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合成宝石16種類の究極ガイド
特徴・合成方法・比較
はじめに
現代の合成技術の発達により、ほとんどすべての天然石が実験室で合成できるようになり、その特性はますます天然石と似てきており、区別が難しいレベルにまで達している。
目次
セクション I 合成ダイヤモンド
宝石品質の合成ダイヤモンドは、主に高温高圧（HTHP）BARSプレスで製造され、宝石グレードの合成ダイヤモンドの主な生産国はロシア、ウクライナ、米国である。HTHP合成ダイヤモンドの主な物理的・化学的特性は、天然ダイヤモンドと類似しています。
1.結晶種触媒法によるダイヤモンド合成の特徴
(1) 結晶の外部特性
結晶形状は一般に立方晶{100}と八面体{111}の集合体である。BARS」法で合成されたダイヤモンドは、わずかに歪んだ分岐パターン、波状の成長特徴、残留結晶片を示すことがある。低温では結晶面の端が突出し、中央が凹むことが多く、高温では結晶全体が丸みを帯びる。顕微鏡で観察すると、成長部位の違いによる成長テクスチャーや色の違いが観察できる。
(2) カラー
合成ダイヤモンドの結晶は、一般的に淡黄色、オレンジイエロー、または茶色である。低温で成長したものは色が薄く、高温で成長したものは色が濃い。色は、使用される触媒合金に大きく依存する。触媒がFe-Alの場合、得られる結晶は無色で、B（ホウ素）を含むと青く見え、Ni（ニッケル）を含むと茶色がかった黄色に見える。色の分布は不均一で、八面体結晶の縁に沿って色の帯が見える。
(3) 含有物の特徴
主な介在物は触媒金属で、結晶表面に孤立またはクラスター状、あるいは内部成長帯の境界に沿って配向し、丸み、細長さ、点状、針状の形状を呈する。純度は主にPとSIの範囲にある。HTHP人工ダイヤモンドの成長パターンは、成長ゾーンによって異なります。八面体の成長帯の成長パターンは直線的で、赤褐色の針状インクルージョン（カソードルミネッセンス下でのみ見える）を持つことがあります。立方体の成長帯には成長パターンはありませんが、黒いクロスインクルージョンを持つことがあります。
(4) 光学特性
異常複屈折は非常に弱いことが多い。干渉色の色変化は大きくなく、天然ダイヤモンドよりも顕著ではありません。
(5) 発光
紫外線、X線、陰極線の下では、規則的なゾーン発光を示し、成長ゾーンによって発光色が異なり、規則的な幾何学模様を形成する。
(6) 吸収スペクトル
タイプI bは一般に明らかな吸収を示さないが、成長過程での冷却の影響により、658 nmに吸収を示すことがある。I b + I aタイプは600-700 nmに数本の明瞭な吸収線を示すが、天然ダイヤモンドは415 nmに吸収線を示す（表2-5参照）。
表2-5 合成ダイヤモンドと天然ダイヤモンドの識別特性
| 項目 | 天然ダイヤモンド | 合成ダイヤモンド |
|---|---|---|
| カラー | ほとんどが無色、淡黄色、淡褐色、褐色、および緑色、黄金色、青色、ピンク色。 | ほとんどが淡黄色、淡褐色がかった黄色、無色、緑色、青色もあり、色むらがあり、目に見える色帯は八面体の結晶の縁に平行に並んでいる。 |
| タイプ | ほとんどがⅠa型だが、Ⅰb型、Ⅱa型、Ⅱb型、およびそれらの混合型もある。 | ほとんどがI b型だが、II a型、la＋I b型、II a＋II b型（混合型）もある。 |
| クリスタルフォーム | 多くの場合、八面体、菱形十二面体、およびそれらの集合体として存在し、結晶面には崩壊に似た三角形の成長丘がある。 | 立方晶、八面体晶、菱形十二面体晶、立方晶八面体晶を呈することが多く、結晶面に特異な分岐パターン、波状成長、残留結晶片を伴う。 |
| インクルージョン | ダイヤモンド、ペリドット、ガーネット、スピネル、輝石などの目に見える鉱物内包物。タイプI bのダイヤモンドは、しばしば暗い針状または板状の内包物を含む。 | 一般的な結晶触媒インクルージョンは、反射光の下では光沢があり、透過光の下では黒く不透明で、長さ約1mm、一般に丸いか細長く、単体またはグループで現れ、しばしば結晶表面に平行か、内部成長ゾーンの境界に沿って分布している。 |
| 発光 | 不規則なゾーン発光現象 | 紫外線、X線、陰極線下での規則的なゾーン発光現象 |
| 吸収スペクトル | タイプIは、415nm、453nm、478nmに1本または数本の明瞭な吸収線を持つ。 | タイプI bは一般的に明らかな吸収を示さないが、合成ダイヤモンドの冷却効果によって658 nmに吸収が生じることがある； タイプI b + 600- 700 nmのI a |
| マグネティック | 非磁性 | 鉄分の含有による磁性 |
2.化学気相成長法によるダイヤモンド薄膜合成法（CVD合成ダイヤモンド）
(1) 物理的性質
硬度、熱伝導率、密度、弾性、透光性などの物理的性質は、天然ダイヤモンドに近いか、それに達する。CVD合成ダイヤモンドは板状で、{111}面と{110}面が発達していない。直交偏光下で強い異常消光を示し、異なる方向に変化する。
(2) 構造的欠陥
多くの(111)双晶、(111)積層断層、または転位がある。拡大すると、不規則な暗色インクルージョンや点状インクルージョンが平行成長色帯とともに見られる。
(3) 電気伝導度
ブルー合成ダイヤモンドの薄層は導電性で、ファセット・ダイヤモンドの表面全体に均一に分布しています。
(4) 赤外線スペクトル
ダイヤモンド膜は多結晶で、表面に粒状構造を持ち、1332cm付近に特徴的なピークを持つ。-11500cm付近では、半値全幅(FWHM)とブロードなピークが現れる。-1.紫外線照射下では、通常、弱い橙黄色の蛍光が発生する。
セクション II 合成モアッサナイト（合成カルカレナイト）
合成モアッサナイトは主にLely法によって製造され、1998年6月にアメリカのアトランタなどの都市で初めて発売された。その宝石学的特徴は以下の通りである：
(1) カラー
無色から淡黄色、淡灰色、淡緑色、淡褐色、淡青色、緑色、灰色で、微量の窒素とアルミニウムの不純物の影響を受ける。例えば、黄色（窒素0.01%含有）、緑色（窒素0.1%含有）、青緑色（窒素10%含有）、青色（アルミニウム多量含有）。無色の結晶は窒素を含まないか、アルミニウムの微量元素を添加することで窒素の影響を低減しています。
(2) 光沢
透明、亜褐色の光沢。
(3) 結晶系と光学特性
六方晶系、閃亜鉛鉱型構造。一軸性の正の光学特性を持つ塊状で産出することが多い。
(4) 屈折率と分散
屈折率2.648-2.691、複屈折0.043、下部の先端に焦点を合わせると、クラウンのテーブルトップとファセットの反射を見ることができる。反射率は約21.0%、分散は0.104。
(5) 密度と硬度
密度 3.20-3.24 g/cm3モース硬度は約9.25。結晶の靭性は優れている。
(6) 含有物
細長い白い管状の物体、不規則な空洞、小さなSiC結晶、マイナス結晶、暗い金属光沢のある球状の物体が、3つ以上の粒子で直線的に配列していることがあり、また、雲状の分散したピンポイント状の内包物もあり、気泡を含んでいる可能性もある。
(7) 吸収スペクトル
特徴的な吸収スペクトルは観察されなかった。無色に近い合成モアッサナイトは、425nm以下に弱い吸収を持つ。
(8) 発光
発光を示し、長波長光の下では数個が中～弱い橙色蛍光を、短波長光の下ではごく少数が弱い橙色蛍光を、X線の下ではごく少数が中～弱い黄色蛍光を示す。
