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Wie prüft und identifiziert man künstliche Steine, die in Schmuck verwendet werden?
6 Merkmale, auf die Sie achten sollten
Es ist bekannt, dass verschiedene Arten von Edelsteinen unterschiedlichen Produktionsprozessen unterworfen sind, die den ursprünglichen Merkmalen der Edelsteine einen "Stempel" der Produktionstechniken aufdrücken, was zu unterschiedlich starken Veränderungen ihrer physikalischen und chemischen Eigenschaften und ihrer inneren Strukturen führt. Dies stellt höhere Anforderungen an die Identifizierungsarbeit und erhöht den Schwierigkeitsgrad. Aufgrund des erheblichen Wertunterschieds zwischen natürlichen und synthetischen Edelsteinen ist die Identifizierung ihrer Unterschiede jedoch besonders wichtig.
Bei der Identifizierung synthetischer Edelsteine besteht der allgemeine Ansatz darin, zunächst eine allgemeine Beobachtung durchzuführen, dann physikalische und chemische Tests vorzunehmen und schließlich Schlussfolgerungen zu ziehen.
Künstliche Edelsteine liefern den Gutachtern oft wichtige Informationen über ihr Aussehen, die ihnen helfen, Unterscheidungsmerkmale zu erkennen und ihre Echtheit zu bestimmen. Die Beobachtungsinhalte und -methoden sind wie folgt.
Inhaltsübersicht
Abschnitt I Farbe
Die Farbe ist eines der Hauptkriterien für die Bewertung des wirtschaftlichen Wertes von Edelsteinen. Die ideale Körperfarbe natürlicher Edelsteine ist extrem selten und teuer. Daher wird die Farbe fehlerhafter Farbedelsteine künstlich verändert oder es werden schöne künstliche Edelsteine hergestellt, um ein gutes Gleichgewicht zwischen Qualität und Preis zu erreichen.
Farbe ist eine Art elektromagnetische Welle mit einer bestimmten Wellenlänge. Die Farbe künstlicher Edelsteine ist die Mischfarbe des Restlichts, das Edelsteine durchlassen oder reflektieren, nachdem sie selektiv Licht verschiedener Wellenlängen des sichtbaren Lichtspektrums absorbiert haben. Daher kann die Farbe künstlicher Edelsteine in drei Arten unterteilt werden: reflektierte Farbe, transmittierte Farbe und Farbtemperatur. Die Menschen bewerten den Farbgrad künstlicher Edelsteine häufig anhand von Farbton, Sättigung, Helligkeit und Farbform.
(1) Farbton
Verschiedene Spektralfarben werden zur Charakterisierung von Edelsteinen verwendet. Die Farben von Edelsteinen werden in zwei Kategorien unterteilt: farbig und nicht farbig. Zu den ungefärbten gehören Schwarz, Weiß und Grau; zu den gefärbten gehören Rot, Orange, Gelb, Grün, Cyan, Blau und Violett, die in der Regel durch die Hauptwellenlänge dargestellt werden.
(2) Helligkeit
Die visuelle Transmissionsrate eines Edelsteins gibt den Helligkeitsgrad einer Farbe an. Sie ist proportional zu der Lichtmenge, die in das menschliche Auge eindringt. Die Farbstärke hängt vom Brechungsindex des Edelsteins, der Rationalität des Edelsteindesigns, der Glätte der Edelsteinoberfläche und der Farbtiefe des Edelsteins ab.
(3) Sättigung
Bezieht sich auf die Lebendigkeit einer Farbe, d. h. die Sättigung der einzelnen Hauptwellenlängen (monochromes Licht) im sichtbaren Spektrum. Je höher die Sättigung des monochromatischen Lichts (d. h. der prozentuale Anteil am Mischlicht), desto lebhafter ist die Farbe des Edelsteins.
(4) Farbverteilung
Bezieht sich auf die Form und Verteilung der Farbe in Edelsteinen.
(5) Kriterien für die Bewertung
Bei der Beobachtung der Farbe von Edelsteinen ist es notwendig, die Oberfläche des Edelsteins mit Auflicht (reflektiertes Licht) vor einem weißen Hintergrund zu untersuchen. Durchlicht sollte nicht zur Farbbestimmung verwendet werden; die beste Lichtquelle ist das Sonnenlicht oder eine gleichwertige Lichtquelle. Der Grund dafür ist, dass Edelsteine (insbesondere solche mit Rottönen) unter Glüh- und Fluoreszenzlicht leicht unterschiedlich erscheinen können.
(6) Bewertungsstandards
Anhand von Faktoren wie der Reinheit des Farbtons, der Farbintensität, der Farbsättigung und der Qualität der Farbform kann die Farbe von Edelsteinen in drei Stufen eingeteilt werden: gut, mittel und durchschnittlich.
