慧眼識寶——共焦顯微拉曼技術助力紅藍寶石價值鑒定
供稿 | 文軍
紅藍寶石,與鉆石、祖母綠、金綠貓眼石被列為世界五大名貴寶石,其珍貴價值毋庸置疑。
很多人認為寶石好不好主要看品質(重量、顏色、切工等),其實寶石產地也很重要。貴重寶石像紅藍寶石、祖母綠,對產地的要求都很高,那代表的是寶石的血統。
比如藍寶石,*都是克什米爾藍寶石。克什米爾產的藍寶石呈微帶紫的靛藍色,的矢車菊藍寶石就產于此。其次是斯里蘭卡的*藍價值zui高,而斯里蘭卡還有cat blue以及俗稱卡蘭的藍寶石。
絕世「克什米爾」藍寶石
傳世「*藍」藍寶石
紅寶石產地質地的是緬甸,它的鴿血紅就像動脈的血色,很艷,又濃又亮,特別漂亮,但是顆粒小、雜質多,產量比較少,經常只出現在拍賣會上。莫桑比克紅寶石顆粒也不是很大,但凈度比較好,顏色也比較純正。
稀世「鴿血紅」紅寶石
跨世「莫桑比克」紅寶石
如何鑒定紅藍寶石的產地?
追根溯源——紅藍寶石產地鑒定
在天然紅藍寶石生長過程中,由于外來物種的侵入或者環(huán)境條件的變化,寶石內部會形成包裹體。紅藍寶石因外在形成環(huán)境地質條件的不同, 它的包裹體也會呈現不同特征。通過這些特征我們就可以判斷某一紅寶石或藍寶石的來源,做出產地鑒定啦
的星光紅藍寶石,就是因為含針狀或纖維狀金紅石包裹體,而產生美麗的六射星光
星光紅寶石、藍寶石
斯里蘭卡藍寶石包裹體的天鵝絨效應
共焦顯微拉曼技術助力紅藍寶石中包裹體鑒別
常規(guī)寶石鑒別,主要利用顯微鏡觀察其內部細小包裹體、裂隙、色帶以及寶石的表面特征等,結果帶有主觀性,不可靠、信息量少。
近年來,人們多用共焦顯微拉曼來研究紅藍寶石包裹體。顯微拉曼光譜儀把拉曼光譜儀和光學顯微鏡耦合在一起,利用顯微鏡觀察包裹體中微小特征的同時,還可以測量觀察區(qū)域(直徑約1微米)的拉曼光譜信號,從而對包裹體的內含物物種做出鑒別。此外也可以利用拉曼成像技術,描繪出一定范圍內的樣品成分分布。
Valentina Palanza等人就利用共焦顯微拉曼分析了一系列不同產地藍寶石的包裹體,以下是一些典型案例:
1. 產自變質巖環(huán)境的藍寶石
a 是斯里蘭卡出產的藍寶石(P1標記處的圓形區(qū)域內部為其包裹體);b 是包裹體局部放大;c-5 為包裹體的拉曼光譜,位于157, 335, 450, 667, 795, 1195 cm-1 處的特征峰歸屬于包裹體中的水鋁石礦物;而1285, 1387 cm-1處的特征峰歸屬于包裹體中的二氧化碳氣體。
其他幾條分別是越南銳鈦礦、斯里蘭卡的金紅石和硫、馬達加斯加金紅石、馬達加斯加方解石。
2. 產自巖漿巖和堿性玄武巖環(huán)境的藍寶石
其拉曼光譜結果如下圖所示,分別是澳大利亞藍寶石中的赤鐵礦包裹體、坦桑尼亞的金紅石和石墨、堿性玄武巖鋯石。
3 . 產自坦桑尼亞的藍寶石
顯微鏡下可見藍寶石表面下幾個微米深處的紅色包裹體,根據拉曼光譜特征峰可以確認包裹體的成分是赤鐵礦(hematite, Fe2O3)。
實際研究中,由于包裹體大多位于寶石表面之下一定深度,寶石本體的拉曼信號會掩蓋包裹體內含物的信號。
HORIBA真共焦拉曼技術,引入可以調節(jié)的共焦針孔光闌,構建出共軛光學系統,在縱向上限制了樣品范圍(可以達到微米量級的縱向分辨率),進行拉曼切片,從而zui大化了包裹體的拉曼信號,抑制了其他干擾信號,為研究寶石包裹體提供了強有力的工具。
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研究這些包裹體,不僅可以幫助鑒別天然紅藍寶石的產地,區(qū)分天然寶石與人造寶石,同時還能揭示寶石形成時的物理化學條件、介質成分和性質以及后期成礦活動的特征,從而指導寶石礦的尋找及寶石的合成和優(yōu)化工作。
更多信息請參考:Valentina Palanza, et al. J. Raman Spectrosc. 2008; 39: 1007.