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目前紅寶石的主要改善方法有熱處理、擴(kuò)散處理、充填處理、染色處理;藍(lán)寶石的改善方法主要有熱處理、擴(kuò)散處理、染色處理、充填處理和照處理等。

(1)熱處理

熱處理是改善紅、藍(lán)寶石的*常用方法，通過(guò)在不同溫度、不同氧化-還原環(huán)境中對(duì)紅、藍(lán)寶石進(jìn)行加熱處理，可以改善紅、藍(lán)寶石的質(zhì)量。根據(jù)紅寶石、藍(lán)寶石有無(wú)熱處理及熱處理殘留物的多少，將其分為不同類(lèi)別，如:熱處理無(wú)殘留(H)熱處理少量殘留(H， Minor)、熱處理中量殘留(H，Moderate)、熱處理大量殘留(H，Significant)等。

紅寶石熱處理的目的:①去除泰國(guó)紅寶石的褐色調(diào)(氧化氣氛800~1900℃);②去除越南或緬甸孟蘇紅寶石中的藍(lán)色調(diào)(氧化氣氛800~1900℃);③熱處理愈合裂隙，即在適當(dāng)?shù)呐鹕爸屑訜?，溫度?/span>1300~1900℃，保持10~20h;④產(chǎn)生星光或去除絲光。

藍(lán)寶石熱處理的目的:①增加藍(lán)色，如斯里蘭卡絲光究打石(還原氣氛1600~1900℃);②產(chǎn)生星光或去除絲光;③增強(qiáng)黃色，如斯里蘭卡白色和淡黃色藍(lán)寶石變?yōu)榻瘘S色、粉紅—橙色(氧化氣氛1600~1900℃)，某些山東藍(lán)寶石也可經(jīng)熱處理變成黃色。

熱處理紅、藍(lán)寶石的鑒定特征如下:

1) 天然寶石中的指紋狀包裹體會(huì)發(fā)生改變或增多或紊亂多沿裂理分布。由于受溫度和升降溫速率的影響，可見(jiàn)固體包裹體周?chē)霈F(xiàn)片狀、環(huán)狀應(yīng)力裂紋(“圓盤(pán)狀”應(yīng)力紋)。

2)寶石中固態(tài)包裹體發(fā)生變形，原來(lái)定向排列的針狀包裹體和絲狀包裹體會(huì)不連續(xù)，呈斷斷續(xù)續(xù)的白色云霧狀。負(fù)晶外圍被熔蝕，呈渾圓狀。

3)由于高溫溶解作用，表面可能出現(xiàn)局部熔融現(xiàn)象，刻面和腰棱上會(huì)留下凹坑和麻點(diǎn)。

4)經(jīng)熱處理的黃色和藍(lán)色藍(lán)寶石分光鏡下缺失450 nm吸收帶。在短波紫外熒光燈下可能呈弱藍(lán)綠色熒光。

在傳統(tǒng)熱處理的基礎(chǔ)上，加入硼砂或硅土等助熔劑來(lái)愈合裂隙或充填開(kāi)放裂口或空洞。增加助溶劑的目的是防止寶石在高溫?zé)崽幚磉^(guò)程中發(fā)生炸裂及充填高折射率物質(zhì)以掩蓋裂隙和空洞，從而提高寶石的凈度。這一技術(shù)*早被應(yīng)用于對(duì)含有很多裂隙的孟蘇紅寶石的處理上，后來(lái)也用來(lái)處理其他來(lái)源的剛玉寶石。這種處理方法的檢測(cè)常常通過(guò)放大檢查來(lái)實(shí)現(xiàn)，即找尋存在于愈合裂隙及空洞中的助熔劑和上述熱處理導(dǎo)致的包裹體。

(2)擴(kuò)散處理 A.表面擴(kuò)散處理

表面擴(kuò)散處理是對(duì)傳統(tǒng)熱處理法的改進(jìn)，即往坩堝中添加致色化合物，將傳統(tǒng)熱處理法不能改善的無(wú)色藍(lán)寶石處理為彩色藍(lán)寶石。加入鐵、鈦的氧化物或鉻的氧化物可在剛玉寶石的表面分別產(chǎn)生藍(lán)色或紅色。但是，這些過(guò)渡元素不能深度擴(kuò)散進(jìn)入寶石致色，顏色僅局限于寶石的表面或相對(duì)集中在裂隙處，過(guò)度拋光就會(huì)去除表面顏色。因此，這種處理方法能夠很容易地通過(guò)浸油放大觀察，找尋刻面結(jié)合處的顏色富集及通過(guò) EDXRF 測(cè)量上述元素的含量是否增加而被檢測(cè)出來(lái)。同時(shí)，放大檢查具有熱處理寶石相似的特點(diǎn)。

