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Svelamento di altri 8 tipi di gemme mono-cristallo ottimizzate
Ottimizzazione e identificazione di topazio giallo, tormalina, zircone ecc.
I cristalli di gemma disposti secondo un modello periodico secondo determinate regole da atomi o molecole sono chiamati gemme a cristallo singolo. Esistono molte gemme a cristallo singolo, come rubini, zaffiri, diamanti, smeraldi, tormaline, cristalli e zirconi. Le gemme a cristallo singolo hanno generalmente un'elevata trasparenza e una forte lucentezza. Il trattamento di ottimizzazione delle gemme a cristallo singolo è utilizzato principalmente per migliorare il colore e la trasparenza delle gemme dai colori allocromatici. La maggior parte delle gemme colorate da oligoelementi può migliorare il proprio colore e aumentare la trasparenza attraverso il trattamento di ottimizzazione. I diversi metodi di trattamento di ottimizzazione sono selezionati in base alla composizione chimica, alla struttura e al meccanismo del colore delle gemme a cristallo singolo. Ad esempio, gli smeraldi e i rubini naturali con molte fessure sono spesso riempiti con olio incolore o colorato. Esistono molti metodi di trattamento di ottimizzazione per le gemme di corindone e quasi tutti possono essere applicati alle gemme di corindone. I metodi di trattamento di ottimizzazione per altri tipi di gemme monocristallo devono essere scelti in base al principio di colore delle gemme.
Inoltre, alcune gemme a cristallo singolo colorate dai loro componenti, come il granato, la malachite e il peridoto, non possono utilizzare metodi di trattamento di ottimizzazione per modificare il colore delle gemme.
Topazio blu irradiato
Indice dei contenuti
Sezione I Topazio giallo
1. Caratteristiche gemmologiche del topazio giallo
Il topazio giallo, noto anche come topazio, ha una composizione chimica di Al2SiO4(F,OH)2 e può contenere oligoelementi come Li e Be, Ga. Si presenta comunemente nei colori incolore, azzurro, blu, giallo, rosa, rosa, bruno-rossastro, verde e altri; il topazio rosa può contenere ioni di cromo.
In base ai diversi componenti, il topazio si divide in topazio di tipo F e topazio di tipo OH. I colori del topazio di tipo F sono principalmente incolore, azzurro o marrone, prodotto in pegmatite; i colori del topazio di tipo OH sono principalmente giallo, giallo oro, rosa, rosso, ecc. Il topazio rosso di tipo OH, contenente cromo, è una varietà molto preziosa. Viene prodotto principalmente in pegmatiti di granito e greisen. Le aree di produzione sono distribuite in tutto il mondo, tra cui Brasile, Myanmar, Stati Uniti e Sri Lanka, e ci sono anche produzioni nello Yunnan, nel Guangdong e nella Mongolia interna in Cina.
2. Variazioni del colore del topazio prima e dopo il miglioramento
I diversi tipi di topazio producono cambiamenti diversi dopo il trattamento di ottimizzazione. Lo scopo principale dell'ottimizzazione del topazio è quello di migliorarne il colore. A seconda del tipo, i cambiamenti di colore specifici sono i seguenti:
(1) Topazio di tipo F
Il topazio incolore o marrone di tipo F, dopo l'irradiazione radioattiva, diventa marrone scuro o marrone-verdastro e, dopo un trattamento termico a circa 200℃, si può ottenere un bellissimo topazio blu di varie tonalità (Figura 5-27).
Dopo il miglioramento, il topazio giallo di tipo F assomiglia molto all'acquamarina ed è diventato un suo sostituto. Il colore blu del topazio giallo migliorato è stabile e un riscaldamento eccessivo può riportarlo allo stato originale.
(2) topazio giallo di tipo OH
Il topazio giallo di tipo OH è disponibile in vari colori, il più costoso dei quali è il topazio giallo-arancio, noto come "Topazio Imperiale". Anche altri colori di topazio giallo possono essere ottimizzati per ottenere il colore del "Topazio Imperiale".
Il topazio rosa o giallo porpora contenente cromo può diventare rosso-arancio e rosso dopo l'irradiazione e può essere riportato al suo colore originale dopo il riscaldamento.
I topazi rosa e rossi brasiliani sono ottenuti riscaldando i topazi gialli e arancioni della regione. Un tipo di topazio blu brasiliano diventa nero dopo l'irradiazione radioattiva e l'esposizione alla luce solare può riportarlo al suo colore originale. Se si applica un trattamento termico controllato, può essere trasformato in rosa e, con un'adeguata irradiazione, si può ottenere un colore dorato, ma il blu non appare. Il cambiamento di colore del topazio di tipo OH dopo l'irradiazione è mostrato nella Figura 5-28.
3. Metodi comuni di trattamento di ottimizzazione del topazio
Esistono molti metodi di ottimizzazione del trattamento del topazio; il metodo più comune e commercialmente valido è l'irradiazione. La maggior parte dei topazi blu viene prima trattata con irradiazione da topazi incolori, seguita da un trattamento termico per rimuovere i toni gialli e marroni. Questo metodo di cambiamento di colore permette di ottenere colori vivaci e molto stabili. Il topazio blu di tipo F sottoposto a trattamento di irradiazione è molto popolare sul mercato, ma la radioattività residua deve essere inferiore agli standard nazionali prima di poter essere venduta. Altri metodi di trattamento, come il trattamento termico, il rivestimento e la diffusione, sono metodi di ottimizzazione comuni per il topazio.
La stabilità del colore blu del topazio blu dopo il trattamento del colore è sempre stata una delle principali preoccupazioni dell'industria della gioielleria e dei consumatori. Esperimenti di simulazione dello sbiadimento e di esposizione alla luce solare per quasi 5 anni dimostrano che il topazio blu irradiato si sbiadisce solo di 2%-3% in 5 anni, il che significa che non si può osservare uno sbiadimento significativo entro 5 anni.
(1) Tecnologia e apparecchiature di irradiazione
Il metodo di trattamento del topazio più diffuso sul mercato è quello dell'irradiazione e il topazio irradiato ha ottenuto un grande riconoscimento nel corso degli anni. Attraverso l'irradiazione e/o il trattamento termico, è possibile migliorare o produrre le tonalità rosa, gialle, marroni e blu del topazio. Qualsiasi dispositivo in grado di generare raggi radioattivi può irradiare il topazio. Le apparecchiature comunemente utilizzate comprendono dispositivi di irradiazione con sorgenti di cobalto, reattori di neutroni veloci e acceleratori di elettroni ad alta e bassa energia. Il reattore a neutroni veloci è attualmente l'apparecchiatura principale per migliorare il topazio.
Le caratteristiche dell'irradiazione mediante reattori a neutroni veloci sono l'elevata efficienza e la forte capacità di penetrazione, in grado di produrre topazio di colore blu intenso. Grazie ai numerosi canali e all'ampio volume del reattore, è possibile irradiare molti campioni contemporaneamente.
Gli acceleratori di elettroni ad alta e bassa energia possono ottenere colori più intensi, ma devono essere sottoposti a un trattamento termico per eliminare i toni gialli prodotti. Questo metodo può portare alla formazione di radioattività residua, quindi il topazio trattato non può essere immesso immediatamente sul mercato. L'irradiazione del topazio con un reattore può farlo diventare blu senza richiedere successive fasi di riscaldamento. La colorazione più tipica dell'irradiazione con reattore è un grigio-blu medio o intenso, spesso dall'aspetto di "inchiostro". A volte, il trattamento termico viene utilizzato per rimuovere questo aspetto di inchiostro, ottenendo un colore più chiaro e più saturo (Figura 5-29). Tuttavia, qualsiasi gemma trattata con un reattore presenta una radioattività residua. Pertanto, il topazio irradiato deve essere conservato per un certo periodo di tempo, fino a quando la radioattività decade a un certo livello, prima di poter essere utilizzato a livello commerciale.
A volte, diversi metodi di trattamento sono combinati per produrre colori più profondi senza l'aspetto simile all'inchiostro del topazio. Questo trattamento combinato utilizza l'irradiazione del reattore, l'accelerazione degli elettroni e il trattamento termico, ottenendo un topazio brillante e altamente saturo.
Dopo il trattamento di irradiazione, il colore del topazio blu è stabile, ampiamente utilizzato nel campo delle gemme e amato da molti.
(2) Trattamento termico
Lo scopo del trattamento termico è quello di rimuovere i centri di colore scarsamente colorati e instabili, lasciando un buon colore e centri di colore stabili. Il riscaldamento rimuove i centri di colore marrone e brunastro nel topazio di tipo F, rivelando il centro di colore blu.
L'apparecchiatura comunemente utilizzata per il trattamento termico è un forno o una muffola, con una temperatura di riscaldamento di 180-300℃, che deve essere controllata con precisione. Il centro di colore blu del topazio appare a una temperatura specifica; al di sotto di questa temperatura, il colore rimane inalterato, mentre al di sopra di questa temperatura, il blu svanisce fino a diventare incolore.
(3) Superficie riprese
La pellicola superficiale è un metodo di trattamento comune per il topazio, in cui uno strato di pellicola colorata viene applicato sul topazio incolore o di colore chiaro per produrre diversi aspetti cromatici. La pellicola superficiale è generalmente colorata, con un film molto sottile, e il più comunemente usato è il film di ossido di metallo.
(4) Trattamento di diffusione
In generale, il trattamento di diffusione con Co2+ può produrre topazio blu. Il processo di diffusione è simile a quello dello zaffiro, con riscaldamento ad alta temperatura. Il topazio incolore o chiaro può produrre topazio blu cobalto dopo la diffusione.
4. Caratteristiche di identificazione del topazio trattato in modo ottimale
Dopo il trattamento di ottimizzazione, il topazio deve essere distinto in base alle sue caratteristiche. Ad eccezione del trattamento termico, che è considerato un'ottimizzazione, tutti gli altri sono classificati come trattamenti e il metodo di trattamento deve essere annotato nella denominazione. Le caratteristiche di identificazione del topazio trattato sono riassunte come segue.