(9) 熱伝導率
熱伝導率は230-490w/(m・k)、1w/(m・k)=1.163kcal/(m・h・k)である。
(10) 電気伝導率
1800cm以下の吸収-12000-2600cmにいくつかの強く鋭い吸収ピークがある。-1 の領域に吸収ピークが見られるだけである。-1 地域である。
(11) 赤外線スペクトル
以下の吸収を見ると、強く鋭い吸収ピークがいくつもあり、いくつかの吸収ピークはかろうじて確認できる範囲である。
(12) ダイヤモンドを見分ける簡単な方法
照明方法
ダイヤモンドと合成モアッサナイトを混合し、混合物をプラスチックトレイに注ぎ、宝石を水に浸す。プラスチックトレイの25mm下に白い紙を置き、光ファイバーランプまたは懐中電灯を使って宝石の15cm上から光を当てる。スリット入りの板で光源を覆い、暗室で試験を行うのがよい。合成モアッサナイトは鮮やかな色を示しますが、ダイヤモンドは白い光しか発しません。
加熱方法
- オーブン、電気炉、または250Wの白熱灯を使ってこれらの宝石を加熱する。この時、ダイヤモンドは変色しないが、合成モアッサナイトは明るい黄色に変色する。
- ダイヤモンドは変色しませんが、合成モアッサナイトは黄色く変色しますが、アニールすると元の状態に戻ります。
分散法
合成モアッサナイトは明るいスペクトルのカラーフラッシュを示し、ダイヤモンドはそれほど明るくないカラーフラッシュを示す。
比重法
合成モアッサナイトは浮き上がり、ダイヤモンドは沈む。
セクション III 合成エメラルド
エメラルドの合成法には、主に水熱法とフラックス法がある。合成品の屈折率や密度などの物理的特性は天然エメラルドに非常に近く、主な違いは内部の特徴と赤外分光特性である。また、製造工程の違いによってもばらつきがある。
1.エメラルドの水熱合成法
エメラルドの水熱合成には、ロシア産合成エメラルド、リンデ法合成エメラルド、バイロン法合成エメラルド、レヒライトナー法合成エメラルド、中国桂林のエメラルドの水熱合成などがある。エメラルドの水熱合成法の特徴を表2-6に示す。
表2-6 エメラルドを合成するさまざまな水熱法の特徴
| バラエティ | 屈折率 | 複屈折 | 密度（g/cm3) | 紫外線蛍光 | インクルージョン | その他の特徴 | 成長線とZ軸の角度 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| レクライトナー（オーストラリア） | 1.570 ~ 1.605; 1.559 ~ 1.566 | 0.005 ~ 0.010; 0.003 ~ 0.004 | 2.65 ~ 2.73 | レッド | 種子結晶, クロスフラクチャー | 油浸で見える層状化、直交偏光の波状消失 | 30 ° |
| リンデ（米国） | 1.567 ~ 1.572 | 0.005 | 2.67 ± | ストロングレッド | 気体および羽毛状二相気液包有物、平行釘状または針状包有物、ケイ酸ベリリウム | Hの吸収がある。2赤外スペクトルのO、I型水を含む | 36 ~ 38 ° |
| リファインプール法 (オーストラリア) | 1.570 ~ 1.575 | 0.005 | 2.694 | 弱い なし | 雲のような窓ガラス | Hの吸収がある。2Oを含む赤外スペクトルのCl | 22 ~ 23 ° |
| 中国（桂林） | 1.570 ~ 1.578 | 0.006 | 2.67 ~ 2.69 | 鮮やかな赤 | 三相の釣り型インクルージョン、単体で現れることもあるが、集団で現れると小麦の苗に似ている、ケイ酸ベリリウム | IおよびIIタイプの水を含む | |
| バイロン（オーストラリア） | 1.570 ~ 1.578 | 0.007 ~ 0.008 | 2.68 ~ 2.70 | ストロングレッド | 二相性釘状インクルージョン、ケイ酸ベリリウム結晶、白色コメット状およびビーズ状粒子、フラックス羽状インクルージョン、暗色金属インクルージョン | タイプIとIIの水、Clを含む | 32 ~ 40 ° |
| ロシア（旧） 新 | 1.572~ 1.578; 1.579 ~ 1.584 | 0.006 ~ 0.007 | 2.68 ~ 2.70 | 弱い赤 | 千の小さな茶色の粒子、雲の形 | タイプIとIIの水を含む | 32 ~ 32 ° ; 43 ~ 47 ° |
(1) カラー
鮮やかなグリーン。
(2) 含水量の構造
タイプIの水が優勢で、タイプIIの水もある。
(3) 赤外分光法
エメラルドの熱水合成はタイプIとタイプIIの両方の水を含むが、水分子の伸縮振動と屈曲振動のピーク位置と強度が異なる。エメラルドの熱水合成は、中位に吸収を示す。
赤外線（4357cm-14052センチ-1 と3490cm-12995cm-12830センチ-12745cm-1 これは天然のエメラルドと区別できる（図2-9参照）。
(4) 含有物
二相のインクルージョン、針状または釘状のベリル、ボイドがしばしば見られ、固液のインクルージョンは個々の平面に分布し、同一平面上に互いに平行に配列している。場合によっては、複屈折結晶、複数の相で満たされた空洞、ねじれた白い羽のような、繊維状の、綿のようなインクルージョンを持つ種結晶の平面形状がある。スラグ状の内包物は平面的に分布し、結晶表面には独特の成長波紋が見られる。結晶内部のうねるような、あるいは鋸歯状の成長線とカラーバンドは、ほとんどが種結晶板と平行で、Z軸との交差角度は22°～40°であり、カラーバンドに対してほぼ垂直な不規則なサブグレインバウンダリーを示し、角ばったパターンを形成している。
粒界は色帯に対してほぼ垂直で、角張ったパターンを形成している。
中国桂林の水熱法で産出される合成エメラルドは、塩素を含む無アルカリ系列に属し、タイプIのウォーターピークのみを持つ。C軸に平行なフック状の内包物はクリソベリルであることが多く、ベリルであることもある。固相内包物の分布は種晶の境界に関係し、針状内包物の配列方向は種晶と主成長面に垂直である。
(5) 特殊光学効果
黒い背景の条件下では、強い光源で照らすと、ある角度で赤が見える。
(6) 蛍光
強い赤色蛍光。
(7) カラーフィルター観察
鮮やかな赤色。
2.フラックス法によるエメラルドの合成
フラックス法で合成エメラルドを製造しているメーカーには、Chatham、Gilson、Lennoxなどがある。各メーカーの合成エメラルドの特徴は若干異なる（表2-7参照）。
表2-7 異なるフラックス法で合成されたエメラルドの特徴
| バラエティ | 屈折率 | 複屈折 | 密度（g/cm3) | 紫外線蛍光 | インクルージョン | その他の特徴 | 成長リング |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| チャタム (アメリカ） | 1.560 ~ 1.563 | 0.007 | 2.65± | ストロングレッド | 羽のような、ベールのような包囲とシリコンタンタル結晶 | いいえ2 赤外線スペクトルのO | C(0001); m(1010); u(1120) |
| ジルソンI型（仏） | 1.559 ~ 1.569 | 0.005 | 2.65 ± 0.01 | オレンジ - 赤 | 羽のような内包物、長方形のケイ酸ベリリウム結晶 | いいえ2 赤外線スペクトルのO | |
