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紅寶石和鑽石一樣嗎?如何鑑別真假?看這個就足夠了

http://finance.sina.com   2018年09月11日 18:57   北京新浪網

  來源:中科院物理所

  自古以來,紅寶石都被人們視作珍寶。在歐洲神話中,7月份的生辰石,便是紅寶石,它是愛情的象徵,歐洲皇室的婚禮上,經常將紅寶石當作婚姻的見證。與紅寶石相關的浪漫傳說數不勝數,《聖經》中也認爲紅寶石和智慧與美貌相關。那麼紅寶石爲什麼會成爲那麼多人的追求和嚮往呢?今天我們就一起來揭開紅寶石神祕的面紗~

1-紅寶石戒指(圖片來源:百度圖片)1-紅寶石戒指(圖片來源:百度圖片)

  紅寶石指紅色的剛玉,極品紅寶石的顏色爲“鴿血紅”。剛玉分子式爲Al2O3,純淨的剛玉爲無色。天然剛玉晶體中常有少量Cr、Fe、Mn、Ti、Ni、Co、V等元素以類質同象方式替代Al,使晶體呈現多種顏色。含Cr的剛玉呈現紅色,即紅寶石;含有Fe和Ti的剛玉會呈現藍色,含有Ni的呈現黃色,含有Co、V的呈現綠色。除紅色剛玉外,其餘所有顏色的剛玉均成爲藍寶石,前面可加顏色修飾,如粉色藍寶石、黃色藍寶石、綠色藍寶石等。有些珠寶商會將粉色剛玉也歸爲紅寶石序列,這在礦物學分類上其實是不嚴謹的。

2-天然藍寶石單晶,爲半自形晶(圖片來源:百度圖片)2-天然藍寶石單晶,爲半自形晶(圖片來源:百度圖片)
3-天然綠色藍寶石單晶,爲自形晶(圖片來源:百度圖片)3-天然綠色藍寶石單晶,爲自形晶(圖片來源:百度圖片)
4-天然粉色藍寶石單晶,爲他形晶(圖片來源:百度圖片)4-天然粉色藍寶石單晶,爲他形晶(圖片來源:百度圖片)
5-天然黃色藍寶石單晶,爲他形晶(圖片來源:百度圖片)5-天然黃色藍寶石單晶,爲他形晶(圖片來源:百度圖片)

  剛玉爲自然界中第二硬的礦物,其磨氏硬度爲9,僅次於金剛石(磨氏硬度10),也即俗稱的鑽石。因剛玉硬度大且價格相對金剛石較低,常被當做金剛石的替代品,做砂紙或研磨材料。剛玉爲玻璃光澤至亞金剛光澤,反射率較高。剛玉族礦物爲三方晶系,晶體多呈桶狀、柱狀,少數呈平行於(001)面的板狀(圖6)。剛玉晶體無節理(圖2、圖3、圖4),但裂理髮育(圖2、圖5),紅寶石作爲剛玉的一種,也難以倖免,因此也常有“十紅九裂”的說法。當礦物晶體中存在微細包體(見下文),或者收到外力時,則沿着晶體力學薄弱面出現破裂,也即裂理。裂理不是礦物的固有性質,也不嚴格遵守晶體晶格結構。

6-理想情況下剛玉晶體光性方位(圖片來源:《結晶學與礦物學》)6-理想情況下剛玉晶體光性方位(圖片來源:《結晶學與礦物學》)

  自然界中的天然紅寶石,經常含有各類包裹體,一定程度上影響了紅寶石作爲寶石的價值,裂理少且透明的天然紅寶石極爲罕見。當紅寶石中含有大量微細針柱狀的金紅石包體,且金紅石恰好分佈在0001面上沿晶體晶面交點分佈,相互相交成120°時,沿晶體c軸將紅寶石加工爲弧面(圖6),便可出現星光效應(圖7),常見的爲六射星光,少量爲十二射星光。星光效應是三方晶系的寶石級礦物所特有的。

7-六射星光紅寶石(圖片來源:百度圖片)7-六射星光紅寶石(圖片來源:百度圖片)

  紅寶石的改良

  天然的紅寶石大多由於顏色、透明度、裂理、包裹體等的影響不能直接作爲寶石的原材料,需要一定的加工改良。

  熱加工方式是紅寶石處理的最常見方式將紅寶石至於1000℃溫度下加熱適當時間,可以去掉紅寶石內的紫色或者藍色色調。熱加工爲純物理方式,不改變紅寶石化學成分,經熱處理的紅寶石仍可被認爲是純天然紅寶石。熱處理也是國際珠寶協會認可的紅寶石優化方法。

  爲了彌補紅寶石的裂隙或內部包裹氣泡(圖8),增加其透明度,可以採用填充處理法,即用含鉛玻璃、硼砂或者有機膠充填,疊加熱處理,癒合紅寶石的缺陷。經填充處理的紅寶石,其化學成分會發生變化。