(1) Metodi di identificazione per il topazio irradiato
La maggior parte dei topazi irradiati presenta diverse sfumature di blu. Sebbene l'intensità e la profondità di questo colore blu non siano state riscontrate in natura, attualmente non esiste un metodo non distruttivo per dimostrare con precisione se il colore del topazio blu è stato irradiato. Tuttavia, se si conferma che il topazio è stato irradiato, è necessario annotarlo sul certificato di identificazione. Inoltre, alcuni topazi gialli e marroni, colorati naturalmente o artificialmente, possono sbiadire con l'esposizione alla luce.
La formazione del colore del topazio blu di tipo F è dovuta all'irradiazione esterna, che crea un centro di colore blu. La differenza rispetto al topazio naturale è che gli esemplari irradiati si formano attraverso un'irradiazione artificiale ad alto dosaggio e a breve termine e il riscaldamento; gli esemplari naturali derivano da un'irradiazione a basso dosaggio e a lungo termine e dall'esposizione alla luce in natura. Il colore del topazio blu irradiato è stabile, quindi in genere non è necessario identificare se si tratta di un esemplare naturale, ma è necessario condurre test di radioattività residua sul topazio irradiato.
I campioni irradiati con un reattore a neutroni producono inevitabilmente radioattività residua. Pertanto, per ridurre la radioattività residua è necessario un tempo di raffreddamento e posizionamento più lungo. Il topazio irradiato deve essere collocato per almeno un anno prima di essere immesso sul mercato, poiché la radioattività residua del topazio ha un tempo di dimezzamento di circa cento giorni e deve attendere che siano trascorsi tre tempi di dimezzamento per garantire che non danneggi il corpo umano prima di essere commercializzato.
Attualmente, gli standard per la radioattività residua massima del topazio irradiato variano da Paese a Paese. La maggior parte dei Paesi e delle regioni adotta come standard 70 Bq, il che significa che la radioattività residua della gemma deve essere inferiore a 70Bq per poter essere commercializzata; negli Stati Uniti e a Hong Kong gli standard sono ancora più bassi.
(2) Caratteristiche di identificazione di filmato
Il topazio trattato con una pellicola mostra colori arcobaleno molto brillanti sulla sua superficie [Figura 5-30(a)]. Ad un'ispezione ingrandita, si notano dei graffi sulla superficie, causati dalla bassa durezza del materiale di ripresa.
(3) Caratteristiche di identificazione del topazio trattato in modo diffuso
Il trattamento di diffusione del topazio è simile a quello dello zaffiro blu: entrambi prevedono l'introduzione di ioni coloranti nel reticolo o nelle fessure della gemma in condizioni di riscaldamento. Dopo il trattamento di diffusione, le principali caratteristiche identificative del topazio sono le seguenti:
① Il colore del topazio presenta una caratteristica tonalità blu-verde di Co2+e il colore blu-verde è limitato alla superficie, con uno spessore generale non superiore a 5 μm.
All'esame ingrandito, il colore della superficie del topazio appare disomogeneo e spesso presenta gruppi di macchie di colore verde-bruno, più evidenti quando la gemma viene osservata in immersione nel liquido.
③ A causa di una grande quantità di Co2+ in zaffiro giallo trattato per diffusione, appare rosso-arancio sotto un filtro Chelsea.
④ Lo spettro di assorbimento può mostrare la presenza di Co2+ spettro di assorbimento.
Sezione II Tormalina
1. Caratteristiche gemmologiche della tormalina
La tormalina di qualità è chiamata tormalina e la sua composizione chimica è complessa. La tormalina appartiene a un minerale silicato di boro complesso con formula chimica Na(Mg, Fe, Mn, Li, A1)3A16 (Si6O18)(BO3)3(OH, F)4. A seconda dei componenti, si divide principalmente in quattro varietà: dravite, schorlite, elbaite e tsilaisite. Oligoelementi come il ferro, il magnesio, il litio, il manganese e l'alluminio possono sostituirsi l'uno all'altro e il diverso contenuto di ioni può influenzare il colore e il tipo di tormalina.
Esistono due serie di soluzioni solide complete tra dravite e schorlite e tra schorlite ed elbaite. Allo stesso tempo, esiste una soluzione solida incompleta tra dravite ed elbaite. Quelle con colori brillanti e trasparenza chiara possono essere utilizzate come gemme. La tormalina ricca di ferro appare nera e verde; maggiore è il contenuto di ferro, più scuro è il colore; la tormalina ricca di magnesio si presenta gialla o marrone; la tormalina di litio, manganese e cesio mostra un colore rosso rosato, rosa, rosso o blu; la tormalina ricca di cromo si presenta da verde a verde intenso. Tra questi, i colori migliori sono il blu cielo e il rosso rosa brillante e la tormalina pesante di alta qualità ha un prezzo simile a quello dei rubini della stessa qualità.
Nello stesso cristallo di tormalina, la disomogeneità della distribuzione dei componenti tende anche a portare a variazioni di colore, con tormalina bicolore, tormalina multicolore o tormalina anguria con verde interno all'infrarosso che appaiono lungo la tormalina. Le varietà di tormalina sono principalmente classificate per colore in serie rossa, serie blu, serie verde e serie bicolore. Le varietà e le cause dei colori della tormalina sono riportate nella Tabella 5-8.
Tabella 5-8 Varietà di tormalina e relative cause di colore
| Nome della pietra preziosa | Composizione chimica principale | Colore | Colore Causa |
|---|---|---|---|
| Tormalina rossa | Na(Li,Al)3Al6B3(Si6O27) | Da rosa a rosso | Ioni di litio e ioni di manganese |
| (OH, F)4NaMn3Al6B3(Si6O27)(OH, F)4 | |||
| Verde Tormalina | Na(Mg, Fe)3Al6B3 (Si6O27)(OH, F)4 | Da giallo-verde a verde scuro, oltre a blu-verde e verde marrone. | Piccola quantità di ioni di ferro, più ioni di ferro possono causare colore nero |
| Tormalina blu | Na(Fe, CU)3Al6B3 (Si6O27)(OH, F)4 | Da blu chiaro a blu scuro | Ioni di ferro e una piccola quantità di ioni di rame |
| Tormalina di Paraíba | Na(Cr, Mn)3Al6B3 (Si6O27)(OH, F)4 | Da verde a blu | Ioni di rame e ioni di manganese |
La tormalina è ricca di inclusioni e ha sviluppato fessure. In genere, nella lavorazione delle pietre semipreziose, le fabbriche iniettano resina prima del taglio per evitare la rottura delle materie prime e aumentare la resa. Questo serve a migliorare l'adesione e ad aumentare la trasparenza. Anche dopo l'iniezione di resina, la resa è solo di 10%-20%; senza iniezione di resina, la resa può essere inferiore a 5%. Quasi tutte le tormaline vengono sottoposte a iniezione di resina prima del taglio per ridurre i costi e migliorare la resa.
2. Trattamento di ottimizzazione e metodi di identificazione della tormalina
I comuni trattamenti di ottimizzazione della tormalina includono il trattamento termico, il trattamento di riempimento, il trattamento di tintura, il trattamento di filmatura, il trattamento di irradiazione e il trattamento di diffusione.
(1) Trattamento termico
Il trattamento termico può essere utilizzato per migliorare il colore della tormalina, generalmente riscaldando la tormalina più scura per schiarirne il colore, migliorando così la trasparenza e aumentando la qualità della gemma.
A causa delle numerose fessure presenti nella tormalina naturale, è necessario un pre-trattamento prima di riscaldare e modellare la tormalina nella forma desiderata senza macinazione e lucidatura fine. La temperatura di riscaldamento non deve essere troppo elevata e la velocità di riscaldamento deve essere graduale per evitare che la gemma si rompa. Dopo il trattamento termico, la tormalina presenta le seguenti caratteristiche:
Il trattamento termico della tormalina è classificato come ottimizzazione nello standard nazionale e può non essere specificato nel certificato. Il trattamento termico può modificare il colore della tormalina e migliorarne la purezza.
I cambiamenti di colore possono schiarire il colore blu-verde dopo il riscaldamento, aumentare la trasparenza, migliorare il verde ed eliminare il blu; rimuovere i toni rossi dal colore della tormalina; alcuni toni marroni diventano rosa o incolori; i toni rosso-violacei diventano blu; i toni arancioni diventano gialli, ecc. Il colore è relativamente stabile dopo il trattamento termico.
Dopo il trattamento termico, le inclusioni interne della tormalina mostrano spesso cambiamenti significativi e l'ispezione ingrandita rivela alcune inclusioni gas-liquide che si sono rotte, provocando un imbrunimento.
(2) Trattamento di riempimento
A causa delle numerose fessure presenti nella tormalina naturale, il loro riempimento può aumentare la resa della tormalina e migliorare la stabilità delle gemme. Pertanto, il trattamento di riempimento è un metodo di ottimizzazione ampiamente utilizzato per la tormalina.
Lo scopo di un riempimento è quello di evitare che la pietra grezza si rompa durante la lavorazione, rendendo la sua struttura più solida. In genere, nelle ricche fessure della tormalina vengono inseriti materiali organici o vetro.
I materiali di riempimento più comuni includono sostanze organiche e vetro, suddivisi in colla incolore, olio incolore, colla colorata, olio colorato, vetro incolore e vetro colorato.
Il trattamento di riempimento è comunemente usato per la tormalina di grado medio-basso, spesso presente in bracciali, sculture e oggetti decorativi. Sul mercato, oltre 90% di gioielli in tormalina di grado medio-basso sono stati sottoposti a vari gradi di riempimento (Figura 5-31). Anche la tormalina di alta qualità può essere sottoposta a un trattamento di riempimento, ma la quantità è generalmente molto ridotta e difficile da identificare.