| ジルソンII型（仏語） | 1.562 ~ 1.567 | 0.003 ~ 0.005 | 2.65 ± 0.01 | レッド | 同上 | 同上、商品は非常に希少 | |
| ジルソンN型（仏） | 1.571 ~ 1.579 | 0.006 ~ 0.008 | 2.68 ~ 2.69 | なし | 繊維状、束状の固体フラックス・パッケージ、プラチナおよびケイ酸ベリリウム | 上記のように、427nmに特徴的な吸収がある。 | |
| レニックス (フランス語) | 1.556 ~ 1.566 | 0.003 | 2.65 ~ 2.66 | レッド | 不透明な筒状のパッケージ、シリコンベリリウムストーンとエメラルドのような結晶、隙間にフラックスが充填されている。 | 不透明な筒状のパッケージ、シリコンベリリウムストーンとエメラルドのような結晶、隙間にフラックスが充填されている。 |
システム宝石学』（2006年）より引用
(1) 赤外線スペクトル
水を含まないため、水の吸収はない（図2-9参照）。鉄を添加した場合（ギルソンNタイプ）、紫色領域の427nmに吸収帯があるが、これは天然のエメラルドにはない。
(2) 含有物
溶融していない固体の融液包有物は、しばしば亀裂や空洞に沿って充填され、羽毛状、繊維状、または束になって、ひらひらと舞う窓のカーテンのように見える。段差のある粗粒の融液包有物、平行な帯状または線状の特徴があり、一貫して六面プリズム表面に向かって伸びているか、プリズム表面と一定の角度を成している；坩堝材料（白金）や珪酸ベリリウムの固形介在物が見られることもある。天然の種結晶の痕跡が見られることもあり（色が濃い）、種結晶を取り囲む濃いエメラルド色の部分も同じ介在物の特徴を示している。これらのインクルージョンは5つのタイプに分けられる：
- ヴェールやストローに似た、湾曲した羽のようなインクルージョン；
- 笑いの形をしたフックのようなインクルージョン；
- 気液二相封入タイプ；
- 小さなパイル状の結晶タイプ；
- 希少なダークカラーのコニカル・ラッピング・ボディタイプ。
(3) 成分分析
MoやVなどのフラックス剤を含む金属陽イオンを含むが、天然エメラルドには含まれない。
(4) 発光
赤い蛍光。チャタム産合成エメラルドの短波長下（230nm以下）の透過率は、天然エメラルド（295nm以下は透過しない）よりもはるかに強い。
上記のフラックス法や水熱法で合成されたエメラルドは、天然エメラルドと非常によく似ており、一般に鑑別が困難である。顕微鏡と赤外分光計を用いて、内部の特徴と赤外スペクトルの特徴を分析することが鑑別の主な根拠となる（表2-8）。
表2-8 天然エメラルドとフラックス法と水熱法で合成したエメラルドの違い
| 種類 | フラックス法によるエメラルドの合成 | 水熱法によるエメラルドの合成 | 天然エメラルド | |
|---|---|---|---|---|
| 密度（g/cm3) | 2.65 ~ 2.67 | 2.67 ~ 2.69 | 2.69 ~ 2.74 | |
| Ne | 1.560 ~ 1.563 | 1.566 ~ 1.576 | 1.565 ~ 1.586 | |
| No | 1.563 ~ 1.566 | 1.571 ~ 1.578 | 1.570 ~ 1.593 | |
| 複屈折 | 0.003 ~ 0.005 | 0.005 ~ 0.006 | 0.005 ~ 0.009 | |
| 内部特性 | シリコンベリリウムストーン、プラチナシート、湾曲した脈状クラック、二相インクルージョン | シリコン・ベリリウム石、小さな二相インクルージョン | 雲母、トレモライト、アクチノライト、黄鉄鉱、方解石、三相インクルージョン | |
| 水 | なし | タイプIの水とタイプIIの水を含む | タイプIの水とタイプIIの水を含む | |
| カリウム | 可変 | なし | 可変 | |
| 赤外線スペクトル | 吸水ピークなし |
(カート・ナッサン、1979年による）
セクションIV コランダムの宝石の合成
1.コランダム宝石合成のための火炎溶融法
(1) ルビーの合成
内部は比較的きれいで、気泡はないか、時々見られる。気泡は小さく少なく、ほとんどが球形で、まれにオタマジャクシのような形をしている。製造工程が不安定な場合、多数の点状の気泡がクラスターを形成し、帯状または雲状に分布することがある。時折、未溶融の酸化アルミニウム粉末や赤色酸化クロム粉末がパン粉状に見えることがある。
鮮やかな色、過度に純粋な色は、深い赤、オレンジがかった赤、紫がかった赤、その他多くの色を持つことがあり、しばしば「偽物」のような感じを与える。
試料全体を貫く円弧状の成長パターンの幅が広い。技術改良により、成長パターンの曲率は相対的に減少し、より狭い範囲で比較的直線的に見える。加工・研磨工程で羽毛状のクラックが発生することがあり、その後の熱処理でもクラックが発生することがある。樹脂を充填すると、クラックの内側に偽の指紋のようなインクルージョンが形成されることがある。
表面がZ軸方向と平行またはほぼ平行であるため、表面方向に顕著な二色性がある。
紫外線下では、中程度から強い赤色蛍光を示す。
X線照射後、赤色燐光現象が見られることがある。
(2) サファイアの合成
様々な色：ブルーサファイアは上から見ると青く、横から見ると紫がかった青に見える。
表2-9の蛍光・吸収スペクトルに見られるように、ガス包有物、固体包有物、成長線、プレオクロ イズムは合成ルビーと同様である。気泡の周囲に青色物質が蓄積することがあり、発見しやすい。
天然サファイアの450nmの鉄吸収線は、消失するか、非常に弱くぼやけることがある。
表2-9 フレーム・フュージョン合成コランダム宝石の特性比較
| 宝石の品種 | 成長構造 | 包含事項 | スペクトラム | 紫外線蛍光 | その他の特徴 |
|---|---|---|---|---|---|
| ルビー | 六角形のリボン | ルチル、癒しの亀裂 | Crスペクトル | ストロングワンミドル | 垂直C軸 |
| シンセティック・ルビー | カーブした成長線 | 泡、パウダー | Crスペクトル | 非常に強い | オリエンテーションなし |
| サファイア | 六角形のカラーバンド | ルチル, ヒーリングクラック, 結晶インクルージョン | 450 nm狭帯域 | 弱い、オレンジがかった赤（長波） | ストレート・クラックリング |
| 合成サファイア | 湾曲した成長ライン | 泡、小さな泡のクラスター、パウダー | 行方不明 | 弱い青白色（短波） | 湾曲した亀裂 |
| イエローサファイア | 六角形のカラーバンド | ルチル, ヒーリングクラック, 結晶インクルージョン | 450 nmのナローバンド、またはなし | 中間がなく、吸収バンドを伴う非蛍光性、逆に黄色蛍光性 | フェ3+ またはMg2+ は着色剤で、Niは含まない。 |
| シンセティック・イエロー サファイア | カーブド・カラーバンド（ブルーガラス・フィルター） | 泡、小バブルクラスター、パウダー | 欠席 | 弱小・なし | Ni、Niを含む2+ は着色剤 |
| グリーン サファイア | 六角形カラーバンド | ルチル, ヒーリング フラクチャー, 結晶インクルージョン | 450nm ナローバンド | 蛍光なし | フェ3+ Fe/Tiは着色剤 |
| シンセティック グリーンサファイア | 成長曲線 | 泡、小バブルクラスター、パウダー | 行方不明 | 中学生、オレンジ | Ni、Co、Ni2+ 着色剤としてのCo |
