仿冒紅寶石的染紅鋰輝石 Red-Dyed Spodumene Imitating Ruby

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,”Lab Notes” 專欄。

原文出處

一顆半透明深紅色橢圓形刻面寶石,尺寸為 13.88×9.08×5.88mm,重量為 5.72 克拉 (圖一),最近由一位客戶送到史都勒公司 (Stuller Inc.) 設計訂製。這顆石頭被稱為 “紅色剛玉 (red corundum)”。但初步測試顯示雙軸折射率為 1.659-1.678,折射率差為 0.019,與剛玉不符。

圖一:一顆半透明的5.72克拉染紅鋰輝石,被誤認為是
圖一:一顆半透明的5.72克拉染紅鋰輝石,被誤認為是”紅色剛玉”。攝影:Guy Borenstein。

由於身份與客戶所宣稱有出入,這顆石頭被送到史都勒公司附設的寶石鑑定所進一步分析。標準寶石學測試顯示比重為 3.237,對長波紫外線有中等橘色反應,在斷裂邊有非常弱的短波紫外線反應,這是鋰輝石 (spodumene) 物種的典型特徵。通過 532nm 激光測出的拉曼光譜的進一步分析,也提供了與鋰輝石相符的結果 (LiAl (SiO3) 2)。儘管收集的結果明確指向為鋰輝石,但它顯示的深紅色仍然值得懷疑,需要進一步調查。

圖二:此案例染色鋰輝石的非偏光UV-Vis-NIR光譜顯示出以561nm為中心的紅色染料寬帶。另外以430nm為中心的譜帶可能與相鄰鐵和錳之間的間隔電荷轉移物質有關,而530nm處的譜帶可能與錳3+相關。
圖二:此案例染色鋰輝石的非偏光UV-Vis-NIR光譜顯示出以561nm為中心的紅色染料寬帶。另外以430nm為中心的譜帶可能與相鄰鐵和錳之間的間隔電荷轉移物質有關,而530nm處的譜帶可能與錳3+相關。
圖三:染色鋰輝石的FTIR光譜在2954、2924、2872和2854cm-1處顯示一系列峰,與典型的通用石蠟油相關。
圖三:染色鋰輝石的FTIR光譜在2954、2924、2872和2854cm-1處顯示一系列峰,與典型的通用石蠟油相關。

以非偏光紫外可見光近紅外 (unpolarized UV-Vis-NIR) 光譜檢測顯示兩個合併的寬帶帶,中心分別在 530 和 561nm 位置 (圖二)。前者可能與錳 Mn3 + 致色元素有關 (Rehman 等多人合著文章,發表於 2020 年 “Mineral”,Vol.10,No.5,文章 #463),而後者之前已經被報導與紅色染料有關 (Schmetzer 等多人合著文章,發表於 1992 年 G&G 夏季刊,p112-115)。我們也觀察到一個可能與鐵和錳有關的 430nm 位置峰線的肩部 (參考 R. Lu 文章,發表於 2012 年冬季刊,p273-283)。

霍氏轉換紅外光譜儀 (FTIR) 檢測顯示在 2954、2924、2872 和 2854cm-1 的峰值 (圖三),這是一種常見的石蠟油 (universal paraffin oil) 填充物之典型特徵 (參考 M.L.Johnson 等多人合著文章,發表於 1999 年 G&G 夏季刊,p82-107;L.Kiefert 等多人合著文章,發表於 2019 年 “Journal of Gemmology”,Vol.26,No.8,p501-520)。在深紫外照射 (<225nm) 下,觸及表面之裂縫的外來填料會展現強烈粉紅色螢光,而鋰輝石主石是沒有螢光反應的。這種效果特別突出於腰圍附近的一個凹洞 (圖四)。

透過顯微鏡檢查可證實 FTIR、UV-Vis-NIR 和深層紫外線照射的結果,顯示出觸及表面的裂紋中,填有紅色的外來物質 (圖五),以及其他天然內含物。

圖四:鋰輝石表面的深紫外線影像顯示,染料在凹洞內發出強烈的螢光,以及觸及表面的裂縫。影像:Guy Borenstein,視野6.25mm。
圖四:鋰輝石表面的深紫外線影像顯示,染料在凹洞內發出強烈的螢光,以及觸及表面的裂縫。影像:Guy Borenstein,視野6.25mm。
圖五:觸及表面裂縫內的集中色彩,證實了此鋰輝石有經染色處理。顯微攝影:Guy Borenstein,視野2.66mm。
圖五:觸及表面裂縫內的集中色彩,證實了此鋰輝石有經染色處理。顯微攝影:Guy Borenstein,視野2.66mm。

這些檢測結果確認了此案例寶石是被染色的鋰輝石。儘管光譜學發現了一些錳元素,但在深層紫外光下缺乏粉紅 / 紅色反應表明其含量較低 (Lu 2012)。因此,作者推測初始材質是無色或非常淡粉紅色的鋰輝石。

將紅色染料加入剛玉以增強顏色的作法可說是歷史悠久 (Schmetzer 1992)。但據筆者所知,這是第一次有鋰輝石染入帶顏色之油料以仿冒紅寶石的案例紀錄。若未經寶石學檢測,此染色處理結果能掩飾寶石真實身份,讓不知情的寶石交易者,誤認其為改色的剛玉。

本文作者 Guy Borenstein 是資深寶石學家、Sean O’Neal 是寶石學家;兩人皆任職於設籍美國路易西安那州拉法葉市 (Lafayette, Louisiana) 的 Stuller 公司。

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。

翻譯:曾俊暹 (GIA GG),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!