③ Caratteristiche del trattamento di riempimento: Dopo il riempimento, la lucentezza della superficie della parte esposta della tormalina riempita è diversa da quella della gemma principale e nel punto di riempimento si possono notare bagliori e bolle.
- Con gli strumenti convenzionali per l'analisi delle gemme, il materiale di riempimento della tormalina ripiena può essere osservato sotto forma di sostanze fibrose bianche, sostanze fibrose gialle, bagliori blu e strutture fluide all'interno della tormalina.
- Il materiale di riempimento viene riempito nelle fessure aperte. Per identificare le tormaline riempite di olio e colla, è importante osservare la differenza tra la lucentezza della superficie della tormalina e la lucentezza del materiale di riempimento; in genere, è visibile il materiale di riempimento giallo-marrone. Quando si identifica la tormalina riempita di vetro, durante il processo di scuotimento della tormalina appare un effetto lampeggiante (Figura 5-32).
Oltre agli strumenti convenzionali, strumenti di grandi dimensioni come la spettroscopia a infrarossi possono rivelare lo spettro di assorbimento delle caratteristiche del materiale di riempimento e l'analisi delle immagini di luminescenza (come gli strumenti di osservazione della fluorescenza ultravioletta) possono osservare lo stato di distribuzione del materiale di riempimento.
④ Classificazione dei livelli di riempimento: È suddiviso in estremamente leggero, leggero, moderato e grave in base alla quantità di riempimento nel mercato, con le caratteristiche di identificazione di ciascun livello riportate nella Tabella 5-9.
Tabella 5-9 Classificazione e caratteristiche di identificazione delle quantità di riempimento sul mercato
| Caratteristiche | Estremamente leggero | Luce | Moderato | Grave |
|---|---|---|---|---|
| Caratteristiche di riempimento | Area molto piccola e poco profonda | Area relativamente piccola e poco profonda | Area piccola e poco profonda | Area più ampia e profonda |
| Caratteristiche di riempimento della ghiandola delle fessure | La fessura è molto superficiale, è difficile distinguere il materiale di riempimento. | La fessura è relativamente poco profonda, la parte di riempimento è più piccola di 1/2 del campione. | Fessure evidenti, la parte riempita chiusa al campione 1/2 | Fessure evidenti, la parte piena supera il campione 1/2 |
| Posizione di riempimento | Nessuna restrizione | Soprattutto ai bordi del campione | Nessuna fessura aperta evidente | C'è una crepa evidente al centro |
| Microscopio a gemma | Estremamente difficile da rilevare | Non è facile da rilevare | Relativamente facile da rilevare | Facilmente individuabile |
| Spettro infrarosso | Non può essere identificato | Non può essere identificato | Caratteristiche parziali identificabili | Può identificare tutte le caratteristiche |
(3) Trattamento di tintura
Il trattamento di tintura è comunemente utilizzato per la tormalina, che presenta molte fessure ed è spesso presente nelle perline rosse, verdi e blu. In genere, i colori più chiari vengono tinti in modo più scuro o quelli incolori vengono tinti in modo colorato. Durante il processo di tintura, di solito viene applicato un riscaldamento per garantire che il colore penetri uniformemente nelle fessure della tormalina.
Caratteristiche identificative della tormalina tinta: Osservata a occhio nudo o con una lente d'ingrandimento decuplicata, la distribuzione del colore della tormalina tinta è disomogenea, spesso concentrata in fessure o depressioni superficiali, senza un evidente pleocroismo. Il fenomeno della disomogeneità del colore è ancora più evidente al microscopio.
(4) Trattamento di irradiazione
La tormalina incolore o leggermente colorata e multicolore viene trattata con radiazioni ad alta energia, che presentano colori diversi a seconda del tempo di irradiazione, della dose di radiazioni e di altri fattori. Il bombardamento di elettroni può anche trasformare la tormalina incolore o rosa in tormalina rossa brillante, producendo molte fessure.
(5) Trattamento di rivestimento
Questo trattamento è generalmente adatto alla tormalina incolore o quasi incolore. Dopo il trattamento di rivestimento, si possono formare vari colori brillanti e, a volte, viene applicato anche uno strato di pellicola colorata (Figura 5-33).
Caratteristiche di identificazione: L'ispezione con ingrandimento rivela una lucentezza anomala e un distacco locale della pellicola. La maggior parte delle tormaline rivestite mostra un'unica lettura al rifrattometro e l'intervallo di variazione del RI aumenta, superando anche 1,70, senza un evidente pleocroismo. I test di spettroscopia infrarossa o Raman possono rivelare picchi caratteristici dello strato di pellicola. Dopo il rivestimento, si può osservare un effetto alone che fluttua sulla superficie.
(6) Trattamento di diffusione
Il trattamento di diffusione è l'ultimo metodo proposto, apparso per la prima volta nella tormalina di produzione africana.
② Generalmente appare di più nella tormalina blu, diffondendo la superficie chiara in un colore più scuro, notando che potrebbero esserci delle crepe dovute a un riscaldamento non uniforme della tormalina.
Questo metodo di trattamento compare soprattutto nelle tormaline di alta gamma e gli strumenti convenzionali devono essere in grado di distinguere la tormalina trattata per diffusione da quella naturale, richiedendo strumenti di grandi dimensioni per analizzarne la composizione superficiale. A causa dell'elevata concentrazione di ioni cromofori prodotti dal colorante, la spettrometria di massa ionica è in grado di rilevare un contenuto di ioni cromofori superiore a quello della tormalina naturale.
Sezione III Zircone
1. Caratteristiche gemmologiche dello zircone
Lo zircone è una gemma di grado medio-basso composta principalmente da silicato di zirconio. Oltre allo zircone, spesso contiene anche elementi delle terre rare, niobio, tantalio e torio. Lo zircone naturale è disponibile in vari colori, tra cui incolore, blu, giallo, rosso, giallo-arancio, verde, verde brillante, verde scuro, giallo-marrone e marrone. Tra le gemme, quelle incolori, blu e giallo-arancio sono le più comuni e le tonalità di colore sono generalmente più scure (Figura 5-34). Quando il contenuto di ZrO2, SiO2 è relativamente basso, anche le sue proprietà fisiche cambiano, con una diminuzione della durezza e della densità relativa. Lo zircone ha generalmente una radioattività debole, mentre alcuni zirconi presentano una radioattività più forte e un'amorfizzazione dovuta alla presenza di U, Th, ecc. che possono ridurre la durezza a 6 e la densità relativa a 3,8, formando così diverse varietà.
Lo zircone è ampiamente distribuito in Cina e si trova principalmente in varie località lungo la costa sud-orientale, come Wenchang a Hainan, Mingxi nel Fujian e Liuhe nel Jiangsu.
Lo zircone naturale è classificato nella mineralogia in tipo alto e tipo basso, mentre quelli intermedi sono definiti di tipo intermedio. Le proprietà fisiche di questi tre tipi di zircone sono diverse: alto, basso e intermedio.
Lo zircone di tipo alto è ben cristallizzato, con un indice di rifrazione, una durezza e una densità maggiori rispetto agli altri due tipi di zircone. Lo zircone di qualità è costituito per lo più da zircone di tipo alto.
Lo zircone di tipo basso contiene spesso un po' di U3O8, HfO2 impurezze radioattive, che riducono il contenuto relativo di ZrO2 e SiO2danneggiano il reticolo interno, causano l'amorfia del cristallo e determinano una diminuzione dell'indice di rifrazione, della densità relativa, della durezza, ecc. Lo zircone di tipo completamente basso può raggiungere uno stato amorfo ed è generalmente inadatto all'uso come gemma.
Il contenuto di impurità radioattive nello zircone di tipo medio non è troppo elevato, il danno al reticolo cristallino interno è insignificante e il cristallo non ha raggiunto lo stato amorfo dello zircone di tipo basso. Lo zircone di tipo medio è spesso giallo-verde o marrone-verde.
Le proprietà fisiche dei tre tipi di zircone, come la durezza, la densità e l'indice di rifrazione, presentano differenze significative; i parametri fisici specifici sono riportati nella Tabella 5-10.
Tabella 5-10 Confronto delle proprietà fisiche dei tre tipi di zircone
| Categorie | Tipo alto | Tipo intermedio | Tipo basso |
|---|---|---|---|
| Sistema a cristalli | Sistema cristallino tetragonale | Sistema cristallino tetragonale | Solidi amorfi |
| Modulo di uscita | Forme di ghiaia quadrate colonnari e quadrate a doppio cono, ecc. | Colonnare o ghiaioso | |
| Durezza | 7 ~ 7.5 | 6.5 ~ 7 | 6.5 |
| Densità/ (g/cm3) | 4.60 ~ 4.80 | 4.10 ~ 4.60 | 3.90 ~ 4.10 |
| Frattura | A forma di conchiglia | A forma di conchiglia | A forma di conchiglia |
| Indice di rifrazione | 1.925 ~ 1.984 | 1.875 ~ 1.905 | 1.810 ~ 1.815 |
| Birifrangenza | 0.054 | 0.008 ~ 0.043 | 0 ~ 0.008 |
| Valore di dispersione | 0.039 | 0.039 | 0.039 |
| Policromia | Il blu presenta un dicroismo distinto, mentre gli altri hanno un dicroismo debole | Dicroismo debole | Debole dicroismo, completamente di tipo basso senza policromatismo |
Lo zircone naturale appartiene alle gemme di fascia media, e gli zirconi incolori e blu sono i più comuni sul mercato. Entrambi i colori dello zircone sono presenti in natura, ma in quantità limitate; la maggior parte di essi è ottenuta attraverso un trattamento termico artificiale. Lo zircone ha un indice di rifrazione secondo solo al diamante tra le gemme naturali e ha un valore di dispersione molto elevato. Lo zircone trasparente incolore assomiglia al diamante ed è la varietà di gemma più simile al diamante in natura, spesso utilizzata come sostituto del diamante. Lo zircone viene spesso trattato termicamente per migliorarne la qualità, modificarne il colore o alterarne il tipo. Poiché non vengono aggiunte altre sostanze durante il processo di ottimizzazione, viene comunque riconosciuto come gemma naturale durante la valutazione dei gioielli.
