Panduan Utama untuk Mengoptimalkan Batu Giok bagi Perajin Perhiasan
8 Perawatan Pengoptimalan Umum dan Metode Identifikasi untuk Batu Giok
Pendahuluan:
Artikel ini menggali lebih dalam tentang dunia batu giok dan batu permata, merinci perawatan seperti pencelupan, pengisian, dan perlakuan panas. Artikel ini membedakan antara batu giok kelas A, B, dan C, serta mengungkapkan cara mengotentikasi kualitasnya. Poin-poin penting yang dapat diambil termasuk metode identifikasi untuk batu alami dan batu yang telah diolah, memastikan para profesional perhiasan mendapatkan bahan berkualitas tinggi untuk kreasi mereka.
Varietas Utama Giok Kuarsa
Daftar Isi
Bagian I Jade
1. Karakteristik Gemologi dan Klasifikasi Batu Giok
Jadeite terutama terdiri dari jadeite atau jadeite bersama dengan sodik (natrium kromium piroksen) dan piroksen sodik-kalsik (omfacite) dan dapat mengandung amfibol, feldspar, kromit, limonit, dll. Komposisi kimianya adalah NaAlSi2O6. Batu giok alami tersedia dalam berbagai warna, seperti hijau, ungu, merah, kuning, hitam, dan putih. Batu giok berkualitas permata sebagian besar semi-transparan hingga transparan, menunjukkan kilau seperti kaca setelah dipoles, dan dapat benar-benar bersih (jenis kaca) atau mengandung inklusi seperti kotoran berserat putih, butiran putih, dan kuning keabu-abuan. Batu giok terbaik dicirikan oleh warna hijau zamrud yang murni, seragam, dan cerah, serta teksturnya yang halus, hangat, dan transparan. Nilai batu giok kelas atas sebanding dengan batu zamrud dengan kualitas yang sama. Batu giok memiliki struktur yang padat, sering kali muncul sebagai mikrokristalin atau agregat berserat. Mikroskop cahaya terpolarisasi menunjukkan mosaik granular atau struktur metamorfosis granit, dan pemindaian mikroskop elektron menyajikan struktur seperti kain kempa yang unik.
Batu giok kelas A, B, dan C adalah nama umum untuk batu giok di pasaran. Batu giok kelas A mengacu pada batu giok alami, batu giok kelas B mengacu pada batu giok yang telah melalui proses resin, dan batu giok kelas C mengacu pada batu giok yang diwarnai. Karakteristik dan perbedaan di antara ketiga jenis batu giok tersebut adalah sebagai berikut:
(1) A-grade batu giok
Batu giok Grade A mengacu pada batu giok alami. Selama tahap pemrosesan dan pemolesan, pembersihan atau pemolesan dengan larutan alkali yang kuat dan waxing setelah pembentukan semuanya diizinkan. Warna dan transparansi batu giok kelas A adalah alami dan tidak berubah seiring waktu. Karakteristik yang dapat diamati dari batu giok kelas A adalah:
① Warna:
Warna batu giok alami mengikuti arah teksturnya, dengan bagian yang berwarna bertransisi secara alami ke bagian yang tidak berwarna. Warnanya memiliki awal dan akhir, dengan akar warna yang dalam dan tidak kosong.
② Kilau
Permukaan batu giok yang dipoles memiliki kilau seperti kaca atau sub-kaca, dengan indeks bias yang lebih tinggi, yaitu 1.66. Batu giok berkualitas tinggi, seperti "genangan air musim gugur", memiliki warna-warna cerah, struktur yang halus, dan tekstur yang transparan dan padat.
③ Kekerasan
6. 5 hingga 7 lebih tinggi dari batu permata lainnya, dan kepadatannya tinggi, yaitu 3.34g/cm3.
④ Tidak ada kelainan pada permukaan:
Meskipun terdapat beberapa bercak atau cekungan yang kasar dan tidak rata pada permukaan, area yang tidak tertekan relatif mulus, tanpa lubang, struktur jaringan, atau fenomena pengisian (Gambar 6-1).
(2) Batu giok kelas B
Batu giok kelas B adalah batu giok alami yang diputihkan secara artifisial dan diisi dengan resin setelah perawatan. Warna batu giok kelas B adalah warna asli batu giok kelas A alami, tetapi alasnya telah diputihkan, dan transparansi juga telah diolah secara artifisial. Setelah perawatan, transparansi batu giok kelas B tidak stabil, dan strukturnya dapat berubah, membuat batu permata rentan retak seiring waktu. Karakteristik struktural batu giok kelas B ditunjukkan pada Gambar 6-2.
(3) Batu giok kelas C
Giok kelas C adalah istilah umum untuk giok yang diwarnai; selama warna giok ditambahkan secara artifisial, itu disebut sebagai giok kelas C. Batu giok kelas C cenderung memudar. Sejarah produksi batu giok kelas C sangat panjang dan sering diperbarui, dengan "produk baru" yang terus bermunculan. Batu giok kelas C memiliki warna-warna cerah, dan pada pembesaran, orang dapat melihat bahwa strukturnya longgar atau memiliki warna yang lebih dalam pada celah-celahnya, sementara area yang padat tampak lebih terang. Pewarna yang berbeda dapat menghasilkan warna yang berbeda, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 6-3.
2. Metode perawatan dan identifikasi batu giok yang optimal
2.1 Metode dan langkah-langkah untuk perlakuan panas batu giok merah dan identifikasi
Apabila batu giok merah alami mengalami perlakuan panas, warnanya akan berubah, menghasilkan tingkat perbaikan yang bervariasi. Tidak banyak batu giok merah di alam, dan metode perlakuan panas diperlukan untuk mendapatkan batu giok merah yang lebih baik. Perlakuan panas pada batu giok juga dikenal sebagai pembakaran. Pemanasan mendorong oksidasi, mengubah batu giok kuning, coklat, dan coklat tua menjadi merah cerah. Karena metode perbaikan ini tidak melibatkan penambahan bahan lain, metode ini disebut sebagai optimasi dan dapat langsung dinamai jadeite.
(1) Langkah-langkah untuk memperlakukan batu giok dengan panas
Pilih bahan baku batu giok yang lebih ringan, proses menjadi bentuk yang dibutuhkan melalui penggilingan kasar, dan sisihkan untuk perawatan.
① Pemilihan Bahan:
Hanya bahan baku giokit dengan ion pewarna besi yang dapat diubah menjadi merah. Jadeite yang mengandung ion besi dapat mengoksidasi sejumlah kecil Fe2+ menjadi Fe3+ dalam kondisi oksidatif, membuat warna merah batu giok menjadi lebih hidup. Umumnya, bahan baku kuning, coklat, dan coklat tua dipilih. Jika bahan baku giok tidak mengandung ion besi, tidak akan ada perubahan warna setelah perlakuan panas.
Pembersihan:
Bersihkan batu giok yang akan diolah dengan asam encer untuk menghilangkan warna cokelat dan warna campuran lainnya dari batu giok.
Pengobatan:
Tempatkan batu giok di dalam tungku untuk perlakuan panas. Tingkatkan suhu secara bertahap, dan ketika warnanya berubah menjadi warna hati, mulailah menurunkan suhu secara perlahan. Setelah dingin, batu giok akan menunjukkan tingkat warna merah yang bervariasi. Waktu dan suhu operasi harus secara khusus disesuaikan dengan kualitas batu giok yang berbeda untuk mencapai warna yang diinginkan. Rencana perlakuan panas terbaik untuk batu giok merah umumnya dalam suasana oksidatif, dengan suhu tertinggi sekitar 350 ℃ dan perlakuan isotermal pada 8-10 jam. Secara umum, semakin kecil ukuran sampel dan semakin halus teksturnya, semakin rendah suhu isotermal yang optimal, sehingga kondisi eksperimental harus disesuaikan dengan situasi aktual batu giok.
④ Pasca perawatan:
Untuk mendapatkan warna merah yang lebih jelas, batu giok dapat direndam lebih lanjut dalam air pemutih selama beberapa jam untuk klorinasi guna meningkatkan kecerahannya.
(2) Identifikasi batu giok yang diberi perlakuan panas
Batu giok yang diberi perlakuan panas sangat mirip dengan batu giok alami. Kemiripan antara batu giok alami dan batu giok yang dipanaskan terletak pada prinsip pewarnaan yang sama; warna merah pada batu giok disebabkan oleh hematit pada batu permata, yang terbentuk dari dehidrasi limonit. Warna batu giok yang diberi perlakuan panas pada umumnya lebih cerah.
Perbedaannya adalah bahwa batu giok merah alami terbentuk secara perlahan-lahan dalam kondisi alami, sedangkan batu giok merah yang diberi perlakuan panas terbentuk secara cepat dalam kondisi pemanasan. Secara umum, tidak perlu membedakan keduanya; keduanya langsung dinamai batu giok.
2.2 Produksi dan identifikasi batu giok kelas C
Sejarah produksi batu giok kelas C sangat panjang, dan berbagai zat pewarna dapat digunakan untuk mewarnai batu giok yang tidak berwarna atau berwarna terang menjadi berbagai warna. Metode pencelupannya sederhana, tetapi warnanya tidak stabil dan secara bertahap akan memudar.
(1) Langkah-langkah produksi batu giok kelas C
① Pilih bahan baku, pilih bahan baku batu giok yang tidak berwarna atau berwarna terang, dan pastikan bahan baku tersebut memiliki porositas tertentu; bahan baku yang memiliki struktur yang sangat padat tidak dapat diwarnai. Giling batu giok secara kasar hingga terbentuk.
② Bersihkan batu giok yang akan dicelup dalam larutan asam untuk menghilangkan nada warna yang tidak diinginkan.
③ Setelah kering, masukkan ke dalam larutan pewarna atau pigmen; pemanasan dapat mempercepat penetrasi larutan ke dalam pori-pori batu giok. Waktu perendaman tergantung pada kualitas batu giok; semakin padat strukturnya, semakin lama waktu perendamannya. Untuk memastikan warna sepenuhnya masuk ke dalam pori-pori batu giok, batu giok harus direndam setidaknya selama 1 hingga 2 minggu.
Perendaman lilin: Setelah merendam batu giok yang diwarnai sebagian dan mengeringkannya, lilin diaplikasikan untuk membuat distribusi warna menjadi lebih lembut.
Batu giok hijau yang telah diwarnai dan diwarnai dijual sebagai barang kelas C. Metode untuk mewarnai batu giok ungu juga serupa, tetapi pewarnanya diubah menjadi ungu.
(2) Identifikasi batu giok kelas C
① Identifikasi visual:
Warnanya cerah, dengan saturasi tinggi, nada warna yang berlebihan, dan tidak wajar.
② Pengamatan yang diperbesar:
Warna tersebut melekat pada permukaan mineral giok, dengan warna permukaan yang tebal, yang secara nyata diperdalam atau terakumulasi dalam celah. Warna ini sering muncul dalam distribusi gumpalan seperti jaringan di celah mikro batu giok, tanpa akar warna (Gambar 6-4). Warna ini menjadi lebih jelas jika direndam dalam air atau minyak untuk pengamatan.
