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目前紅寶石的主要改善方法有熱處理、擴散處理、充填處理、染色處理;藍寶石的改善方法主要有熱處理、擴散處理、染色處理、充填處理和照處理等。

(1)熱處理

熱處理是改善紅、藍寶石的*常用方法，通過在不同溫度、不同氧化-還原環(huán)境中對紅、藍寶石進行加熱處理，可以改善紅、藍寶石的質(zhì)量。根據(jù)紅寶石、藍寶石有無熱處理及熱處理殘留物的多少，將其分為不同類別，如:熱處理無殘留(H)熱處理少量殘留(H， Minor)、熱處理中量殘留(H，Moderate)、熱處理大量殘留(H，Significant)等。

紅寶石熱處理的目的:①去除泰國紅寶石的褐色調(diào)(氧化氣氛800~1900℃);②去除越南或緬甸孟蘇紅寶石中的藍色調(diào)(氧化氣氛800~1900℃);③熱處理愈合裂隙，即在適當?shù)呐鹕爸屑訜?，溫度?/span>1300~1900℃，保持10~20h;④產(chǎn)生星光或去除絲光。

藍寶石熱處理的目的:①增加藍色，如斯里蘭卡絲光究打石(還原氣氛1600~1900℃);②產(chǎn)生星光或去除絲光;③增強黃色，如斯里蘭卡白色和淡黃色藍寶石變?yōu)榻瘘S色、粉紅—橙色(氧化氣氛1600~1900℃)，某些山東藍寶石也可經(jīng)熱處理變成黃色。

熱處理紅、藍寶石的鑒定特征如下:

1) 天然寶石中的指紋狀包裹體會發(fā)生改變或增多或紊亂多沿裂理分布。由于受溫度和升降溫速率的影響，可見固體包裹體周圍出現(xiàn)片狀、環(huán)狀應(yīng)力裂紋(“圓盤狀”應(yīng)力紋)。

2)寶石中固態(tài)包裹體發(fā)生變形，原來定向排列的針狀包裹體和絲狀包裹體會不連續(xù)，呈斷斷續(xù)續(xù)的白色云霧狀。負晶外圍被熔蝕，呈渾圓狀。

3)由于高溫溶解作用，表面可能出現(xiàn)局部熔融現(xiàn)象，刻面和腰棱上會留下凹坑和麻點。

4)經(jīng)熱處理的黃色和藍色藍寶石分光鏡下缺失450 nm吸收帶。在短波紫外熒光燈下可能呈弱藍綠色熒光。

在傳統(tǒng)熱處理的基礎(chǔ)上，加入硼砂或硅土等助熔劑來愈合裂隙或充填開放裂口或空洞。增加助溶劑的目的是防止寶石在高溫?zé)崽幚磉^程中發(fā)生炸裂及充填高折射率物質(zhì)以掩蓋裂隙和空洞，從而提高寶石的凈度。這一技術(shù)*早被應(yīng)用于對含有很多裂隙的孟蘇紅寶石的處理上，后來也用來處理其他來源的剛玉寶石。這種處理方法的檢測常常通過放大檢查來實現(xiàn)，即找尋存在于愈合裂隙及空洞中的助熔劑和上述熱處理導(dǎo)致的包裹體。

(2)擴散處理 A.表面擴散處理

表面擴散處理是對傳統(tǒng)熱處理法的改進，即往坩堝中添加致色化合物，將傳統(tǒng)熱處理法不能改善的無色藍寶石處理為彩色藍寶石。加入鐵、鈦的氧化物或鉻的氧化物可在剛玉寶石的表面分別產(chǎn)生藍色或紅色。但是，這些過渡元素不能深度擴散進入寶石致色，顏色僅局限于寶石的表面或相對集中在裂隙處，過度拋光就會去除表面顏色。因此，這種處理方法能夠很容易地通過浸油放大觀察，找尋刻面結(jié)合處的顏色富集及通過 EDXRF 測量上述元素的含量是否增加而被檢測出來。同時，放大檢查具有熱處理寶石相似的特點。