Abschnitt II Glanz
Der Glanz eines Edelsteins bezieht sich auf seine Fähigkeit, sichtbares Licht von seiner Oberfläche zu reflektieren, was vom Brechungsindex und der Oberflächenglätte des Edelsteins abhängt. Mit anderen Worten, der Glanz eines Edelsteins ist die Summe der reflektierten und durchgelassenen Lichtmenge. Der Glanz von Edelsteinen kann unterteilt werden in:
(1) Metallischer Glanz
Eine Art von Glanz, den metallische Oberflächen aufweisen, wenn der Brechungsindex des Edelsteins größer als 3 ist. Beispiele sind natürliches Gold, natürliches Silber und Hämatit.
(2) Diamantglanz
Der Brechungsindex von Edelsteinen liegt im Allgemeinen zwischen 2,0 und 2,6, was sich an der Art des Glanzes auf der Oberfläche von Diamanten zeigt.
(3) Sub-Diamant-Glanz
Der Brechungsindex von Edelsteinen liegt zwischen 1,9 und 2,0 und damit zwischen dem von Diamanten und Glasglanz, wie z. B. Zirkon.
(4) Glasglanz
Der Brechungsindex von Edelsteinen liegt zwischen 1,54 und 1,90 und weist einen Glanz auf, der dem von Glasoberflächen ähnelt. Die meisten Edelsteine, wie z. B. Kristalle, Korunde, Smaragde und ihre synthetischen Gegenstücke, gehören zu diesem Typ.
(5) Unter-Glas-Glanz
Der Brechungsindex von Edelsteinen liegt zwischen 1,21 und 1,54, mit einem Reflexionsvermögen, das etwas niedriger ist als das von Glas, aber höher als das von erdigem Glanz (den Edelsteine nicht besitzen), wie Opal und Fluorit.
(6) Besonderer Glanz
Einige Edelsteine haben besondere Strukturen, die einen einzigartigen Glanz erzeugen können, der sich von den oben genannten unterscheidet, z. B. Perlglanz (ein trübes Schillern), Seidenglanz (verursacht durch faserige Aggregate, wie Tigerauge), Fettglanz (wie Bernstein) und Asphaltglanz (wie Jet und andere schwarze Edelsteine).
Der Glanz von Edelsteinen verändert sich oft nach dem Polieren, wobei er meist zunimmt.
Abschnitt III Dichte
Die Dichte bezieht sich auf die Masse pro Volumeneinheit. Dichte = Gewicht/Volumen
Verschiedene Stoffe haben unterschiedliche Dichten. Die Größe der Dichte hängt vom Atomgewicht der einzelnen Elemente, dem Atom- oder Ionenradius und der Packungsmethode ab.
(1) Berechnungsmethode
Durch Analyse der Zusammensetzung und Struktur des Edelsteins kann die Summe der Atomgewichte der Elemente in der kristallchemischen Formel des Edelsteins (M) , die Anzahl der Moleküle in der Einheitszelle entsprechend der kristallchemischen Formel (Z) und das Einheitszellenvolumen (V) berechnet werden. Anhand dieser Formel kann die Dichte des Edelsteins berechnet werden (Dm)
Dm=MZ×1.6608-10-24/V
(2) Wägemethode
① Wiege die Masse des Edelsteins in der Luft (m) ;
② Wiegen Sie die Masse des Edelsteins in Flüssigkeit (m1) ;
③ Berechnen Sie die Massendifferenz zwischen m und m1(m-m1) ;
④ Ergebnisdarstellung.
Berechnen Sie den Dichtewert anhand der Formel.
ρ=m/m-m1×ρ0
In der Formel:
ρ ist die Dichte der Probe bei Raumtemperatur (g/cm3) , m ist die Masse der Probe in Luft (g) ;
m1 ist die Masse der Probe in Flüssigkeit (g) ;
ρ0 die Dichte der Flüssigkeit bei verschiedenen Temperaturen(g/cm3) .
(3) Vergleichsmethode
① Bereiten Sie eine gleich schwere Flüssigkeit mit einer Dichte von 2,57 g/cm3, 2,67 g/cm3, 3,05 g/cm3 , 3,32 g/cm3 zur Verwendung;
② Tauchen Sie die gereinigte Probe mit einer Pinzette vollständig in die Flüssigkeit mit bekannter Dichte ein;
③ Drücken Sie die Pinzette gegen die Innenseite des Flüssigkeitsbehälters, um Luftblasen zu entfernen;
④ Tauche die Probe in eine schwere Flüssigkeit und lasse die Pinzette los, um die Dichte der Probe zu bestimmen.
- Die Probe sinkt, was bedeutet, dass ihre Dichte größer ist als die der schweren Flüssigkeit;
- Die Probe schwimmt, was bedeutet, dass ihre Dichte geringer ist als die der schweren Flüssigkeit;
- Die Probe schwimmt in der schweren Flüssigkeit, und ihre Dichte ist fast gleich der der schweren Flüssigkeit.
