的装置，都可以作为辐照黄玉的“源”。最早人们把放射性物质镭装在试管里与宝石混合，摆到铅盒子内对宝石进行辐照。现代人们常用的设备有钴60，高、低能电子加速器，反应堆等，这些设备各有优缺点。
钴-60可产生γ射线不带电，穿透能力强，辐照较均匀。F型黄玉经γ射线辐照后变成深浅不同的褐色，一般辐照剂量为109～1010拉德，经热处理后，可得到浅蓝色黄玉。经γ射线辐照的宝石不带放射性残留，但颜色较淡，应用前景不大。
电子加速器产生的高能电子，能量比γ射线高得多，辐照的时间短，放射性残留少，产生的颜色明快，经热处理后黄玉颜色的深浅程度与海蓝宝石十分相似。加速器是辐照黄玉常用的设备，但由于设备庞大，费用昂贵，使用受到*。
核反应堆是利用原子核裂变时产生巨大原子能的装置。在反应堆里可产生多种类的中子，有快中子、慢中子、热中子等。其中快中子对宝石作用放射性残留少，因此，在辐照宝石时人们想办法滤掉其他中子，尽力只允许快中子通过。中子辐照黄玉的效率很高，可以很快地得到深色的黄玉，经处理可得到蓝色的成品。由于反应堆的孔道很多、体积很大，一次辐射的样品量可以很多。反应堆中子辐照最大的特点是样品带有部分放射性残留，为确保人身安全，需放置很长时间，待放射性减少到国家允许的标准以下才能上市。
3.热处理
热处理是辐照处理的反作用，辐照产生的色心是引起宝石颜色变浅的原因，这些色心有的稳定有的不稳定，热处理的目的就是去掉那些颜色不好的不稳定的色心，留下漂亮颜色的稳定性较好的色心。通过加热到180～300℃的热处理，就能使F型黄玉中那些棕色、褐色色心消除，而让蓝色的色心显露出来。一种综合处理的方法，可以得到理想颜色的蓝色黄玉，通常是经反应堆和加速器辐照后，再经热处理。
4.改色黄玉的检测
黄玉的颜色主要是由色心形成的，色心形成颜色的关键是色心的稳定性问题，一般经过热处理仍保留的色心，可认为是稳定色心。如F型蓝黄玉，其辐照品和天然品无论是在外观和颜色形成的机理上都是一致的，都是经过外界辐照而形成的蓝色色心。其差别只在于辐照品是人工大剂量、短时间辐照和加热的产品；天然品是自然界小剂量长时间辐照和光照的结果，要区别开这两种蓝黄玉是很难的。最近有人提出用热发光的方法，天然蓝黄玉在350℃时发光强度突然增高，而人工辐照品在300℃以下发光强度就可以增高了。这种方法在检测时常破坏宝石的颜色，实际意义不大。目前，还没有非破坏性方法能准确的检测出黄玉的颜色是否经过辐照处理。
但对辐照黄玉进行放射性检测是必须的，一般用γ仪。国外有的商人常在柜台上放一台小型γ仪，当着顾客面检测宝石的放射性。一般认为在γ仪(微伦计)上读数小于50微伦/小时(背景值为20微伦/小时)是安全的。
此外一种褐*—橙*的黄玉也可以进行“粉红化”处理，通过相当低的温度热处理得到颜色较稳定的粉红色宝石。据报道，经这种热处理过的黄玉，具有较天然粉红色黄玉强的二色性。
三、钻石的优化处理与鉴别
钻石人工致色主要是经辐照后进行热处理来完成，首先，通过放射源对钻石进行辐照，目前大多采用电子加速器将钻石辐照成蓝色、绿色、蓝绿色、褐*等。然后，根据需要进行一定的热处理改成红色、紫色、蓝色等各种颜色。辐照致色钻石的鉴别是珠宝界的一大难题，至今还没有很好的解决。目前，只是在谱学特征上寻找差别，即可见光谱、红外光谱等吸收的不同，但由于影响因素多，准确性尚欠缺。蓝色的钻石有特征的差异，天然蓝钻含硼具有半导体的性质，可导电；辐照蓝钻是电的绝缘体，不导电。