③ Memudar:
Stabilitas warnanya buruk; seiring waktu, warnanya akan pudar atau luntur apabila asam klorida menetes di atasnya.
④ Melihat melalui filter warna:
Warna yang diamati melalui filter warna tampak merah kecoklatan gelap hingga merah muda kecoklatan. Jika tidak ada perubahan warna di bawah filter warna, itu tidak selalu berarti bahwa itu adalah batu giok kelas A; bisa jadi batu giok kelas B atau C yang dicelup dengan metode baru.
⑤ Reaksi fluoresensi ultraviolet:
Giok alami tidak menunjukkan atau memiliki fluoresensi yang sangat lemah di bawah sinar ultraviolet, sedangkan giok yang diwarnai menunjukkan fluoresensi yang lebih kuat di bawah sinar ultraviolet. Batu giok yang diwarnai dengan warna ungu menunjukkan fluoresensi oranye yang kuat di bawah sinar ultraviolet gelombang panjang.
⑥ Spektrum serapan:
Terdapat perbedaan yang signifikan antara spektrum penyerapan batu giok hijau kelas C dan batu giok hijau alami. Spektrum serapan batu giok hijau alami memiliki tiga garis serapan seperti langkah di wilayah lampu merah pada 630nm、660nm、690nm, dan garis serapan di wilayah ungu. Di antara garis-garis serapan dalam spektrum serapan batu giok hijau alami, garis serapan 437nm memiliki signifikansi diagnostik dan dapat digunakan sebagai fitur pembeda. Batu giok yang diwarnai memiliki pita serapan yang samar-samar di wilayah spektrum merah pada 650nm, yang merupakan pita serapan pewarna (Gambar 6-5).
Batu giok ungu dapat diidentifikasi berdasarkan pengamatan yang diperbesar dan respons fluoresensi, dan spektroskopi inframerah juga dapat memberikan bukti identifikasi untuk berbagai warna batu giok kelas C.
Warna batu giok alami adalah warna mineral itu sendiri, yang relatif stabil. Sebaliknya, pencelupan melibatkan pencampuran pewarna secara artifisial ke dalam celah-celah kecil kristal, yang akan memudar seiring berjalannya waktu dan memiliki stabilitas yang lebih buruk.
2.3 Produksi dan identifikasi batu giok kelas B
(1) Langkah-langkah untuk memproduksi batu giok kelas B
① Pemilihan Bahan:
Pilihlah varietas yang awalnya berwarna hijau tetapi memiliki dasar kuning, abu-abu, atau cokelat, dengan struktur yang tidak terlalu padat, butiran yang besar dan kasar, transparansi yang buruk, dan bahan baku giok yang murah.
② Pemrosesan Kasar:
Giling bahan mentah batu giok menjadi potongan-potongan yang buruk untuk gelang atau liontin, lakukan pemrosesan awal tanpa pemolesan.
③ Pencucian Asam untuk Menghilangkan Warna Kuning:
Pencucian dengan asam adalah langkah yang paling penting dalam membuat batu giok kelas B. Sampel yang dipilih dibersihkan dengan asam kuat dan kemudian direndam dalam larutan asam baru selama 2-3 minggu hingga warna kuningnya hilang.
Setelah menghilangkan warna kuning, warna batu giok relatif cerah, dengan warna hijau yang menonjol dan warna dasar yang terlihat berubah menjadi putih. Namun demikian, transparansi yang buruk, menghadirkan penampilan yang kering dan retak, sebagian menyerupai tekstur seperti kapur.
Pencucian dan Netralisasi Alkali:
Setelah mengeluarkan sampel yang direndam untuk menghilangkan warna kuning, sampel tersebut ditempatkan dalam larutan garam alkali lemah (seperti larutan natrium karbonat jenuh) untuk direndam dan dibersihkan selama 1-2 hari, menetralkan larutan asam dari proses penghilangan warna kuning, dan kemudian dibilas dengan air bersih. Pencucian dengan air alkali akan meningkatkan rongga internal dari bahan giok mentah, sehingga memudahkan injeksi resin.
⑤ Pengeringan:
Tempatkan sampel yang sudah dibilas dengan air bersih ke dalam oven pengering, dan suhu pengeringan tidak boleh melebihi 200℃.
⑥ Mengisi:
Batu giok yang telah menjalani perawatan penghilangan warna kuning telah mengalami kerusakan struktur mikro. Agen pengerasan, umumnya resin epoksi, digunakan untuk mengembalikan kekuatan untuk pengisian.
Metode dan langkah-langkah untuk mengisi adalah sebagai berikut: celupkan sampel ke dalam perekat, kemudian masukkan ke dalam oven atau microwave untuk pemanasan. Suhu pemanasan tidak boleh melebihi 200℃, sehingga resin dapat menembus celah mikro batu giok secara merata dan mengering.
⑦ Pemolesan:
Poles sampel batu giok yang telah diawetkan sesuai dengan bentuk aslinya, hilangkan perekat permukaan yang terlihat, sehingga menyelesaikan produksi batu giok kelas B.
(2) Identifikasi batu giok kelas B
Batu giok kelas B yang telah menjalani perawatan pemutihan dan pengisian tampak berwarna cerah, bersih, dan bebas dari kotoran. Dibandingkan dengan batu giok alami, batu giok ini memiliki karakteristik identifikasi sebagai berikut:
(1) Warna, kilau, dan struktur batu permata
- Warna: Batu giok kelas A memiliki warna yang stabil, dengan akar warna, dan transisi warna secara alami secara mendalam; tidak berubah seiring dengan waktu penempatannya. Sebaliknya, batu giok kelas B umumnya memiliki warna yang lebih cerah; warna dasarnya terlihat sangat bersih, terasa agak tidak alami, dan terkadang tidak sepenuhnya kehilangan warna kuningnya, mempertahankan rona kekuningan.
- Kilau: Batu giok kelas A alami yang tidak diolah memiliki kilau seperti kaca, sementara batu giok kelas B yang telah diputihkan dan diisi sering kali menunjukkan kilau seperti resin (Gambar 6-6).
- Inspeksi pembesaran struktur: Batu giok kelas A memiliki mosaik granular atau struktur metamorf granitik dengan pantulan permukaan yang seragam; batu giok kelas B memiliki celah permukaan atau lubang yang terukir asam, struktur yang longgar, dan ketidaksejajaran antar kristal, yang mengakibatkan kerusakan struktural. Pencahayaan bawah, bagian putih menunjukkan fitur berserat putih kasar dan permukaannya menunjukkan karakteristik struktural yang tidak rata (Gambar 6-7).
Kepadatan relatif rendah:
Kepadatan relatif batu giok kelas B lebih rendah daripada batu giok kelas A, mengambang dalam cairan berat dengan kepadatan relatif 3. 32. Hal ini karena oksida besi dalam struktur batu giok dihilangkan selama pencucian dengan asam dan diisi dengan resin atau perekat lainnya.
③ Uji fluoresensi gelombang panjang ultraviolet:
Batu giok kelas B sering menunjukkan fluoresensi putih susu di bawah cahaya gelombang panjang karena perekat organik yang ditambahkan (seperti resin epoksi) berpendar, dengan intensitas fluoresensi yang sering meningkat seiring dengan perekat yang disuntikkan. Jika perekat yang ditambahkan tidak berpendar, maka batu giok kelas B tidak akan menunjukkan fluoresensi.
④ Fitur mikroskopis:
Di bawah mikroskop dengan pembesaran 30-40 kali, struktur mikro batu giok kelas B yang rusak dapat terlihat, dengan kilau yang lebih gelap dan transparansi yang lebih rendah pada area yang terisi. Ketika pengisiannya besar, juga memungkinkan untuk mengamati perekat seperti resin yang mengisi celah, yang akan menguning seiring waktu.
Pengujian spektroskopi inframerah
Hal ini dapat menentukan apakah batu giok mengandung komponen tambahan (resin atau perekat organik). Spektroskopi inframerah dapat menunjukkan puncak penyerapan lem dalam jarak 2800 -3000 cm-1 jangkauan.
⑥ Metode khusus:
- Pembakaran dengan api: Membakar batu permata dengan api, lem yang terkandung dalam batu giok kelas B berubah menjadi kuning dan bahkan dapat terbakar menjadi arang hitam, sementara batu giok alami tidak menunjukkan reaksi terhadap api.
- Deteksi kromatografi cair: Menggunakan pelarut organik untuk melarutkan lem yang disuntikkan ke dalam batu giok, diikuti dengan pendeteksian dengan kromatografi cair, dapat mengidentifikasi komponen lem yang disuntikkan (bahan organik).
2.4 Pemutihan dan pengisian batu giok
Pemutihan banyak digunakan dalam perawatan optimalisasi batu giok, yang bertujuan untuk menghilangkan perubahan warna permukaan dan meningkatkan keputihan batu giok berwarna terang. Perlakuan ini tidak memengaruhi daya tahan batu giok, dianggap sebagai pengoptimalan, dan tidak memerlukan otentikasi; dan masih digunakan di pasar batu giok saat ini. Partikel-partikel batu giok sering menunjukkan perubahan warna hitam, abu-abu, coklat, kuning, dan perubahan warna lainnya karena pengotor seperti besi dan mangan, yang mempengaruhi kualitas estetika dan mengurangi nilai batu giok. Untuk menghilangkan perubahan warna ini, orang sering menggunakan metode kimiawi untuk memutihkan batu giok. Warna dasar batu giok setelah perawatan pemutihan menjadi bersih.
Pemutihan melibatkan penempatan batu giok dalam asam kuat, yang menghancurkan struktur asli batu giok. Batu giok yang diputihkan sering kali menjalani perawatan pengisian untuk menstabilkan strukturnya. Pengisian mengacu pada perawatan pemadatan batu giok yang telah dicuci dengan asam dan diputihkan. Selama proses pemutihan, sambil menghilangkan perubahan warna, struktur batu giok juga rusak, menghasilkan celah yang lebih besar di antara partikel-partikel batu giok, beberapa di antaranya bahkan mungkin tampak longgar dan rapuh. Batu giok semacam itu tidak dapat digunakan secara langsung, sehingga harus diisi dengan polimer organik (seperti resin, plastik, atau lem) yang dapat mengeras, yang tidak hanya memperkuat struktur batu giok, tetapi juga meningkatkan transparansi. Batu giok yang telah diputihkan dan kemudian diisi disebut sebagai batu giok kelas B, dan sebagian besar batu giok di pasar penjualan telah menjalani perawatan pemutihan dan pengisian.
2.5 Metode Waxing dan Identifikasi Jadeite
Waxing adalah proses yang umum digunakan dalam pemrosesan batu giok. Metode ini melibatkan penempatan batu giok yang sudah jadi ke dalam lilin parafin, memungkinkan lilin meresap ke dalam celah dan celah melalui pemanasan dan perendaman, yang tidak hanya mengisi celah asli pada batu giok tetapi juga meningkatkan transparansi sekaligus meningkatkan stabilitas batu giok. Ini adalah metode tradisional yang diterima secara luas oleh masyarakat. Waxing adalah pengoptimalan yang secara langsung dinamai sesuai dengan nama batu giok dan tidak memerlukan identifikasi.