Je nach der Geschwindigkeit, mit der die Probe in der schweren Flüssigkeit aufsteigt oder sinkt, wird die schwere Flüssigkeit so lange gewechselt, bis ihre Dichte derjenigen der Probe sehr nahe kommt.
Abschnitt IV Besondere optische Effekte
Die besonderen optischen Effekte von Edelsteinen entstehen durch die Reflexion (Brechung, Streuung) von Einschlüssen am Licht, die selektive Absorption von Licht oder die Interferenz von Licht.
1. Besondere optische Effekte, die durch Lichtreflexion (Brechung, Streuung) entstehen
① Katzenaugen-Effekt
Unter Beleuchtung zeigen facettierte Edelsteine seidenartige Lichtbänder, die sich parallel auf ihrer Oberfläche bewegen können und an die Iris eines Katzenauges erinnern. Edelsteine wie Chrysoberyll, Turmalin, Beryll, Apatit, Quarz, Pyroxen und synthetisches Katzenauge weisen häufig den Katzenaugeneffekt auf.
② Stern-Licht-Effekt
Die gewölbten Edelsteine zeigen bei Beleuchtung sich kreuzende Lichtbänder auf ihrer Oberfläche, die dem Sternenlicht am Nachthimmel ähneln und daher als Sternenlichteffekt bezeichnet werden. Es gibt dreistrahlige, vierstrahlige, sechsstrahlige, zehnstrahlige und zwölfstrahlige Varianten usw. Zu den Edelsteinen, die den Sternenlichteffekt aufweisen, gehören u. a. Diopsid, Granat, Rubin, Saphir und synthetischer rotblauer Sternenlichtsaphir.
③ Nugget-Effekt
Der Edelstein enthält eine große Anzahl undurchsichtiger oder durchscheinender fester Einschlüsse wie Glimmer, Pyrit, Hämatit, Metallflocken usw., die in parallelen Zwillingskristallebenen angeordnet sind und unter Licht eine sternförmige, helle und lebendige Farberscheinung reflektieren. Beispiele hierfür sind Sonnenstein, Sternquarz und Nuggetstein.
2. Besondere Effekte, die durch selektive Lichtabsorption erzeugt werden
Farbwechseleffekt: Das Phänomen, dass Edelsteine unter verschiedenen Lichtquellen unterschiedliche Farben aufweisen, wird als Farbänderungseffekt bezeichnet. Beispiele sind Alexandrit, Saphir, Turmalin, synthetischer Alexandrit usw.
3. Besondere Effekte, die durch die Interferenz von Licht entstehen
① Farbspiel-Effekt
Wenn ein Edelstein eine lamellare Zwillingsstruktur aufweist oder zahllose regelmäßig angeordnete kugelförmige Siliciumdioxidteilchen enthält, wird das irisierende Blinkphänomen, das sich im Licht zeigt, als Farbspieleffekt bezeichnet. Beispiele hierfür sind Labradorit, Opal, synthetischer Opal usw.
② Halo-Effekt
Die Luft oder Feuchtigkeit, die die Risse, Spalten oder Spalten in Edelsteinen ausfüllt, führt bei Beleuchtung zu schillernden Interferenzstreifen, dem so genannten Halo-Effekt, der häufig bei Quarz zu beobachten ist.
4. Künstlich schillernder Effekt
Edelsteinveredelungen können einzigartige optische Effekte aufweisen, die bei natürlichen Edelsteinen nicht zu finden sind, wie z. B. das schillernde Phänomen der Metallbeschichtungen.
Künstliche optische Spezialeffekte wie der künstliche Katzenaugeneffekt, der Sternenlichteffekt, der Farbwechseleffekt usw. unterscheiden sich bei aufmerksamer Betrachtung von den optischen Spezialeffekten, die in natürlichen Edelsteinen natürlich vorkommen, und wirken besonders hell, unnatürlich, nicht lebendig und steif.
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Abschnitt V Äußere Merkmale
1. Eigenschaften der Oberfläche
Nachdem der Edelstein mit verbesserten Verfahren behandelt wurde, weist seine Oberfläche oft mikroskopische Merkmale auf, die bei natürlichen Edelsteinen nicht zu finden sind. . Wie die Oberfläche von Hochtemperatur-und Hochdruck-Behandlung von Edelsteinen sichtbare Korrosion Grube Flecken; es wird Farbe Flecken auf der Oberfläche nach hochenergetischen Teilchenbestrahlung sein. Gefärbt oder gefüllt, Pigmente oder Füllungen in Risse oder Poren von Edelsteinen verteilt; Starke Säure (Alkali) Reinigung Behandlung, wird es Netzwerk Risse auf der Oberfläche von Edelsteinen (Jade) sein.
