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      云南紅寶石熱處理研究進(jìn)展

      2019-11-23 12:37:12何靜瑤劉嘉鈞呂欣怡遲一帆
      藝術(shù)科技 2019年12期
      關(guān)鍵詞:熱處理

      何靜瑤?劉嘉鈞?呂欣怡?遲一帆

      摘 要:目前,國(guó)內(nèi)外有關(guān)云南元江紅寶石熱處理的研究和報(bào)道較少,大部分是針對(duì)紅寶石的寶石學(xué)特征及礦床成因的研究,本文通過(guò)系統(tǒng)梳理前人的研究,提出未來(lái)可研究的方向。

      關(guān)鍵詞:元江紅寶石;熱處理;寶石學(xué)特征

      1 背景

      紅寶石是世界上最珍貴的寶石之一,因其顏色艷麗而深受人們的喜愛(ài)。紅寶石的基本化學(xué)成分為Al2O3,礦物名稱(chēng)為剛玉,一般由Cr3+離子致色。剛玉成分較純時(shí)一般呈無(wú)色或白色,由于含有不同的雜質(zhì)元素,導(dǎo)致紅寶石的顏色深淺變化及色調(diào)上的差異。[1]云南元江是中國(guó)近年發(fā)現(xiàn)的最優(yōu)紅寶石礦,該礦的紅寶石具有豐富的顏色,但大多數(shù)晶體透明度較差,且裂隙發(fā)育,內(nèi)部呈現(xiàn)藍(lán)紫色調(diào)的色帶及色團(tuán),所以出產(chǎn)高品質(zhì)紅寶石非常少。[2]而熱處理正是改善紅寶石顏色最常用的方法,市面上絕大多數(shù)的紅寶石都進(jìn)行了熱處理,以提高品質(zhì)。但經(jīng)過(guò)熱處理的紅寶石紅色并未明顯加深,而是減弱了紫色、黃色等雜色調(diào),并提高了其透明度。[3]目前,對(duì)云南元江紅寶石的熱處理實(shí)驗(yàn)并未深入,只有對(duì)元江紅寶石進(jìn)行初步的熱處理實(shí)驗(yàn),因此,進(jìn)一步研究云南元江紅寶石的熱處理?xiàng)l件及效果十分有必要。

      2 研究現(xiàn)狀

      近幾年,國(guó)內(nèi)外對(duì)云南元江紅寶石的研究和報(bào)道并不多,尤其是對(duì)系統(tǒng)的寶石學(xué)特征的研究較少,這不利于對(duì)紅寶石資源的保護(hù)及開(kāi)發(fā)和利用。根據(jù)前人研究,要想消除紫紅色紅寶石中的偏藍(lán)色調(diào),將其變?yōu)轷r艷的正紅色,可通過(guò)熱處理手段,在氧化的環(huán)境下,選取并添加適合的輔助材料進(jìn)行反應(yīng),從而達(dá)到優(yōu)化紅寶石顏色和凈度的目的。[4]有學(xué)者在改進(jìn)與完善中發(fā)現(xiàn),紫紅色元江紅寶石加熱至1350℃時(shí),較淺的顏色和透明度得到較好的改善,而顏色較深的則無(wú)顯著變化。[5]

      云南元江紅寶石的Cr2O3平均含量為0.45%,顏色的深淺跟Cr3+的含量有關(guān)。前人的研究成果表明,影響云南元江紅寶石呈色的主要因素是微量元素的種類(lèi)及含量變化。錢(qián)云葵[6]通過(guò)電子探針及晶體結(jié)構(gòu)分析實(shí)驗(yàn)得出,紅寶石主要致色因素為鉻,Cr3+含量的變化導(dǎo)致紅寶石呈深淺不同的紅色調(diào);而紅寶石呈紫色調(diào)是因?yàn)殍F鈦之間的電荷轉(zhuǎn)移。董琳玲[7]提出,紅寶石的紅色調(diào)由鉻離子中電子的d-d軌道躍遷產(chǎn)生,而藍(lán)色調(diào)是由于Fe2+-Ti4+之間及Fe2+-Fe3+之間的電荷轉(zhuǎn)移導(dǎo)致。

