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1、哈尔滨师范大学红宝石的优化及处理学 生 刘振指导教师 王艳茹年 级 2009 级专 业 资源勘查工程系 别 地理系学 院 地理科学学院哈尔滨师范大学2013 年4 月红宝石的优化及处理刘振摘要：红宝石是世界上珍贵的宝石之一。本文介绍了红宝石的优化及处理工艺。同时介绍了红宝石的处理过程。关键词：红宝石；优化；处理从古至今，红宝石(RUBY)一直都被认为世界上珍贵的宝石之一，历来都是达富贵人争相购买的首饰，又极具收藏价值。高品质的红宝石令人百看不厌，回味无穷。其他红色矿物与它那天生的自然美，“鸽血”红般艳丽的色彩相比都无法企及。我们中国人讲究红红火火，红色代表吉祥如意。而在西方国家，在王室的婚庆上
2、，也将红宝石作为婚姻的见证，被称为七月生辰石。一、红宝石资源成因红宝石的原生矿床主要有两种类型：形成于地幔的高温高压条件下，随岩浆喷出地表；区域变质作用下或接触变质作用下由一水硬铝石等变质而来。著名的产地有缅甸、阿富汗、巴基斯坦、坦桑尼亚、澳大利亚、泰国、柬埔寨、越南等 1。在中国的云南、安徽、青海也有一定质量的红宝石产出 2。虽然产地较多，但由于天然资源有限，且随着经济的发展人们对红宝石的需求日益增加，天然的红宝石越来越无法满足人们的需求，因此优化处理及合成红宝石应运而生。人工宝石的出现虽然一方面解决了不断扩大的市场供需矛盾，但另一方面却对珠宝市场带来了不小的冲击，影响了红宝石市场正常有序的
3、运行。因此，行之有效的珠宝鉴定工作显得倍加重要。阴极发光技术作为一种无损检测方法，近年来在宝石的测试与研究中得到了较为广泛的应用，不但可以用来区分天然和合成钻石，还可以用来鉴别天然与合成祖母绿、天然翡翠和处理翡翠及合成红蓝宝石。二、红宝石的性质红宝石的矿物名称是刚玉，国标规定所谓红宝石即红色的刚玉宝石，它包括了浅红到深红，所有红色调的刚玉宝石。化学式为Al 2O3，由于含微量的杂质元素Cr致色而呈红色(其它品种的红颜色宝石不能称作级宝石)。红宝石主要性质为：折射率：1.762-1.770，双折率为0.008-0.010，密度：4.00g/cm 3，具典型的吸收谱线，硬度与蓝宝石并排在钻石其后，
4、为第二大硬度9，因此只有钻石才能在其表面刻划，用它的一个棱角可以很容易的在玻璃的表面划出痕迹(玻璃的硬度一般为6以下)，因为红宝石裂理较发育，常见的红宝石其内部有很多的裂纹，即所谓红宝石的“十红九裂”。三、红宝石的加工工艺优化处理定义为除切磨和抛光以外，用于改善珠宝玉石的外观(颜色、净度或特殊光学效应)、耐久性或可用性的所有方法。优化处理可进一步划分为优化和处理两类。优化是指“传统的被人们广泛接受的使珠宝玉石潜在的美显示出来各种改善方法”，如热处理红宝石、浸无色油祖母绿及玉髓、玛瑙的染色处理。处理是指“非传统的尚不被人们广泛接受的改善方法”，如染色处理翡翠、辐照处理蓝钻石、表面扩散处理蓝宝石、
5、染色处理红宝石等。属于处理的宝石在出售和出鉴定证书时，必须特别标识，如红宝石(处理)、红宝石(玻璃充填处理)。红宝石常采用的热处理优化处理方法有：热处理、浸有色油、染色处理、充填处理及表面扩散处理。红宝石的热处理基本过程是将宝石放置在可控气氛和温度的加热设备中使其中致色离子的含量、价态和晶体结构等发生变化，进而去除蓝色成分，形成和获得更好的红色。这种方法历史悠久，其结果稳定、持久而被人们所接受。红宝石的浸有色油处理基本过程是将宝石放入红颜色的油中进行浸泡，然后取出，达到改善颜色和透明度的目的。这种方法因其结果不稳定、不持久而不被人们接受。红宝石的染色是一项古老的优化处理技术，基本过程是将经过淬