Die Oberflächeneigenschaften von Diamanten, die mit der Kristallkatalysatormethode synthetisiert wurden, können aufgrund von Änderungen der Wachstumsbedingungen variieren. Wenn die Temperatur zu niedrig ist, stehen die Ränder des Kristalls oft hervor, während das Zentrum konkav ist, und einige können eine vollständig konkave Oberfläche aufweisen; wenn die Temperatur zu hoch ist, lösen sich die neu gebildeten Kristallflächen auf, wobei sich die Ränder zuerst auflösen, wodurch der gesamte Kristall abgerundet wird; unter geeigneten Temperaturbedingungen sind die Kristallflächen glatt und die Kristallkanten gerade. Außerdem können auf der synthetischen Diamantfläche {111} dreieckige Vorsprünge und spiralförmige Muster auf kubischen oder oktaedrischen Kristallflächen erscheinen, die sich in Richtung {110} erstrecken.
2. Merkmale der Formation
Qualitativ hochwertige künstliche Edelsteinkristalle werden während ihres Wachstums häufig durch Produktionsanlagen, Kontrollsysteme, Wachstumsorientierung und Kristallisationsgeschwindigkeit beeinflusst, insbesondere bei den Kristallformen von synthetischen Edelsteinen, künstlichen Edelsteinen und rekonstruierten Edelsteinen.
(1) Eigenschaften von künstlichen Edelsteinen, die durch Flammenschmelzen hergestellt werden
Kristalle, die mit der Flammenschmelzmethode gezüchtet werden, haben im kontinuierlich rotierenden Zustand unterschiedliche Dicken, wenn die Temperaturverteilung horizontal und vertikal ungleichmäßig ist, was die Form des Kristalls nach der Kristallisation stark beeinträchtigt. Wenn die Zuführungsgeschwindigkeit, die Temperatur und die Abstiegsgeschwindigkeit während des Wachstumsprozesses gut aufeinander abgestimmt sind, haben die entstehenden birnenförmigen Kristalle eine konvexe Oberseite; wenn die Abstimmung schlecht ist und die Wärme nicht ausreicht, haben die birnenförmigen Kristalle eine flache Oberseite; wenn das Gleichgewicht stark gestört ist, mit einem erheblichen Mangel an Wärme und einem übermäßigen Sauerstoffdruck, ist die Oberseite der birnenförmigen Kristalle konkav, und Kristalle mit einer konkaven Oberseite sind hohen Spannungen ausgesetzt und neigen zur Rissbildung. Kristalle, die nach dem Flammenschmelzverfahren gezüchtet werden, weisen häufig bogenförmige Wachstumslinien und Farbbänder im Inneren auf, und manchmal entstehen Risse senkrecht entlang der Kristallachse (wie bei synthetischem Spinell).
(2) Merkmale von künstlichen Edelsteinen, die durch hydrothermale Verfahren hergestellt werden
Mit dem hydrothermalen Verfahren lassen sich relativ perfekte, hochwertige und große Kristalle züchten, die natürlichen Edelsteinen ähneln. Faktoren wie die Übersättigung der Lösung, die Eigenschaften und die Konzentration der Mineralisatoren, die Temperatur und der Temperaturunterschied in der Wachstumszone, der Druck und der Füllungsgrad innerhalb des Behälters, die Ausrichtung der Impfkristalle, die Kulturmaterialien, die Verunreinigungen und die Konvektionsleitbleche wirken sich auf die Größe, Qualität und Form der Kristalle aus. Aufgrund unterschiedlicher Umwelteinflüsse während des Wachstumsprozesses können synthetische Kristalle jedoch in unterschiedlichem Maße Defekte wie Zwillingsbildung, Einschlüsse, Versetzungen, Ätztunnel und Wachstumsstreifen aufweisen. Anhand der Erscheinungsmerkmale von Zwillingen lassen sich diese in vier Typen einteilen: konkave Zwillinge, polyedrische Zwillinge, wulstige Zwillinge und fusselartige Zwillinge.
Die durch hydrothermale Verfahren synthetisierten roten (blauen) Edelsteinkristalle sind meist dickplattig oder plättchenförmig, wobei häufige Formen hexagonale Bipyramiden {224(_)1} und {224(_)3} sind, gefolgt von Rhomboedern {011(_)1}, gelegentlich sieht man auch komplexe trigonale Bipyramiden {358(_)1}, {134(_)1} und parallele Doppelflächen {0001}. Auf den hexagonal-bipyramidalen Kristallflächen sind verschiedene Wachstumsmuster üblich, wobei zungen- oder tropfenförmige Wachstumshügel, stufenförmige Wachstumsterrassen, gitterartige Wachstumstexturen und unregelmäßige Wachstumsstreifen mit gelegentlichen radialen Faserstreifen häufiger sind. Obwohl die Farben von hydrothermal synthetisierten Korund-Edelsteinen einheitlich und die Kristalle glänzend und transparent sind, können einige Kristalle Rissbildungen aufweisen. So kann die Rissbildung bei synthetischen Rubinkristallen auf zwei Arten auftreten: zum einen entlang der Oberfläche des Impfkristalls und zum anderen als unregelmäßige, netzartige Risse auf der (2243)-Kristalloberfläche, während die Rissbildung bei synthetischen gelben Saphirkristallen in drei Situationen auftreten kann: erstens,
zwei Gruppen Risse entlang der Richtung des Kristallrhomboeders; zweitens Risse entlang der Mitte der Impfkristallplatte; und drittens Risse entlang der Grenzfläche zwischen dem Impfkristall und dem Kristall.