近年来，市场还出现一种经温压人工处理，退除杂色成白色的钻石。业界认为这种方法主要用于由结构缺陷引起黄或褐色的Ⅱa型钻石，目前按行业约定，经过这种方法处理的钻石必须送美国GIA分级，并在其腰棱用激光刻有“Ge pol”的印记。
对某些具有特征缺陷的钻石，人们常采用一些处理技术，这些处理通常不能提高钻石的净度级别，只是改变钻石的外观，使钻石易于出售。业界贸易规则中，明确要求经这类技术处理的钻石必须声明。
“激光钻孔”技术，对具有明显可见暗色包裹体的钻石，采用激光束，烧出一个从钻石表面通向包裹体的微小通道，钻孔径0.002～0.02mm，深度不限。该技术是将钻石固定在一个可以精确旋转的夹具上，借助显微镜来调整激光，让激光束垂直钻石表面直达暗色包裹体，使包裹体蒸发掉，为清洗孔道和漂白包裹体的残留物，常用酸进一步处理，以使包裹体变浅。孔道通常在真空中使用环氧树脂堵塞，这样当钻石台面朝上固定在首饰上时，孔道将很难被看出。但从亭部一侧用10倍放大镜观察，容易看见。
“裂隙填充”技术，1987年起市场上出现了这种处理钻石，采用折射率相近的材料对钻石的开放裂隙进行填充。这与祖母绿“藏破”的原理是一致的。祖母绿中空气填充的裂隙很容易看到，但市场上常用与祖母绿相近折射率的油填充裂隙，肉眼就比较难看出来了。填充只能改善宝石的外观，却不能增加其价值。钻石裂隙填充是在真空中，将高折射率的玻璃状材料注入到钻石开放的裂纹内，注入材料的组成一直未公开。经该法处理的钻石，较大裂隙易于检出，小裂纹的检出较困难。检测主要是显微镜下观察，填充部分随钻石的移动可呈现特殊的橙或蓝紫色的闪光，出现的闪光常是单一颜色，而非光谱系列闪光。有时镜下可见到流动构造或扁平状气泡。
经这些技术处理的钻石在净度分级中有特殊的规定，见第15章第一节。
四、翡翠的处理方法与鉴别
作为优质玉石，翡翠的需求量越来越大，而天然产出品中颜色鲜艳而透明度高的上品十分稀少，供求矛盾促使翡翠的价格迅速上涨。多年来，人们一直试图采用各种人工改善的方法，使翡翠增加颜色和透明度，以提高其商业价值和可利用率。常见的方法有：改色、染色和脱黄注胶等。在珠宝界，人们把翡翠划分为A货、B货和C货。
1.热处理翡翠及鉴别
翡翠的热处理称为焗色，一般是通过热处理使翡翠的颜色加深，常是增加红色。红色翡翠也是人们喜欢的一个品种，但自然界的红色品种不多，纯红色的就更少见，多数都带有棕色及褐色，加热的目的是去掉棕色或褐色，得到较好的红色。
热处理的步骤是将清洗干燥好的样品放在炉中，炉内的温度一般不需太高，用烘箱即可，加热在空气中进行，为保证样品受热均匀，要放在透明容器或距离发热体远些，升温速度要缓慢，最好是边升温边观察，当翡翠样品开始慢慢转变颜色，出现猪肝色时，开始缓慢降温，冷却后翡翠会呈现出红色，对不同质地的翡翠要具体调整操作的时间和温度。为获得较鲜艳的红色，在翡翠完全冷却后，再浸泡到漂白粉溶液中数小时，进行氯化，可增加它的艳丽程度。