表面擴(kuò)散處理紅寶石的主要鑒定特征:①外觀顏色似紅色尖晶石，色調(diào)紅偏橙色，具特征橙黃/紅色多色性;②RI>1.78，分光鏡下缺少藍(lán)區(qū) 468 nm 或紅區(qū)吸收譜線，694nm 熒光譜線微弱或缺失;③表層有時(shí)可見(jiàn)不規(guī)則網(wǎng)狀淬火裂紋及微氣泡群，可產(chǎn)生霧狀外觀;④散射板上或浸油中觀察，滲色劑不均勻，濃集于刻面棱、刻面上及腰圍處。

表面擴(kuò)散處理藍(lán)寶石的主要鑒定特征:①外觀顏色呈艷藍(lán)色、紫藍(lán)色;②散射板或浸油中，滲色劑不均勻，濃集于刻面棱、刻面、腰圍及次生玻璃體處可見(jiàn)色料沉積(圖 2-1-34 );③分光鏡下Fe/Ti擴(kuò)散處理藍(lán)寶石普遍缺少 450 nm吸收譜線，鈷擴(kuò)散處理藍(lán)寶石具有Co吸收光譜;④短波紫外熒光燈下，有時(shí)可見(jiàn)白堊狀藍(lán)綠/藍(lán)白色弱熒光;⑤濾色鏡下，鈷擴(kuò)散處理藍(lán)寶石變紅色。

剛玉寶石經(jīng)表面擴(kuò)散處理可產(chǎn)生星光效應(yīng)，其物理參數(shù)及內(nèi)部某些包裹體特征與天然星光紅、藍(lán)寶石相同。表面擴(kuò)散處理星光藍(lán)寶石主要鑒別特征如下:①體色呈灰黑至深藍(lán)色，星線完美，外觀似合成星光寶石;②顯微鏡下放大檢查可見(jiàn)擴(kuò)散處理星光藍(lán)寶石表面有絮狀物(Ti、Al化合物)呈云煙狀分布，僅局限于藍(lán)寶石近表層，內(nèi)部可見(jiàn)天然剛玉的各種包裹體及高溫?zé)崽幚硖卣?/span>;③擴(kuò)散處理星光藍(lán)寶石底部或裂隙中可能存在紅色斑點(diǎn)，這些斑點(diǎn)在LWUV、SWUV下會(huì)有紅色熒光；④樣品表面可能出現(xiàn) CrzO; 含量異常，可高達(dá) 4%，在油浸中觀察，表面呈紅色。

B. 深層擴(kuò)散處理(體擴(kuò)散或 Be擴(kuò)散)

2002年市場(chǎng)上出現(xiàn)了新型的擴(kuò)散處理方法，由日本寶石協(xié)會(huì)*先報(bào)道，該方法是將輕元素(如Be)由外部擴(kuò)散至剛玉中。Be元素已被證明作為黃色色心的穩(wěn)定劑參與了寶石的呈色機(jī)理。 Be擴(kuò)散處理主要是把無(wú)色或近無(wú)色的剛玉處理后而使其產(chǎn)生黃色、橙色或棕色色調(diào)，外觀似斯里蘭卡產(chǎn)的天然padparadscha藍(lán)寶石。由于其原子半徑小，Be原子進(jìn)入剛玉晶體的深度比 Ti、Cr 原子大得多，結(jié)果導(dǎo)致了更深的顏色滲透，有時(shí)甚至可穿透整顆寶石，因此被稱為深層擴(kuò)散處理或體擴(kuò)散(Be擴(kuò)散)。目前，市場(chǎng)上出現(xiàn)的Be擴(kuò)散處理藍(lán)寶石有多種顏色。某些山東深色藍(lán)寶石在氧化條件下經(jīng)Be擴(kuò)散后可減輕藍(lán)色而產(chǎn)生輕微的黃色，然后在還原條件下再進(jìn)行熱處理可加深藍(lán)色，這樣*終得到比較理想的藍(lán)色。