(3) Flux-Methode künstlichen Edelstein morphologischen Eigenschaften
Die nach der Flux-Methode gezüchteten Edelsteine haben, ähnlich wie die hydrothermale Methode, kleinere Kristallgrößen. Hohe Eigenspannungen führen häufig zu Kristallfragmentierung und zerstörerischen Phasenübergängen. Die Kristalloberflächen sind häufig mit Flussmittelkomponenten beschichtet und weisen gerade Wachstumsstreifen, Wachstumshügel oder spiralförmige Linien auf.
(4) Merkmale von künstlichen Edelsteinen, die nach dem Ziehverfahren hergestellt werden
Die mit der Ziehmethode gezüchteten Edelsteine sind zylindrisch und weisen Keimkristallspuren auf, und die Grenzflächen weisen Versetzungen und gekrümmte Wachstumsstreifen auf.
(5) Merkmale von künstlichen Edelsteinen, die nach dem schmelzgeführten Verfahren hergestellt werden
Bei den nach dem schmelzgeführten Verfahren gezüchteten Kristallen handelt es sich um Formkristalle. Mit dieser Methode können Drähte, Rohre, Stäbe, Bleche, Platten und verschiedene andere Sonderformen von Kristallen direkt aus der Schmelze herausgezogen werden, und ihre Abmessungen können genau auf die Nutzungsanforderungen zugeschnitten werden. Da bei der schmelzgeführten Methode jedoch wie bei der Kristallzieh-Methode Impfkristalle verwendet werden, weisen die gezüchteten Kristalle Spuren von Impfkristallen auf.
(6) Merkmale von künstlichen Edelsteinen, die durch Hochtemperatur- und Hochdruckverfahren hergestellt werden
Synthetische Diamanten, die durch Hochtemperatur- und Hochdruckverfahren gezüchtet werden, haben im Allgemeinen kubische und oktaedrische Kristallformen. Während des Wachstumsprozesses ist die Kristallform bei konstantem Druck und großem Temperaturgefälle ein Oktaeder, das nur von {111}-Flächen umgeben ist und häufig {110}, {113} und andere hochindizierte Kristallflächen aufweist; bei konstanter Temperatur und steigendem Druck ändert sich die Kristallform des Diamanten von oktaedrisch zu kubisch; bei konstantem Druck und steigender Temperatur ändert sich die Kristallform des Diamanten von kubisch zu oktaedrisch. Diamanten, die nach der "BARS"-Methode synthetisiert werden, weisen eine hexoktaedrische Kristallform auf oder zeigen leichte Verzerrungen der Kristallform (z. B. ungleichmäßige Entwicklung, Fehlen einer bestimmten Kristallfläche oder ungleichmäßige Kristallflächen usw.).
Abschnitt VI Interne Merkmale
Die inneren Merkmale der Edelsteine, vor allem die Eigenschaften der Einschlüsse, sind die wichtigsten Unterscheidungsmerkmale, gefolgt von den inneren Brüchen, der Spaltung und den Diffusionshalos.
1. Einschlüsse
Einschlüsse sind für die Identifizierung von größter Bedeutung, insbesondere bei der Unterscheidung zwischen natürlichen und synthetischen Edelsteinen und bei der Identifizierung der gleichen Art von Edelsteinen unterschiedlicher Herkunft. Sie können nach ihrem Existenzzustand in drei Typen eingeteilt werden: gasförmig, flüssig und fest, und nach ihrer Entstehungsfolge in drei Kategorien: primär, syngenetisch und epigenetisch.
(1) Einschlüsse natürlicher Edelsteine
Künstlich veränderte Edelsteine enthalten oft (Rest-)Einschlüsse von natürlichen Edelsteinen (oder synthetischen Edelsteinen). Dabei handelt es sich um Einschlüsse der gleichen oder verschiedener Arten, die während der Kristallisation in den natürlichen Edelstein eingearbeitet wurden. Diese Einschlüsse sind innerhalb des Hauptkristalls zufällig kombiniert und weisen unterschiedliche Anordnungen, Größen und Formen auf. Die Untersuchung von Einschlüssen ist ein faszinierendes und sehr lehrreiches Thema in der Gemmologie. Die Muster der Einschlüsse können wertvolle Informationen über das physikalische und chemische Umfeld während des Wachstums des Hauptkristalls liefern; die Einschlüsse von Edelsteinen unterschiedlicher Herkunft sind einzigartig, so dass die Einschlüsse bestimmter Edelsteine von einzigartigen Orten oft den betreffenden Edelstein und seine Herkunft charakterisieren.