      黃欣[8]對(duì)中國(guó)、緬甸、越南以及泰國(guó)等產(chǎn)地的紅寶石進(jìn)行成分測(cè)量及分析實(shí)驗(yàn),結(jié)果表明:不同產(chǎn)地紅寶石中同種元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)間存在很大的差異。其中,越南、緬甸及中國(guó)云南3個(gè)產(chǎn)地的紅寶石鉻元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)較高,鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)較低,通常顏色較鮮艷。而泰國(guó)紅寶石Fe的質(zhì)量分?jǐn)?shù)高,Cr的質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏低,顏色往往較暗沉。在紅外光譜研究中,周全德等[9]發(fā)現(xiàn)天然紅寶石具有位于1980和2110cm-1的硬水鋁石特征吸收雙峰,熱處理后雙峰消失。吳瑞華等[10]通過(guò)紫外可見(jiàn)光光譜實(shí)驗(yàn)得出,緬甸紅寶石在500~600nm有吸收帶。范建良等[11]發(fā)現(xiàn)紅寶石的特征拉曼位移在378、430、576、645和750cm-1附近,其中最強(qiáng)的峰值在417cm-1處顯示,在710cm-1和1085cm-1處為方解石拉曼位移,這可以作為判斷是否為天然的依據(jù)。

      3 結(jié)語(yǔ)

      云南元江是國(guó)內(nèi)最好的紅寶石礦區(qū)之一,出產(chǎn)的紅寶石品質(zhì)良好。其中,紫紅色紅寶石中常帶有藍(lán)色調(diào),通過(guò)熱處理可將其去除,并達(dá)到對(duì)寶石預(yù)期的改善目的,可穩(wěn)定提升寶石的顏色和凈度。此地產(chǎn)出的紅寶石與其他產(chǎn)地的紅寶石存在很大的差異,主要表現(xiàn)在致色元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)的高低、顏色的鮮艷程度等。未來(lái)的研究可繼續(xù)優(yōu)化云南元江紅寶石的熱處理工藝與方法,并結(jié)合晶體場(chǎng)理論分析其致色機(jī)理,確定熱處理的最佳溫度及反應(yīng)條件。

      參考文獻(xiàn):

      [1] 郭守國(guó),王以群.寶玉石學(xué)[M].上海學(xué)林出版社,2005.

      [2] 云南省地礦局.云南省區(qū)域地質(zhì)志[M].地質(zhì)出版社,1990.

      [3] 業(yè)冬,劉學(xué)良,鄒妤,趙旭剛,祖恩東.云南元江紅色剛玉的熱處理研究[J].桂林理工大學(xué)學(xué)報(bào),2010,30(03):339-342.

      [4] 劉學(xué)良.云南紅寶石的寶石學(xué)特征及改善工藝研究[D].華東理工大學(xué),2011.

      [5] 業(yè)冬.云南元江紅寶石的礦物寶石學(xué)特征及熱處理研究[D].昆明理工大學(xué),2007.

      [6] 錢(qián)云葵.元江紅寶石的呈色機(jī)理和改色效果[J].云南地質(zhì),2004,23(3):337-342.

      [7] 董琳玲.紅寶石的色度學(xué)研究[D].昆明理工大學(xué),2015.

      [8] 黃欣,薛秦芳.云南哀牢山紅寶石的微量元素分析[J].寶石與寶石學(xué)雜志,2008,10(2):38-41.

      [9] 周全德,王以群.紅寶石傅里葉紅外光譜研究[J].寶石和寶石學(xué)雜志,2000,2(1):23-26.

      [10] 吳瑞華,白峰.緬甸Mong Hsu紅寶石的顏色成因[J].現(xiàn)代地質(zhì),1998,12(1):143-148.

      [11] 范建良,郭守國(guó),劉學(xué)良.拉曼光譜在紅寶石檢測(cè)中的應(yīng)用研究[J].應(yīng)用激光,2008,28(2):150-154.

      作者簡(jiǎn)介:何靜瑤(1997—),女,廣東廣州人,學(xué)士,從事寶石鑒定工作。

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