2. Caratteristiche distintive dello zircone e del diamante
Lo zircone è un ottimo sostituto del diamante con aspetto e proprietà simili. Le principali differenze tra i due hanno le seguenti caratteristiche:
(1) Presenta una doppia rifrazione:
Lo zircone di qualità è uno zircone di alta qualità. Lo zircone è un materiale eterogeneo con un tasso di doppia rifrazione pari a 0,054. Osservando le sfaccettature della corona dello zircone, si può notare la doppia immagine nelle sfaccettature adiacenti; il diamante è un materiale omogeneo e non presenta il fenomeno della doppia immagine.
(2) Lo spettro di assorbimento caratteristico degli zirconi:
Spesso mostrano due linee spettrali rosse molto distinte, con una forte a 653,5 nm e una linea spettrale di accompagnamento spesso visibile a 659 nm (Figura 5-35).
(3) Densità relativa:
La densità relativa dello zircone incolore è di 4,70, mentre la densità relativa del diamante è di circa 3,52.
(4) Esperimento in linea:
I diamanti e gli zirconi si distinguono in base alla loro visibilità su una linea retta. Posizionare lo zircone e il diamante con la faccia rivolta verso il basso su un foglio di carta bianca con una linea retta tracciata e osservare dall'alto perpendicolarmente alla carta. Il diamante a sinistra presenta una riflessione interna totale, quindi la linea non è visibile, mentre lo zircone a destra presenta una linea curva (Figura 5-36).
3. Trattamento di ottimizzazione e metodi di identificazione dello zircone
(1) Trattamento termico dello zircone
Il trattamento termico può modificare il colore e il tipo di zircone. Gli esperimenti di modifica del colore dello zircone sono iniziati negli anni Ottanta. Grazie al basso costo del trattamento termico e alla stabilità del colore dello zircone dopo il trattamento, è diventato il metodo di ottimizzazione più comune per lo zircone. Quasi tutto lo zircone blu è ottenuto attraverso il trattamento termico.
① Cambio di colore
Il trattamento termico in condizioni di riduzione può produrre zirconi blu o incolori. Gli zirconi di diversa provenienza presentano colori diversi dopo il trattamento termico. Ad esempio, le materie prime di zircone rosso-bruno provenienti dal Vietnam possono produrre zircone incolore, blu e giallo-oro dopo il trattamento termico; lo zircone rosso e marrone proveniente dalla provincia cinese di Hainan può diventare incolore. L'incolore e il blu sono i colori più comuni dello zircone.
Le fasi del trattamento termico sono le seguenti: In primo luogo, il campione viene posto in un crogiolo chiuso e messo nel forno, riscaldato a 900-1000℃ in condizioni di pressione e riduzione ridotte, il che consente al campione di ottenere un colore di qualità gemmologica. Il trattamento termico rimuove i toni marroni dello zircone per produrre zirconi incolori, creando al contempo un effetto nebbioso bianco.
Il trattamento termico in condizioni di ossidazione può produrre zircone giallo oro e incolore quando la temperatura raggiunge i 900℃. Alcuni campioni possono apparire rossi e i campioni che non raggiungono un colore di qualità gemmologica possono essere trattati termicamente in condizioni di ossidazione per diventare zirconi incolori o giallo oro.
Il trattamento termico può produrre zircone incolore e blu. Lo zircone blu rimanente, di colore povero ma con una buona limpidezza, può essere ulteriormente riscaldato per produrre zircone incolore, giallo e rosso-arancio. Il processo di ottimizzazione del trattamento termico dello zircone non prevede l'aggiunta di altre sostanze e viene ancora riconosciuto come gemma naturale durante l'identificazione dei gioielli.
② Tipo di modifica
Il riscaldamento delle materie prime di zircone a 1450℃ per un periodo prolungato può causare la ricristallizzazione del silicio e dello zircone, trasformando lo zircone di tipo basso in zircone di tipo alto. Grazie a questo trattamento, gli zirconi di tipo basso, medio e alto possono aumentare la loro densità (fino a 4,7 g/cm3 ), hanno un indice di rifrazione più elevato e linee di assorbimento chiare, e migliorano la trasparenza e la luminosità. La ricristallizzazione causata dal trattamento termico può anche produrre microcristalli fibrosi, formando un occhio di gatto. Ad esempio, la maggior parte degli zirconi provenienti dallo Sri Lanka sono zirconi verdi di tipo basso, che dopo il trattamento termico assumono un colore significativamente più chiaro, trasformandosi in gemme di zircone di tipo alto.
(2) Trattamento di irradiazione dello zircone
A causa del colore più scuro dello zircone naturale, spesso viene irradiato per produrre zirconi incolori e blu con una maggiore luminosità.
Il trattamento di irradiazione dello zircone è un processo di reazione inverso al trattamento termico. Quasi tutti i miglioramenti dello zircone di alta qualità ottenuti attraverso il trattamento termico possono essere riportati al colore precedente al trattamento termico attraverso l'irradiazione (raggi X, raggi γ, elettroni ad alta energia, ecc.), e il colore può persino diventare più intenso. Anche lo zircone naturale subisce cambiamenti di colore sotto l'irradiazione; ad esempio, lo zircone incolore può diventare rosso intenso, rosso-brunastro o viola, giallo-arancio sotto l'irradiazione di raggi X; lo zircone blu può diventare marrone o marrone-rossastro sotto l'irradiazione di raggi X. Tuttavia, il processo di cambiamento di colore di questi zirconi irradiati è reversibile e può tornare allo stato originale a temperature e pressioni estremamente elevate.
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Sezione IV Cristallo
Il quarzo è il minerale più abbondante nella crosta terrestre ed è anche la famiglia di gemme più ricca di varietà. Le gemme di quarzo possono essere classificate in varie forme cristalline, come macrocristallino e microcristallino, tra cui il quarzo monocristallino è chiamato cristallo in gemmologia. Il principale componente chimico del cristallo è SiO2e il cristallo puro è incolore e trasparente. Contiene diversi oligoelementi come ferro, manganese, titanio, ecc. che possono produrre colori diversi (Figura 5-37). Quando sono presenti oligoelementi come l'alluminio o il ferro, l'irradiazione fa sì che questi oligoelementi formino diversi tipi di centri di colore, dando origine a vari colori come il fumé, il viola, il giallo, ecc.
1. Principali varietà e caratteristiche di identificazione dei cristalli
In base al colore del cristallo, può essere suddiviso in diverse varietà di gemme: cristallo incolore, ametista, citrino, quarzo fumé, quarzo rosa, ecc. In base alle caratteristiche delle inclusioni (dette "inclusioni") all'interno del cristallo, si può anche suddividere in varietà come il quarzo rutilato e l'acqua nel cristallo, come mostrato nella Tabella 5-11.
Tabella 5-11 Principali tipi e caratteristiche dei cristalli
| Colore | Caratteristica | Ione che causa il colore |
|---|---|---|
| Cristallo incolore | La composizione chimica è un singolo SiO2prodotto in condizioni di purezza, è completamente incolore e trasparente. | Nessuno |
| Ametista | Il colore varia dal viola chiaro al viola scuro, con il viola intenso che è il migliore, caratterizzato da un colore forte e brillante e da un'elevata trasparenza. | Contiene tracce di ferro, che produce [FeO4]5- centro di colore che causa il colore dovuto all'irradiazione. |
| Citrino | Conosciuto anche come pietra citrina, si presenta nei colori giallo chiaro, giallo e giallo-arancio, con colori brillanti e profondi che sono i migliori. Il citrino naturale è estremamente raro e costoso. | Lo ione principale che causa il colore è il Fe2+ |
| Cristallo fumé | Cristallo di colore da fumé a brunastro, con colore non uniforme, noto anche come "citrino color tè", di valore relativamente basso. | Al3+ sostituisce Si4+ , producendo [AlO4]5- centri di colore vacanti dopo l'irradiazione |
| Cristallo rosa | Quarzo rosa chiaro o rosa malva, di solito con una tonalità più chiara, noto anche come "cristallo di Ross". | I principali ioni che causano il colore sono gli ioni manganese e titanio. |
| Cristallo blu | Blu chiaro, blu scuro; i cristalli blu naturali sono rari e generalmente sono sintetici. | Ioni di ferro e titanio |
| Cristallo verde | Da verde a giallo-verde; i cristalli verdi naturali sono rari e generalmente sono sintetici. | Gli ioni che causano il colore sono principalmente Fe2+ |
| Quarzo rutilato | Incolore, marrone chiaro, giallo chiaro, con diverse inclusioni minerali che producono colori diversi. | Inclusioni che causano il colore |
(1) Cristallo incolore
I cristalli di biossido di silicio incolori, trasparenti e puri possono contenere numerose inclusioni, che di solito includono inclusioni negative, fluide e solide. I tipi di inclusioni solide nei cristalli sono diversi; le inclusioni solide più comuni sono il rutilo, la tormalina e l'actinolite.
(2) Ametista
Il colore dell'ametista varia dal viola chiaro al viola intenso e può presentare vari gradi di marrone, rosso e blu. L'ametista di alta qualità proveniente dal Brasile presenta un colore viola più intenso, mentre quella proveniente dall'Africa tende ad avere una forte tonalità blu. L'ametista prodotta in luoghi come Henan, in Cina, è di colore più chiaro e condivide le caratteristiche cromatiche con l'ametista brasiliana più chiara, essendo entrambe di colore viola chiaro con una leggera tonalità bruna e un'elevata trasparenza.