表面擴散處理紅寶石的主要鑒定特征:①外觀顏色似紅色尖晶石，色調(diào)紅偏橙色，具特征橙黃/紅色多色性;②RI>1.78，分光鏡下缺少藍區(qū) 468 nm 或紅區(qū)吸收譜線，694nm 熒光譜線微弱或缺失;③表層有時可見不規(guī)則網(wǎng)狀淬火裂紋及微氣泡群，可產(chǎn)生霧狀外觀;④散射板上或浸油中觀察，滲色劑不均勻，濃集于刻面棱、刻面上及腰圍處。

表面擴散處理藍寶石的主要鑒定特征:①外觀顏色呈艷藍色、紫藍色;②散射板或浸油中，滲色劑不均勻，濃集于刻面棱、刻面、腰圍及次生玻璃體處可見色料沉積(圖 2-1-34 );③分光鏡下Fe/Ti擴散處理藍寶石普遍缺少 450 nm吸收譜線，鈷擴散處理藍寶石具有Co吸收光譜;④短波紫外熒光燈下，有時可見白堊狀藍綠/藍白色弱熒光;⑤濾色鏡下，鈷擴散處理藍寶石變紅色。

剛玉寶石經(jīng)表面擴散處理可產(chǎn)生星光效應(yīng)，其物理參數(shù)及內(nèi)部某些包裹體特征與天然星光紅、藍寶石相同。表面擴散處理星光藍寶石主要鑒別特征如下:①體色呈灰黑至深藍色，星線完美，外觀似合成星光寶石;②顯微鏡下放大檢查可見擴散處理星光藍寶石表面有絮狀物(Ti、Al化合物)呈云煙狀分布，僅局限于藍寶石近表層，內(nèi)部可見天然剛玉的各種包裹體及高溫?zé)崽幚硖卣?/span>;③擴散處理星光藍寶石底部或裂隙中可能存在紅色斑點，這些斑點在LWUV、SWUV下會有紅色熒光；④樣品表面可能出現(xiàn) CrzO; 含量異常，可高達 4%，在油浸中觀察，表面呈紅色。

B. 深層擴散處理(體擴散或 Be擴散)

2002年市場上出現(xiàn)了新型的擴散處理方法，由日本寶石協(xié)會*先報道，該方法是將輕元素(如Be)由外部擴散至剛玉中。Be元素已被證明作為黃色色心的穩(wěn)定劑參與了寶石的呈色機理。 Be擴散處理主要是把無色或近無色的剛玉處理后而使其產(chǎn)生黃色、橙色或棕色色調(diào)，外觀似斯里蘭卡產(chǎn)的天然padparadscha藍寶石。由于其原子半徑小，Be原子進入剛玉晶體的深度比 Ti、Cr 原子大得多，結(jié)果導(dǎo)致了更深的顏色滲透，有時甚至可穿透整顆寶石，因此被稱為深層擴散處理或體擴散(Be擴散)。目前，市場上出現(xiàn)的Be擴散處理藍寶石有多種顏色。某些山東深色藍寶石在氧化條件下經(jīng)Be擴散后可減輕藍色而產(chǎn)生輕微的黃色，然后在還原條件下再進行熱處理可加深藍色，這樣*終得到比較理想的藍色。

