目前市場上的合成祖母綠主要是由助熔劑法和水熱法這兩種方式產(chǎn)生的。其折射率、密度等物理特征與天然祖母綠很接近。
內(nèi)部特征
助熔劑法合成祖母綠的內(nèi)部包體很像天然的祖母綠,助熔劑殘余常沿裂隙充填,呈云翳狀或花邊狀,像飄曳的窗紗;助熔劑殘余還可沿晶體生長面呈近于平行的帶狀分布。在高倍放大觀察可見這些云翳狀、帶狀圖案由細(xì)小的助熔劑小滴或孔洞聚集而成。也可見無色透明、形態(tài)完整的硅鈹石晶體。常見色帶,色帶可呈平直狀或交叉成六邊形狀。
水熱法合成祖母綠的內(nèi)部常有兩相包體,山硅鈹石晶體和孔洞組成釘狀包體,可出現(xiàn)鉑全屬片,呈六邊形或三角形,在反射光中具裉白色外觀,有些水熱法合成詛母綠制品內(nèi)保留了種晶片,種晶片周圍有云霧狀的兩相包體分布。水熱法合成祖母綠內(nèi)部的波狀或鋸齒狀生長紋和色帶,大多平行于種品板,不同廠家水熱法合成祖母綠的生長紋與Z軸的交角稍有不同。
平行的波狀生長紋(水熱法,暗域照明,×40倍)
平行的波狀生長紋(水熱法,暗域照明,×80倍)
不透明的六邊形金屬片(水熱法,左:垂直照明、右:暗域照明)
由硅鈹石晶體與兩相包體組成的“釘狀包體”
成片出現(xiàn)的晶體包體、氣泡和空洞組成的兩相包體
不明包體(水熱法,暗域照明,×40倍)
羽狀包體
助熔劑殘余
通常情況下,祖母綠中出現(xiàn)如上的典型包裹體可指示合成。但是包裹體的識別有時候比較困難,且有內(nèi)部潔凈的情況,因此需要結(jié)合其他特征來考慮。
密度及折射率
合成祖母綠的密度比天然祖母綠較低些,為2.65g/cm。
折射率也稍有不同,合成祖母綠稍低些,常為1.560一1.563,雙折射率最低的僅0.003。
鏡下現(xiàn)象
查爾斯濾色鏡下合成祖母綠一般呈強紅色,但吉爾森N型助熔劑法合成祖母綠在濾色鏡
下無反應(yīng)。
發(fā)光性
在紫外線下呈紅色熒光,而且在短波下查塔姆合成祖母綠的透過率比任何天然祖母綠都
強得多。天然祖母綠在小于295nm時就不能透過,而合成祖母綠在低于230nm時仍能完全透過。最可靠的方法是做爆光試驗,將樣品浸在水中,在暗室中用短波紫外光照射,拍攝慢鏡頭照片,天然和合成祖母綠曝光程度明顯不同。
合成祖母綠的吸收光譜與天然祖母綠的吸收光譜相同。但有些助熔劑法合成祖母綠中另添加了鐵(如吉爾森 N 型合成祖母綠),在紫區(qū)具 427nm 處吸收帶,而天然祖母綠中無此吸收帶,427nm 吸收帶的出現(xiàn)可作為合成祖母綠的證據(jù)。
紅外光譜是天然和合成祖母綠之間一種快速無損的鑒定方法,不同來源的祖母綠,對紅外光的吸收不同,而且同一粒祖母綠的兩個不同方向,吸收強度不同。天然和水熱法合成祖母綠都含有水,而助熔劑法合成祖母綠無水,根據(jù)紅外光譜中有無水的吸收,就不難將助熔劑法合成祖母綠區(qū)分出來。水熱法合成祖母綠和天然祖母綠均含水,但所含水的類型有所不同。
(a、b:水熱法合成祖母綠,c:天然祖母綠,d:助熔劑法合成祖母綠;縱坐標(biāo)為吸收率,橫坐標(biāo)為波長)
上圖a水熱法合成祖母綠中2000-4000cm-1局部放大圖
從紅外光譜圖可以看出,助熔劑法合成祖母綠不含水,4000cm-1以上無吸收,很容易與水熱法及天然祖母綠區(qū)分。
水熱法合成祖母綠譜形與天然一致,同時含I型水、II型水(峰位可能略有差異),但3000-4000cm-1的峰形不同,合成的吸收較窄。其中一種水熱法合成祖母綠在2000-3000cm-1范圍比天然祖母綠多出一些強吸收峰:2614cm-1、2886cm-1、2983cm-1。
合成祖母綠的方法主要有助熔劑法和水熱法。助熔劑法有查塔姆(Chatham)、吉爾森(Gilson)、萊尼克斯法(Lennix)、俄羅斯Tairus助熔劑法等;
水熱法有拜倫法(Biron)、林德法(Linde)、俄羅斯水熱法、桂林水熱法、萊切雷特納法(Lechleimer)等。不同廠商的合成祖母綠,其特點稍有不同,但主要差異仍體現(xiàn)在合成方法不同造成的性質(zhì)差異。
本文所述天然與合成祖母綠的特征雖然有很多區(qū)別,但大多建立在鏡下觀察的經(jīng)驗和儀器檢測之上,它們的外觀還是很相似的。甚至由于合成的祖母綠通常凈度較高,可能還讓買家以為遇到了好貨而上當(dāng)。因此非專業(yè)人士在不了解的情況下,建議購買配有正規(guī)實驗室出具的證書的珠寶玉石,以免造成不必要的損失。
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