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如何辨認鋼玉(紅藍寶石)原礦是否經過熱處理?
如何辨認鋼玉(紅藍寶石)原礦是否經過熱處理?
如何辨認鋼玉(紅藍寶石)原礦是否經過熱處理?作者: 顏豐明 updated 202405
近年來有很多藍寶石原礦晶體，為了提高賣相，於是進行了熱處理，優化了顏色甚至淨度，保留了結晶體的外貌，而購買的藏家一時不查就買了自己可能不想要的標本，這篇文章提供一些基本的判斷知識。
一、含母岩的標本通常鋼玉原礦有長在母岩及晶體兩種，長在母岩的標本極少做熱處理也很難進行熱處理，因為標本幾乎是一定會在加熱過程中爆裂，要加以鑑定的是鋼玉晶體本身是否是鋼玉(這部份的確認，最好還是採用高端的設備，針對晶體的各類光譜及化學成份來比對資料庫的Data)，及是否是長在母岩上還是黏上去的(通常肉眼可辨，必要時以儀器來檢測是否有發現黏膠)。
照片(左): 一顆緬甸(Mogok)的藍寶石與其母岩，寶石已無晶型，顯示為二次礦床，母岩為砂質沉積岩照片(右): 俄國的藍寶石(Miass)晶體長在火成岩上。
照片: 仔細觀察晶體是否為原生長在母岩上, 照片中的晶體與母岩密接無縫。如在觀察中有懷疑，可以儀器來偵測是否有膠的存在。照片: 兩件喀什米爾藍寶石，雖沒有大塊母岩，但與許多晶體長在一起，附生礦物中偶見電氣石，其附著黏土為其中重要伴生礦物(此黏土成份為重要之資料庫資料)，如有被清除(酸蝕)，往往是熱處理前的處理，如處理完再填入黏土，其成份通常也可由資料庫資料比對出來。
二、原礦晶體鋼玉原礦晶體再分為有晶型及無晶型。無論有晶型及無晶型，經過高溫熱處理的標本，表面常見因融熔而產生的光澤，更重要的是，天然晶體表面會附著一些土或母岩的殘屑，在高溫下產生融熔，或者與鋼玉原礦晶體的表面共熔(鋼玉原本要1900度C以上才融熔，在這些“雜質”作用下降低了共熔溫度)，所以熱處理的鋼玉原礦晶體表面有更多因表面融熔產生的光澤。 因高溫熱處理主要產生的差異有:
1. 表面常見因融熔而產生光澤。2. 天然晶體表面會附著的晶粒或土產生熔融。3. 因高溫部份融熔，晶體變得較不尖銳。
照片: 這是一顆斯里蘭卡藍寶石晶體，標準的錫蘭藍寶石晶形，但斯里蘭卡藍寶石原礦很少具有深藍且沒有色帶的顏色呈現，如果有，那是稀世珍品。可惜，肉眼一看，表面多了光澤(有點玻璃化)，通常天然的二次礦床經過長久的遷移磨蝕表面多少有霧面，且霧面的狀況會依晶體的位置(例如有些角落較磨蝕不到)。顯然，這初步看起來，其深藍的顏色就是經過高溫熱處理的結果。為了使色澤不佳具白霧狀(Guada)的斯里蘭卡藍寶石專成吸引了的藍寶石色，通常要加熱到1500度以上，將Silk 熔化，同時提升淨度。 照片(左): 進一步觀察這顆熱處理的斯里蘭卡藍寶石晶體，其附著的土已燒熔在晶體表面，且晶體表面呈現具玻璃光澤，坑洞邊角(edge)通常因熔化而有點圓角了( round)。照片(右): 比對無處理的斯里蘭卡藍寶石晶體，其附著的土甚至可以摳下來。晶體表面的缺陷仍呈現尖銳的edge。
照片(四張): 這顆無處理的斯里蘭卡藍寶石晶體，具有中等藍的顏色，色帶算少了，顏色已算是具晶型原石中百中選一的逸品了。注意其菱邊自然磨損的狀況(不會發亮)，自然蝕刻的凹坑及坑內的泥土(不建議完全去清除這坑內的泥土)，這些都是天然的印記。