(1) Tujuan Waxing
Terutama digunakan untuk batu giok alami dengan banyak celah, waxing dapat menutupi celah pada batu giok dan meningkatkan transparansi.
(2) Metode Perawatan
① Pertama, masukkan produk giok setengah jadi yang bertekstur kasar dan berstruktur longgar ke dalam air mendidih dan masak selama 5-6 menit untuk menghilangkan minyak atau kotoran yang terserap yang tertinggal di permukaan dan di celah-celah selama proses pemotongan dan penggilingan.
Keringkan sampel untuk menghilangkan udara dan air di antara partikel dan celah mikro.
③ Tempatkan batu giok kering dalam lilin cair, panaskan sedikit, dan rendam sehingga cairan lilin meresap ke dalam celah dan celah kecil. Kemudian, memolesnya bisa meningkatkan transparansi dan menutupi celah aslinya.
④ Bersihkan sisa lilin yang terkumpul pada permukaan sampel yang disuntikkan lilin.
(3) Daya tahan
Metode perawatan ini hanya untuk sementara waktu menutupi celah yang lebih kentara, meningkatkan kemampuan pembiasan dan pemantulan cahaya, serta meningkatkan transparansi. Lilin akan meluap jika terpapar ke suhu tinggi, sehingga daya tahannya menjadi buruk.
(4) Fitur identifikasi
Perawatan pencelupan lilin adalah proses yang umum dilakukan dalam pengolahan batu giok. Perendaman lilin yang sedikit tidak mempengaruhi kilau dan struktur batu giok dan dianggap sebagai pengoptimalan. Namun, pencelupan lilin yang berlebihan dapat memengaruhi kilau dan transparansi batu giok. Fitur identifikasi utama dari batu giok yang direndam lilin adalah sebagai berikut:
Pengamatan visual: pencelupan lilin sedikit saja tidak memengaruhi kilau dan struktur batu giok dan dianggap sebagai pengoptimalan. Perendaman lilin yang parah mengurangi transparansi batu giok dan menumpulkan kilaunya, menghadirkan kilau berminyak atau lilin yang berbeda;
② Di bawah sinar ultraviolet, batu giok yang dicelupkan ke dalam lilin, menunjukkan fluoresensi biru-putih, dengan intensitas yang meningkat seiring dengan bertambahnya jumlah pencelupan lilin;
③ Deteksi jarum panas, pelarutan cairan lilin, dan memanaskan batu giok yang diresapi lilin secara perlahan-lahan di atas lampu alkohol dapat menyebabkan lilin keluar;
④ Puncak serapan inframerah bahan organik signifikan, dengan puncak serapan karakteristik pada 2854cm-1, 2920cm-1.
2.6 Metode dan identifikasi perawatan optimasi lainnya
Karakteristik utama dari perawatan pengoptimalan giok saat ini adalah transisi dari giok yang diwarnai tunggal (kelas C) ke giok kelas B+C yang diwarnai dan diberi resin, dari meniru giok kelas atas menjadi meniru giok kelas menengah ke bawah dan giok kelas menengah ke bawah yang berwarna abu-abu kehijauan dan biru kehijauan, dari pewarnaan keseluruhan yang seragam menjadi meniru pewarnaan bunga biru, menghasilkan kuarsit yang diwarnai yang menyerupai kuarsit seperti kaca, biji es, hijau berminyak, dan giok berwarna biru muda.
Karena cacat tertentu pada batu giok alami, metode perawatan pengoptimalan untuk batu giok terus diperbarui, dan terkadang beberapa metode digabungkan, yang menyebabkan beberapa karakteristik batu giok yang dioptimalkan menjadi lebih dekat dengan batu giok alami, yang membawa kesulitan tertentu pada identifikasi batu giok dan menyebabkan kebingungan di pasar. Ringkasan identifikasi batu giok yang diolah dengan metode pengoptimalan yang berbeda adalah sebagai berikut:
(1) B + C-kelas giok
Batu giok telah diproses melalui pemutihan, pewarnaan, dan pengisian resin. Ketika mengidentifikasi batu giok, seseorang harus mempertimbangkan karakteristik batu giok kelas B dan batu giok kelas C, termasuk warna, struktur, komposisi, dan aspek analisis lainnya. Setelah pemeriksaan yang diperbesar, struktur batu giok yang longgar menunjukkan bahwa resin pengisi terdistribusi dengan cara berserabut, warnanya juga relatif pekat, dan tidak ada akar warna (Gambar 6-8).
(2) Batu giok yang "didandani"
Pilihlah batu giok yang tidak berwarna atau berwarna terang dengan transparansi tinggi atau batu giok dengan permukaan keputihan, dan tutupi permukaannya dengan lapisan organik berwarna hijau untuk mengubah atau memperbaiki warna batu giok.
Metode identifikasi:
① Penampilan:
Penampilannya menghadirkan warna hijau seragam yang indah tanpa akar warna; warnanya terdistribusi pada permukaan, memberikan kesan kabur. Kilauannya relatif lemah, menunjukkan kilau seperti resin.
② Inspeksi yang diperbesar:
Inspeksi menunjukkan tidak ada struktur internal batu giok; permukaan batu giok memiliki fenomena pelepasan membran, dan gelembung kadang-kadang terlihat (Gambar 6-9).
③ Lainnya:
Indeks bias rendah, kekerasan, kerutan, dan kekasaran pada permukaan yang dipanaskan.
(3) Batu giok kelas B yang tinggi
Batu giok kelas B yang dibuat dengan bahan pengisi tingkat nano memiliki kilau dan transparansi yang mendekati batu giok alami. Penilaian menggunakan metode identifikasi konvensional sulit dilakukan, dan diperlukan instrumen besar untuk mengidentifikasi komponen organik.
(4) Dilapisi batu giok
Lapisan pelapis umumnya tipis dan kadang-kadang dapat terkelupas, memperlihatkan area yang tidak rata. Kilauan dan kekerasan lapisan pelapis lebih rendah daripada batu giok, dan permukaannya mungkin mengalami goresan seiring waktu.
(5) Perawatan rakitan batu giok
Perlakuan ini bertujuan untuk meniru varietas batu giok kelas atas untuk meningkatkan nilainya.
Metode perawatan: Pilih batu giok bertekstur halus dan transparan untuk bagian atas dan bawah, oleskan pewarna hijau di bagian tengah, lalu rangkai.
Fitur identifikasi: Jika tidak disetel, periksa lapisan perakitan di bagian pinggang; amati di bawah pembesaran, lapisan perakitan memiliki gelembung; pewarna hijau tidak memiliki garis spektrum penyerapan tiga langkah dari zona lampu merah batu giok hijau alami.
2.7 Teknologi Baru dan Metode Identifikasi untuk Pengoptimalan Giok
(1) Lukisan Semprot
Dalam beberapa tahun terakhir, metode perawatan permukaan baru untuk batu giok telah muncul di pasar-perawatan pengecatan semprot. Metode ini terutama digunakan untuk ukiran batu giok kecil, di mana lapisan pernis transparan tak berwarna disemprotkan ke permukaan batu giok untuk memperbaiki penampilan dan meningkatkan nilai komersialnya.
Metode identifikasi:
① Karakteristik permukaan:
Warna batu giok yang dicat dengan semprotan sebagian besar berwarna putih, abu-abu, merah muda teratai, kuning kecoklatan, hijau tua, dll. umumnya tidak memiliki warna yang sangat cerah dan jelas. Lapisan cat mengurangi kejernihan batu giok, membuat warnanya lebih terang dan kusam serta memberikan kesan jarak yang kuat, menghadirkan kilau seperti lilin, resin, dan berminyak yang jelas. Permukaan batu giok yang dicat semprot memiliki kesan ketidakrataan yang kuat, menunjukkan tekstur kulit jeruk, dengan gelembung yang jelas terlihat di dalamnya, sebagian besar dalam bentuk bulat biasa, kadang-kadang dalam bentuk manik-manik; setelah pemeriksaan yang diperbesar, berbagai kotoran yang terbungkus lapisan cat dapat dilihat, dan lubang pada batu giok yang dicat semprot tidak bulat, dengan gerinda yang ditinggalkan oleh resin kadang-kadang terlihat di dalam lubang; terkadang, lubang penyusutan berbentuk bintang yang terbentuk selama pemadatan lapisan cat dapat dilihat.
② Kepadatan relatif:
Kepadatan batu giok yang diolah relatif rendah, di bawah kepadatan batu giok kelas A alami.
③ Lainnya:
Dalam uji jarum panas, fenomena pelelehan permukaan dapat diamati, disertai dengan bau menyengat yang khas; apabila dipukul satu sama lain, bunyinya tidak normal; ada rasa hangat dan halus apabila disentuh dengan tangan; menggaruk permukaannya dengan kuku dapat meninggalkan bekas.
(2) Penempelan Warna
Yang disebut "penempelan warna" mengacu pada penempelan potongan-potongan kecil batu giok hijau atau kuning pada area tertentu dari batu giok berwarna terang, untuk menciptakan warna-warna yang cerdas. Hal ini biasanya digunakan untuk perawatan batu giok lokal. Bagian "warna yang ditempelkan" menyatu dengan mulus dengan batu giok, sehingga sulit dikenali dengan mata telanjang.
Ciri-ciri identifikasi batu giok yang ditempelkan dengan warna:
① Pengamatan yang diperbesar:
Hal ini menunjukkan bahwa area hijau memiliki sisa gelembung melingkar (Gambar 6-10), yang disebabkan oleh udara yang terperangkap oleh perekat yang digunakan selama pengikatan batu giok. Bercak-bercak warna hijau, yang didistribusikan dalam pola seperti urat, tidak menunjukkan transisi gradien dengan warna tubuh hijau muda, dan batasnya jelas (Gambar 6-11).
Gambar 6-10 Gelembung pada Batu Giok Berwarna
Gambar 6-11 Batas Bagian Berwarna pada Batu Giok Berwarna
② Pengamatan di bawah sinar ultraviolet gelombang panjang:
Ini menunjukkan bahwa bagian utama sampel tidak memiliki fluoresensi. Namun demikian, area di sekitar "warna yang ditempelkan" menampilkan fluoresensi biru-putih yang kuat (Gambar 6-12), yang disebabkan oleh bahan organik yang digunakan selama proses penempelan.
Bagian II Nephrite
Komposisi mineral utama nefrit adalah tremolit, yang termasuk dalam kelompok amfibol, khususnya rangkaian tremolit dan aktinolit, bersama dengan sejumlah kecil diopsida, klorit, serpentin, kalsit, grafit, dan magnetit sebagai mineral terkait. Partikel mineralnya sangat halus, menunjukkan struktur jalinan seperti kain kempa dan mikrokristalin. Setelah pembesaran, struktur seperti kain kempa dan inklusi padat berwarna hitam dapat diamati. Nefrit memiliki tekstur yang padat dan halus, dan jalinan serat-serat halus meningkatkan kemampuan ikatan antar partikel, sehingga menghasilkan ketangguhan dan ketahanan yang baik terhadap fraktur, terutama pada kerikil yang terbentuk melalui pelapukan dan transportasi.