焗色翡翠与天然翡翠的红色，都是赤铁矿(三价铁离子)呈色，赤铁矿是由褐铁矿失水转化而成的。不同之处，天然品是在自然条件下缓慢失水，而焗色品是在加热条件下迅速失水。实际上很难区别，如果将其加以区别，那只能凭人的感觉来区分，即天然品比较透明，焗色品会稍差些，给人以“发干”的感觉。
2.C货的制作和鉴别
颜色是决定翡翠价值的主要因素，绿色越纯正，价值越高。但大多数翡翠很少有绿色或颜色很淡，为此，人们采用了染色和着色，最常被增加的颜色是绿色和紫色。
加色的步骤是，首先，选择具有一定孔隙的翡翠(密度较大结构致密的翠很难加上颜色)，进行清洗烘干。然后，放入染料(如氨基染料)或颜料(如铬酸盐)的溶液中，温度在100℃以下，浸泡2周左右，时间以颜色渗入的深浅，翠件的大小，孔隙多少而定。最后，再将部分上色的翠件烘干，表面浸蜡，使颜色分布更柔和。不管是染色还是着色的绿色翡翠都作为C货出售。紫色翠件的加色方法类同，只是染料或颜料换成紫色而已。
外观相同的翠件，A货和C货的价值相差十分悬殊，因此对C货的鉴别十分重要。一般采用滤色镜、吸收光谱仪和放大观察，如果在滤色镜下呈现暗棕红色到棕粉红色；在吸收光谱的红色段650nm左右出现一条粗黑的吸收线；放大镜或显微镜下放大观察，在微晶狭缝中可见到绿色网纹。以上三种现象出现一种，即可确定为C货。但是没有这些现象的翡翠，如在滤色镜下不变色，也不能肯定它不是C货，因为现在人们染色技术十分高明，可能是采用了新的染色方法，需依靠多种手段进一步确定。目前最适用的方法是红外光谱测试，C货会出现明显的色料吸收峰。
3.B货的制作和鉴别
由于翡翠为多晶集合体，在微小晶体之间不可避免地会存在着少量的金属离子如铁、锰等，这些离子的氧化物多为深色氧化物，这样就大大地影响了翡翠的颜色和鲜艳程度。特别是在翠的底上出现黑褐色、灰色等斑点和瑕疵，使翡翠看起来很脏，价值明显降低。为解决这个问题人们采用了化学漂洗的方法，去掉污迹，这就出现了B货。
B货的制作主要有两个步骤，一是脱黄，也称清洗或“冲凉”。作法是将选择好的样品用强酸(如盐酸和稀硫酸等)进行清洗、浸泡，不断更换新的酸液，一般要泡2～3周，观察样品到*基本脱完为止，脱黄后的翡翠颜色比较鲜艳，绿色突出，底色明显变白，但透明度不好，水头差，呈现干裂外观。二是注胶，将脱黄处理的翡翠，中和烘干后，注胶加固。翡翠经酸洗脱黄，尽管整体外型未改变，但细微结构遭到严重破坏，强度明显降低，需进行加固处理。即将加热后的样品放入胶中，在烘干箱中温度保持200℃以下，使胶均匀渗入翠的裂隙。常用的胶有塑料、无色环氧树脂等。最后抛光，去掉肉眼可见的表面胶。
B货的鉴别难度很大，需经多种观察和仪器测试，综合分析。
(1)仔细观察宝石的颜色、光泽和结构。B货的颜色较鲜艳，但不太自然，有时脱黄不好时基底有*调；与天然A货的玻璃光泽不同，B货常出现树脂光泽，反光量减少，光泽变弱；B货经清洗注胶，结构变化较大，多显得松散，用侧光观察，白色部分出现较为粗糙的白丝状组织，宝石表面出现明显的凹凸结构。
(2)测定密度、寻找差别。翡翠的密度是3.30～3.36g/cm3。从理论上讲经清洗注胶的B货密度应低于原件，但由于注胶的量有限，再加上作为矿物集合体，翡翠的密度不是一个固定值，B货的密度变化常超不出翡翠的变化范围。因此，密度变化，只是一个参考值。