| カラー¬チェンジング・サファイア | 六角形のカラーバンド | ルチル、治癒したクラック水晶の内包物 | Crスペクトル | 弱い、赤い | フェ3+ Fe/Tiは発色剤であり、ほとんどVを含まない。 |
| 合成カラーチェンジサファイア | 湾曲した成長ライン | 泡、小さな泡のクラスター、パウダー | 470 nm ファインライン | 弱く青白い（短波） | V、Vを含む3+ は発色剤 |
| 無色サファイア | 弱い六角形のカラーバンド | ルチル, 癒合した割れ目, 結晶内包物 | なし | 中程度の弱い黄色蛍光 | プラット効果なし |
| 合成無色サファイア | なし | 泡、小さな泡のクラスター、パウダー | なし | 中程度の弱い青白色蛍光 | プラット効果 |
(3) シンセティック・スター・ルビー（ブルー）・サファイア
色、透明度シンセティックスターライトレッドサファイアはピンク～赤、半透明～透明、シンセティックスターライトブルーサファイアはミルキーブルー～青、白～灰色、紫、緑、黄色、茶色、黒、半透明。
円弧状の成長線は概ね底面に平行で、円弧状の成長層に沿って気泡が分布していることが多い。微小なルチル包有物が3方向に密に配列し、霧状に見える。
星の線が細く、完全で、明瞭で、アステリズムがなく、サンプル表面に分布している。
合成スタールビー（青）と天然石の区別の特徴は表2-10に示すとおりである。
表2-10 フレーム・フュージョン法による合成スタールビー（青色）の特性
| 項目 | 合成 | ナチュラル | |
|---|---|---|---|
| 表面の特徴 | スターライト | 星明かりが水面に浮かぶ。 | クリスタルの内側から星明かりが放たれる。 |
| スターライン | スターラインは、連続的で、細く、まっすぐで、均一である。スターラインの交差点は明瞭で、表面に浮いている接合部には、広がったり、明るくなったりする現象はない（宝石のような光沢はない）。 | 星ラインの幅は様々で、前方に波状に伸びており、星ラインの交点は広くなり、明るくなる（栄光） | |
| 内部の特徴 | 湾曲した成長線が観察され（特に宝石の凸面の裏側ではっきりと）、非常に細かい白い粉や散在したルチルのインクルージョンが見られる。 | 角ばったインクルージョンが見られ、色のバンディング現象がある。 | |
| 紫外線蛍光 | 長波 | 合成スタールビーは、非常に強い鮮やかな赤色を示す。 | 天然のスタールビーは弱い赤色を示す。 |
| 短波 | 合成スタールビーは非常に強い鮮やかな赤色を、合成ブルーサファイアは青白い色を示す。 | 天然スタールビーは弱い赤色、天然スターブルーサファイアは官能的な色合い。 | |
2.サファイア宝石の水熱合成
(1) 結晶の外部特性
結晶の形状は、ほとんどが厚板状または板状で、一般的な形は六角二面体{2241}と{2243}、次いで菱面体{0111}、時には負の三角二面体{3581}や平行二面体{0001}もある。
様々な成長パターンが六角二面体結晶面に見られる。一般的なパターンには、舌状または液滴状の成長丘、階段状の成長段丘、格子状の成長テクスチャー、不規則な成長条線があり、時には放射状の繊維状の条線も見られる。これらの成長パターンは、結晶成長過程の温度、圧力、鉱化剤、溶媒の流れ方向、温度勾配と密接に関係している。これらは、結晶内部の埋め込み構造や成長転位の一形態を表している。
結晶にはクラック現象が発生することがある。一つは種結晶面に沿ったクラック（主に結晶と種結晶の間の大きな応力による）、もう一つは{2243}結晶面の規則的なネットワーククラック（結晶の構造と成長条件によって決まる）である。一つは結晶の菱面体の方向に沿った2つのクラック群、もう一つは種結晶板の中心に沿ったクラック、もう一つは種結晶と結晶の界面に沿ったクラックです。後者のクラックが発生する理由はより複雑で、微細結晶と結晶の格子不整合や結晶の歪みが関係していると考えられます。しかし、結晶中の可溶性不純物やゲル状の機械的混合、成長過程における熱流の不均一な影響による熱揺らぎが、合成イエローサファイア結晶の割れの主な原因であると考えられる。
(2) 内部特性
気液二相の介在物。気液二相内包物は、個別に分布している場合と、治癒した破面上に指紋のように網目状に分布している場合がある。天然サファイアの指紋状インクルージョンよりも立体感が強く、規則性がある。特徴的な爪状の液体インクルージョンは、しばしば密に配向している。
合成ルビー中の単一インクルージョンのエッジは滑らかで比較的規則的であり、気液体積比は20%である。合成イエロー宝石結晶中の単体またはビーズ状に分布した気液二相インクルージョンは、大きさ約0.02～0.05mm、楕円形または不規則な形状で、気液比は15%～25%、一般に孤立して種結晶から離れた場所に分布しており、その形態的特徴は天然イエローサファイアの流体インクルージョンと非常によく似ている。この2つを顕微鏡で区別するのは難しい。
気泡はクラスター状に現れる。初期の合成ルビーでは、多くの気泡のクラスターが、種結晶チップ、種結晶カバー、または垂れ下がった金線上に0.01mmの小さな気泡として密に分布していることが多い。一般に、合成コランダムの宝石にこのようなインクルージョンを見ることは難しい。
種結晶チップの存在。ナフタレン臭化物浸漬油に宝石結晶を入れると、種結晶チップと成長層の境界が不規則に波打つことで識別できる。
固体の金属介在物。金の微結晶の集合体が点状または塊状に分布しており、高圧容器の金ライニングや吊りワイヤーに由来する。
灰白色のAl(OH)3 パウダーは合成ルビー結晶にも見られ、パン粉に似ており、不透明である。ほとんどが種結晶の近くに点々と平面的に分布している。
合成イエローサファイア結晶では、可融性不純物インクルージョンも見られることがあり、その多くは不規則な樹枝状、放射状、または不規則な粒状で、無色透明、中程度の突起がある。直交偏光下では、干渉色列は比較的高く（厚さに関連）、結晶と種結晶の界面に偏在していることが多い。規則的または不規則な網目状のゲル状の機械的混合物も観察されることがあり、これは無色または淡黄緑色で透明、中～高突起を有し、結晶と種結晶の間のクラックにのみ存在し、可溶性不純物介在物または流体介在物と関連していることが多い。
成長テクスチャーとカラーバンド。合成ルビー結晶は、濃い赤色やオレンジ赤色の成長バンドを示し、"ポリマー・ツイン "に似た直線的な帯状パターンで分布している。一部の合成イエローサファイア結晶は、より発達したマイクロ波パターンの成長テクスチャーを持ち、そのほとんどは方向性があり、種結晶の方向に沿って伸びている。
スモーキー・クラックド。クラック現象により、初期の合成ルビーにはスモーキークラックが見られ、比較的発達している。現在、ほとんどの熱水合成ルビーの結晶内部は比較的きれいである。
(3) スペクトルおよび紫外線蛍光特性
紫外線から可視光線の分光特性：桂林で水熱法により合成されたルビー。紫外域の241nmのスペクトルバンドは天然ルビーを見分ける重要な証拠である。
赤外スペクトル特性：桂林の水熱法で合成されたルビーは、一般に 3307cm の伸縮振動スペクトルバンドを示す。-1, 3231cm-13184センチ-13013センチ-1の範囲にあるOHまたは結晶水の振動の赤外吸収スペクトルと、Al - OHおよび2364cm -1 2348cm-1.