基於作假的技術提升，許多熱處理的鋼玉晶體在熱處理前會先將晶體腐蝕，將表面附著的土清洗乾淨，這樣的晶體看起來也更為亮麗。通常這類的晶體熱處理溫度不要太高時也較不會增加太多光澤(其實鋼玉的熔點高達兩千度以上，熱處理溫度通常到不了如此高溫，只要在1600度以上就可以增加淨度提升藍色調，但因表面附著低溫的土，加上使用硼砂等助熔劑，表面在此溫度就產生熔融；反之，把表面腐蝕乾淨，就減少了作假的證據被看出來。) 因此，這種手法有可能騙過經驗不足的藏家。我會建議，當您看到這類表面極乾淨，沒有任何附著的土的晶體，應該視為已處理，即使表面沒有明顯光澤，我認為附著在晶體表面的土或母岩的殘屑是標本的一部份，刻意去除這些則這件標本在礦物學上的意義已剩一半。
如果標本透明度不錯，還可以進一步藉由觀察內含物來判斷，甚至產地的判斷。像上述照片中的無處理標本透光性還不錯，還可以在顯微境下看到金紅石細絲。
另外，非洲(Madagascar)出產的粉紅鋼玉有可能經過低於1000度的處理(例如600度C)(如下圖左)，以去除其藍色調(如下圖右)。對於切磨好的裸石，由於處理溫度很低，很難以肉眼看出，除非從其內含物中鋯石的拉曼光譜來看)(參考refereence 1 )。對於原礦石，由附著之土來看，但通常 600度C 下，附著的土可能也沒變化，因此，看到純粉紅沒有藍紫色斑的原礦石，很可能是低溫熱處理居多，這點與丹泉石類似，因低溫熱處理有很多原石很難看出熱處理。所幸，高昂的標本大多是藍色或紅色。
圖左: 非洲(Madagascar)出產的粉紅鋼玉，通常會有可能經過不高於800度的處理(例如600度C)圖右: 非洲(Madagascar)出產的粉紅鋼玉，在低溫熱處理前的紫色鋼玉帶藍色色帶
以上，在不需藉由高端儀器下，即可由肉眼或加上放大鏡來判斷鋼玉原礦標本是否經過熱處理。 如要為鋼玉原礦出具證書，應該進一步輔以儀器以科學數據來支持較具公信力。
Reference:1. Detection of low-Temperature treatment of pink sapphires, by Dr. Michael S. Krzemnicki, Swiss Gemmological Institute SSEF Switzerland March 2010
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紅寶石礦物標本的基本鑑定
紅寶石礦物標本的基本鑑定
紅寶石礦物標本的簡易鑑定
一般而言紅色寶石不多, 除紅寶(Ruby)外, 還有紅色綠柱石(Red Beryl), 紅碧璽( Rubellite ), 尖晶石(Spinel), 紅榴石Pyrope ( Garnet )等, … 要驗證, 可應用鋼玉特殊的物性, 特別是其高比重與高熱傳導.
我們分成含母岩或不含母岩. 如果是與母岩共生的標本, 因無法測知比重並觀察內含物, 則需依經驗由晶形及伴生礦物等特性結合儀器來鑑定. 當然，必要時可使用光譜學儀器(拉曼、紅外、螢光等)及元素分析的高端儀器。
I. 含母岩的紅寶石Matrix specimen:
1. 晶形與Color : 除肉眼看外, 可使用UV/Cherse(祖母綠) 鏡看. 一般最容易與紅寶石混淆的是紅色尖晶石, 一般看晶形可區別. 如以UV照或以祖母綠鏡看, 紅寶石具有亮紅的螢光.照片一: 左邊照片為尖晶石，此種尖晶石顏色接近紅寶石，稱為紅寶尖晶石，光從顏色很難區分紅寶石。右邊照片為尖晶石(左邊那顆)及紅寶石(右邊那顆)，顏色接近。兩顆標本皆來自緬甸。照片二: 左邊照片為螢光測試前。右邊照片為螢光測試時尖晶石也有一些發螢光，但遠不如右邊的紅寶石發出強螢光。
各紅色寶石所呈現的紅色色調不同, 且通常各有其特質, 如紅色綠柱石只長在流紋岩(Rhyolite)上. 紅碧璽通常會有其顯著的直條紋, 紅榴石則往往呈現石榴狀的結晶. 因此, 大多數狀況, 可被具經驗的藏家一眼就認出來.
