刚玉附生合成红宝石的分析

 

 

       GIA 鉴定所的此次研究，对天然无色蓝宝石“晶种"上附生的 10 件合成红宝石样本进行了分析。这些样本是作者之一从曼谷一位宝石商手中获得， 该宝石商称，它们是 Douros 公司（重要的合成红宝石生产商）于 1990 年代进行的铬 (Cr) 扩散实验时产生的。 这些实验试图将铬扩散到天然粉红色蓝宝石中，使其外观颜色像红宝石。

 

       这些样本为紫红色至红色，从1.40 至 2.17 克拉不等。

 

       GIA 宝石学家使用了传统显微镜、傅立叶变换红外光谱 (FTIR) 和激光剥蚀电感耦合等离子体质谱仪 (LA-ICP-MS) 对它们进行了分析。

 

       通过放大可观察到附生与晶种之间的界面显示出三角形生长标记、近平行条纹和“热波”状构造。 附生还含有大量的助熔剂内含物。 天然晶种的特性包括弥合裂缝、热变晶体和交叉针状物。

 

       三个样品被加工成晶片，用于对其微量元素化学性质进行 LA-ICP-MS 分析。 为便于比较，作者还收集了一些有代表性的合成红宝石晶体（一种为助熔剂生长型 Douros样本，一种为热液样本）的化学资料。

 

       根据显微镜观察结果同时也为了便于分析，作者将样本分成了两组，分别为“I 类”和“II 类”。I 类的天然晶种和合成生长物之间无明显边界，通常只限于桌面刻面。 II 类样本中有许多更厚的合成附生，两者间具有明显的“尘封”交界面。

 

       通过 LA-ICP-MS 分析发现， I 类样本中的晶种具有天然刚玉的代表性微量元素化学特性，而合成附生则缺乏钒、铁和镓等元素，但具有更高的铬含量（高达 6,784 ppma），此外还有天然刚玉中不常有的重元素，如钼、铑和重金属铂。

 

       分析发现 II 类样本中合成附生中的铬含量甚至更高（达 10,353 ppma），但与 I 类样本不同的是，它还含有天然刚玉具有的元素，如，镁、钛、钒、铁和镓。 此外还含有锰、镍、锌和铂。 这表明它与 I 类样本的的生长条件不一样。 天然晶种的微量元素化学性质与所述 I 类样本非常相似。

 

       在这两种样本中，合成附生与作为对照物的热液（俄罗斯）合成品和助熔剂生长型 (Douros) 合成红宝石没有相关性。

 

       作者进行了谨慎的总结，以免被天然晶种刚玉中的内含物所误导，同时对整颗宝石进行了仔细检验，以免遗漏合成生长物中的任何典型内含物。