具磷灰石內含物的柘榴石 Garnet with Apatite Inclusions

以下文章摘要翻譯自GIA出版之Gems & Gemology(寶石與寶石學),2022冬季刊2023/01/25出版,Vol.58, No.4,”Micro-World”專欄。

原文出處

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作者最近檢測了一件3.07克拉的柘榴石,由作者NR從雷芬斯坦寶石公司(Ravenstein Gem Co.)購得。這種寶石據稱來自非洲某個未公開地點的新發現,在網上被稱為”龍柘榴石(dragon garnet)”,典故是寶石色彩好比神話生物眼睛顏色會變化的特徵。值得注意的是,泰國曼谷的蓮花鑑定所(Lotus Gemology)也發表過坦桑尼亞產之相似品種寶石的報告(2022年G&G夏季刊,p226-227)。在等效日光的光源照明下,這顆石榴石呈現淡粉紫色(圖一左),但當暴露在長波紫外線下時,會顯示出相當強的紅色螢光反應(圖一右)。值得注意的是,此案例樣本以及許多在網路上展示的其他例子,都含有生動藍色的磷灰石內含物(圖二),以及典型的針狀絲和微小的液態內含物。

圖一:左)這顆3.07克拉的淡紫粉紅色”龍柘榴石”,在日光等效照明下展現出肉眼可見的藍色磷灰石內含晶體。右)由於含有鉻元素,寶石在長波紫外線下會呈現出紅色螢光。攝影:Jessa Rizzo,寶石由Ravenstein Gem Co.提供。
圖二:”龍”柘榴石據稱是來自非洲的新發現,其中藍色磷灰石內含物和金紅石針狀晶體在此類寶石中普遍存在。顯微攝影:Nathan Renfro,視野2.40mm。

寶石學檢測結果顯示,樣本的折射率為1.741,靜水比重為3.81。進階的電漿質譜儀(LA-ICP-MS)測試顯示,它的主要成分為鎂鋁榴石(pyrope,61.5 mol.%)、錳鋁榴石(spessartine,29.0 mol.%)、鈣鋁榴石(grossular,6.5 mol.%)和鐵鋁榴石(almandine,2.6 mol.%);這個化學成分與鋁榴石群系列(pyralspoite-series)的柘榴石一致。顯著的微量元素包括鉻(660ppmw)和釩(343 ppmw),此外還有稀土元素釔(1206 ppmw)、鉺(222 ppmw)和鎦(420 ppmw)。紫外線可見光近紅外線光譜(UV-Vis-NIR)分析出的吸收帶與化學成分結果一致(見圖三),表明這件柘榴石的顏色來自錳、鐵、鉻和釩的混合。拉曼光譜分析可證實藍色內含物身份為磷灰石(apatite)。值得注意的是,此柘榴石在各種市面上非標準化的LED照明下,與日光下相比會出現輕微的變色現象,由紫粉紅色變成橘色。使用514nm激光測出的光致發光(photoluminescence)光譜測試,則會顯示一個與鉻相關的強發射線,與長波紫外線照射時觀察到的紅色螢光一致(見圖四)。

圖三:本案例柘榴石的紫外線可見光近紅外UV-Vis-NIR光譜顯示其顏色主要來自錳、鐵、鉻和釩。在409/422/430nm處的狹窄波段與柘榴石結構中的錳相關,而與鐵相關的吸收帶位於465和488nm附近。圖片擷取自原文網址。
圖四:使用514nm激光從柘榴石中收集的光致發光光譜顯示,其鉻相關的發射線與長波紫外線刺激下觀察到的紅色螢光是一致的。圖片擷取自原文網址。

強烈的紅色螢光、在某些LED燈光下出現的顏色變化,以及含有大量稀土元素和鮮豔藍色磷灰石內含物,使這顆寶石對於任何珠寶收藏家來說都非常有趣。

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本文作者Jessa Rizzo是資深專職寶石學家、Nathan Renfro是色石鑑定部門資深經理、孫子因(Ziyin Sun)資深研究專員;三人皆任職於GIA總部-美國加州卡爾斯巴德(Carlsbad)鑑定所。

圖片截取自原文網址。

Gems & Gemology是GIA出版的專業寶石科學季刊,可於官網www.gia.edu免費線上閱覽。

本文為人工智慧翻譯後編輯之完稿,首發於臉書社團<GIA臺灣美國寶石研究院校友會>。本文為摘要翻譯,並非原文逐字解說;翻譯內容若有錯誤,歡迎同好先進留言指正。若欲轉載文章,請務必標明出處與原文網址,感謝!