La distribuzione del colore dell'ametista è irregolare e la caratteristica più comune sono le bande di colore. Le bande di colore viola sono disposte parallelamente l'una all'altra, e a volte due serie di bande di colore si intersecano ad un certo angolo; si possono anche vedere macchie di colore, con bordi dritti ai margini, che formano forme geometriche irregolari.
Quando vengono irradiati, i cristalli contenenti tracce di ferro hanno elettroni nel gruppo Fe3+ strato elettronico eccitato, producendo centri di colore vacanti [FeO4].5-. I centri di colore vacanti assorbono principalmente la luce a 550 nm nello spettro visibile, facendo apparire il cristallo di colore viola. In caso di riscaldamento o di esposizione alla luce solare, i centri di colore dell'ametista possono danneggiarsi, provocando lo sbiadimento.
(3) Citrino
Il citrino si riferisce a cristalli di colore giallo che si trovano comunemente in giallo chiaro, giallo, giallo oro e giallo bruno. La composizione chimica contiene tracce di ferro e acqua strutturale. Il colore può essere correlato all'occupazione accoppiata di Fe2+ nel cristallo. Il citrino ha generalmente un'elevata trasparenza e le sue caratteristiche interne ricordano quelle dell'ametista. Il citrino è relativamente raro in natura e si trova spesso in associazione con ammassi di ametista e quarzo. La maggior parte del citrino disponibile sul mercato è trattato termicamente a partire dall'ametista o dal citrino sintetico.
(4) Fumoso Cristallo
Un tipo di cristallo che varia da fumoso a brunastro, con una colorazione non uniforme, noto anche come "citrino color tè". La composizione chimica contiene tracce di Al3+, Al2+ sostituendo Si4+e, con l'irradiazione, produce [A104]5- centri di colore vacanti, dando luogo all'aspetto fumoso del cristallo. Il quarzo fumé può trasformarsi in cristallo incolore se riscaldato.
(5) Rosa Cristallo
Un tipo di cristallo dal rosa chiaro al rosso rosato, noto anche come "cristallo rosato", che trae il suo colore da tracce di Mn e Ti nella sua composizione. Il cristallo rosa ha una trasparenza relativamente bassa, si trova spesso in forma massiccia e il suo colore non è molto stabile; può sbiadire quando viene riscaldato e, se esposto alla luce del sole per lungo tempo, il suo colore si schiarisce gradualmente.
(6) Cristallo blu
Il cristallo blu si riferisce principalmente ai cristalli di colore dal blu chiaro al blu scuro. Il cristallo blu naturale è raro e quasi tutto è sintetizzato artificialmente.
(7) Cristallo verde
Il colore del cristallo verde varia dal verde al giallo-verde. La formazione del colore è legata al Fe2+Non esiste quasi nessun cristallo verde naturale in commercio; di solito si tratta di un prodotto intermedio che si forma durante il riscaldamento dell'ametista in citrino.
(8) Quarzo rutilato
I colori comuni del quarzo rutilato sono incolore, giallo chiaro, marrone chiaro, ecc. Può apparire giallo oro o bruno-rossastro per la presenza di rutilo e grigio-nero per la presenza di tormalina; spesso appare grigio-verde quando contiene actinolite.
2. Trattamento di ottimizzazione e metodi di identificazione dei cristalli
I metodi di trattamento di ottimizzazione comunemente utilizzati per i cristalli includono principalmente il trattamento termico, il trattamento di irradiazione, il trattamento di tintura e il trattamento di filmatura.
(1) Trattamento termico
Il trattamento termico è spesso utilizzato per l'ametista poco colorata; il riscaldamento a 400-500℃ può trasformarla in citrino o nel prodotto di transizione quarzo verde. Dopo il trattamento termico, il citrino può presentare bande di colore (le bande di colore possono rimanere invariate durante il processo di riscaldamento) e non presenta pleocroismo.
Un altro tipo di prodotto trattato termicamente è l'ametrina. Il viola e il giallo formano le rispettive macchie o chiazze di colore, spesso senza confini netti, e talvolta formano zone di colore distinte legate alle aree di crescita del romboedro. L'ametrina naturale si trova solo in Bolivia, ma questa caratteristica cromatica può essere ottenuta attraverso il trattamento termico dell'ametista (o dell'ametista sintetica) e attualmente non esiste un metodo efficace per distinguere l'ametrina trattata dall'ametrina naturale.
Questo trattamento termico è stato ampiamente accettato ed è considerato un'ottimizzazione, che prende il nome direttamente dalla gemma naturale.
(2) Trattamento di irradiazione
Il trattamento di irradiazione viene utilizzato per trasformare il quarzo incolore in quarzo fumé o ametista. In questo caso, il quarzo incolore viene prima irradiato per diventare marrone intenso o nero e poi trattato termicamente per cambiare il colore e ottenere la tonalità desiderata. Il principio è che il quarzo forma centri di colore vacanti attraverso l'irradiazione. Il principio è che il cristallo è colorato dalla formazione di centri di colore vacanti attraverso l'irraggiamento. Nei cristalli incolori, l'impurità Al3+ deve essere presente e quando Al3+ sostituisce Si4+, alcuni alcali (come Na+ o H+) deve essere presente intorno ad Al3+ per mantenere la neutralità elettrica del cristallo.
Quando il cristallo viene irradiato da sorgenti come i raggi X e i raggi γ, l'energia degli atomi di ossigeno adiacenti ad Al3+ aumenta e uno degli elettroni della sua coppia può essere espulso dalla sua posizione normale. Se l'intensità di irradiazione è elevata e la quantità di Al3+ nel cristallo, il cristallo può diventare nero dopo l'irradiazione. Un diagramma schematico del centro di colore vacante del quarzo fumé è illustrato nel Capitolo 3, Figura 3-18.
Il principale principio colorante dell'ametista è la presenza di tracce di ioni di ferro e manganese. L'ametista si può formare anche attraverso l'irradiazione e il trattamento termico, ma il principio di formazione differisce leggermente dal quarzo fumé. L'ametista ha gli stessi centri di colore per il posto vacante, ma la sua impurità è il ferro invece dell'alluminio. I cristalli contenenti ioni di ferro impuri sono sottoposti a irradiazione e gli elettroni del Fe3+ sono eccitati per produrre centri di colore vacanti, facendo apparire il cristallo viola. Quando l'ametista irradiata viene riscaldata, i centri di colore vacanti scompaiono e il colore viola si attenua. Dopo il trattamento termico In, l'ametista viola può rigenerare i centri di colore attraverso l'irradiazione e ripristinare il colore viola.
Quando l'ametista viene riscaldata, il suo colore cambia in giallo o verde. A questo punto, il colore non è più causato dai centri di colore, ma dalla posizione e dallo stato di valenza del metallo di transizione ferro. I cristalli irradiati sono classificati come ottimizzati dagli standard nazionali e non hanno bisogno di essere contrassegnati sui certificati di identificazione.
(3) Trattamento di tintura
Il processo di tintura dei cristalli prevede prima il riscaldamento e lo spegnimento dei cristalli incolori, poi la loro immersione in una soluzione colorata preparata, permettendo alla soluzione colorata di penetrare nelle fessure formatesi durante lo spegnimento, tingendo così i cristalli di vari colori. I cristalli tinti presentano linee di frattura evidenti, con i colori concentrati nelle fessure, che li rendono facilmente identificabili con una lente d'ingrandimento o un microscopio. Un'altra situazione prevede l'immersione dei cristalli incolori riscaldati e spenti in una soluzione incolore, dove la soluzione incolore riempie le fessure e, a causa dell'effetto di interferenza del film liquido all'interno delle fessure, il cristallo originariamente incolore assume un'iridescenza colorata.
(4) Trattamento di rivestimento
In genere, uno strato di pellicola colorata viene rivestito su cristalli incolori per aumentare la lucentezza della superficie del cristallo; un altro metodo consiste nel rivestire uno strato di pellicola colorata sul padiglione di cristalli chiari per aumentare il colore del cristallo. I cristalli rivestiti sono generalmente più facili da identificare; a volte, la sottile pellicola arcobaleno sulla superficie è visibile a occhio nudo. I cristalli con rivestimento sul padiglione non sono facili da identificare e di solito richiedono un ingrandimento per osservare i cambiamenti di colore e lucentezza tra il padiglione e la corona (Figura 5-38).
Sezione V Spinello
1. Caratteristiche gemmologiche dello spinello
La composizione chimica dello spinello è MgAl2O4. Lo spinello puro è incolore, ma quando contiene tracce di Cr, Fe, Zn e Mn, può produrre colori come rosso, rosso-arancio, rosa, rosso porpora, giallo, giallo-arancio, marrone, blu, verde e viola (Figura 5-39). Gli ioni di cromo possono produrre un colore rosso brillante e lo spinello rosso più fine è simile ai rubini rosso sangue di piccione, il che lo rende molto costoso. L'indice di rifrazione dello spinello si aggira generalmente intorno a 1,718 e aumenta gradualmente fino a superare 1,78 con l'aumento degli elementi di ferro, zinco e cromo.
2. Trattamento di ottimizzazione e metodi di identificazione dello spinello
I metodi di ottimizzazione comuni per lo spinello includono il trattamento termico, il riempimento, la tintura e il trattamento di diffusione.
(1) Trattamento termico
Pochi spinelli possono essere utilizzati per il trattamento termico e si limitano a migliorare lo spinello rosa. Lo spinello rosa della Tanzania, attraverso il trattamento termico, cambia colore da rosa chiaro a rosa scuro o da rosa a rosso, ma la regolazione complessiva del colore tende a essere più scura (Figura 5-40). Dopo il trattamento ad alta temperatura a 1400℃, il colore dello spinello si scurisce notevolmente. Se la temperatura di riscaldamento è inferiore a 1400℃, può cambiare solo la limpidezza dello spinello, non il suo colore.