1. Karakteristik Gemologi dan Klasifikasi Nefrit
Rumus kimia dari komponen mineral utama nefrit, tremolit, adalah Ca2(Mg, Fe)5(Si)4O11)2(OH)2. Dalam kebanyakan kasus, nefrit biasanya merupakan produk antara dari tremolit dan aktinolit, dua komponen anggota akhir. Menurut skema penamaan kelompok amfibol oleh Nick (B. E. Leake), klasifikasi tremolit dan aktinolit didasarkan pada perbedaan proporsi Mg2+ dan Fe2+ dalam sel satuan: 0. 5≤Mg2+ / (Mg)2+ + Fe2+) <0,9 adalah aktinolit, dan 0,9≤Mg2+/ (Mg)2+ + F2+) ≤ 1 adalah tremolit.
Warna nefrit tergantung pada warna mineral yang menyusunnya. Tremolit yang bebas besi tampak berwarna putih atau abu-abu muda, sedangkan tremolit yang mengandung besi tampak berwarna hijau. Sebagai pengganti besi untuk magnesium dalam molekul tremolit, nefrit dapat menunjukkan warna hijau yang bervariasi; semakin tinggi kandungan besinya, semakin dalam warnanya.
Komposisi mineral nefrit bervariasi, begitu pula dengan warnanya. Pada umumnya, warnanya bisa putih, putih keabu-abuan, kuning, kuning-hijau, abu-abu-hijau, hijau tua, hijau tinta, hitam, dll. Aktinolit berwarna hijau, kuning kehijauan, dan hijau tua. Grafit dan magnetit berwarna hitam.
Bahan baku untuk nefrit termasuk giok dari gunung, kerikil nefrit, dan giok lereng.
(1) Jade dari gunung
Diekstraksi dari endapan bijih primer, karakteristik batu giok dari gunung adalah ukurannya yang bervariasi, memiliki bentuk bersudut, kualitas campuran, tidak memiliki pembulatan dan kulit, dan kilau serta kehalusan strukturalnya secara umum [Gambar 6-13 (a)].
(2) Nkerikil ephrite
Kerikil giok Hetian terutama diproduksi di sungai. Kerikil nefrit adalah bijih asli yang terkikis, dicuci, dan diangkut ke sungai. Ciri-cirinya antara lain ukurannya yang lebih kecil, sering berbentuk oval, permukaan halus, tekstur umumnya bagus, relatif hangat, dan strukturnya lebih padat. Kerikil nefrit dibagi lagi menjadi kerikil nefrit telanjang dan kerikil nefrit berwarna kulit. Kerikil nefrit telanjang umumnya dikumpulkan dari air sungai, sedangkan kerikil nefrit berwarna kulit biasanya dikumpulkan dari tanah dasar sungai. Kerikil nefrit berwarna kulit lebih tua, dan beberapa jenis kerikil nefrit yang berharga, seperti jujube merah, kulit hitam, kuning pir musim gugur, kulit lilin kuning, taburan kuning emas, dan kulit harimau, semuanya berasal dari giok biji berwarna kulit.
(3) Slope jade
Batu giok ini terbentuk dari pelapukan dan runtuhnya bijih giok primer, yang kemudian terbawa ke hulu sungai oleh air sungai. Ciri-cirinya antara lain: dekat dengan tambang aslinya, memiliki ukuran yang lebih besar, ujungnya agak membulat, permukaannya lebih halus, dan agak lebih tua dari kerikil nefrit.
2. Perawatan optimalisasi dan metode identifikasi nefrit
Perawatan optimalisasi nefrit terutama mencakup waxing, pembulatan, pencelupan, pengisian, dan perakitan.
(1) Waxing nefrit dan identifikasi
Parafin atau lilin cair digunakan untuk mengisi permukaan batu giok lunak untuk menutupi celah dan meningkatkan kilau. Umumnya memperbaiki nefrit dengan struktur yang longgar dan celah-celah permukaan. Nefrit yang diberi lilin memiliki kilau seperti lilin, terkadang dapat mengotori kemasan, dapat meleleh saat disentuh dengan jarum panas, dan menunjukkan puncak penyerapan organik dalam uji spektroskopi inframerah.
(2) Pembulatan dan Pencelupan Nephrite dan Identifikasi
Bahan nefrit yang digunakan untuk meniru kerikil kuno atau nefrit harus dibulatkan sebelum mati. Metode spesifiknya meliputi: menempatkan bahan mentah yang digiling kasar ke dalam drum, menambahkan kerikil dan air, dan terus menggulung hingga tepi bahan nefrit menjadi halus. Nefrit dengan pembulatan yang lebih baik memiliki kilap permukaan yang lebih tinggi, tetapi celah baru kadang-kadang dapat terjadi karena proses penggulungan.
Ada banyak metode untuk pewarnaan; beberapa menggunakan metode kimia dengan bahan seperti kalium permanganat, sementara yang lain menggunakan pembakaran langsung, dan beberapa menggabungkan kedua metode tersebut. Semua nefrit atau bagiannya diwarnai untuk menutupi ketidaksempurnaan atau meniru kerikil nefrit atau batu giok kuno. Warna yang umum termasuk coklat kemerahan, coklat, dan kuning.
① NProses Pencelupan ephrite
Bahan baku batu giok yang akan diwarnai ditempatkan ke dalam wadah yang berisi larutan pewarna yang telah disiapkan sebelumnya, didiamkan selama jangka waktu tertentu, kemudian dikeluarkan, dicuci, dan dikeringkan. Batu giok kemudian dipanaskan pada suhu tertentu dan dipertahankan pada suhu tersebut untuk waktu tertentu, setelah itu dibiarkan di udara untuk mendingin secara alami hingga mencapai suhu kamar dan akhirnya diberi parafin atau surfaktan lain pada permukaannya.
Selama operasi di atas, kandungan Fe2+ dan Fe3+ dalam larutan pewarna dan kondisi kontrol proses dapat disesuaikan sesuai kebutuhan untuk mengatur nada warna pewarna, sehingga giok abu-abu-putih atau berwarna terang dapat diwarnai dengan warna merah, coklat, kuning, coklat kemerahan, kuning-coklat, dan warna lainnya. Kedalaman warna tergantung pada sifat material.
② Karakteristik identifikasi nefrit yang dicelup
- Warna: Nefrit yang diwarnai dapat berwarna kuning, kuning kecoklatan, merah, coklat kemerahan, dll. Nefrit yang diwarnai memiliki warna-warna cerah, sering ditemukan di permukaan dan di celah-celah. Pewarnaan dimulai dari kulit, menembus batu giok di sepanjang celah dan area yang lemah, tetapi warnanya kusam dan tidak memiliki lapisan. Sebaliknya, warna batu giok kuno terbentuk selama ratusan tahun, dengan perluasan, difusi, dan infiltrasi yang sangat alami dan halus. Pencelupan adalah tindakan jangka pendek, dan keduanya tidak bisa sepenuhnya serupa.
- Inspeksi yang diperbesar: Nefrit yang diwarnai memiliki warna keseluruhan yang jelas dan tidak alami, dengan nada tunggal, dan warnanya "mengapung" di permukaan; zat pewarna terkonsentrasi di sepanjang celah atau tepian; transisi di bagian tepian terlihat jelas, dengan batas yang jelas; Karena permukaannya telah diputihkan, jejak korosi asam, frosting, dan pemolesan terkadang terlihat (Gambar 6-14).
- Fluoresensi: Di bawah fluoresensi ultraviolet gelombang panjang dan gelombang pendek, tepi nefrit yang diwarnai menunjukkan fluoresensi, dan pada umumnya menunjukkan fluoresensi biru-putih yang kuat. Intensitas fluoresensi terkait dengan komposisi pewarna; sebagian pewarna tidak berpendar.
- Eksperimen Memudar: Menggunakan bola kapas yang direndam dalam aseton atau etanol anhidrat untuk menyeka permukaan batu giok dapat menghilangkan sebagian warnanya, menyebabkan warna permukaan batu giok menjadi lebih cerah. Hal ini karena beberapa pewarna larut dalam aseton atau etanol anhidrat.
- Analisis Komponen: Dengan menggunakan instrumen analisis komponen (seperti XRF, dll.), permukaan batu giok yang dicelup terkadang menunjukkan elemen yang terdeteksi yang jarang ada dalam batu giok (seperti Pb, Cu, Co, dll.).
(3) Pengisian dan Identifikasi Nefrit
Metode buatan, seperti lem organik, resin, dan plastik, mengisi batu giok Hetian yang longgar atau retak. Nefrit setelah perawatan pengisian memiliki karakteristik sebagai berikut:
① ketika diamati dengan kaca pembesar atau mikroskop, batu giok yang terisi menunjukkan perbedaan kilau permukaan antara bagian yang terisi dan batu giok utama; terkadang gelembung dapat diamati di tempat pengisian.
② Pengujian spektroskopi inframerah sering menyingkapkan puncak karakteristik bahan pengisi; dengan menggunakan analisis gambar luminesensi (seperti pengamatan fluoresensi ultraviolet), kondisi distribusi bahan pengisi dapat diamati.
③ Jika bahan pengisi adalah lilin, menggunakan jarum yang dipanaskan untuk memeriksa permukaan nefrit dapat menyebabkan lilin keluar dari permukaan.
(4) Perakitan dan Identifikasi Nephrite
Perakitan nefrit terutama digunakan untuk bagian permukaan atau ukiran dekoratif. Bagian utama nefrit rakitan biasanya terbuat dari bahan giok putih dengan kilau berminyak dan kilau seperti kaca yang lemah. Nefrit dapat diukir dan umumnya memiliki kulit kecoklatan.
Permukaan setelah dirakit semi transparan, dengan kilau yang relatif lemah. Namun demikian, karena volumenya yang kecil, ini tidak mudah terlihat oleh orang, menyerupai kerikil nefrit berkualitas tinggi dengan warna gula. Apabila dipasangkan dengan teknik ukiran yang indah, ini memiliki bentuk yang secara estetis menyenangkan.
Setelah mengamati secara cermat bagian ukiran yang sangat indah, batas warna pada persimpangan permukaan dan bodi utama tampak jelas, dengan warna permukaan terdistribusi di sepanjang batas antara bodi utama dan permukaan (Gbr. 6-15).
Bagian III Giok kuarsa
1. Karakteristik Gemologi dan Klasifikasi Giok Kuarsa
Komponen utama giok kuarsa adalah SiO2yang sering kali mengandung sejumlah kecil oksida besi, bahan organik, dan zat-zat lain, yang memberikan warna yang beragam pada batu giok. Ada banyak jenis batu giok kuarsa, dengan varietas utamanya adalah batu akik, kalsedon, aventurin, dan kuarsit (Gambar 6-16). Batu akik umumnya muncul dalam bentuk bongkahan, bintil, atau urat, memiliki tekstur yang halus, termasuk dalam struktur kriptokristalin, dan memiliki kekerasan 6.5 ~ 7. Muncul dalam berbagai warna, termasuk merah, hijau, biru, oranye-merah, abu-abu, dan putih. Kalsedon mirip dengan batu akik, tetapi batu akik memiliki struktur berpita yang khas.