紫外線蛍光特性：水熱法で合成されたルビーは天然ルビーより強く明るい赤色蛍光を示す。合成イエローサファイアは長波の下では不活性であるが、ほとんどの合成結晶は短波の下では帯状の蛍光を示す。種結晶は中程度から弱い青白色の蛍光を示し、短波の下では不活性なものもある。
3.フラックス法で合成されたコランダム型宝石の特徴
(1) ルビーはフラックス法で合成される。
気泡モノマーは、壊れているようで壊れておらず、つながっているようでつながっておらず、周囲とのコントラストが際立っている。
黄色からピンク色のブロック状のフラックス剤インクルージョンが見られ、透過光ではほとんど不透明、反射光では金属光沢のある淡黄色からオレンジ赤色に見える。分枝状、フェンス状、網状、ねじれた雲状、管状、液滴状、彗星状など様々な形がある。
プラチナは、三角形や六角形などの金属光沢を持つ一般的なタイプのインクルージョンである。
種結晶の周囲には、独特の雲のような気泡の集合体やほうきのようなインクルージョンが見られ、時折、粗いフラックス剤インクルージョンや青いエッジを持つ種結晶も見られる。
合成ルビーにはPb、B、その他のフラックスカチオン種が含まれている可能性がある。
短波長の紫外線下では強い赤色蛍光を示し、天然ルビー（赤色蛍光は弱～中程度）とは異なる。希土類元素による特殊な蛍光を持つ品種もあり、鑑別に利用できる。
➆ 色はかなり濃く、さまざまな赤の色合いを示す。渦を巻くような色ムラ現象（ラムラ合成製品）、青い三角形の成長バンド（ロシア合成製品）、まっすぐな成長リング、色ムラブロックが見られることがある。
(2) フラックス法によるサファイアの合成
内部特性：残留フラックス、カラーバンド、プラチナフレーク等は、フラックス法合成ルビーと同じ。
蛍光：紫外線下では、残留フラックスはピンク、黄緑、茶緑など様々な強い蛍光色を示す。
吸収スペクトル：吸収線が 460 nm、470 nm に欠けることがある（図 2-10 参照）。
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4.結晶引上げ法による合成ルビー宝石の特徴
結晶引き上げ法で作られるルビーの種類には、主に合成無色サファイアと合成ルビーがある。
(1) 固体介在物。主にMo、W、Fe、Pt等の金属元素の薄片状残留介在物。
(2) 雲のような気泡のクラスターやほうきのようなインクルージョン、または細長いガス状のインクルージョンで、見事なカーブを描く不均一な成長縞があり、時折煙のような微妙な白い雲のような物質を示す。
5.モールドガイド法による合成コランダム宝石の特徴
(1)鋳型金属に固形介在物がある場合がある。
(2) 種結晶の痕跡と種結晶の欠陥。
(3) 直径0.25～0.5μmの気泡が偏在している。
6.ゾーン融解法による合成コランダム宝石の特徴
(1)高純度であり、内部は非常にクリーンである。
(2)蛍光は天然ルビーより強い。
(3)分光器による吸収スペクトル線は、天然コランダム宝石の吸収スペクトル線よりも少ない。
(4)宝石の表面仕上げが不十分で、"ファイアマーク"（研磨の過程で生じる波のような、あるいはひび割れのような跡）などがある。
(5)成長パターンが無秩序で、結晶の色にムラがあるなど、質の悪い合成宝石。
7.合成コランダムの内包物の特徴
様々な製造工程で合成されたコランダム型宝石のインクルージョン特性の比較を表2-11に示す。
表2-11 合成コランダム型宝石の各種製造工程におけるインクルージョン特性の比較
| 生産プロセス | パッケージ本体特性 |
|---|---|
| 火炎溶解法 | (1)弧状の成長パターン (2)バブル（個別またはグループでの配布） |
| フラックス法 | (1)フラックス残渣（透過光ではほとんど不透明、灰黒色、反射光では黄色やオレンジ赤色に見え、金属光沢を持つ、表面の形態が豊か） (2)平行な色帯、不均一な色ブロック (3)プラチナ金属片（規則的、反射光では銀白色、金属光沢を持つ (3)プラチナ金属片（規則的、銀白色反射、金属光沢） (4)シード結晶 |
| 水熱法 | (1)成長パターン（波状、鋸歯状、網目状） (2)釘状インクルージョン（「釘状」の液体インクルージョン、大きなインクルージョンはその中心に濃い液体充填物がある、釘状インクルージョンは非常に小さく、密に並んだ細い針のように見えることもある） (3)金属インクルージョン（多角形、不透明、金属光沢を持つ） (4）種結晶 |
| 引き抜き方法 | フレーム・フュージョン法と同様の識別機能 |
| メルトガイド金型法 | (1) メタルシェル (2) シード・クリスタルの痕跡 (3) 気泡（大きさは様々、不揃い） |
| ゾーン・メルティング法 | (1) 混沌とした成長パターン (2) 色ムラ |
第V節 合成ルチル
合成ルチルは主に火炎溶融法によって製造される。火炎溶融法で製造される合成ルチルの特徴は以下の通りである：
(1) カラー
一般的な色は薄い黄色だが、青、青緑、オレンジなどもある。
(2) 密度
4.24～4.26g/cm3
(3) 吸収スペクトル
黄緑色のルチルの吸収スペクトルは、430nmに強い吸収帯があり、それ以下は完全に吸収されている。
(4) 含有物
ガラスバブル封入体、砕けやすい未溶融粉末固体封入体。
(5) 外観の特徴
結晶断面には円弧状の成長リングが密集していたり、レコードの溝に似たカラーバンドがあったりする。強い二重像（複屈折）、強い分散（0.330）。
第VI節 合成スピネル
20世紀初頭、L. Parisは、火炎融解法を用いて合成スピネルを合成する際に、CO2O3 を着色剤として、MgOをフラックスとして使用する。今では、さまざまな色の合成スピネルを作ることができる。
スピネルの合成法には、主に火炎融解法と結晶引き上げ法がある。
1.火炎溶融法による合成スピネルの特性
(1) AIの内容2O3 は理論値の2.5倍である。過剰のAIによって形成された微細な針状インクルージョンが多数存在することが多い。2O3 結晶内の未溶解残留物が結晶の底で鏡面反射現象を引き起こし、時にはスター効果さえも生み出す。
(2) 光学的異常。偏光顕微鏡で見ると、不規則で不均一な格子状や波状の消光現象が現れ、色素の斑点（色斑）が見える。
(3)弧状の成長線またはカラーバンド。
(4)介在物：傘状または瓶状のガス気泡で、クラックは結晶の垂直軸に沿って現れる。
(5) 色は鮮やかで均一、くすんでいる。色には、赤、ピンク、黄緑、緑、水色から紺色、無色などがあり、色変化効果を示すこともある。
(6) 屈折率は比較的高く、一般に1.728(+0.012,-0.008)、合成色変化スピネルの屈折率は1.73、合成赤スピネルは1.722-1.725である。密度も天然スピネルよりわずかに高く、一般に3.52～3.66g/cmである。3 .