經(jīng)Be擴(kuò)散處理的馬達(dá)加斯加藍(lán)寶石，通過(guò)浸油及放大檢查，可找尋到與表面有關(guān)的顏色分布特征(被色域包裹的中心一般是粉紅和紅色，也可能是無(wú)色、藍(lán)色或其他色)或由白邊包圍的殘余藍(lán)色色區(qū)。在Be擴(kuò)散處理的藍(lán)寶石中偶爾也可見(jiàn)到被嚴(yán)重改變的包裹體，如透明的鋯石包裹體變成白色不規(guī)則形態(tài)，有時(shí)可能含有氣泡等。但在沒(méi)有診斷性包裹體證明是 Be擴(kuò)散處理的剛玉寶石中，這一處理方法的檢測(cè)只能通過(guò)激光誘導(dǎo)擊穿光譜儀(LIBS)探測(cè)剛玉中數(shù)量級(jí)為10的Be元素富集，或使用更精密的儀器設(shè)備(如激光蝕刻等離子質(zhì)譜儀LA- ICP-MS 及二次離子質(zhì)譜儀 SIMS)來(lái)檢測(cè)。利用激光等離子質(zhì)譜儀對(duì)改善后的紅橙色系列剛玉寶石進(jìn)行測(cè)試，會(huì)發(fā)現(xiàn)Be元素的富集濃度在寶石表層(1~2μm)很高，且由表及里含量迅速衰減，這是典型的 Be 擴(kuò)散處理寶石的特征。

(3)充填處理

充填處理主要用于改善紅寶石的凈度，傳統(tǒng)的高溫充填處理紅寶石中殘存的充填物成分主要為硼質(zhì)鈉鋁玻璃、鋁硅酸鹽玻璃等，它們是在高溫(1400~1600℃)和可控氣氛條件下(氧化或還原)形成的一種多組分混合的次生熔融體，對(duì)紅寶石的裂隙起到修復(fù)、填補(bǔ)和愈合作用，并不同程度地提高了紅寶石的凈度和透明度。這種充填處理紅寶石的鑒別特征是:在10x放大鏡下檢查可見(jiàn)裂隙或表面空洞中的玻璃狀充填物，殘留氣泡，光澤弱，其成分結(jié)構(gòu)與紅寶石不同，可用紅外光譜或拉曼光譜等手段分析測(cè)定。

2004年3月日本寶石協(xié)會(huì)*次檢測(cè)到鉛玻璃充填處理的紅寶石其內(nèi)部存在少量針狀金紅石、磷灰石等晶形完好的礦物包裹體及部分熱相變的似針狀硬水鋁石。高溫?zé)崽幚砗?，紅寶石內(nèi)部原有的礦物包裹體晶形發(fā)生明顯改變，一些低熔點(diǎn)的礦物包裹體完全被熔蝕，面目全非，僅留下圓形、橢圓形、似負(fù)晶狀熔融包裹體，并伴有似盤(pán)狀、蝶狀張性裂隙面。其主要鑒別特征是:

1)外觀顏色、光澤與天然紅寶石相近，充填部分光澤與紅寶石主體有差異，但充填界限并不清楚，充填物呈黃色透明。

2)顯微鏡暗域下觀察，多數(shù)樣品沿原裂隙處出現(xiàn)特征的藍(lán)紫色閃光效應(yīng)，少數(shù)樣品無(wú)此閃光效應(yīng)。

3)原裂隙處可見(jiàn)呈面狀分布的扁平氣泡群和空隙。

4)局部殘存次生玻璃體。

5)EDXRF分析鉛元素含量異常，與含鉛硼酸鹽玻璃相似。

6)X射線圖像上可觀察到鉛玻璃充填區(qū)域及形態(tài)。

2015年夏天GIA卡爾斯巴德實(shí)驗(yàn)室收到一粒4.25 ct的橙色透明橢圓混合型切工的寶石，要求出具彩寶鑒定證書(shū)。經(jīng)檢測(cè)為經(jīng)Be擴(kuò)散和鉛玻璃雙重處理的藍(lán)寶石。放大檢查、亮域照明，大的愈合裂隙呈綠藍(lán)色閃光效應(yīng)；暗域下同一裂隙呈橙紅色閃光效應(yīng)；EDXRF 分析證明鉛含量較高，LA-ICP-MS分析顯示經(jīng)過(guò)Be擴(kuò)散處理。

（4）其他優(yōu)化處理方法及鑒定

染色處理:可見(jiàn)顏色集中于裂隙中，表面光澤弱，紫外熒光燈下可發(fā)橙紅色熒光。用丙酮或有機(jī)試劑擦拭，樣品會(huì)掉色。

輻照處理:無(wú)色、淺黃色和某些淺藍(lán)色藍(lán)寶石經(jīng)輻照可產(chǎn)生深黃色或橙黃色，顏色極不穩(wěn)定，不易檢測(cè)。加熱到一定程度可褪色恢復(fù)到原來(lái)的顏色。