6、火的宝石放入不易褪色的无机和有机染料中，在低温加热条件下进行浸染，使之着色。这种方法因其结果不稳定、不持久，也不被人们所接受。红宝石的充填处理过程是在真空和加热条件下完成，使充填物质以玻璃态或液态浸人红宝石裂隙中，在充填过程中可以加入一些着色剂，充填处理的红宝石填补了裂隙和空洞掩盖了红宝石的瑕疵，使之颜色更加鲜艳。这种方法其结果相对较稳定，但也不被人们接受。红宝石的表面扩散处理基本过程是用化学方法在颜色浅的红宝石表面渗人微米级的铬元素，使颜色加深，或者产生星光效果。这种方法其结果稳定，但也不被人们接受。国家标准CB/T165522003珠宝玉石名称中做出明确规定：红宝石进行热处理定为优化，而浸
7、有色油、染色处理、充填处理、表面扩散均定为处理 3。四、红宝石的优化改善工艺（一）、热处理的红宝石热处理红宝石通常有二种方法将颜色为紫红、玫瑰红或粉红色的天然“红宝石”在氧化条件下,加热到1600-1700,使成份中的Fe 2+离子(蓝色色素离子)转变为Fe 3+离子。以消除红宝石中的蓝色调,使其转化为颜色纯正的红宝石。将质量较差的含有丝状包裹体红宝石,加热至1600-1900,在还原条件下,长时间加热(通常为几个月),使包裹体熔融并同红宝石组成固溶体,然后迅速冷却可去除丝状包裹体。从而提高红宝石的透明度；增强颜色,云雾状的缅甸红宝石多用此法处理 4。热处理红宝石的鉴定特征:1. 红宝石中针状
8、金红石包裹体变得短而粗,并且部分已发生熔融。2. 有些固态包裹体周围可见到呈断续圆环状或不规则状的应力裂隙, 这些裂隙在合适的光照条件下可见到干涉条纹。3. 红宝石内可见气液包裹体爆裂的现象。4. 有时在红宝石的表面可见到白色的水滴状的斑点或丝, 它是金红石包裹体中钛在高温环境中中间态的残留物。5. 在宝石腰棱及其附近的小面上, 经常可见热处理形成的一些熔蚀坑和麻点。6. 仔细观察, 宝石颜色局部有不均匀现象, 表现为红色基底上有橙红色的色斑。（二） 、注入充填的红宝石注入充填是将某些有色或无色的充填剂(油、石腊、塑料、玻璃等)注入到红宝石的裂隙、孔洞,甚至是孔隙之中,以掩盖其缺陷,减少内反射
9、；提高宝石的亮度和透明度,改善宝石颜色。注入充填的红宝石的主要鉴定特征为:1. 在光泽上红宝石与裂隙充填物之间存在着明显差异。用反射光放大检测处可见有干涉效应。若用热导仪的针头靠近裂隙有时会从中吸出油珠。2. 在宝石显微镜下仔细观察, 可见填隙材料中的流动纹和气泡。3. 在偏光镜下, 可见有均质充填物的全消光现象。4. 在长紫外线照射下, 裂隙处充填物发暗黄色荧光。而红宝石则为红色荧光。5. 如果充填物为高分子有机化合物, 则其对红外线有强烈的吸收作用。6. 用超声波清洗或加热后, 裂隙中可见有白色的沉积物。7. 另外, 注入处理的红宝石在外观上有油性特点。上述特征在水中或其它无色透明的溶液中
10、, 观察效果更好。（三） 、试剂染色红宝石试剂染色是将无色或淡色裂隙发育的天然刚玉,加热后浸入到染色剂中浸泡染红。染色红宝石的特征为:1. 染色红宝石的颜色不如天然红宝石自然,颜色发暗、发邪。2. 在放大40倍显微镜下观察浸入水中的宝石,可见红色染色剂在网状裂隙中富集,即颜色沿裂隙分布。3. 染色红宝石在长紫外线下,无红宝石所特有的红色荧光,而是在裂隙发育处有黄色荧光,对短紫外线反应不敏感。4. 染色红宝石的吸收光谱比天然红宝石的要弱,尤其是红区的铬线不清晰。5. 用电子探针分析其表面化学成份,也可发现染色剂的存在。五、红宝石的市场前景红宝石向来都极受宝石爱好者的钟情，加之其代表着炽热情感与喜庆吉祥的红色调，令红宝石成为中国消费者多年来热切追捧的彩宝品种。不明朗的全球经济气氛并未打击到红宝石，相反，在 2012 年第四季度举行的数项珠宝拍卖会上，多个顶级红宝石组均以令人咋舌的天价成交，这大大体现出优质红宝石的需求与潜力仍然十分强劲。参考文献：1 张蓓莉.系统宝石学M.北京：地质出版社， 2006：232-129.2 张义耀.宝玉石鉴赏M.北京：中国地质大学出版社，2007.3 GB T165532003中华人民共和国国家标准S 4 李劲松，赵松龄宝玉石大典( 下册)M 北京：北京出版社