(3)紫外线长波测试，出现荧光。一些B货在长波紫外线下，出现蓝白色荧光，是注入有机胶的反应，若注入无荧光胶则无此反应，但目前的B货有荧光者居多。
(4)红外光谱测试，比较谱图差别。用无损红外光谱分析可以很好的检测出B 货，这是目前最行之有效的方法。每一种矿物都有特定的红外光谱，B货由于注胶，产生了与天然翡翠明显不同的红外吸收线，不同的胶有不同的吸收谱线，但都是A货所没有的。把被测的样品与标准翡翠的红外图谱加以比较，出现多余的吸收峰者即为B货。
在实践中人们还常采用一些特殊的方法鉴定B货，如用火烧，B货可变成黑色焦状等，但都有不足之处。翡翠的改善除了以上的三种方法之外，还有镀膜、贴面、假皮等各种方法，花样很多，而且常常翻新，但很不受欢迎。
思考题
一、是非判断题
1.按国标规定，所有染色宝玉石均须在鉴定报告中注明属“处理”。
2.高温下使蓝宝石色斑或色带扩散的改色手段称为“扩散热处理”。
3.红外光谱仪只能分清一部分A货或B货翡翠。
4.按国标规定，出售任何品种的浸蜡玉雕件均可在宝玉石名称后不注明(处理)。
5.任何染色宝玉石的鉴定证书上，按国标规定：必须在名称后加上(处理)。
6.染色玛瑙效果稳定，上市时无需标明为处理的。
7.辐射改色的托帕石上市时须声明为“处理”的。
8.再造绿松石属于处理宝石。
9.托帕石经辐照改色并加热固色后即可上市。
10.扩散处理蓝宝石中固态包裹体的变化特征与热处理蓝宝石中的相似。
二、选择题
1.优质仿制珍珠是在圆核上面涂上多层的：( )
a.鱼鳞漆
b.银粉
c.白瓷漆后制成的
2.目前对辐照处理黄玉(Topaz)的放射性残留允许量(出厂—上市)为：( )
a.70～15贝克
b.70～15伦琴
c.70～15γ
3.区分翡翠与无机玻璃充填的B货翡翠应选用：( )
a.滤色镜
b.显微镜
c.红外光谱仪
4.用气相沉淀法改善的镀膜钻石，翻面的外观特征是：( )
a.无纹平滑
b.有平行线纹
c.有云雾状纹
5.为查明红宝石中有无玻璃充填，宜选用：( )
a.亮域照明和斜照明
b.暗域照明
c.反射照明
6.判别钻石与激光穿孔钻石或充填处理的钻石时，最好选用：( )
a.亮域照明
b.暗域照明和斜照明
c.反射照明
7.判别扩散蓝宝石与蓝色蓝宝石时，要侧重观察：( )
a.生长线或固态包裹体有无变化
b.对比棱、尖与面之间颜色的差异
c.棱线有*茬
8.红宝石与染色红宝石的判别宜使用：( )
a.滤色镜
b.显微镜
c.分光镜
9.在合法贸易中，下列哪种优化祖母绿无须声明：( )
a.注无色油的
b.注有色油的
c.注塑料的
10.区分翡翠和C货翡翠时必须用的仪器是：( )
a.放大镜或显微镜
b.查尔斯滤色镜
c.比重天平
11.目前我国对辐照处理黄玉的携带放射性残留，参照日用工业品的辐射防护规定，放射性允许标准为( )
a.70贝克
b.30贝克
c.50γ
12.鉴别天然与辐射改色的蓝色钻石，可用( )
a.热导仪
b.电导仪
c.折射仪
13.翡翠的B货在紫外灯下：( )
a.一定有荧光
b.无荧光
c.都没有荧光
14.热处理后弧形色带已不清晰的蓝宝石，在鉴定证书名称一栏写为( )
a.合成蓝宝石
b.合成蓝宝石(处理)
c.热处理的合成蓝宝石