Varietas giok yang berbeda memiliki inklusi yang berbeda pula; inklusi yang paling khas pada batu akik adalah struktur berpita, yang terkadang mengandung zat cokelat dan klorit, yang terdistribusi secara pewarnaan; kalsedon memiliki inklusi seperti urat putih; aventurin mengandung serpihan mika kromium hijau, rutil, zirkon, kromit, pirit, dan lain-lain (Gambar 6-17).
2. Metode Optimasi Perawatan dan Identifikasi Giok Kuarsa
Metode perawatan pengoptimalan yang umum untuk batu giok kuarsa terutama mencakup perlakuan panas dan pewarnaan. Karena stabilitas batu giok setelah perlakuan panas dan pewarnaan, batu giok diklasifikasikan sebagai batu giok yang dioptimalkan dan diberi nama langsung dengan nama batu giok. Jenis lainnya adalah batu akik yang mengandung kantung air, dan metode perawatan yang umum adalah perawatan injeksi air.
2.1 Batu Akik
Metode umum untuk batu akik termasuk perlakuan panas dan pencelupan. Perlakuan panas, juga dikenal sebagai modifikasi warna, biasanya disebut sebagai "merah menyala" dan merupakan metode perawatan optimasi yang paling sering digunakan untuk batu akik. Batu akik dengan perlakuan panas memiliki warna-warna cerah dan stabilitas yang baik, diklasifikasikan sebagai batu akik yang dioptimalkan dan dinamai langsung sebagai batu akik.
(1) Perlakuan Panas Batu Akik
① Prinsip: Warna merah pada batu akik terutama disebabkan oleh komponen jejak Fe3+ yang menyebabkan pewarnaan. Pada suhu tinggi, ion pewarna Fe2+ dioksidasi menjadi Fe3+meningkatkan rasio Fe3+ dan membuat warna merah batu akik menjadi lebih jelas.
Peralatan: Peralatan yang paling penting untuk perlakuan panas batu akik adalah peralatan pemanas; alat pemanas yang umum digunakan adalah tungku batu bara dan tungku listrik. Pilih peralatan pemanas yang sesuai berdasarkan bahan batu akik; pro dan kontra dari tungku batu bara dan tungku listrik adalah sebagai berikut:
- Tungku Batu Bara: Tidak mudah untuk mengontrol suhu, yang dapat menyebabkan keretakan, peleburan, dan nyala api yang tidak memadai, tetapi memiliki efek isolasi yang baik.
- Tungku Listrik: Lebih mudah dioperasikan, dan suhunya dapat dikontrol secara manual untuk pemanasan dan pendinginan; waktu pada suhu tertinggi juga dapat dikontrol, tetapi umumnya tidak nyaman untuk produksi batch dan memiliki kapasitas yang lebih kecil.
③ Suhu perlakuan panas batu akik relatif tinggi, umumnya membutuhkan suhu 1300-1600 ℃. Pemanasan harus dilakukan secara perlahan untuk mencegah keretakan yang disebabkan oleh kecepatan pemanasan yang berlebihan.
Saat melakukan perlakuan panas pada batu akik, "timing" harus didasarkan pada warna asli batu akik, dan suhu maksimum perlakuan panas harus dikontrol secara akurat. Prosesnya tidak rumit; selama "timing" (suhu perlakuan panas yang optimal) dikuasai, batu akik dengan berbagai tingkat warna merah dapat ditembakkan ke dalam warna merah cerah dengan kedalaman yang berbeda.
Perlakuan panas pada batu akik termasuk dalam optimasi dan tidak memerlukan identifikasi. Batu akik yang diberi perlakuan panas secara langsung diberi nama menggunakan nama batu permata alami. Dibandingkan dengan batu akik alami, batu akik yang diberi perlakuan panas memiliki warna yang lebih hidup dan saturasi yang lebih tinggi, tetapi tekstur batu akik secara keseluruhan kering, dengan kadar air yang lebih buruk.
(2) Pencelupan Batu Akik
Pewarnaan batu akik melibatkan pencelupan bahan pewarna ke dalam pori-pori batu akik, sehingga menghasilkan pewarnaan secara keseluruhan. Pewarna tidak bereaksi dengan komponen batu akik SiO2 tetapi hanya merupakan pengendapan mekanis. Ada beberapa persyaratan selama pencelupan batu akik:
① Bahan Baku:
Sebelum mewarnai batu akik, memilih bahan baku yang mudah diwarnai sangat diperlukan. Batu akik yang digunakan untuk pencelupan harus memenuhi persyaratan berikut:
- Struktur: Struktur bahan baku batu akik yang digunakan untuk pencelupan harus memiliki kepadatan dan pori-pori mikro yang rendah. Pewarna tidak mudah diserap ke dalam celah batu akik dengan kepadatan tinggi, sehingga sulit untuk mendapatkan warna-warna cerah. sebuah studi mikroskop elektron tentang struktur batu akik dan mengusulkan prinsip "tiga pencelupan, lima tidak mencelup" untuk pencelupan batu akik.
"Tiga warna" mengacu pada fakta bahwa batu akik memiliki tiga struktur yang mudah diwarnai berikut ini: struktur berserat berbentuk tulang ikan herring, struktur berserat bergelombang, dan struktur berserat ramping multi-generasi.
"Lima warna" mengacu pada fakta bahwa batu akik memiliki lima struktur berikut yang tidak mudah diwarnai: struktur butiran berserat pendek non-arah; struktur butiran berbintik-bintik seperti bunga; struktur butiran alotriomorfik kuarsa yang tidak rata; partikel kuarsa pusat dan inti; kristalisasi kasar, batas yang jelas di tepi butiran, intergranularitas yang rapat, dan tidak ada mikroporositas yang tidak dapat membentuk butiran saluran.
- Warna: Persyaratan bahan baku adalah untuk varietas berwarna terang atau putih yang harus dibersihkan secara menyeluruh. Warna bahan baku batu akik yang akan diwarnai hitam harus sedikit lebih gelap.
- Sejarah termal: Batu akik yang akan diwarnai harus sudah dibuang, karena batu akik yang dipanggang sulit untuk diwarnai.
② Peralatan:
Peralatan yang diperlukan untuk pencelupan batu akik cukup sederhana, karena hanya merendam pewarna. Wadah kaca untuk merendam, termometer, oven pengering, dan tungku peredam diperlukan.
③ Pewarna
- Mudah larut dalam air atau reagen lain.
- Dapat bereaksi dengan beberapa reagen kimia (fiksatif) untuk membentuk endapan yang tidak larut dalam air dan alkohol, dan residunya berwarna.
- Zat berwarna yang dihasilkan harus memiliki stabilitas yang baik dan tidak terurai atau dihancurkan oleh sinar matahari, udara, air, oksidan, atau reduktor.
④ Metode pencelupan dan zat pewarna yang umum
- Metode tradisional: Sebelumnya, pewarna organik umumnya digunakan. Dalam beberapa tahun belakangan ini, pigmen anorganik secara bertahap menggantikan pewarna organik, karena warnanya yang cerah dan sifat fisiknya yang stabil.
Untuk batu akik hitam, proses gula-asam masih digunakan untuk mewarnai batu akik menjadi hitam, yang dikenal dengan sebutan "Black Anils. "Proses gula-asam melibatkan perendaman gula ke dalam pori-pori batu akik dan kemudian memanaskannya dengan asam sulfat pekat untuk mengkarbonisasi gula dan membentuk warna hitam.
- Beberapa metode saat ini di luar negeri: Merah: Rendam batu akik dalam larutan Fe (NO3)3 selama sekitar empat minggu, biarkan mengering perlahan, lalu panaskan untuk mengurai, menghasilkan Fe3+ yang mengubah batu akik menjadi merah.
Biru Prusia: Rendam batu akik dalam kalium ferosianida K4[Fe (CN)6] selama sekitar dua minggu, kemudian letakkan dalam larutan besi sulfat [Fe2(SO)4)3] larutan, perendaman selama kurang lebih lima hari, di mana Fe3+ bereaksi dengan kalium ferosianida untuk menghasilkan endapan biru Prusia dalam celah batu akik. Rumus reaksinya adalah sebagai berikut:
4Fe3+ + 3 [Fe (CN)]64- 一 Fe4[Fe (CN)6]3 ↓ (6-1)
Reaksi ini sangat sensitif, dan warna biru yang dihasilkan sangat cerah.
Biru Tururnbull: Rendam batu akik putih dalam kalium ferricyanide K3[Fe (CN)6] selama sekitar dua minggu, kemudian keluarkan untuk dikeringkan dan letakkan dalam larutan FeSO4 larutan selama 3-5 hari. Residu Tururnbull's Blue yang dihasilkan dari reaksi antara Fe2+ dan kalium ferricyanide mengendap di celah-celah batu akik, tetapi warnanya lebih gelap.
3Fe2+ + 2 [Fe (CN)]63- 一 Fe3[Fe (CN)6]2 ↓ (6-2)
Biru Prusia dan Biru Tururnbull memiliki warna yang mirip, tetapi Biru Prusia sedikit lebih terang daripada Biru Tururnbull.
Biru-hijau: Rendam batu akik dalam kromat (Na2CrO4, K2CrO4) atau dikromat (K2Cr2O7 atau Na2Cr2O7) selama 1-2 minggu, kemudian keluarkan dan letakkan dalam wadah yang berisi (NH4)2CO3, gently heat it, maintain for about two weeks, and then heat again, the agate turns blue-green. The reaction formula is as follows:
K2Cr2O7 + (NH4)2CO3 →(NH4)2Cr2O7 + K2CO3 (6-3)
(NH4)2Cr2O7 →Cr2O3 + N2 ↓ +4H2O (6-4)
Black: Soak agate in silver nitrate solution for 1-2 weeks, then place it in (NH4)2S solution to soak; the resulting black precipitate Ag2S makes the agate appear black. The reaction formula is as follows:
2AgNO3 + (NH4)2S →Ag2S ↓+2NH4NO3 (6-5)
- The methods used domestically: the methods used domestically for agate dyeing technology are relatively mature, allowing agate to be dyed in different colors. In addition to the commonly seen red, green, and purple, agate can be dyed in other colors, such as brown, cherry red, peach red, and apple green. The operation method is similar to the abovementioned methods, but the chemical reagents used differ. Dyeing is a major optimization treatment for agate, and it can enhance or change the color of agate.
According to the principles of agate dyeing, there are three types of dyeing methods:
The coloring agent is immersed in agate, followed by heating, decomposition, or redox reactions to generate colored oxides. For example, to dye agate apple green, a nickel nitrate solution can be used to soak the agate, followed by heating to allow nickel ions to penetrate the fissures in the agate.
Two chemical reagents that can react chemically to generate coloring agents are sequentially immersed in agate in two stages. The generated coloring agents are subjected to heat treatment, which can decompose into colored oxides. For instance, in the blue-green dyeing method, potassium dichromate reacts with ammonium carbonate to generate ammonium dichromate, which decomposes upon heating to produce chromium trioxide as the coloring agent.