① Klassifizierung der Einschlüsse nach Phasen
- Flüssige und gasförmige Einschlüsse befinden sich in den Hohlräumen des Hauptkristalls, die verschiedene Formen annehmen können, z. B. leere Hohlräume, rund, oval, keilförmig oder geweihförmig. Sie variieren in ihrer Größe, wobei größere Einschlüsse mit bloßem Auge sichtbar sind. Kleinere hingegen sind unter dem Mikroskop nicht zu erkennen und erscheinen als winzige Punkte, die regelmäßig oder unregelmäßig verteilt sind. Wenn sie zahlreich sind, können sie den Hauptkristall trüb oder milchig erscheinen lassen und seine Transparenz beeinträchtigen.
- Feste Einschlüsse können kristallin oder amorph sein. Amorphe (glasartige) Einschlüsse befinden sich ebenfalls in Hohlräumen, füllen den gesamten Raum oder einen Teil davon aus und sind in der Regel nur unter dem Mikroskop zu erkennen. Sie sind häufiger in Edelsteinen anzutreffen, die durch Magmakondensation oder Flammenschmelze entstanden sind, wie z. B. Basalt, Feldspat in Rhyolith, Leuzit, gewöhnliches Pyroxen, Quarz und so weiter.
Kristalle oder kristalline Einschlüsse in festen Einschlüssen, vollkristallisiert oder in körniger, nadeliger, flockiger, schuppiger, feiner Pulverform und mikrokristallin, sind oft unregelmäßig angeordnet. Einige können jedoch auch parallel angeordnet sein, wie z. B. die parallele Anordnung von Calcitflocken in Diopsid. Kristalline Einschlüsse sind oft parallel angeordnet, d. h. sie sind parallel zu einer bestimmten Kristallfläche und behalten eine kristallografische Richtung relativ zum Hauptkristall bei. Beispielsweise sind die kristallinen Einschlüsse in Kobalt-Kupfer-Pyroxen nadelförmig oder dünnblättrig, jeweils parallel zu den Rändern einer Kristallzone und der C-Achse, wobei eine Fläche dieser Zone parallel zur (100)-Fläche des alten Kupferpyroxens verläuft, das aufgrund des Vorhandenseins dieser feinen Flocken auf der (100)-Fläche einen Metallglanz aufweist.
Verschiedene feste Einschlüsse, die manchmal in großen Mengen in den Kristallen vorhanden sind, können eine Farbänderung des Hauptkristalls bewirken. So wird Zeolith beispielsweise häufig durch zahlreiche feine Hämatitflocken rot gefärbt. Im Gegensatz dazu wird gewöhnliches Pyroxen häufig durch Magnetit grün oder schwarz gefärbt, was die Mineralzusammensetzung manchmal erheblich beeinflussen kann.
② Klassifizierung der Entstehungsfolge von Einschlüssen
Natürliche Edelsteineinschlüsse lassen sich anhand des Altersverhältnisses zwischen dem Hauptkristall und dem Gastkristall wie folgt klassifizieren:
- Primäre Einschlüsse. Sie bilden sich vor dem Wachstum des Hauptkristalls und koexistieren mit Mineralkristallen oder Schmelzrückständen einer früheren Generation, wie Aktinit und Biotit in Smaragden, Epidot in Quarz, Pyrrhotit in Diamanten und Spinell in Rubinen. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass primäre Einschlüsse immer Mineralien sind.
- Syngenetische Einschlüsse. Sie wachsen gleichzeitig mit dem Hauptkristall und sind in ihm enthalten und gehören zu denselben geochemischen Muttergesteinskomponenten wie der Hauptkristall. Wie Aquamarin in Albit, Muskovit, Quarz, Pyralspit und Turmalin; wie Andalusit, Korund, Granat und Quarzrutil; Peridot, Granat und Pyroxen in Diamanten; Calcit und Dolomit in Rubinen, Smaragden und Spinellen.
Die Einschlüsse, die ebenfalls durch Entschmelzung entstehen, gehören ebenfalls zum syngenetischen Zustand. So verursacht z. B. der aufgeschmolzene Albit im Orthoklas die Ausrichtung der Mondsteineinschlüsse oder der aufgeschmolzene nadelförmige Rutil den "fadenförmigen" Effekt (Sternenlicht) in Korund-Edelsteinen. Unter Umschmelzen versteht man die Trennung der ursprünglich homogenen festen Schmelze (Mischkristall) in zwei unterschiedliche Kristallphasen. Das Entschmelzen erfolgt in der Regel beim Abkühlen des Mischkristalls, und die entschmelzenden Mineraleinschlüsse sind oft kristallin ausgerichtet.