(2) Riempimento
Il metodo di riempimento dello spinello è simile a quello dei rubini e degli smeraldi, con l'utilizzo di olio incolore, olio colorato o materiali come plastica e cera. Dopo il riempimento, le fessure dello spinello naturale si riducono, migliorandone il colore e la trasparenza.
Il riempimento dello spinello viene completato in condizioni di vuoto, con una prelavorazione e una macinazione grossolana dello spinello per dargli la forma necessaria, seguita da un lavaggio acido per rimuovere le impurità dalle fessure. Successivamente, lo spinello essiccato viene inserito con il materiale di riempimento in un dispositivo di riscaldamento per il riempimento e, dopo il riempimento, viene sottoposto a macinazione fine e lucidatura.
Caratteristiche di identificazione dello spinello ripieno: L'ispezione con ingrandimento rivela differenze di lucentezza superficiale tra le parti esposte del riempimento e la gemma principale, con effetti di lampo visibili nei siti di riempimento e, talvolta, bolle. I test di spettroscopia infrarossa mostrano i picchi di assorbimento infrarosso caratteristici del materiale di riempimento.
(3) Tintura
La tintura dello spinello è utilizzata principalmente per gli spinelli naturali chiari con molte fessure, la maggior parte dei quali viene tinta di rosso per imitare i rubini. L'agente colorante è il sale di cromo, che può penetrare completamente nelle fessure dello spinello in condizioni di riscaldamento.
Caratteristiche di identificazione dello spinello tinto: Sotto ingrandimento, la distribuzione del colore dello spinello tinto è disomogenea, spesso concentrata in fessure o depressioni superficiali; sotto luce di fluorescenza ultravioletta, la fluorescenza è forte e i test di spettroscopia infrarossa rivelano la presenza dell'agente colorante.
(4) Trattamento di diffusione
Il trattamento di diffusione dello spinello utilizza generalmente ioni di cobalto per la colorazione, consentendo agli ioni di cobalto di entrare nel reticolo superficiale dello spinello attraverso il riscaldamento, formando un caratteristico blu cobalto, che viene utilizzato per migliorare il colore dello spinello blu chiaro e fortemente incrinato.
Caratteristiche identificative dello spinello trattato per diffusione: l'ispezione ingrandita rivela fessure di guarigione causate dal calore e inclusioni cristalline parzialmente fuse; l'ispezione ingrandita o l'osservazione in immersione in olio mostra un arricchimento di colore nelle fessure, con colori gemmari più chiari nelle aree strutturali dense e colori più scuri nelle aree delle fessure; l'analisi dei componenti indica un'alta concentrazione di ioni cromofori nello strato di diffusione (strato superficiale) e una bassa concentrazione di ioni cromofori all'interno; appare rosso sotto un filtro Chelsea; lo spettro di assorbimento mostra le caratteristiche linee di assorbimento degli ioni cobalto e la fotoluminescenza laser (come lo spettro UV-visibile) può anche distinguere lo spinello da diffusione dallo spinello naturale.
Sezione VI Granato
Esistono molti fenomeni di sostituzione isomorfa tra i minerali gemmari del gruppo del granato, che possono essere suddivisi in diverse varietà di granato in base alle diverse composizioni chimiche, con conseguenti variazioni significative nel colore, nella composizione chimica e nelle proprietà fisiche di ciascun tipo di granato.
1. Caratteristiche gemmologiche del gruppo dei granati
La formula di composizione chimica generale del granato è A3B2(SiO4)3dove A rappresenta i cationi divalenti, principalmente Mg2+, Fe2+, Mn2+, Ca2+, ecc; B rappresenta i cationi trivalenti, per lo più Al3+, Cr3+, Fe3+, Ti3+, V3+e Zr3+. A causa delle significative differenze nei raggi dei cationi che entrano nel reticolo, questa sostituzione isomorfa è divisa in due serie principali: una serie è dominata dal catione trivalente Al3+ in posizione B, mentre la posizione A è costituita da cationi divalenti di raggio minore, come Mg2+, Fe2+, Mn2+, formando la serie dell'alluminio, nota anche come serie rossa, con varietà comuni che includono piropa, almandino e spessartite (Figura 5-41); l'altra serie è dominata dal catione divalente di raggio maggiore Ca2+ in posizione A, mentre la posizione B è costituita da cationi trivalenti come Al3+, Cr3+, Fe3+, formando la serie del calcio, con varietà comuni che includono essonite, andradite e uvarovite (Figura 5-42). Inoltre, alcuni granati presentano inclusioni reticolari di OH–, formando varietà idroseologiche, come l'idrogrossulare.
1.1 Granato serie alluminio
(1) Piropo
La piropa di qualità è comunemente di colore rosso porpora, rosa, rosso bruno, rosso arancio, ecc. Il componente chimico principale è il Mg3Al2(SiO4)3. La variazione della profondità del colore è legata al contenuto di ioni di ferro nella piropa; maggiore è il contenuto di ioni di ferro, più profondo è il colore. La tonalità arancione della piropa è legata alla presenza di Cr2O3; quando il Cr2O3 è elevato, il tono del rosso si intensifica e quando il contenuto di Cr2O3 è basso, la tonalità arancione si intensifica. Lo spettro di assorbimento della piropa: un'ampia banda di assorbimento a 564 nm, una linea di assorbimento a 505 nm, e la piropa contenente cromo ha un caratteristico assorbimento di cromo nella regione rossa, con linee di assorbimento a 685 nm, 687 nm, e bande di assorbimento a 670 nm, 650 nm (Figura 5-43). Inclusioni interne aghiformi e minerali comuni.
(2) Almandino
I colori comuni dell'almandino di qualità sono rosso-brunastro, rosa e rosso-arancio; la composizione chimica principale è Fe3Al2(SiO4)3, in cui Fe2+ è spesso sostituito da Mg2+, Mn2+formando una serie di soluzioni solide. Gli ioni cromofori dell'almandina sono principalmente ferrosi e l'assorbimento di Fe2+ provoca lo spettro di assorbimento caratteristico dell'almandina. Lo spettro di assorbimento dell'almandina mostra una forte banda di assorbimento a 573 nm e due bande di assorbimento più strette e forti a 504 nm e 520 nm, denominate "finestra dell'almandina". Possono essere presenti anche deboli bande di assorbimento nelle regioni del rosso e del blu-violetto. (Figura 5-43). L'intensità delle linee di assorbimento dell'almandina è legata alla sostituzione in soluzione solida di Mg2+; più Mg2+ sostituisce il Fe2+più l'assorbimento diventa debole. All'interno possono essere visibili inclusioni aghiformi che, se disposte in modo regolare, possono produrre un effetto stella e possono comparire anche inclusioni minerali.
(3) Spessartite
I colori comuni della spessartite di qualità includono il rosso bruno, il rosso rosato, il giallo e il giallo-marrone. La composizione chimica principale è Mn3Al2(SiO4)3, in cui Mn2+ è di solito parzialmente sostituito da Fe2+, e Fe3+ spesso sostituisce Al3+. Lo spettro di assorbimento della spessartite mostra tre forti bande di assorbimento a 410nm, 420nm e 430nm e tre deboli bande di assorbimento a 520nm, 480nm e 460nm (Figura 5-43). All'interno possono essere presenti cristalli ondulati, arrotondati o di forma irregolare o inclusioni liquide.
1.2 Granato della serie Calcio
I tipi più comuni sono l'essonite, l'andradite e l'uvarovite. Inoltre, alcuni granati presentano un'ulteriore presenza di OH– nel loro reticolo, formando varietà idroseologiche, come l'idrogrossulare.
(1) Essonite
I colori dell'essonite sono diversi e comprendono principalmente il verde, il giallo-verde, il giallo e il rosso-bruno. L'essonite è il tipo più comune di granato della serie calcica, la cui composizione chimica principale è Ca3Al2(SiO4)3. Essonite e andradite formano una serie completa di soluzioni solide, il che significa che Al3+ e Fe3+ può sostituire completamente. Quando la quantità di Al3+ supera il Fe3+, si chiama essonite.
L'essonite di solito non presenta spettri di assorbimento caratteristici. Tuttavia, quando contiene componenti di almandino, può anche mostrare deboli caratteristiche spettrali di assorbimento. Sono presenti due bande di assorbimento a 407 nm e 430 nm.
(2) Andradite
I colori comuni dei granati di qualità sono giallo, verde, marrone e nero. Il componente chimico principale è il Ca3Fe2(SiO4)3, in cui Mg2+ e Mn2+ spesso sostituiscono il Ca2+, e Al3+ spesso sostituisce il Fe3+; quando Cr3+ sostituisce parte del Fe3+è chiamato demantoide. Il demantoide presenta inclusioni molto caratteristiche, simili a code, composte da amianto fibroso. La fonte più importante è quella dei Monti Urali in Russia, dove il granato nero con un contenuto più elevato di Ti viene chiamato granato nero.
(3) Uvarovite
L'uvarovite è simile al demantoide, comunemente presente nei colori verde brillante e verde-blu, spesso chiamato granato verde smeraldo. Il principale componente chimico dell'uvarovite è il Ca3Cr2(SiO4)3, in cui una piccola quantità di Fe3+ di solito sostituisce il Cr3+. L'uvarovite pura ha colori brillanti e i toni del blu si intensificano con l'aumento degli ioni di ferro.
A causa dell'ampia sostituzione isomorfa, la composizione chimica del granato è di solito piuttosto complessa, con la classificazione delle principali specie di gemme mostrata nella Tabella 5-12. La composizione del granato naturale è in genere uno stato transitorio di sostituzione isomorfa e raramente si trovano granati con componenti finali.