(7) Crを含む合成赤スピネルは、天然スピネルよりも強い赤色蛍光を示す。
(8)合成ブルースピネルは、コバルトを含むためカラーフィルター下では赤色に見え、短波長紫外線下では強い青色蛍光を示す。長波長紫外線下では強い赤色蛍光を示す。
(9) 吸収スペクトル：赤色の合成スピネルは686 nmに微細な蛍光線を示す。青色の合成スピネルは458 nmに吸収線がない。緑色の合成スピネルは425 nmに強い吸収線があり、445 nmに漠然とした吸収帯がある；緑青色の合成スピネルは、425 nmに強い吸収線、443 nmに漠然としたバンド、および554 nm、575 nm、595 nm、622 nmに複雑な弱いCo吸収がある；合成色変化スピネルは、400～480 nmの広い吸収帯、580 nmを中心とする広い吸収帯、および685 nmの細い線がある。
2.結晶引き上げ法による合成スピネルの特性。
(1)介在物：るつぼからの物質、未溶融のAI2O3残留物、細長いガス介在物、湾曲した成長パターン。
(2) 種結晶と結晶の界面における種結晶の痕跡と転位。
3.フラックス法で合成したスピネルの特性
フラックス法で合成されたスピネルは、天然スピネルと同様の組成を持ち、同様の光学特性を持つ。主な違いは、内包物、吸収スペクトル、蛍光特性にある。
(1)内部の特徴：褐色からオレンジ色、あるいは黒色のフラックス残渣が、プラチナ・フレークのように、個々に、あるいは指紋のようなパターンで分布している。
(2) 蛍光特性：赤色の合成スピネル：長波の下では強く、赤紫色から橙赤色。短波の下では、強 から中程度で、淡橙黄色。青色合成スピネル（Co着色）：長波長下で弱～中、赤～紫赤色、白亜色、短波長下で長波長より強い。
(3) 吸収スペクトル：赤色の合成スピネルは、天然のビルマ産レッドスピネルに似ている。青色の合成スピネル（Co着色）：500～650 nmに強い吸収があり、500 nm以下に鉄の吸収帯はない。
セクションVII 合成結晶
水熱法で合成した結晶の特性
水熱法で合成される結晶の種類は、無色、有色、黒色、2色、多色など非常に幅広い。合成結晶と天然結晶の違いは以下の通りである。
(1) シード・クリスタル：
平らな板状の種結晶が中心にある。結晶核内のインクルージョンは、結晶核の柱内にのみ存在し、壊れて断絶しているような感覚を与える。結晶核と人工結晶の間の気泡は、結晶核の壁に沿って分布し、平行な "気泡壁 "を形成している。いくつかの気泡はオタマジャクシのような形をしており、頭部はほとんどが壁の方を向き、尾部は外側を向いている。
(2)包含特性：
鉱物インクルージョンはない。目に見える "パンくず "状のインクルージョンが、種結晶の表面に平行に、個々に、または群れをなして分布している。また、結晶全体を貫く "テーブルダスト "状のインクルージョン、坩堝の壁や種結晶の枠からの破片（NaAlSO）が層状に見られる。4ナ3フェ2F12李2Si2O5 などがあり、ひげ状の円錐輝石（NaFeSi2O6.2H2OまたはNa2FeSi2O6.2H2O)または微結晶石英で、種結晶の成長界面に細長い気液包有物として現れる。気液包有物は種結晶板に対して垂直であり、カラーバンドは種結晶板に平行に、角のない直線状に分布している。
(3) ツイニング：
凹状、多面体状、球根状、綿毛状、炎のような双晶。
(4) カラー・クリスタル：
鮮やかな色、均一でくすんだ色。合成アメジストでは、紫色の中の青色の色調が、サファイアのような六角形の色帯に似ている。バッチサンプルの色調は非常に一貫しており、紫色の「結晶と黄色の結晶は、高倍率では平行した細かい成長線を示しますが、低倍率や肉眼では、一群の色帯や成長線しか見ることができません。アメシストの濃い紫色のクラスターは、ほぼ平行な板状の方向に並び、大きさも形も似ており、境界がはっきりしています。
(5) 光軸：
合成種結晶の光軸はほとんどがテーブル面に平行で、種結晶板と38.2°の角度で交差している。合成シトリンの光軸はほとんどがテーブル面に垂直で、種結晶板に対して垂直である。
(6) 熱感度：
肌に触れても冷たくなく、温かく感じる（天然クリスタルと比較して）。ガラスの光沢。
(7) 赤外線スペクトル：
合成アメジストは3545cmに顕著な吸収帯を持つ。-1 (図2-11）、コバルトブルーの合成結晶は640nm、650nm、490-500nmに吸収帯を持つ。
(8) 透過率：
合成結晶の波長領域における透過率は、0.15-4µmの天然結晶の透過率とは異なる；図2-12参照。
(9) その他の欠陥：
転位、腐食による「トンネル」、成長線が見られることがある。
セクションVIII 合成アレキサンドライト
アレキサンドライトの合成法には、フルオロ法、結晶引上げ法、ゾーン融解法などがあり、天然のアレキサンドライトと同じ物理的性質、化学組成、光学的性質を持つが、唯一の違いは内部特性である。
(1) 共通色
太陽光の下では青緑色に見え、白熱灯の下では茶褐色から赤紫色に見える。
(2) 密度
3.72 (±0.02)g/cm3 )
(3）硬度：8.5
(4) 紫外蛍光
長波も短波も中～強の赤。
(5) 含有物
フラックス法：六角形または三角形の金属白金薄片、層状のインクルージョンが結晶面に平行に分布していることが多い。
結晶引き上げ法：針状インクルージョン、波状繊維状インクルージョン、湾曲成長パターン。短波長紫外線下で弱い白色～黄色の蛍光を示す。
ゾーン溶解法：球状の泡、不規則な色、渦構造を呈する。
(6) 吸収スペクトル
合成宝石の製造工程は高温溶解法なので、水分子特有の吸収ピークはない。
第IX節 合成クリソベリル
合成クリソベリルは主にフラックス法で産出される。天然のクリソベリルとの違いはインクルージョンにあります。天然のクリソベリルは、拡大すると指紋のようなインクルージョンや繊維状のインクルージョンが見られます。透明な宝石は、双晶模様や階段状の成長面を示すことがあります。合成クリソベリルの一般的なインクルージョンは、フラックス残渣と三角形または六角形のプラチナ薄片です。
引き抜き法で合成されたクリソベリルは、針状のインクルージョンと円弧状の成長線が特徴であり、ゾーン溶解法で合成されたクリソベリルは、小さな球状の気泡と渦状の構造が特徴である。
セクションX シンセティック・アクアマリン
水熱法によって合成されたアクアマリンの特徴は、天然のアクアマリンとは異なります：
(1) コンポーネント
2価の鉄の含有量は比較的高く（2.67%-2.99%）、ニッケルやクロム元素は含まれないが、Mg2+ Na+ は不在である。
(2) 赤外線スペクトル
タイプIの水の吸収ピークは赤外スペクトルにのみ存在し、NiとCrは紫外および可視スペクトルで測定できる；
(3) 含有物
特徴としては、繊維状、釘状、針状のインクルージョン、種結晶界面、小さな不透明の欠片などがある。
第XI章 シンセティック・オパール
最初の合成オパールは、フランスのギルソン社によって製造されたもので、1970年代にブラック・オパールとホワイト・オパールを宝石市場向けに合成し始めた。現在、市場に出回っている合成オパールの種類はますます増えている。一般的な化学的沈殿法で製造されたオパールの外観と基本的な物理的性質は、天然オパールのそれに似ており、化学組成はSiO2 H2O を含むが、天然オパールより含水率が低いことが多く、合成品の中には少量のZrO4 .