Two chemicals that can react chemically to produce a dye are applied to agate in two separate treatments. The dye formed by the reaction is then subjected to heat treatment, which can break it down into a pigmenting oxide. For example, the blue-green dyeing method involves the reaction of potassium dichromate with ammonium carbonate to produce ammonium dichromate, which is then heat-treated to produce chromium(III) oxide, the pigment.
First, immerse a dye into the interior of the agate and then soak it in a fixing agent, allowing the dye to react with the fixing agent to produce a poorly soluble colored compound, thereby coloring the agate.
This method does not require high-temperature heating, and the generated precipitate has good stability.
⑤ Identification of dyed agate
- Finding differences in color: Different color tones: organic dyes are bright and prone to fading. In contrast, inorganic pigments’ colors are closer to natural products, but careful observation can also reveal differences. Below are distinctions based on three common colors:
Natural red agate is a pure red color. In contrast, artificially dyed red agate has iron ion compounds added, resulting in a red color with a yellowish tint.
Natural blue agate is produced in very small quantities, mostly in gemstone blue, and often exhibits varying degrees of banding. Artificially colored blue agate appears violet (cobalt blue) due to the addition of cobalt salts, which gives it a bluish-purple hue, with very few cases showing gemstone blue coloring.
The colored green agate is very close in color to the natural variety. However, upon closer inspection, the natural variety is a soft onion green, while the colored green agate is a bright emerald green with higher saturation.
- Finding differences in structure: Since dyed agate is colored by soaking and drying it with pigments, the pigments settle in the pores of the agate, and under magnification, uneven color spots can be found in the fissures and pores.
Generally, a tenfold magnifying glass is sufficient for identification, while fine-dyed products need to be observed under a gem microscope. Dyed and heat-treated agate can be observed to have “nail marks” on the surface.
Natural red agate does not have “nail marks, ” and the coloring particles in the agate are red, dot-like iron inclusions, with diffusion phenomena not being obvious or absent. The dyed and heat-treated red agate surface can show “nail marks, ” concentrated in specific areas with varying degrees of color, structure, and transparency, showing uniform color distribution and blurred band boundaries (Figure 6-18).
(3) Water-filled agate treatment
Water-filled agate is a type of agate that contains water. When there are many fissures in the water-filled agate or when fissures occur during processing, the water in the cavity will slowly leak out until it dries up, causing the entire water-filled agate to lose its artistic value.
The treatment method is to soak the water-filled agate in water, using capillary action to refill the water to its original position or to use an injection method to refill the water and seal the small fissures with glue or other materials.
Identification features after water-filled agate treatment: Carefully observe the water-filled walls for any signs of artificial treatment. In suspicious areas, use a hot needle to probe; water-injected water-filled agate will have gelatinous or waxy materials precipitate out.
2.2 Chalcedony
Chalcedony is a cryptocrystalline quartz jade, with the main chemical component being SiO2, and it may contain trace elements such as Fe, Al, Ti, Mn, and V. The crystallization state is a cryptocrystalline aggregate, appearing dense and massive, and can also present as granular, radiating, or fine fibrous aggregates. Chalcedony comes in various colors, and common enhancement methods include heat treatment and dyeing.
(1) Heat treatment
Yellow to brown chalcedony contains a large amount of iron, which forms a deep reddish-brown color after heat treatment. Since this treatment method only involves heating without adding any components other than natural chalcedony, and the color after heat treatment is stable, it does not need to be labeled commercially and is directly named after natural gemstones.
(2) Dyeing method
The dyeing materials for chalcedony are generally selected from colorless or light-colored stones and can be dyed into different colors as needed. Sometimes, dark-colored materials can also be dyed into black chalcedony.
① Sugar and sulfuric acid treatment: Sugar and sulfuric acid treatment of light-colored chalcedony or gray chalcedony is processed into black chalcedony; almost all black chalcedony is treated this way.
② Swiss lapis lazuli: Dyed jasper (variegated chalcedony), is used to imitate lapis lazuli, commonly referred to as “Swiss lapis” in the market [Figure 6-19 (a)]. However, the dyed jasper lacks the granular structure of lazurite and contains no pyrite; wiping with a cotton swab dipped in acetone will cause it to fade.
③ Green chalcedony: Chalcedony is dyed with chromium salts, which can be used to imitate green chalcedony; the treated chalcedony turns red under a color filter [Figure 6-19 (b)]. A blurry absorption band can be seen under a spectroscope in the red light region.
Copywrite @ Sobling.Jewelry - Produsen perhiasan khusus, pabrik perhiasan OEM dan ODM
2.3 Aventurine
Aventurine is a type of quartz jade that exhibits a sand-gold effect, often displaying different colors due to the presence of other colored minerals. Those containing chromium mica appear green, known as green aventurine (the green aventurine produced in Xinjiang, China, contains green fibrous actinolite); those containing dumortierite appear blue, known as blue aventurine; and those containing lepidolite appear purple, known as purple aventurine.
The quartz grains in aventurine are relatively coarse, and the flaky minerals within are relatively large, which can exhibit a noticeable sand-gold effect under sunlight.
The most common type in the domestic market is green aventurine (Figure 6-16), often used as a substitute for green jadeite. The main difference from natural jadeite is the internal characteristics; under a magnifying glass, large fuchsite flakes can be seen arranged in a directional pattern, and under a color filter, it appears reddish-brown.
2.4 Quartzite
The dyeing treatment method for quartzite involves heating the quartzite, quenching it to form micro-fissures, and then dyeing it. It is mainly dyed green, and dyed quartzite is commonly referred to in the market as “Malaysian jade, ” used to imitate high-end jadeite.
Quartzite is dyed with inorganic dyes, often turning green. Under a gem microscope, common green substances are distributed in a net-like pattern in the gaps between particles, with deeper colors in loose structures and lighter colors in dense structures (Figure 6-20). An absorption band can be seen at 650nm in the red light region under a spectroscope (Figure 6-21). Under short-wave ultraviolet light, it may exhibit a dark green luster.
Bagian IV Opal
People, especially those revered in Europe, have always loved opal. The literary giant Shakespeare called opal the “queen of gems. ” The “Light of the World” — black opal from Lightning Ridge, Australia, has a rough weight of 273ct ( lct = 0. 2g ). After grinding, it weighs 242ct and is currently housed in the Smithsonian Institution in Washington, USA. High-quality opal can gather various colors in one, with brilliant hues that provide a beautiful illusion. Thus, opal is the birthstone for October, known as the “stone of hope. “
1. Gemological Characteristics of Opal
The mineral composition of opal is primarily opal, with small amounts of quartz, pyrite, and other minor minerals. The English name is opal, referring to opal or precious opal that exhibits color-changing effects. Opal is an amorphous solid lacking a crystalline shape and often appears in plate-like, vein-like, and irregular forms. The chemical composition is SiO2 - nH2O, with variable water content, generally 4% -9% , and can reach up to 20% . Opal has a wide variety of colors, with body colors including black, gray, white, brown, pink, orange-yellow, yellow, green, light blue, and green. It has a glassy to resinous luster, ranging from transparent to opaque. It exhibits a typical color-changing effect (Figure 6-22), and rotating the opal under a light source reveals colorful spots.
2. Main Optimization Treatment Methods for Opal
The main optimization treatment methods for opal include heat treatment, oil treatment, sugar acid treatment, colorless filling treatment, and dyeing treatment. The opal’s color can be changed through optimization treatment, enhancing the color-changing effect. Some non-gem quality opals can be improved to gem quality through treatment, increasing their economic and aesthetic value.
(1) Heat Treatment
Due to the presence of water in the composition of opal, heat treatment is generally not used for improvement. For opals with color-changing effects, heat treatment will cause water loss, resulting in a uniform refractive index, and the color-changing effect will also disappear. If it is re-immersed in water, the color cannot be restored. Opals can regain color and color change under special conditions of dehydration, provided that the conditions during restoration are consistent with those during the growth of the opal. After water treatment, opals can restore their color change. Natural opals generally do not display color-changing effects during water permeation treatment. Heat treatment can be used on inferior opals that do not have color-changing effects to improve their color and appearance.
(2) Oil Treatment
The oil treatment of opal is a traditional treatment method with a long history. In ancient times, people began using this method to improve the color-changing effect of opal or change the color of opal.
① Treatment Object: Porous water opal.
② Method One: Wrap the opal in wrapping paper, cover it with aluminum foil, soak the opal in waste lubricating oil, then wrap it in the paper and heat it at high temperature to carbonize the paper and enter the fissures of the opal.
③ Method Two: Place the opal in a ceramic pot, bury it with combustible fertilizer, and roast the ceramic pot with charcoal.
Due to the large amount of oily or tar-like substances seeping into the opal during processing, the opal exhibits a color-changing effect. The oil treatment process requires heating, which is usually referred to as smoke dyeing. The color will only be recovered if the heat treatment temperature is lowered.
Oil and water treatment can mask the fissures and pores of the opal, resulting in color or color change. However, the color and color change is unstable; over time, the color fades or the color change disappears.
(3) Colorless filling treatment
Colorless filling is usually done with plastic, filling the fissures of chalky, low-quality opal with plastic to make the opal transparent and produce color. The specific filling process includes several steps: cleaning, drying, vacuum filling, and polishing. The filling materials include silica, silane, and silicate polymers.
(4) Dyeing treatment
The history of sugar acid dyeing of opal is very long and is the main method for dyeing black opal in history. The specific dyeing process is as follows:
① Pre-cleaning, drying at a temperature below 100℃ ;
② Place the opal in a hot sugar solution (commonly a solution of 2 cups of sugar and 3 cups of distilled water), heat to boiling, and soak for several days;
③ After cooling the opal, quickly wipe off the excess surface sugar syrup, soak it in about 100℃ concentrated sulfuric acid for about 1-2days, and then slowly cool it down;
④ After carefully rinsing the opal, rinse it in a carbonate solution and then clean it.
(5) Substrate, assembly, and coating
Natural opal has a loose and porous structure, and high-quality opal is often relatively thin, usually combined with other materials to enlarge the opal and enhance its color-changing effect.
① Substrate: Stick refractive oil or margarite underneath the transparent opal to enhance the color change.
② Assembly (two-layer stone or three-layer stone): The upper part of the two-layer assembly stone is generally opal, while the lower part is plastic or glass, or the upper part is colorless crystal and the lower part is opal pieces, bonded with colorless glue; the three-layer stone generally has a top layer of colorless transparent glass or plastic, a middle layer of natural opal, and a bottom layer of black material.
③ Surface Coating: Mainly to protect the opal’s surface, but the coating’s hardness is not high. Some fully plastic imitation opals (such as softer polystyrene) are often protected with acrylic coatings.
3. Optimization of Opal Identification
(1) Identification characteristics of dyed opal
Under a gem microscope, particles of carbon or dye can be seen in the opal, and dye can also be found aggregated in the fissures. After dyeing, the color spots are fragmented and limited to the granular structure on the gem’s surface (Figure 6-23).
Gambar 6-23 Opal yang dicelup
The two black dyed opals are located at the bottom left of the image.