Tabella 5-12 Classificazione delle gemme del gruppo del granato
| Nome | Colore | Indice di rifrazione | Composizione chimica | Ioni che causano il colore | |
|---|---|---|---|---|---|
| Serie in alluminio | Piropo | Rosso porpora, rosso marrone, rosa, rosso arancio, ecc. | 1.740 ~ 1.760 | Mg3Al2(SiO4)3 | Fe2+, Mn2+, Cr3+ |
| Almandino | Marrone-rosso, rosa, rosso-arancio, ecc. | 1.760 ~ 1.820 | Fe3Al2(SiO4)3 | Fe2+ , Mn2+ | |
| Spessartine | Rosso-brunastro, rosso-rosa, giallo e giallo-bruno, ecc. | 1.790 ~ 1.814 | Mn3Al2(SiO4)3 | Mn2+, Fe2+, Fe3+ | |
| Serie Calcio | Essonite | Verde, giallo-verde, giallo, rosso-bruno, bianco latte, ecc. | 1.730 ~ 1.760 | Ca3Al2(SiO4)3 | Una piccola quantità di Fe3+ sostituisce Al3+ |
| Andradite | Giallo, verde, marrone, nero, ecc. | 1.855 ~ 1.895 | Ca3Fe2(SiO4)3 | Fe3+, Cr3+, Ti3+ | |
| Uvarovite | Verde brillante, blu-verde | 1.820 ~ 1.880 | Ca3Cr2(SiO4)3 | Cr3+, Fe3+ | |
| Idrogrossulare | Comunemente verde, con piccole quantità di blu-verde, bianco e rosa. | 1.670 ~ 1.730 | Ca3Al2(SiO4)3-x(OH)4x | Fe2+, Cr3+ | |
2. Trattamento di ottimizzazione e metodi di identificazione del granato
Poiché il meccanismo che provoca il colore del granato è attribuito ai suoi componenti minerali, attualmente sono necessari ulteriori trattamenti di ottimizzazione per il granato, tra cui principalmente il trattamento termico, la diffusione e metodi di ottimizzazione combinati.
(1) Trattamento termico
Lo scopo del trattamento termico del granato è quello di migliorarne il colore. Dopo l'ottimizzazione, il colore del granato può cambiare da giallo chiaro a giallo-arancio o verde. Dopo il trattamento termico, la superficie di piropo, almandino e spessartino passa dal giallo al giallo-arancio; dopo il trattamento termico di essonite e demantoide, il colore e la trasparenza migliorano e si verifica una leggera fusione delle inclusioni interne simili a code. La capacità del trattamento termico di migliorare il colore del granato è dovuta alla presenza di ioni impurità in tracce nelle fessure del granato, che possono alterare il contenuto e lo stato di valenza degli ioni impurità attraverso il riscaldamento, migliorando così il colore del granato.
Caratteristiche di identificazione del granato trattato termicamente: Dopo il trattamento termico, le inclusioni interne del granato subiscono cambiamenti, come la rottura delle bolle nel granato e la fusione parziale delle inclusioni minerali.
(2) Trattamento di diffusione
Il trattamento di diffusione del granato è mirato all'essonite chiara. Gli ioni di ferro e gli ioni di cromo vengono utilizzati come coloranti e la diffusione avviene tramite riscaldamento, consentendo al granato giallo chiaro di migliorare in giallo-arancio; utilizzando ioni di cobalto come coloranti si può migliorare il granato giallo chiaro in verde o giallo-verde.
Le caratteristiche di identificazione del granato trattato per diffusione: Il colore dopo il trattamento di diffusione esiste solo sulla superficie del granato. Il colore superficiale è intenso, mentre il colore interno è chiaro, concentrato sulla superficie e nelle fessure. Se tagliato nuovamente o lucidato, il colore diffuso diventa meno evidente.
(3) Trattamento composito
Il trattamento composito è un metodo di ottimizzazione comune per il granato. Il metodo composito tipico prevede due strati di pietra. Lo strato superiore è solitamente di granato, mentre lo strato inferiore è di vetro, definito come pietra composita superiore di granato. Una pietra composita comune ha un granato rosso nella parte superiore e un vetro verde nella parte inferiore, utilizzato per imitare gli smeraldi naturali.
La principale caratteristica di identificazione di una pietra composita di granato consiste nell'osservare la presenza di un effetto "anello rosso" (Figura 5-44). Il metodo di osservazione consiste nel posizionare la gemma con l'estremità appuntita su uno sfondo bianco e illuminarla con una sorgente luminosa puntiforme. Se è visibile un anello rosso intorno alla vita della pietra, si può confermare che si tratta di una pietra composita. Inoltre, un attento esame dell'area composita può rivelare la cucitura, all'interno della quale possono essere presenti anche bolle d'aria.
Sezione VII Tanzanite
Il nome mineralogico della tanzanite è zoisite, appartenente al gruppo dell'epidoto in mineralogia. Nel 1962 George Kruchiuk scoprì per la prima volta la tanzanite, inizialmente utilizzata soprattutto come materiale decorativo. Dopo la scoperta di cristalli trasparenti di colore blu-violetto in Tanzania nel 1967, questi hanno trovato gradualmente applicazione nel campo delle gemme. In seguito, questa gemma prese il nome di tanzanite dalla sua origine in Tanzania.
1. Caratteristiche gemmologiche della tanzanite
La tanzanite è un silicato idrato di calcio e alluminio con Ca2Al3(SiO4)3(OH), contenente oligoelementi come V, Cr e Mn. L'elemento V sostituisce il 41 nel reticolo, dando alla tanzanite il suo colore blu-violetto, mentre la varietà rosa opaca contenente Mn è chiamata Zoisite manganese. Inoltre, gli aggregati granulari di zoisite che coesistono con rubini opachi e orneblenda nera sono commercializzati come "Ruby-Zoisite", mentre quelli che coesistono con plagioclasio sono denominati "Dushan Jade".
La Zoisite contenente vanadio appartiene al sistema cristallino ortorombico, con cristalli spesso allungati lungo l'asse c, dall'aspetto colonnare o platinato, caratterizzati da strisce colonnari parallele e con una sezione trasversale prossima all'esagono. Altre varietà di zoisite si presentano spesso come aggregati granulari, con tonalità comuni che includono il verde-blu con sfumature marroni, oltre a grigio, marrone, giallo, verde e rosa chiaro. Dopo il trattamento termico, il marrone-verde e il grigio-giallo possono essere rimossi, dando luogo a colori blu e blu-viola. La zoisite blu ha una forte banda di assorbimento a 595 nm e una debole banda di assorbimento a 528 nm. La zoisite gialla presenta una linea spettrale di assorbimento a 455 nm (Figura 5-45).
2. Trattamento di ottimizzazione e metodi di identificazione della tanzanite
A causa della varietà di colori della tanzanite naturale, che raramente presenta l'incantevole colore blu-viola brillante, viene spesso sottoposta a un trattamento termico artificiale. I metodi più comuni includono il riscaldamento a bassa o media temperatura, seguito da riprese, mentre il trattamento di diffusione è meno comune.
(1) Trattamento termico
Circa 95% della tanzanite blu-viola presente sul mercato è stata sottoposta a un trattamento termico a 600-650 C. Questa temperatura di trattamento termico può trasformare i colori marrone, giallo e verde della tanzanite in blu. L'analisi dei dati mostra che la tanzanite perde acqua e si denatura a partire da 965°C, modificando la sua struttura interna. Pertanto, la temperatura di trattamento termico della tanzanite dovrebbe essere inferiore a 965°C per garantire che il trattamento avvenga all'interno dell'intervallo di fase stabile della tanzanite, evitando cambiamenti strutturali.
Il vanadio è trivalente nei cristalli di zoisite bruna e di altri tipi di zoisite, mentre è tetravalente nella tanzanite. Riscaldando a temperature medio-basse, lo stato di valenza del vanadio passa da trivalente a tetravalente, producendo un colore blu-violetto, che è stabile. Tuttavia, la zoisite verde di qualità gemmologica è generalmente venduta direttamente sul mercato senza trattamento termico.
Poiché la temperatura di trattamento termico della tanzanite si colloca in un intervallo medio-basso, le caratteristiche delle inclusioni interne della tanzanite non mostrano generalmente cambiamenti molto evidenti, a differenza delle comuni inclusioni di cristallo fuso e degli aghi di rutilo rotti e piegati presenti nel corindone trattato ad alta temperatura. Inoltre, gli spettri infrarossi e Raman della tanzanite prima e dopo il trattamento termico non presentano cambiamenti significativi, mostrando le caratteristiche naturali della tanzanite non trattata.
Tuttavia, per la tanzanite con forte tricromia e differenze di colore significative, il cambiamento del tricromia dopo il riscaldamento è il più pronunciato, passando dal giallo-verde-viola-blu al viola-blu.
(2) Trattamento di ripresa
La filmazione è un trattamento di ottimizzazione delle gemme, un metodo di modifica fisica nel trattamento di ottimizzazione delle gemme, in cui materiali a film sottile vengono evaporati o sputati nel vuoto utilizzando l'evaporazione termica o lo sputtering catodico e depositati come uno strato sottile sulla superficie della gemma. L'obiettivo della filmazione della tanzanite è quello di esaltarne la tonalità blu.
L'applicazione di pellicole sulla tanzanite è molto meno comune del trattamento termico. Shane F. McClure e altri hanno riportato nel 2008 il rilevamento di tanzanite rivestita contenente elementi come cobalto (Co), zinco (Zn) e stagno (Sn); Amy Cooper e Nathan Renfro hanno riferito nel 2014 di tanzanite rivestita contenente elementi di titanio (Ti).