Auf der Grundlage der Orientierungstypen von syngenetischen Mineraleinschlüssen, die mit ihrem Hauptkristall koexistieren, können sie entweder als epitaxial oder koaxial unterschieden werden. Hat der Gastkristall eine andere chemische Zusammensetzung als der Wirtskristall, aber eine ähnliche strukturelle Beziehung (eindimensionales oder zweidimensionales Gitter), ist der Unterschied zwischen den beiden Mineralen nur strukturell (gleiche chemische Zusammensetzung), dann wird das geometrische Kristallgerüst, das an den Wirtskristall gebunden ist, als koaxial bezeichnet. Zum Beispiel ist der hexagonale Graphit in kubischen Diamanten ein solcher Fall.
- Epigenetische Einschlüsse. Sie siedeln sich erst dann im Hauptkristall an, wenn sie vollständig ausgebildet sind, d. h., dass fremde Lösungen (die durch Fremdstoffe verunreinigt sind) in Risse oder Spalten eindringen und beim Trocknen ihre ungelösten Stoffe ausfällen, wobei einige amorph werden und andere kristalline Innenwände bilden. Diese Risse sind oft mit Fremdstoffen gefüllt, die in Edelsteinen recht häufig vorkommen und nicht verheilt sind. Limonit ist ein epigenetischer Einschluss in vielen Edelsteinen. Viele Reste von Injektionsmitteln, die in künstlich behandelten Edelsteinrissen zurückbleiben, gehören ebenfalls zu den epigenetischen Einschlüssen.
Während des Kristallisationsprozesses werden die zuvor ausgefällten Minerale oft wieder instabil, verformen sich oder lösen sich in der neuen Umgebung vollständig auf. Die Ursachen für diese Instabilität sind sehr unterschiedlich und führen zu einer phasenweisen Entwicklung der Mineralien unter Wechselwirkung. Der komplexe Entstehungsprozess von Edelsteinen und ihren Einschlüssen hat oft seine offensichtlichen Zeichen. So ist das körnige Aussehen des rotbraunen Granats aus Sri Lanka auf zahlreiche winzige Apatitkristalle in der Paisley-Struktur zurückzuführen; die kolumbianischen Smaragde von Muzo haben gelblich-braune Calcium-Cerit-Säulen. Zwillingskristalle aus Calcit- oder Dolomitflocken und kleine "Nadelnetze" aus Paisley-Rutil in Rubinen aus Myanmar; rote Uran-Pyrochlor-Kristalle in Saphiren aus der Khmer-Balling-Region; können als Merkmale für die Herkunft des Edelsteins verwendet werden.
Einschlüsse in Edelsteinen haben oft faszinierende Formen und erzeugen besondere Effekte im Erscheinungsbild der Edelsteine, die das Interesse von Käufern und Sammlern wecken und für die wissenschaftliche Forschung von großem Wert sind.
(2) Einschlüsse in synthetischen Edelsteinen
Jede Erfindung und Innovation von synthetischen Nachbildungen muss sich Herausforderungen stellen und neue Identifizierungsmethoden finden. Auch bei synthetischen Edelsteinen gibt es verschiedene Beispiele und entscheidende Faktoren für die Unterscheidung zwischen "natürlichen" und "künstlichen" Edelsteinen. Auch wenn synthetische Edelsteine den Entstehungsprozess natürlicher Edelsteine in erheblichem Maße simulieren, lassen sich dennoch spezifische Unterschiede zur Identifizierung nutzen. Eine der wichtigsten und meist unfehlbaren Methoden ist die mikroskopische Untersuchung von Einschlüssen.
① Einschlüsse in synthetischen Edelsteinen
- Glas: Neben unregelmäßig geformten Verunreinigungen gibt es unzählige Blasen unterschiedlicher Größe. Die Konsistenz der Blasengröße und die Ebenheit der Struktur sowie ausgeprägte Wirbelkonturen, die von großen Blasen begleitet werden, sind zweifellos zuverlässige Indikatoren für Glas.
- Plastisch: Fließende Textur und seine graue Interferenzfarbe, faserige winzige und undurchsichtige weiße Partikel, die "fingerabdruckähnlichen Objekten" ähneln.
- Das "Fingerabdruck"-Muster in Strontiumtitanat durch die Schmelzflammenmethode und das bunte Dehnungsmuster, das durch die Dehnung erzeugt wird; die "Fahnenrisse" und die Anordnung von Kugeln oder linearen Partikeln aus ungeschmolzenen Rückständen in Yttrium-Algarn; der rekonstruierte Türkis hat eine typische körnige "Euryal-Pulver"- oder "Getreide"-Struktur; synthetisches kubisches Zirkoniumdioxid hat Blasen, Flussmittel usw.