(2) Identification characteristics of injection-molded opal
After injection molding, the opal has poor transparency, ranging from translucent to opaque, with a relatively low specific gravity of about 1. 90, often containing black fibrous or fingerprint-like inclusions and opaque metallic inclusions.
(3) Main identification features of the assembled opal doublet.
The glued surface is visible in the unmounted doublet; under strong light magnification, bubbles in the glued surface, hemispherical pits in the adhesive, and near-surface bubbles can be seen, along with changes in the luster of the iron ore near the boundary; a hot needle can reveal the presence of the adhesive; color spot structures distinguish the top layer material [Figure 6-24(a)]. If the upper layer is opal and the lower layer is plastic or glass, magnification reveals differences in color and luster between the two layers, with the color change effect occurring in the upper part of the gemstone; if the upper part of the doublet is colorless crystal and the lower part is opal, the color change effect of the opal occurs in the lower layer.
(4) Identification features of the three-layer assembled opal.
The top layer does not exhibit color change, and the refractive index is usually higher than that of opal; bubbles and swirl patterns are visible in the glass top layer; a bubble layer is visible at the bonding surface; pits, bubbles, and changes in luster may be present at the bonding surface boundary; the opal layer is distinguished based on the location of structural color spots of different materials [Figure 6-24(b)]. In three-layer doublets, the top layer is generally colorless transparent material, with color spots located in the middle layer of opal, and the color change effect occurs within the gemstone at a certain depth from the gemstone surface.
(5) Methods and Identification Features of Synthetic Opal
Currently, most synthetic opals are synthesized using the Gilson synthesis method. The main synthesis process is as follows:
① Formation of Silica Spheres: Add a medium-strength alkali (such as ammonia) to the organic silicon compounds that diffuse into small droplets in a mixed solution of alcohol and water, turning the organic silicon compounds into silica spheres. The purity, concentration of the reagents and stirring speed must be carefully controlled to generate spheres of the same size and to obtain different types of opal varieties as required, with a diameter between 200 and 300nm.
② Precipitation: They continuously precipitate After forming silica spheres. Once precipitated, these spheres automatically arrange themselves tightly. This stage is relatively slow and may take more than a year.
③ Compaction and bonding: This process is the most difficult and key to producing high-quality opal materials. Silica spheres are covered with liquid, and equal hydrostatic pressure is applied to the spheres in all directions to avoid structural changes; finally, the silica spheres may be bonded with added colloidal material, or the materials are sintered at a certain temperature.
Finally, the formed opal is cut and polished to display a better play of color effect.
Identification of synthetic opal versus natural opal:
① Structure:
The color spots of natural opal are two-dimensional, with a silky appearance, elongated in one direction; they are irregular thin sheets; the color spots have a gradient relationship with blurred boundaries; the color spots have fibrous or striped structures in one direction (Figure 6-25).
Synthetic opal has typical columnar color spot characteristics, mosaic-like color spots, and clear color spot boundaries, exhibiting a three-dimensional form. Looking through the synthetic opal column, the boundaries are distinct, with jagged edges divided by closely arranged intersecting lines, creating a mosaic-like structure. Each mosaic piece may contain snake skin (also known as scorpion skin) patterns, honeycomb structures, or step-like structures (Figure 6-26).
② Luminescence:
The reactions under ultraviolet light can also be an auxiliary means to distinguish between natural and synthetic opal. For example, natural black and white opal may exhibit weak to moderate intensity white, blue-green, or yellow fluorescence. In contrast, fire opal may show weak to moderate intensity green-brown fluorescence. Most natural opals have persistent phosphorescence; synthetic white opals have almost no fluorescence or phosphorescence, and synthetic opals are more transparent than natural opals when exposed to long-wave UV light.
③ Infrared spectrum:
In identifying infrared spectra, there are significant differences in the molecular vibration spectra of water between synthetic and natural opal, providing a basis for distinguishing between them.
Section V Serpentine Jade
1. Gemological Characteristics of Serpentine Jade
Serpentine is a layered hydrous magnesium silicate mineral with the chemical formula Mg6Si4O10(OH)8. In it, Mg can be replaced by trace elements such as Mn, Al, Fe, and Ni, and sometimes small amounts of Cu and Cr ions are mixed in. Serpentine is generally green but can also be white, yellow, bluish-green, brown, and dark black; green and emerald green often contain chromium and nickel. The main mineral composition of serpentine jade is serpentine, with secondary minerals including dolomite, magnesite, chlorite, tremolite, calcite, and chromite. The chemical composition of serpentine is influenced by its mineral composition. Generally, the chemical composition of pure serpentine jade is close to the theoretical content of various components of serpentine minerals. When the content of tremolite in the jade increases, the chemical composition becomes high in silicon, high in calcium, and low in magnesium. When the content of chlorite in the jade significantly increases, the chemical composition is relatively low in magnesium, low in silicon, and rich in aluminum.
2. Optimization Treatment and Identification Methods of Serpentine Jade
Visually, it appears as a uniform dense mass, and under high magnification microscopy, it shows fine granular and fibrous mineral aggregates. Upon magnification, pale green chlorite and dark chromite inclusions can be seen distributed within (Figure 6-27), and water wave patterns are visible. Common optimization treatments for serpentine jade include dyeing and filling.
(1) Treatment methods and identification of dyed serpentine jade
Heat the serpentine jade to create fissures, then soak it in dye. The dye concentrates in the fissures of the dyed serpentine jade, and upon magnified observation, the presence of dye can be seen in the fissures (Figure 6-28). Dyed serpentine jade is sometimes sold under “golden silk jade. “
(2) Wax-filled serpentine jade and identification
Fill the fissures or gaps in serpentine with wax, oil, or resin to change the appearance of the sample or improve stability. When filled with wax, magnification reveals a distinct waxy luster at the filling site, and a hot needle probing the crack shows wax flow, while the smell of wax can also be detected; when filled with oil, magnification shows lower transparency and luster at the crack, and oil may be exuded when probed with a hot needle.
Filling with a small amount of colorless wax or colorless oil can be classified as optimization while filling with colored wax, colored oil, glass, or artificial resin is classified as treatment, which must be noted when sold.
Section VI Turquoise
1. Gemological Characteristics of Turquoise
Turquoise varies in color due to its different elements; it appears blue when containing copper and green when containing iron. Natural turquoise is mostly sky blue, light blue, greenish-blue, green, or pale with a hint of green. The uniform color, soft luster, and absence of brown iron veins indicate the best quality. Color is an important factor affecting the quality of turquoise. Sky blue or slightly greenish blue turquoise is commonly regarded as high quality.
Turquoise is a hydrated copper aluminum phosphate mineral with the chemical formula CuA16(PO)4)4(OH)8-5H2O. The texture of turquoise is very uneven, with colors ranging from deep to light, and it may even contain light-colored stripes, spots, and dark brown iron lines. The density also varies significantly; those with many pores are loose, while those with fewer are dense and hard. After polishing, it has a soft, glassy luster to a waxy luster. Most belong to a cryptocrystalline structure, with very few showing visible crystals. The surface of turquoise often contains irregular white textures and patches, as well as brown matrix textures and color spots.
the famous turquoise-producing area in Iran produces the highest quality porcelain turquoise and iron line turquoise, known as Persian turquoise. In addition, countries such as Egypt, the United States, Mexico, Afghanistan, India, and Russia also produce turquoise.
2. Classification of Turquoise Varieties
The quality of turquoise is mainly related to factors such as its color and structure. Based on the color and texture of turquoise, it is internationally classified into four categories: porcelain turquoise, green turquoise, iron line turquoise, and foam turquoise (Figure 6-29).
(1) Porcelain Turquoise
Porcelain turquoise is the highest quality and hardest type of turquoise, with a hardness that is the greatest among all varieties of turquoise, ranging between 5. 5 -6. The color of porcelain turquoise is usually pure sky blue or blue-green, with a dense structure, and it has a porcelain-like finish after polishing, exhibiting a strong porcelain luster. Porcelain turquoise is a premium type of turquoise.
(2) Green Turquoise
Green turquoise is a relatively common variety, with colors generally ranging from blue-green to pea-green. It has a high hardness, second only to porcelain turquoise, with a strong luster, fine texture, and quality just below that of porcelain turquoise.
(3) Iron Wire Turquoise
This variety is sky blue, blue-green, and bean green. In turquoise, fine black-brown iron ore veins are distributed in a net-like pattern, making the blue or green turquoise exhibit a black net pattern or vein-like texture known as iron wire turquoise. The limonite veins are referred to as “iron wire. ” The clearer and more distinct the pattern of the iron wire, the better, creating natural patterns on the turquoise that resemble ink lines, beautiful and unique. Turquoise with beautiful spider web patterns can also be considered a fine product.
(4) Foam Turquoise
After weathering and losing moisture, it becomes moon white, has a low value, and a hardness below 4. 5, which can be scratched with a small knife. Because this type of turquoise is soft and loose, only larger pieces have any practical value, making it the lowest quality turquoise. It is often treated with injection molding, waxing, and dyeing to improve its quality and appearance, allowing it to be used as a gemstone.
3. Optimization Treatment and Identification Methods for Turquoise
Due to the loose structure of natural turquoise, it is generally reinforced by methods such as filling with resin or wax, which also improves its stability. Some light-colored turquoise can also have its color improved through dyeing. Common optimization methods for turquoise include dyeing, resin filling, wax filling, molding, reconstruction, and density optimization.
(1) Dyeing treatment
Purpose of treatment: To change the color appearance and enhance the color of turquoise. After losing moisture, turquoise becomes lighter in color and has a loose structure, making it easier to dye. Light green and light blue turquoise can be dyed to enhance their color using aniline dyes.
The identification method for dyed turquoise mainly involves magnified inspection. Dyed turquoise is unnatural; dyed turquoise on the market often appears deep blue-green or deep green, with overly vivid colors concentrated in the fissures. After dyeing, the surface color is deep, while the internal color is lighter. The color distribution after dyeing is more pronounced for turquoise with iron veins, and magnified inspection reveals color concentration at the iron vein locations. (Figure 6-30).
Dyed turquoise colors are unstable and will fade over time. If a drop of ammonia is applied to an inconspicuous area of dyed turquoise, it will fade, revealing the original green and white colors.
(2) Injection filling treatment
① Injection of resin and wax:
The injection of resin and wax is mainly aimed at turquoise with loose structures. Treating it with resin or wax makes the natural turquoise structure dense, enhancing its stability. The identification characteristic is that the color of turquoise treated with filling is not durable; over time, it will fade, and after a few seconds of probing with a hot needle, the resin and wax will seep out to the surface, showing a distinct resinous or waxy luster (Figure 6-31).
② Injection Molding:
Injection molding treatment is divided into colorless plastic and colored plastic injection, injecting light-colored or white turquoise to change its color and structure, making its structure denser and its color more vibrant.
The detection method can be tested with a hot needle in inconspicuous places. Look for fissures and pits, and probe with a hot needle; certain plastics will emit a pungent smell when heated, and this type of turquoise generally has a relative density of less than 2. 76; the hardness of injection-molded turquoise is relatively low, and the surface is prone to scratches; infrared spectroscopy testing may show strong absorption caused by plastic at 1450 cm-1 and 1500 cm-1, while in newer injection-molded varieties, strong absorption at 1725 cm--1 may appear during infrared spectroscopy testing.