Caratteristiche di identificazione della tanzanite dopo il trattamento di filmatura:
① Il colore della carrozzeria è vivace ma non dinamico, con un chiaro confine di colori;
② Le differenze prima e dopo il trattamento sono evidenti, con una forte lucentezza nelle aree filmate accompagnata dai colori dell'arcobaleno;
③ I bordi sono soggetti a usura, causata dal distacco del rivestimento superficiale (Figura 5-46);
④ Il colore dell'area rilucidata si schiarisce sensibilmente;
Sotto l'ingrandimento di un microscopio, la superficie presenta molti piccoli fori e un gran numero di graffi caotici;
I test di spettroscopia di fluorescenza a raggi X mostrano un contenuto anomalo di elementi metallici come Ti o Co;
Analisi di spettroscopia ultravioletta-visibile: i picchi di assorbimento della tanzanite blu naturale sono a 528nm e 595nm, mentre nella tanzanite filmata con elemento Ti manca la banda di assorbimento a 528nm della tanzanite blu naturale e la banda di assorbimento a 595nm è spostata a 620nm.
La spettroscopia infrarossa dei campioni rivestiti di titanio non ha mostrato picchi di altre sostanze, quindi è impossibile identificare la tanzanite rivestita di titanio mediante la spettroscopia infrarossa; gli spettrometri Raman e il Diamond View non sono adatti a rilevare la tanzanite trattata con rivestimento di titanio. La tanzanite rivestita può sbiadire dopo una prolungata pulizia a ultrasuoni.
(3) Trattamento di diffusione
Nell'ottimizzazione delle gemme, il trattamento di diffusione è un metodo comune per migliorare le gemme infiltrando ioni che causano il colore nella gemma, esaltando il colore blu-viola della tanzanite. Tuttavia, questo trattamento di ottimizzazione è raro nella tanzanite; una tanzanite trattata per diffusione di colore blu-viola intenso è stata scoperta a New York nel 2003. A differenza delle normali gemme trattate per diffusione, questa tanzanite trattata per diffusione non presenta il fenomeno della "ragnatela" sotto osservazione per immersione. Tuttavia, è ancora possibile testare il contenuto di elementi anomali utilizzando strumenti di grandi dimensioni come le sonde elettroniche per determinare se la tanzanite è stata sottoposta a trattamento di diffusione.
Sezione VIII Feldspato
I feldspati si trovano in rocce di varia origine, rappresentano circa il 50% della massa della crosta e sono uno dei più importanti minerali che formano le rocce. Il feldspato appartiene al gruppo dei minerali silicati di alluminio. La sua formula chimica generale può essere rappresentata come XAlSi3O8dove X è Na, Ca, k, Ba e piccole quantità di Li, Rb, Cs, Sr, ecc. , che sono ioni metallici alcalini monovalenti o divalenti con raggi ionici maggiori, Si può essere sostituito da AI e da piccole quantità di B, Ge, Pe, Ti, ecc. che sono per lo più ioni tetravalenti o trivalenti con raggi ionici più piccoli.
1. Varietà comuni di gemme feldspatiche e loro caratteristiche gemmologiche
Il gruppo dei feldspati è molto vario e tutte le pietre dai colori brillanti, dall'elevata trasparenza, prive di fessure e relativamente grandi possono essere utilizzate come gemme. Importanti gemme feldspatiche, come la pietra di luna, la pietra del sole e la labradorite, presentano anche particolari effetti ottici. Le gemme di feldspato sono ampiamente presenti in natura. A un'ispezione ingrandita, nel feldspato si possono osservare piccole inclusioni solide, cristalli gemellati, inclusioni di scissione, motivi gemellari, inclusioni di gas-liquido e inclusioni aghiformi. Le principali varietà di gemme di feldspato includono la pietra di luna, l'amazzonite, la labradorite e la pietra del sole.
(1) Pietra di luna
La pietra di luna è un minerale gemmato composto da due componenti, l'ortoclasio (KAISi3O8) e albite (NaAlSi3O8), disposti in un'intercalazione stratificata. Di solito appare da incolore a bianco, ma può essere anche rosso-marrone, verde, marrone scuro e di altri colori, trasparente o semitrasparente, con iridescenze blu, incolori, gialle e di altro tipo, con un caratteristico effetto di luce lunare (Figura 5-47).
La pietra di luna presenta una scissione ben sviluppata, con due serie di scissioni che si intersecano quasi perpendicolarmente, formando inclusioni "a millepiedi", inclusioni simili a impronte digitali, inclusioni simili ad aghi, ecc. A una certa angolazione si può notare un effetto luminescente che va dal bianco al blu, simile a una vaga luce lunare. Ciò è dovuto al fatto che l'albite disciolta nell'ortoclasio è orientata all'interno del cristallo di ortoclasio, con i microcristalli stratificati dei due feldspati intergrati parallelamente. La leggera differenza di indice di rifrazione provoca la diffusione della luce visibile, producendo un effetto ottico fisico. In presenza di piani di clivaggio, può accompagnarsi a fenomeni di interferenza o diffrazione e l'effetto combinato del feldspato sulla luce crea una luce blu fluttuante sulla superficie del feldspato.
(2) Amazzonite
L'amazzonite, o "pietra amazzonica", è un microclino contenente rubidio (Rb). I suoi colori comuni vanno dal verde al verde-bluastro e la superficie della gemma può riflettere i piani di clivaggio. L'amazzonite è una variante del microclino che appare di colore verde o verde-bluastro (Figura 5-48).
La composizione chimica dell'amazzonite è KAISi3O8, contenente Rb e Cs, con il contenuto generale di Rb2O essendo 1,4%-3,3% e Cs2O essendo 0,4%-0,6%. Una teoria per la sua colorazione è che sia dovuta al Rb. Al contrario, altri ritengono che tracce di Pb che sostituiscono il K nella struttura causino difetti strutturali, dando luogo a centri di colore. L'amazzonite ha una trasparenza relativamente elevata, generalmente da trasparente a traslucida, spesso contiene aggregati di plagioclasio o intergrowth, presentando motivi a scacchiera, a strisce o a chiazze verdi e bianche con lampi visibili dai piani di clivaggio. Presenta una fluorescenza giallo-verde alla luce ultravioletta a onde lunghe, nessuna reazione alla luce a onde corte e una debole colorazione verde dopo un'esposizione prolungata ai raggi X.
(3) Pietra del sole
La pietra del sole, nota anche come "pietra solare", è la varietà più importante di feldspato sodico, comunemente presente in colori che vanno dal rosso oro al marrone rossastro, ed è generalmente semitrasparente. La caratteristica più tipica della pietra solare è l'effetto "pietra del sole", noto anche come avventurescenza, causato da scaglie di minerali metallici orientati in modo grossolano (come ematite e goethite) all'interno della pietra (Figura 5-49). Quando la gemma ruota, può emettere riflessi rossi o dorati.
(4) Labradorite
La labradorite, nota anche come spettrolite, ha una composizione chimica costituita da albite (NaAlSi3O7) e anortite (CaAl2Si2O8), appartenente al gruppo della banalsite. La caratteristica più tipica della labradorite è il suo effetto di cambiamento di colore blu e spettrale (Figura 5-50).
Quando il campione di gemma viene ruotato con una certa angolazione, può mostrare iridescenze blu, verdi, arancioni, gialle, dorate, gialle, viola e rosse. La causa dell'iridescenza è l'interferenza della luce tra i sottili strati dei cristalli gemelli di plagioclasio o le inclusioni di ematite fine e scagliosa e alcune inclusioni aghiformi all'interno del plagioclasio, che causano interferenze all'interno del plagioclasio. A causa delle inclusioni aghiformi, il plagioclasio può apparire scuro, producendo un'iridescenza blu. Tagliato e lucidato in un certo modo può talvolta produrre un effetto "occhio di gatto".
2. Trattamento di ottimizzazione e metodi di identificazione per le gemme di feldspato
Le gemme di feldspato presentano spesso fenditure e lo scopo principale del trattamento di ottimizzazione è quello di nascondere queste fenditure, rendendo la struttura della gemma più robusta e migliorandone la stabilità. I metodi più comuni di trattamento di ottimizzazione includono il riempimento e il rivestimento, l'immersione in cera, l'irradiazione e la diffusione.
(1) Riempimento e Riprese
A causa della sviluppata scissione delle pietre di luna, spesso si formano particolari fessure stratificate che ne influenzano l'aspetto. Per il riempimento si utilizza olio o resina incolore, quindi si applica uno strato di pellicola simile alla resina sulla superficie. Il metodo di identificazione verifica se i colori di interferenza che si formano nelle fessure hanno riflessi particolari e, quindi, se si tratta di un fenomeno di rivestimento della superficie. Poiché l'indice di rifrazione della resina e del feldspato è molto vicino, è necessario verificare se si verificano fenomeni particolari di birifrangenza. Su altri tipi di gemme di feldspato viene applicata una pellicola blu o nera per produrre iridescenza e, a un esame ingrandito, si può notare che la pellicola si stacca. Se le caratteristiche di questi metodi di trattamento sono chiare, per l'identificazione si può ricorrere alla spettroscopia a infrarossi.
(2) Ceretta
Nel caso di feldspati con molte fessure, la cera incolore o colorata può riempire le fessure superficiali. La stabilità della gemma riempita è generalmente media e il fenomeno della cera può essere rilevato tastando con un ago caldo; la composizione della cera può essere misurata anche con la spettroscopia a infrarossi.
(3) Irradiazione
Il microclino bianco può essere trasformato in amazzonite blu attraverso un trattamento di irradiazione. Questo trattamento delle gemme è raro e difficile da individuare.
(4) Diffusione
Il feldspato rosso di qualità gemmologica appartiene al gruppo del plagioclasio ed è un nuovo tipo di gemma degli ultimi anni. Il colore è spesso legato al rame e al ferro. Attualmente, la maggior parte dei feldspati rossi si forma in condizioni di ossidazione ad alta temperatura con diffusione di elementi di rame e ferro. Le caratteristiche identificative includono un elevato contenuto di elementi di rame e ferro e la superficie della gemma mostra segni di sinterizzazione ad alta temperatura.