2. 伴生礦物與母岩 : 有些可判斷產地, 如長在斜長方形解理清楚的方解石Calcite上, 為Mogok ruby(如下照片三). 與大理岩一起的為阿富汗或巴基斯坦 ( 雲南也有類似的 ). Wanza 的紅寶有奇特的晶形及Matrix. 寶石級的 Matrix ruby 主要是上述這三大地區. 以實地樣品比對, 不難區分.
3. 熱傳導: 紅寶石是紅色寶石中最高的, 用 Diamondmaster 測可達鑽石的 60% 位置. 其他的紅色寶石熱傳導低很多, 只有尖晶石稍接近紅寶. 其他紅色寶石熱傳導較低, 紅碧璽與尖晶石都不到鋼玉一半, 其他更低了。 因此，以Diamondmaster 來測紅寶石也是很好的小工具。
與母岩共生的標本, 只要確認晶體不是黏上去的, 基本上是沒有經過熱處理優化的天然標本.
照片三: 幾乎從Calcite母岩的典型解理即可確認紅色晶體即是紅寶石。
II 不含母岩時 ( Crystal or Rough )
照片四: 紅寶石晶體的結晶造型多樣，但還是容易與其他紅色寶石礦物區分 。當紅寶石, 不含母岩時或母岩很少時, 最簡單也最重要的一個驗證數據應該是密度, 宜使用可達0.0001克解析度(至少準確到0.001g)的密度測試天平, 測得的比重應在 4.05 左右, 在3.95及4.10 之間. 具此比重值的透明紅色礦物, 只有鋼玉, 也就是紅寶石. 如果標本具有天然的晶面或特質(如生長紋), 加上下述幾個特徵則幾乎可斷定為天然紅寶石。
再加上兩三項輔證測試就更萬無一失了
1. 晶形與Color : 除肉眼看外, 可使用UV/Cherse 鏡看. 一般最容易與紅寶石混淆的是紅色尖晶石, 一般看晶形可區別. 如以UV照或以祖母綠鏡看, 紅寶石具有亮紅的螢光. 再則, 各紅色寶石所呈現的紅色色調不同, 一般都無法具有純正紅色。通常各有其獨特的色調與結晶特質, 如紅色綠柱石的紅色有其特別的紫色調及獨特六角柱狀晶型. 紅碧璽通常會有其顯著的直條紋，顏色淺且深淺不均, 紅榴石則色深且往往呈現石榴狀的結晶，因此, 大多數狀況, 可被具經驗的藏家一眼就認出來. 當然, 我個人偏好比重測試，現代天平測比重可準確到小數三位，是很好的基本工具。
2. 熱傳導: 紅寶石的熱傳導幾乎是紅色寶石最高的, 用 Diamondmaster 測可達鑽石的 60% 位置. 其他紅色寶石熱傳導較低, 紅碧璽與尖晶石都不到鋼玉一半, 其他更低了.
3. 內含物: 如果有些部位透光且可看到內部, 可依之判斷人造與否、產地、是否高溫熱處理 ( enhancement ). 當看到內含物, 可完全確認其來源為天然. 由其是好的紅寶石, 其內含物幾乎是必然存在, 往往相當精彩. 有無熱處理, 很容易就可看出來.
4. 其他測試:
硬度: 高達九, 可劃傷石英調痕板，但屬於破壞性測試
折射率
偏光鏡 ( 可排除石榴石與尖晶石 )
磁性 ( 可排除石榴石 )
高端儀器: XRD可測出組成元素, 拉曼等測出光譜再比對data。
熱處理與否?
需用放大鏡或顯微鏡看, 熱處理的原石表面通常可以看到熔化的跡象(包括黏附的土或礦物, 還有晶面有熔融或局部熔融). 有些熱處理原石, 在熱處理前先以酸洗去表面的土, 因此看不太到土或礦物的熔化, 但可仔細看到晶面有熔融或局部熔融. 此種現象對於紅藍寶石都是如此.進一步可參閱:https://www.gemm.tw/custom_132955.html
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