15.利用色心呈色原理，使无色托帕石改变成蓝色托帕石的优化处理方法是( )
a.辐照热处理
b.扩散热处理
c.染色
d.镀膜
16.用红外光谱判别充胶翡翠与不充胶翡翠是检测( )
a.结构是否被破坏
b.翡翠的矿物成分
c.翡翠中的阳离子
d.有机阴离子团
17.绿色锆石热处理改为蓝色时，须控制的气氛是：( )
a.中性
b.氧化
c.还原
18.阴极发光仪所用辐照源发射出的是：( )
a.电子束
b.X射线
c.γ射线
三、多项选择题
1.翡翠(处理)是指：( )
a.用强酸碱处理后加高分子胶，加入颜色
b.只要用强酸碱处理过
c.加热后加色
d.洗过的
e、在裂缝中有充填胶或色料
2.按“国标”，应在宝石名称后必须加“处理”二字的下列宝石有：( )
a.热扩散处理的蓝宝石
b.加热处理的红宝石
c.热处理去除杂色产生粉红色的绿柱石
d.染色处理的玛瑙
e.浸蜡加深颜色的绿松石
四、填空题
1.改善的宝石要达到( )、( )、( )3个标准。
2.翡翠B货制作的两个主要步骤是( )、( )。
3.改色蓝黄玉(Topaz)是通过( )处理以及随后的( )处理而获得的。
4.未经人工染色的天然玉石中与翡翠易混淆的有( )、( )、( )、( )、( )。
5.市场上常出现经过人工处理的翡翠有：( )、( )、( )和( )。
6.优化处理珠宝玉石可分为( )和( )两大类，而其中( )可用原珠宝玉石名称，而对( )的珠宝玉石在原珠宝玉石名称后加括号并在其中注明( )二字。
7.钻石优化处理的方法有：①( )②( )③( )④( )等4种处理方法。
8.红宝石优化处理方法有：①( )②( )③( )④( )。
9.蓝宝石优化处理的方法中( )和( )两项在鉴定与销售中必须注明( )。
10.人工宝石中代号YAG是( )，CZ是( )。
11.在市场上常遇到的一种翡翠品种八三玉(爬山玉)成品，其主要特点为( )、( )、( )。
12.改善红宝石常用的人工处理方法有( )、( )等。
13.一颗无色、火彩非常好的标准切工圆钻形宝石，直径为5.8mm，重1.15ct，它可能为一颗( )宝石。
14.翡翠B货在反射光照明下，主要鉴定特征有：( )、( )、( )。
15.目前对刚玉类宝石的优化处理方法有( )、( )、( )和( )。
16.评价宝石改善(优化或处理)的效果时，至少要考虑( )、( )和( )等3个方面。
17.常用于改善珍珠颜色的方法有( )、( )和( )。
18.高温扩散处理蓝宝石的鉴定特征是在二碘甲烷浸液中可能呈( )、( )、( )。
19.翡翠(处理)的充填物质可为( )或( )或( )或( )。
20.天然翡翠经强酸或强碱处理后、再充填了( )或( )固结的称为B货翡翠，主要特征是( )遭到了破坏和加入了一些其他物质。
21.蓝宝石的主要处理方法有( )处理法，( )处理法。
22.制作B货翡翠用强酸或强碱浸泡主要目的是去除( )和( )等。
23.如果无色水晶晶格中含少量的( )，经辐照处理后能产生紫色。
24.腰棱上刻上GE POL标记的钻石是消除了( )色的一种无色钻石。
25.红宝石的热处理常采用( )气氛，以消除( )色调，还可以消除( )包裹体。