(1) 構造的特徴
合成オパールの主な特徴はカラースポットの特徴で、柱状のカラースポット、モザイク状のカラースポット、カラースポットの境界がはっきりしているもの、カラースポットの表面にトカゲの皮のような構造があるものなどが代表的です。天然オパールは絹のような色斑を持つが、合成オパールは独特の花模様の色斑を持つことが多い。これらのスポットは、特徴的なトカゲの皮状、鱗片状、ハニカム状、モザイク状、または階段状の構造を示し、顕著な立体効果と明確な色の境界を持つ。トカゲの皮のような構造は、透過光や反射光で観察すると波状のパターンを示すこともある。六角形の格子に似たハニカムの色斑は規則的に並び、ハニカムの壁は明るい線で形成され、個々のハニカムの内部は暗い。六角形の明るい線は球状粒子間の隙間から放出される干渉色で構成され、個々のハニカムの内部が暗いのは粒子自体の光透過率が低いためである。
シンセティック・オパールの変形は、柱状に成長する方向を持ち、特定の柱状領域内では、プレイ・オブ・カラーの色は一貫している。垂直の柱状方向に観察すると、柱状のプレイ・オブ・カラーを示すことがある。
天然オパールの絹のような色の斑点は、SiO2 その結果、球体間の繊維ストリップの構造に亀裂や欠陥が生じ、干渉光の分散と乱反射が生じる。
(2) 光学特性
均質な物体が著しい異常複屈折を示すことがある。
(3) 身体的特徴
密度は1.74～2.12g/cm3通常2.06g/cm以下3 メーカーにより若干異なる。モース硬度は4.5-6と天然オパールより低い。
(4) 蛍光特性
ホワイト・オパールは、長波長光の下では、中程度の強さの青色から黄色の蛍光を示し、燐光はない。短波長光の下では、中程度から強い青色から黄色の蛍光を示し、燐光は弱い。ブラック・オパールは、長波長光の下では、燐光を伴わず、中程度の強さの黄色蛍光を示す。
(5) 赤外線スペクトル
最も強い吸収バンドは3686cmに現れる。-12980cmに2つのO-Hバンドがある。-1 と2854cm-1すべて2000cm以下で吸収3
天然オパールとの違いを図2-13に示す。
(6) 特徴の比較
天然、合成、プラスチック・オパールの特徴を確認するには、表2-12を参照のこと。
表2-12 天然オパール、合成オパール、プラスチック・オパールの識別比較
| 名前要素 | 天然オパール | 合成オパール | プラスチック・オパール |
|---|---|---|---|
| 化学組成 | SiO2nH2O | SiO2-nH2O（ギルソンオパールはほとんど水を含まない） | 有機物 |
| 微量元素 | Cl、Zr（一部） | ||
| 屈折率 | 1.42～1.47、ファイアー・オパールは1.37～1.40 | 1. 45 ~ 1.46 | 1. 50 ~ 1.52 |
| 光沢 | ガラスのような光沢 | ガラスのような光沢 | 蝋のような光沢 |
| 密度（g/cm3) | 2.08～2.15、ファイヤーオパールは2.00 | 2.18～2.25または1.88～1.98 | フロート |
| 硬度 | 5 ~ 6.5 | 5.5 | 5%未満 |
| 紫外線蛍光 | なし～中程度 | なしまたは強い | 弱いか強いか |
| 倍率検査 | 色斑は二次元分布（薄片状）で、境界はあいまいで、色斑は絹のような光沢がある。 | 色斑は立体的（柱状）に分布し、モザイク状の縁取りとトカゲの皮のような構造をしている。 | 準天然 |
| 赤外線スペクトル | 5265 cm-1 | 5815cm-1 5730cm-11730cm-1 | 天然オパールとの違い |
| その他 | 天然鉱物のインクルージョンが含まれる場合があります。 | 色鮮やかな製品もある | それはしばしば組み合わされる。 |
セクションXII シンセティック・ターコイズ
現在、ターコイズ製品には4つの種類がある。ひとつは無水和物の混合物から作られたもので、もうひとつは、無水和物の混合物から作られたものである。
接着剤で、白い斑点が見える粒状構造になる。2O3 およびCu3（PO）4 もうひとつは、セラミック技術を用いて合成粉末を焼結させたもので、天然ターコイズに似た組成と構造を持つ。4 を作り、ガム加工と加圧を行う。このうち、P-Gilson製品だけは、合成と表示されているものの、真の合成ターコイズではなく、原料の再生品と考えられている。一般に市販されている「ギルソン」ターコイズには、均一な純粋原料を使用したものと、ターコイズの母岩に似た成分を添加したものがあります。天然ターコイズとの違いは
(1) 共通色
青、水色、高品質のペルシャン・ターコイズに似た色。色は均一でムラがない。
(2) 構成
組成は比較的均一である。
(3) 物理的特性
屈折率は1.610～1.650と比較的低い。硬度は5～6。
(4) 吸収スペクトル
合成素材は、天然のターコイズの吸収スペクトルを欠いている。
(5) 拡大検査
無数の小さな青い球体（いわゆるお粥効果）で構成され、黒または暗褐色の網目状の「脈」や、「金象嵌ターコイズ」を形成する黄鉄鉱の小粒子が埋め込まれていることもある。人工鉄線のテクスチャーは表面に分布し、一般にくぼみはない。
(6) 赤外線スペクトル
微粒子が不規則に分布しているため、ブロードで滑らかな吸収スペクトル・モデルが生成されるが、天然トルコ石の吸収スペクトルは欠落している；図2-14参照。
第XIII節 合成マラカイト
化学沈殿法で合成されたマラカイトは、銅アンモニア錯体[Cu(NH3)4]2+溶液である。そして炭酸銅CuCO3 溶液をゆっくりと加熱し、温度が上昇するにつれて銅イオンの溶解度が低下して過飽和に達し、沈殿してマラカイト2Cu(OH)2CaCO3.テクスチャーによって、帯状、繊維状、細胞状の3種類に分けられる。
(1) バンデッド・シンセティック・マラカイト
針状または板状のマラカイト結晶と粒状のマラカイトからなり、そのバンド幅は0.03～4mmで、直線状、やや曲線状、または複雑な曲線状をしており、色は水色から濃紺、あるいは黒色をしています。
(2) 繊維状の合成マラカイト
0.01-0.1mmの厚い単結晶が数ミリの長さで集まった繊維状の集合体である。平行結晶は曲面に研磨するとキャッツアイ効果を示し、垂直結晶は切断すると黒い断面を示す。
(3) 細胞性合成マラカイト
放射状と中央の帯状の2つのタイプがある。放射状タイプは、中心から外側に向かって細胞が散らばるように並び、細胞の色は中心部の黒から外側の薄緑へと変化する。中央帯状タイプは、各帯が約0.01～3mmの大きさの顆粒からなり、色は薄緑から濃緑まである。