  另一種具有欺騙性的處理方式爲擴散處理,即將外部色素導入寶石表層,增加紅寶石色彩的鮮豔度,或者製造浮於表面的星光效應。

8-紅寶石的氣泡包裹體,經填充處理可癒合(圖片來源:搜狐網)8-紅寶石的氣泡包裹體,經填充處理可癒合(圖片來源:搜狐網)

  紅寶石的鑑別

  紅寶石由於其特殊的顏色和優越的性能,具有極高的觀賞價值和經濟價值,深受人們喜愛。但隨着優質紅寶石礦產資源的大量開發,天然高質量紅寶石越來越稀少。這就一方面導致紅寶石改良日益普遍,另一方面也會使有些商家用紅色鋯石、尖晶石、電氣石、石榴石等來冒充紅寶石出售。在工業用紅寶石中,人工合成也成爲天然紅寶石的替代生產方式。這就給紅寶石鑑定帶來一些難題。

  紫外線照射是一種行之有效的鑑別方式,且工具容易獲得,驗鈔機上一般都帶有紫外線。紅寶石具有熒光性,在長波和短波紫外線照射下,均會產生弱的紅色熒光(圖9)。鋯石和石榴石在紫外線下一般無熒光。紅色電氣石在紫外線下爲淺粉色。尖晶石在紫外線照射下的顏色類似中國紅。

9-紫外線下紅寶石的熒光色(圖片來源:搜狐網)9-紫外線下紅寶石的熒光色(圖片來源:搜狐網)

  激光拉曼是另一種高效、無損、精確的鑑定方法,不僅可以鑑定出紅寶石的真假,還可以鑑定出紅寶石是天然的還是人工的、紅寶石是否經熱處理和填充。

10-紅寶石拉曼光譜(圖片來源:《拉曼光譜在紅寶石檢測中的應用研究》)10-紅寶石拉曼光譜(圖片來源:《拉曼光譜在紅寶石檢測中的應用研究》)

  剛玉族礦物拉曼光譜特徵類似,其峯值分別爲378、417、430、447、576、645、750cm-1,不同礦物拉曼峯值相對強弱不同,同一種礦物激光入射角度不同,特徵峯值也會發生變化。對於紅寶石而言,當入射光平行於c軸時(圖6),除417cm-1外,645cm-1爲最強峯值(圖10a)。當入射光垂直於c軸時,645cm-1峯值消失,取而代之的是576和750cm-1(圖10b)。激光入射角度不同,拉曼特徵峯發生變化,是紅寶石晶體各相異性導致的。

  合成紅寶石常在拉曼光譜中出現一組強且對稱的熒光背景,這在天然紅寶石中是不會出現的。此外合成紅寶石會出現785cm-1的特徵峯,該峯值與過渡族或稀土元素的存在有關,在天然紅寶石中不會出現。在合成紅寶石時,常在原料中加入Mo、Bi、W的氧化物做助熔劑,這些元素成爲合成紅寶石晶體的組成部分。此外,合成紅寶石還可通過彎曲生長紋、拉長的氣泡(圖11)、未熔解的原材料顆粒等來辨別。

11-具有彎曲生長紋和拉長氣泡的人工合成紅寶石(圖片來源:搜狐網)11-具有彎曲生長紋和拉長氣泡的人工合成紅寶石(圖片來源:搜狐網)

  除以上特徵峯外,在800-2000cm-1區域,紅寶石在1353cm-1存在一個強度不大且較寬泛的特徵峯,如果紅寶石中充填玻璃質,則會在1356cm-1處出現特徵峯(圖12)。若紅寶石中填充有機膠,則在2300-3500cm-1範圍內出現特徵峯。經過熱加工的紅寶石的激光拉曼方法鑑別,具有一定的偶然性。如紅寶石中出現710和1085cm-1的特徵峯,表明紅寶石內含有方解石包裹體,且此紅寶石未經熱處理。因爲方解石熔點爲825℃,紅寶石熱處理的溫度爲1000℃,經過熱處理的紅寶石中方解石包裹體發生熔融,不會以晶體形式存在。但這種鑑定方式具有侷限性,因爲只能判定含有方解石包裹體的紅寶石未經熱處理,而不能判別不含方解石包裹體的都經過了熱處理。

 12 a-紅寶石1353 cm-1及1501 cm-1特徵峯;b-充填的玻璃製品的1356 cm-1特徵峯(圖片來源:《拉曼光譜在紅寶石檢測中的應用研究》) 12 a-紅寶石1353 cm-1及1501 cm-1特徵峯;b-充填的玻璃製品的1356 cm-1特徵峯(圖片來源:《拉曼光譜在紅寶石檢測中的應用研究》)

  因此,大家在購買紅寶石時,請一定注意分辨商家對所出售寶石的誇大讚譽。若個人缺少鑑定的專業知識和專業設備,最可靠的方式是索要鑑定證書。紅寶石在世界範圍通用的具有權威性的是瑞典的GRS證書。國內最具權威性的則是國檢證書,即NFTC證書。兩種證書標準和描述內容稍有差異,但均可作爲紅寶石品級的官方認證。

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