(3) Reconstructed Turquoise
Reconstructed turquoise is made from broken pieces of turquoise, turquoise microparticles, blue powder materials, and some binding agents pressed together at a certain temperature and pressure. Strictly speaking, reconstructed turquoise should be referred to as a turquoise imitation. Reconstructed turquoise is mainly identified through the following aspects:
① Structure and Color:
The reconstructed turquoise surface has a distinct porcelain-like luster, and under magnification, there is a noticeable fine-grained structure. The distribution of iron lines is irregular, and sometimes, the color distribution is also uneven (Figure 6-32).
② Acid Experiment:
The reconstructed turquoise appears blue due to the presence of copper compounds. Copper salts can dissolve in hydrochloric acid; the reconstructed turquoise will fade when acid is dripped onto the surface and wiped with a white cotton ball.
(4) Density Optimization
Density optimization mainly targets natural turquoise with many pores and a loose structure to improve its density, enhancing the texture, luster, and hardness of the turquoise near and on the surface.
The most widely used technology for density optimization is the electrochemical treatment method. Most of the “Sleeping Beauty” turquoise appearing in the domestic jewelry market has undergone electrochemical optimization treatment. Early on, turquoise treated with electrochemical methods had bright surface colors, limited to a very shallow surface layer. If subjected to multiple electrochemical treatments, the color can penetrate the turquoise’s interior.
The electrochemical treatment method improves turquoise based on the changes in its structure during the electrolysis process. During electrolysis, the crystallization water and adsorbed water in turquoise are electrolyzed to produce many hydroxyls (-OH), and the hydroxyls (-OH) in the electrolytic cell can also slightly permeate into the turquoise. These hydroxyls (one OH) will combine all the isolated octahedra in the turquoise structure into octahedral pairs, making the turquoise structure denser and the color more vibrant.
4. Identification of turquoise and similar gemstones
(1) Identification characteristics of natural turquoise
Natural turquoise has a cryptocrystalline structure, with no granular structure observed under magnification, and the surface often has pyrite particles and limonite found in veins. The refractive index of turquoise is 1. 62, with a relative density of 2. 60 -2. 70, and there are two absorption lines in the blue region at 432nm and 420nm under the spectroscope.
(2) Identification characteristics of synthetic turquoise
Most synthetic turquoise on the market is produced using the Gilson synthesis method. The structure of synthetic turquoise is fine-grained, and when magnified 50 times, it shows a granular structure (Figure 6-33). The refractive index is 1. 60, the relative density is 2. 70, and there are no absorption lines in the blue region under the spectroscope. Applying acid to inconspicuous areas of synthetic turquoise can change blue synthetic turquoise to green, as synthetic turquoise often contains copper compounds, which can dissolve in hydrochloric acid.
(3) Identification characteristics of chrysocolla
The color of chrysocolla is blue, sky blue, and green with mottling. The refractive index is 1. 50, the relative density is 2. 0 to 2. 5, and the Mohs hardness is 4. Therefore, chrysocolla’s low refractive index, low density, and color characteristics distinguish it from turquoise.
(4) Identification characteristics of dyed magnesite
The structure of dyed magnesite is dense and blocky, significantly different from the granular structure of turquoise. Upon magnification, the dye is observed along the fissures.
The gaps are concentrated, appearing light brown under a Charles filter. The refractive index varies greatly, around 1. 60, with a relative density of 3. 00 -3. 12.
(5) Identification characteristics of dyed chalcedony
Dyed chalcedony has a layered structure and a mottled color. Under magnification, the dye in the dyed chalcedony is concentrated in the fissures, appearing red or light brown under a Charles filter. The refractive index is 1. 53, and the relative density is between 2. 60 and 2. 63.
(6) Identification characteristics of glass
Glass does not have the granular structure of turquoise. Under magnification, bubbles can be seen reaching the surface in small hemispherical holes, and shell-like fractures are visible at the breakpoints. The refractive index varies significantly, ranging from 1. 40 to 1. 70, and the relative density can reach 3.30.
Section VII Lapis Lazuli
The English name for lapis lazuli is “lapis, ” derived from Latin. According to sources, lapis lazuli was introduced to China from Afghanistan via the “Silk Road. ” It is usually found in aggregate form, presenting a dense, blocky, and granular structure. The colors are dark blue, violet-blue, sky blue, greenish blue, and so on. Lapis lazuli is also the main raw material for natural blue pigments. In ancient Greece and Rome, wearing lapis lazuli was considered a symbol of wealth. During the Qing Dynasty in China, lapis lazuli became an ornament for the court officials’ hats, and it was used to flaunt their identity and status.
1. Gemological Characteristics of Lapis Lazuli
Lapis lazuli is a rock primarily composed of lapis lazuli minerals, containing small amounts of impurities such as pyrite and calcite, forming a cryptocrystalline aggregate. Due to a small amount of calcite, the surface color often appears with white spots. Cleavage is not developed, the fracture is uneven, and the streak is light blue. It emits orange points of light under long-wave ultraviolet light and white fluorescence under short-wave ultraviolet light. Under a Charles filter appears light red, with a glassy to waxy luster, a refractive index of 1. 502 ~ 1. 505, and a specific gravity of 2. 7 to 2. 9.
The sources of lapis lazuli include Afghanistan, the United States, Mongolia, Myanmar, and Chile, among which Afghan lapis lazuli is the most famous. Lapis lazuli generally appears blue, with the best quality being a deep, pure, and uniform blue. White lines or white spots in the color will reduce the color’s concentration, purity, and uniformity.
2. Optimization Treatment and Identification Methods of Lapis Lazuli
The main optimization treatment methods for lapis lazuli are wax filling, dyeing, and bonding treatment.
(1) Waxing filling
Wax is applied to the surface fissures of lapis lazuli to improve appearance and fill the fissures.
Main identification features: After wax filling, lapis lazuli has a waxy luster, the waxed areas have lower hardness, and the surface has scratches; in places where the wax layer has peeled off, there is a buildup of wax in the depressions, which can be scraped off with a steel needle (Figure 6-34).
(2) Dyeing Treatment
Blue dye is used to change the color appearance of inferior lapis lazuli, enhancing the quality and commercial value of natural lapis lazuli.
Main identification features: dyed lapis lazuli is darker, with color concentrated in surface fissures. Wiping with a cotton swab dipped in acetone can turn the swab blue. If it appears waxed, the wax layer should be removed before wiping the surface of the dyed lapis lazuli with a cotton swab.
(3) Bonding Perawatan
Crush inferior lapis lazuli and bond it with plastic to form a large overall appearance of lapis lazuli.
Main identification features: The adhesive lapis lazuli shows a distinct granular structure with uneven color distribution under magnification. When touched with a hot needle, it emits a pungent plastic smell.
(4) Identification features of synthetic lapis lazuli and natural lapis lazuli
The appearance of synthetic lapis lazuli is similar to that of natural lapis lazuli, with the main identification features as follows:
① Warna:
The distribution is relatively uniform, lacking the characteristic mottled distribution found in most natural lapis lazuli.
② Structure:
Fine granular structure; if there are pyrite particles in synthetic lapis lazuli, the edges of the pyrite particles are generally very straight and evenly distributed throughout the gemstone; in natural lapis lazuli, pyrite is randomly distributed, and the particle shapes are irregular.
③ Density:
The relative density of synthetic lapis lazuli is lower than that of natural lapis lazuli, with a relative density 2. 70.
3. Identification of characteristics of Lapis lazuli and common Imitations
(1) Sodalite
Sodalite is similar in color to lapis lazuli but can be distinguished structurally. Sodalite has a coarse crystalline structure, while lapis lazuli is mostly a cryptocrystalline aggregate with a fine-grained structure; sodalite may sometimes show cleavage and has a higher transparency than lapis lazuli; the relative density of sodalite ( 2. 15 -2. 35 ) is significantly lower than that of lapis lazuli ( 2. 7 -2. 9 ), which is enough to differentiate them. Sodalite often contains white mineral spots or patterns and rarely has pyrite inclusions (Figure 6-35).
(2) Dyed jasper (Swiss lapis lazuli)
The color distribution of dyed jasper is uneven, enriched in stripes and patches, with no pyrite present, and the fracture is shell-like; it usually does not show reddish-brown under a polarizing filter; it has a higher refractive index and lower density; in streak tests, the streak of natural lapis lazuli is light blue while jasper does not leave a streak.
(3) Glass
The blue glass used to imitate lapis lazuli does not have the granular structure of lapis lazuli. It may contain bubbles and swirling textures, with a shell-like fracture visible on the broken surface.
(4) Dyed marble
Under magnification, it can be observed that the color of dyed marble is concentrated at the fissures and grain boundaries, and the dye can be wiped off with acetone. Dyed marble has a lower hardness and can be easily scratched with a knife.
Section VIII Fluorite
1. Gemological Characteristics of Fluorite
Fluorite, or fluorspar, is a relatively common mineral that can coexist with other minerals. It belongs to the isometric crystal system, with octahedral and cubic common crystal forms. The crystals have a glassy luster, are brittle, have a Mohs hardness of 4, and a melting point of 1360℃, with perfect cleavage. Some samples can fluoresce under friction, heating, or ultraviolet light exposure. It is called fluorite because it fluoresces like a firefly when exposed to ultraviolet or cathode rays. When fluorite contains some rare earth elements, it will emit phosphorescence, meaning that after the ultraviolet or cathode ray exposure, the fluorite can continue to glow for some time. The production of phosphorescent fluorite is not large.
Fluorite comes in various colors, including purple-red, blue, green, and colorless (Figure 6-36). The main chemical component of fluorite is calcium fluoride ( CaF2 ). Pure fluorite is colorless but often appears in different colors due to various impurities. Calcium is often replaced by rare earth elements such as Y and Ce, and it also contains small amounts of Fe2O3, SiO2, and trace amounts of Cl, O, He.
2. Optimization treatment and identification methods of fluorite
Common optimization treatment methods for fluorite include heat treatment, filling, and irradiation.
(1) Heat Treatment
Heat treatment is the most common optimization method for fluorite. By heating, the dark blue to black fluorite can be transformed into a better blue, and the color after treatment is very stable. This treatment is considered optimization and does not require identification.
(2) Filling
Generally, plastic or resin is used to fill the fissures in fluorite, with the main purpose of healing surface fissures to prevent them from appearing during processing or wearing. The identification characteristics of filled fluorite mainly include the following points:
① Under magnification with a magnifying glass or microscope, the fissures in the fluorite are not obvious, and the fissures often exhibit a resinous luster.
② Using a hot needle for detection, resin or plastic may be precipitated.
③ Observing under ultraviolet fluorescence, the plastic and resin in the filled areas may exhibit characteristic fluorescence.
(3) Iradiasi
Colorless fluorite can produce a purple color through irradiation. Irradiated fluorite is extremely unstable and will fade when exposed to light, so this treatment method has no practical or commercial value.