經(jīng)Be擴散處理的馬達加斯加藍寶石，通過浸油及放大檢查，可找尋到與表面有關(guān)的顏色分布特征(被色域包裹的中心一般是粉紅和紅色，也可能是無色、藍色或其他色)或由白邊包圍的殘余藍色色區(qū)。在Be擴散處理的藍寶石中偶爾也可見到被嚴重改變的包裹體，如透明的鋯石包裹體變成白色不規(guī)則形態(tài)，有時可能含有氣泡等。但在沒有診斷性包裹體證明是 Be擴散處理的剛玉寶石中，這一處理方法的檢測只能通過激光誘導(dǎo)擊穿光譜儀(LIBS)探測剛玉中數(shù)量級為10的Be元素富集，或使用更精密的儀器設(shè)備(如激光蝕刻等離子質(zhì)譜儀LA- ICP-MS 及二次離子質(zhì)譜儀 SIMS)來檢測。利用激光等離子質(zhì)譜儀對改善后的紅橙色系列剛玉寶石進行測試，會發(fā)現(xiàn)Be元素的富集濃度在寶石表層(1~2μm)很高，且由表及里含量迅速衰減，這是典型的 Be 擴散處理寶石的特征。

(3)充填處理

充填處理主要用于改善紅寶石的凈度，傳統(tǒng)的高溫充填處理紅寶石中殘存的充填物成分主要為硼質(zhì)鈉鋁玻璃、鋁硅酸鹽玻璃等，它們是在高溫(1400~1600℃)和可控氣氛條件下(氧化或還原)形成的一種多組分混合的次生熔融體，對紅寶石的裂隙起到修復(fù)、填補和愈合作用，并不同程度地提高了紅寶石的凈度和透明度。這種充填處理紅寶石的鑒別特征是:在10x放大鏡下檢查可見裂隙或表面空洞中的玻璃狀充填物，殘留氣泡，光澤弱，其成分結(jié)構(gòu)與紅寶石不同，可用紅外光譜或拉曼光譜等手段分析測定。

2004年3月日本寶石協(xié)會*次檢測到鉛玻璃充填處理的紅寶石其內(nèi)部存在少量針狀金紅石、磷灰石等晶形完好的礦物包裹體及部分熱相變的似針狀硬水鋁石。高溫?zé)崽幚砗螅t寶石內(nèi)部原有的礦物包裹體晶形發(fā)生明顯改變，一些低熔點的礦物包裹體完全被熔蝕，面目全非，僅留下圓形、橢圓形、似負晶狀熔融包裹體，并伴有似盤狀、蝶狀張性裂隙面。其主要鑒別特征是:

1)外觀顏色、光澤與天然紅寶石相近，充填部分光澤與紅寶石主體有差異，但充填界限并不清楚，充填物呈黃色透明。

2)顯微鏡暗域下觀察，多數(shù)樣品沿原裂隙處出現(xiàn)特征的藍紫色閃光效應(yīng)，少數(shù)樣品無此閃光效應(yīng)。

3)原裂隙處可見呈面狀分布的扁平氣泡群和空隙。

4)局部殘存次生玻璃體。

5)EDXRF分析鉛元素含量異常，與含鉛硼酸鹽玻璃相似。

6)X射線圖像上可觀察到鉛玻璃充填區(qū)域及形態(tài)。

2015年夏天GIA卡爾斯巴德實驗室收到一粒4.25 ct的橙色透明橢圓混合型切工的寶石，要求出具彩寶鑒定證書。經(jīng)檢測為經(jīng)Be擴散和鉛玻璃雙重處理的藍寶石。放大檢查、亮域照明，大的愈合裂隙呈綠藍色閃光效應(yīng)；暗域下同一裂隙呈橙紅色閃光效應(yīng)；EDXRF 分析證明鉛含量較高，LA-ICP-MS分析顯示經(jīng)過Be擴散處理。

（4）其他優(yōu)化處理方法及鑒定

染色處理:可見顏色集中于裂隙中，表面光澤弱，紫外熒光燈下可發(fā)橙紅色熒光。用丙酮或有機試劑擦拭，樣品會掉色。

輻照處理:無色、淺黃色和某些淺藍色藍寶石經(jīng)輻照可產(chǎn)生深黃色或橙黃色，顏色極不穩(wěn)定，不易檢測。加熱到一定程度可褪色恢復(fù)到原來的顏色。