② Zusammengesetzter Stein
Oft sind zahllose helle Punkte und nadelartige Objekte, Blasen und ein Netz von Rissen zu sehen, die durch das Zusammenziehen großer Blasen auf der Kontaktfläche entstehen.
③ Einschlüsse in synthetischen Edelsteinen
"Fahnenrisse", "Ketten"-Tröpfchen aus Flussmittelrückständen, Röhren, "Brotkrumen", geschwungene Wachstumslinien, zahlreiche Blasen, "Schlangenmuster", "Bienenwaben"- oder "Hühnerstall"-Strukturen (synthetische Opale) , Silliberyllium in synthetischen Smaragden, Samenplättchen. Die synthetischen Saphire, die von der japanischen Fine Factory nach der Floating-Zone-Methode gezüchtet werden, fallen durch die Uneinheitlichkeit des unscharfen Paisleys auf, das an die dunstige Innenszene von Kaschmir-Saphiren erinnert.
- Hochtemperatur-Hochdruckverfahren zur Synthese von Edelsteinen: Jadeit hat keine "Jadequalität" und erscheint unter einem Farbfilter rot.
- Hydrothermal gezüchtete Edelsteine: Gas-Flüssigkeits-Einschlüsse, Fest-Flüssigkeits-Einschlüsse, Impfkristalle und Ablagerungen an den Gefäßwänden.
- Flammenschmelzverfahren zur Synthese von Edelsteinen: keine Gas-Flüssigkeits-Zweiphaseneinschlüsse, kann Glasblasen aufweisen, ungeschmolzenes Pulver, dichte bogenförmige Wachstumsringe oder Farbbänder, Sternlinien sind klar und werden an den Schnittpunkten nicht breiter oder heller; die Tafel der facettierten Edelsteine ist parallel zur C-Achse und zeigt Pleochroismus, wobei sich die Farben von innen nach außen vertiefen; synthetischer Spinell weist optische Anomalien auf.
- Schmelzverfahren für die Züchtung von Edelsteinen: Es gibt Tiegelmaterialien wie Mo, W, Pt, Ir usw. mit gelegentlichen Gaseinschlüssen und unvollständig geschmolzenem pulverförmigem Rohmaterial, wolkenartige Blasenaggregate und gebänderte Einschlüsse erscheinen um den Impfkristall. Bei der Ziehmethode können längliche Gaseinschlüsse beobachtet werden. Bei der rotierenden Ziehmethode sind sehr feine, gekrümmte, bogenförmige Wachstumsmuster mit gelegentlichen subtilen, rauchartigen, weißlichen, wolkenartigen Substanzen zu sehen.
- Zonenschmelzverfahren und Floating-Zone-Verfahren zur Synthese von Edelsteinen: Internes Wachstum und Farbzonierung erscheinen chaotisch und gekrümmt, mit Blasen im Kristall.
- Geführtes Formverfahren zur Synthese von Edelsteinen: Die Gaseinschlüsse, die zu den Poren führen, und die Defekte der Impfkristalle gelangen auch in die Kristalle, in denen sie wachsen.
④ Verbesserung der Edelsteine
Die Einschlüsse in veredelten Edelsteinen, abgesehen von den vor der Veredelung vorhandenen Einschlüssen, entstehen meist während des Veredelungsprozesses. Siehe Tabelle 6-1 für Details auf der Website: https://sobling.jewelry/improving-gemstones-the-art-and-science-of-enhancing-jewels/
2. Fraktur
Künstliche Veränderungsprozesse können dazu führen, dass die ursprünglichen Brüche von Edelsteinen heilen oder verschwinden und die ursprünglichen Brüche verbreitern oder vergrößern. Verheilte Brüche weisen oft Heilungsspuren (meist glasig) auf, während neu hinzugekommene Brüche meist Ausbruchmuster, Erosionsmuster oder Erosionsgruben sind. Diese neu hinzugekommenen Netzrisse sind konkav und oft mit Füllmaterial gefüllt.
3. Farbphänomen
Bei Edelsteinen, die einer Energieaktivierung und einer chemischen Reaktion unterzogen wurden, kommt es häufig vor, dass feste Einschlüsse der ursprünglichen Farbe abgetragen werden und Fremdionen eindringen, was dazu führt, dass Farbatome (Ionen) eine interne und externe Diffusion erfahren und Farbbänder, Farbhalos, Farbflecken und andere unterschiedliche Farbmerkmale bilden, die ungleichmäßig im Edelstein verteilt sind oder an der Oberfläche, in der Oberflächenschicht oder im Edelstein verstreut sind oder in den Brüchen des Edelsteins verteilt sind, insbesondere wenn der Farbstoff vollständig in den Brüchen und Gruben künstlicher Edelsteine verteilt ist.