セルラー・シンセティック・マラカイトは、これら3つの品種の中で最高級品であり、有名なロシアのウラル産マラカイトに匹敵する。
合成マラカイトは天然マラカイトと同じ化学組成と物理的性質を持っていますが、その違いは、合成マラカイトの示差熱曲線には2つの吸収ピークがありますが、天然マラカイトには1つしかありません。しかし、示差熱分析は破壊的な識別方法です。
第十四節 合成ラピスラズリ
天然のラピスラズリは、ラピスラズリ、アズライト、ナトロライト、少量の方解石と黄鉄鉱からなる。ダイオプサイド、雲母、角閃石を含むこともある。
1954年、ドイツはラピスラズリを模倣するために火炎融解法を用い、Coスピネルと黄鉄鉱を含む多結晶体を得た。1974年までに、4種類のラピスラズリ模造品が登場した。1つは、無水酸無水物タイプに接着剤を加えたもので、白い斑点のある粒状構造が特徴である。2つ目はP. Gilsonが化学沈殿法で製造した合成品、3つ目はセラミック技術で合成粉末を焼結したもので、このうち白い斑点があるものは石英、方解石、青いものは方解石ナトリウムと青石で、本当のラピスラズリではない。このうち、P. Gilsonの化学沈殿法で作られたものはレプリカで、真の合成素材ではないが、水和リン酸亜鉛の含有量が多い。その特徴は
(1) 透明性
完全に不透明だ。
(2) カラー
青、紫がかった青、均等な色彩分布。
(3) 密度
通常2.45g/cm以下3また、空隙率が高いほど、一定期間水に浸すと重量が増すため、はめ込まれた宝石の識別に特に効果的である。
(4) 含有物
黄鉄鉱と方解石が非常に細かく均一に分布している。黄鉄鉱は、直線的なエッジを持つ単純な角ばった形をしており、反射光の下で特徴的な深い紫色の斑点を示し、規則的に分布し、周囲に深い青色のリングは見られない。
(5) 蛍光：
蛍光はない。
第XV節 シンセティック・ジェイド
1963年、ベルとローズブームがヒスイが低温高圧鉱物であることを発見して以来、ヒスイを合成する試みが始まった。1980年代、GIAは2002年にゼネラル・エレクトリック（GE）社の製品を報告した。
(1) 化学組成
SiO2 は59.74%-61.72%、AI2O3 は23.90%-24.97%、Na2Oは13.65%-14.85%、Cr2O3 は0.05%-0.07%、K2Oは0.02%-0.04%、CaOは0.02%-0.04%である。天然ヒスイに比べ、Feが少なく、Ca、Mgが著しく低いのが特徴である。
(2) カラー
ほとんどが緑色と黄緑色で、主にCrによって着色されている。3+.
(3) 透明度と光沢
半透明。ガラスのような光沢。
(4) 構造
微結晶構造で粒子が細かく、翡翠の微結晶が部分的に平行またはカールした波状の方向に配列している。
(5) 密度
3.31-3.37g/cm3
(6) 屈折率
1.66（ポイント測定）。
(7) 蛍光
LWブルーホワイトは蛍光が弱く、SWグレーグリーンは蛍光が強い。
(8) 吸収スペクトル
ハンドヘルド分光器では、赤色領域に吸収強度の異なる3つの細い吸収帯が見える。
(9) 赤外線スペクトル
水酸基の伸縮振動による赤外吸収バンド3373cm-13470cm-13614 cm-1 は、合成ヒスイ石が中低温、高圧、水の存在下で結晶化することを示している（図2-15）。全体的に、GE合成ヒスイ石と天然ヒスイ石の赤外吸収帯の違いは、赤外スペクトル指紋領域では取るに足らない。
セクションXVI 立方晶ジルコニアの合成
CZダイヤモンド」とも呼ばれる立方晶コバルト酸化物は、ソ連の科学者によって初めて合成され、1970年代にダイヤモンドの代用品として販売に成功した。
1.合成キュービックジルコニアの識別特性
(1) 材料名
合成立方晶ジルコニア（注：天然に存在する立方晶酸化鉛の報告もあるが、極めて不安定で斜方晶鉛鉱に変化しやすい）。
(2) 化学組成
ZrO2 しばしばCaOやYと組み合わされる2O3 安定剤と様々な着色料として。
(3) 結晶状態
クリスタルプラズマ。
(4) 結晶系と一般的な結晶形。
アイソメトリック・クリスタル・システム。
(5) 共通色
無色、ピンク、赤、黄、オレンジ、青、黒など、さまざまな色がある。
(6) 硬度：8.5
(7) 密度：5.6～6.0 g/cm3
(8)骨折
貝殻状の骨折。
(9) 屈折率
2.15- 2.18で、ダイヤモンド（2.417）よりわずかに低い。
(10)ラスター
サブアダマンチンからダイヤモンドの光沢。
(11) 吸収スペクトル
無色透明な材料は可視光域で良好な透過率を示すが、着色された材料は吸収ピークを持ち、紫外線で強い吸収を示すことがある。希土類スペクトルが観察できる。
(12) 紫外蛍光
色によって異なる。無色：短波で弱〜中、オレンジイエロー：長波で中〜強、緑黄色またはオレンジイエロー。
(13）倍率検査
一般的にはきれいだが、未溶融のジルコニア残渣が含まれることがあり、気泡を伴うクラム状に見えることもある。
(14) 化学的性質
非常に安定性が高く、酸や塩基に耐性があり、耐薬品性に優れている。
(15) 特殊光学効果
分散は非常に強い（0.060）。
2.合成キュービックジルコニアとダイヤモンドの識別
合成キュービックジルコニアの特性は、ダイヤモンドの特性に非常に近い。合成キュービックジルコニアのモース硬度は8.5で、ルビーやサファイアの硬度よりわずかに低く、研磨すると鋭く完璧なファセットが得られ、滑らかな表面は傷や摩耗がつきにくい。さらに、シンセティック・キュービック・ジルコニアは、優れた透明度と完全な無色の製品を製造することができます。そのため、ラウンド・ブリリアント・カットの石に研磨すると、ダイヤモンドとまったく同じように見え、ほとんど見分けがつきません。無色透明のものに加え、合成キュービックジルコニアに少量の着色元素を加えることで、鮮やかな赤、黄、緑、青、紫、マゼンタの製品を得ることができます。
合成キュービックジルコニアは宝石にカットされるとダイヤモンドのように見えるが、見分ける簡単な方法がいくつか存在する。
合成立方晶ジルコニアの密度は約6.0 g/cm3ダイヤモンドの密度3.5g/cmの1.7倍である。3あるいは、油性ペンで試料の表面に絵を描くと、ダイヤモンドの表面にはくっきりと連続した線が残るが、合成キュービックジルコニアの表面には不連続な小滴が現れる。息を吹きかけると試料が曇り、すぐに曇る試料がダイヤモンドで、ゆっくりと曇る試料が合成キュービックジルコニアである。もちろん、正確に見分けるには、反射率計、熱伝導率計、顕微鏡など、識別のための機器を使用するのがよい。
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