一例藍寶石仿制品(假藍寶石)的寶石學特征研究

朱紅偉,趙瀟雪,李 婷,燕 菲,陳淑祥

(1.山東省社會公正計量行有限公司，山東 濟南 250014；2.國家黃金鉆石制品質量監督檢驗中心，山東 濟南 250014；3.齊魯工業大學(山東省科學院)，山東 濟南 250353)

藍寶石，是剛玉寶石中除紅色的紅寶石之外，其它顏色剛玉寶石的通稱，主要成分是氧化鋁(Al2O3)。藍色的藍寶石，是由于其中混有少量鈦(Ti)和鐵(Fe)雜質所致。優質的藍色藍寶石價格昂貴。藍寶石的折光率1.76～1.77，雙折射率0.008，二色性強，非均質體，主要產地有克什米爾、泰國、斯里蘭卡、馬達加斯加、中國昌樂[1]。近年來，彩色寶石的市場蓬勃發展，藍寶石的仿制品以及優化處理手段也是不斷改進和升級，向珠寶首飾市場及鑒定機構發出了更大的挑戰，也給消費者帶來了更多的困惑，由此看來，準確鑒定寶石的真偽是質檢機構的首要任務，是為珠寶市場把關的第一道防線。

假藍寶石是一種鎂鋁硅酸鹽礦物，英文名稱是Sapphirine，與藍寶石的英文名稱Sapphire相似，故名假藍寶石。假藍寶石晶體通透，顏色常呈現藍色、藍綠色、灰藍色等，外觀與天然藍寶石也很相似，因此常被誤認為藍寶石。

假藍寶石是極為稀少的礦物，在珠寶市場上極少見到，假藍寶石產于富Mg-Al質的變質巖石中，與剛玉、尖晶石、堇青石等共生。世界上出產假藍寶石的國家和地區有馬達加斯加、南非、印度、格陵蘭、泰國、斯里蘭卡等[2-3]。

近期本實驗室收到一粒樣品，外觀與藍寶石極為相似，肉眼無法分辨，經常規寶石學特征測試以及紅外光譜儀、X熒光光譜儀、紫外可見光譜儀、光致發光光譜儀等儀器測試，確定該樣品為假藍寶石，此鑒定，為同行質檢機構的鑒定提供了一個警醒。

1 測試樣品

測試樣品為藍色，帶有綠色色調，透明，玻璃光澤，肉眼可見內部具有團絮狀包裹體，重0.170克，0.85克拉，尺寸6.84 mm×5.30 mm×2.75 mm(圖1)。

圖1 測試樣品

2 實驗方法

2.1 常規寶石學測試

采用寶石顯微鏡、折射儀、密度測試、紫外燈等儀器對樣品進行常規寶石學特征測試。

寶石顯微鏡分析采用南京寶光檢測技術有限公司生產的GVMI60型顯微攝像寶石顯微鏡，具有40倍連續變焦功能，并搭載canon佳能EOS600D照相機。

2.2 紅外吸收光譜

采用德國BUKER TENSOR 27型傅里葉變換紅外光譜儀，利用反射法對樣品的紅外吸收光譜進行測試，測試條件：室溫25℃，相對濕度40%，分辨率為8 cm-1，掃描次數為64次，測量范圍為400～2000 cm-1。

2.3 紫外可見光譜

采用廣州標旗光電科技發展股份有限公司的GEM3000型紫外-可見光分光光譜儀，測試條件：測試范圍為220 nm～1100 nm，分辨率0.5 nm，積分時間10s，平均掃描次數50，平滑寬度2，室溫25℃，相對濕度45%。

2.4 光致發光光譜

光致發光光譜儀采用廣州標旗光電科技發展股份有限公司PL-3000型光致發光光譜儀，測試條件：積分時間50 s，平均次數30，平滑度2，波長范圍400～1000 nm，室溫25℃，相對濕度45%，配備405 nm氬離子激發光源。

2.5 X射線熒光光譜

X射線熒光光譜分析采用江蘇天瑞儀器股份有限公司產EDX 3000Plus X射線熒光光譜儀，測試條件：室溫，管壓40kV，峰通道803.5，粗調碼66，管流300mA，濾光片3，準直器4mm，初始化通道2210，初始化元素Ag，測量時間30s，預熱時間300s，初始道50，結束道4095。

3 結果與分析

3.1 常規寶石學特征分析

樣品折射率為1.703～1.718，雙折射率為0.015，相對密度為3.60，摩氏硬度7～8，二色性強：淺藍綠色-近白色，在正交偏光鏡下呈現四明四暗特征，非均質體，紫外燈下無熒光反應。

在寶石顯微鏡下觀察樣品，寶石表面切磨良好，內部可見大量氣液兩相包體、指紋狀包體、晶體包體、圓盤狀包裹體(圖2)。具有典型的天然寶石內部包裹體特征。

圖2 放大觀察(40×)

3.2 紅外吸收光譜分析

樣品的紅外反射光譜的特征吸收峰為988 cm-1、822 cm-1、725 cm-1、606 cm-1、548 cm-1、498 cm-1、428 cm-1(圖3a)， 988 cm-1、822 cm-1是由于硅酸根及Si-O-Si的伸縮振動所致，725 cm-1、606 cm-1、548 cm-1是由于Si-O-Si的對稱伸縮振動所致，498 cm-1、428 cm-1是由于M-O及Si-O的振動所致[4]。樣品的紅外透射光譜在3100 cm-1～3700 cm-1范圍內具有寬的吸收帶(圖3b)，樣品呈現的紅外吸收光譜特征與假藍寶石的結構特征相吻合。

圖3 紅外吸收光譜

3.3 紫外可見光譜分析

樣品的紫外可見圖譜在400 nm～700 nm范圍內的吸收逐漸增強(圖4)，在橙紅色區域吸收最強。樣品呈現帶綠色色調藍色的原因，也是由于對橙紅色區域的吸收所引起的。

圖4 紫外可見光譜

3.4 光致發光光譜分析

樣品的光致發光光譜特征具有PL峰465 nm寬帶、760 nm寬帶、690 nm尖銳峰。

3.5 X射線熒光光譜分析

經X射線熒光光譜分析，樣品主要含有Fe和Ga元素，假藍寶石為鎂鋁硅酸鹽，由于鎂和鋁屬于輕元素，超出X射線熒光光譜儀的檢出范圍。Fe元素作為過渡金屬元素，常作為寶石致色的雜質元素存在。

圖5 光致發光光譜

圖6 X射線熒光光譜

4 結論

(1)該樣品具有與藍寶石相似的外觀，藍綠色，透明，玻璃光澤，折射率1.703～1.718，雙折射率為0.015，相對密度為3.60，摩氏硬度7～8，常規寶石學特征與藍寶石不同。

(2)紅外吸收光譜與藍寶石存在明顯不同，特征吸收峰為988 cm-1、822 cm-1、725 cm-1、606 cm-1、548 cm-1、498 cm-1、428 cm-1，與假藍寶石紅外吸收光譜特征一致。

(3)樣品的X射線熒光光譜顯示具有Fe和Ga元素，金屬過渡元素Fe應該是樣品的致色元素。

(4)該樣品寶石學名稱為假藍寶石。