蓝宝石的优化处理工艺及鉴定方法

摘 要：近年来，在天然出产蓝宝石质量降低而不能满足市场需求的背景下，为了更好地适应市场需求，蓝宝石的优化处理工艺日渐成熟，但优化处理后的蓝宝石价值必然受到一定影响。为此，本文对常用的蓝宝石优化处理方式进行了归纳评价，并根据优化处理工艺的特性给出了优化处理蓝宝石的鉴定方法。

关键词：蓝宝石；优化处理；鉴定方法

蓝宝石是以矿物刚玉为原料的宝石，其化学成分为Al2O3，纯净的刚玉是透明的，因经常混有不同的微量元素而呈现不同的颜色。蓝宝石是刚玉族宝石中除了红宝石以外其他各类颜色刚玉的总称。它与红宝石、钻石、祖母绿、猫眼石等统称为世界五大名贵宝石，其价值不言而喻。但是由于优质蓝宝石苛刻的产出条件，天然产出的蓝宝石大多质量不高，品质难以满足人们的需求。基于此，人们对蓝宝石优化处理工艺给予了极大的关注。目前，对蓝宝石进行优化处理已成为业内常用的手段，在当前全球蓝宝石市场中，超过一半的蓝宝石都经过了一定的优化处理。

1 蓝宝石基本特征

蓝宝石的矿物名称为刚玉，属刚玉族矿物。蓝宝石的化学成分为Al2O3，主要以Fe、Ti致色，有时具有特殊的光学效应-星光效应。不同产地的蓝宝石还具有不同的包裹体特征，蓝宝石内部所含的包裹体通常能提高蓝宝石的价值。

2 蓝宝石的优化处理方法

2.1 热处理

热处理是对蓝宝石进行质量改善中最常用的方法，目前国际珠宝界承认经过热处理的蓝宝石的价值，在实际销售过程中不需要特别说明。

热处理主要是根据蓝宝石的致色元素在不同温度下价态会发生变化的特性，通过改变温度条件来控制致色元素的价态，进而改善蓝宝石的颜色以提高蓝宝石的质量。

近些年来蓝宝石的热处理得到了极大的发展，已经由传统的火烧改色进入如今的高科技领域[1]。目前热处理可应用于蓝宝石中蓝色的增强和削弱、排除杂色调、产生星光效应等多个方面，但蓝宝石在热处理过程中仍存在一定问题，例如改色过程中常常会出现灰色调、对于透明的蓝宝石无改色价值等，这就需要技术上的进一步突破。

2.2 扩散处理

扩散处理又被称为表面扩散处理，是目前蓝宝石常用的优化处理方法之一，其原理主要是通过高温扩散使外来致色离子进入蓝宝石晶格，从而呈现出纯正的蓝色。目前常用的渗色剂主要为Fe2+和Ti4+两种离子。由于扩散作用进行的极为缓慢，因此扩散层的厚度是极薄的。扩散处理与热处理的主要差异在于扩散处理是通过外来离子进行充填来改变蓝宝石的颜色，而热处理是通过改变蓝宝石晶体内原有离子的价态来实现蓝宝石颜色的改变。就其效果而言，经过扩散处理后的蓝宝石其颜色和天然蓝宝石相差不大，在市场中很难将其与天然蓝宝石分开。

2.3 充填处理

充填处理主要是在氧化处理加热的情况下将一些物质充填在蓝宝石的裂隙和裂缝中以掩盖这些瑕疵。目前这类处理办法主要是针对蓝灰色的蓝宝石，通过各类有机玻璃作为充填物充填蓝宝石的裂隙和解理，改善其精度和透明度，同时增强其颜色[2]。

2.4 染色处理

染色处理是将颜色比较浅、裂隙较发育的劣质蓝宝石放置在有色溶液中通过浸泡、加热使其染上颜色，进而提高其颜色质量的优化处理方法。这种方法和热处理方法具有一定程度的相似性，但相对而言，此法处理过程较为原始、粗陋，很难使染色剂在宝石中分布均匀，对于蓝宝石的质量提升有限。

2.5 其他方法

蓝宝石除上述几种常用的处理方法，还有辐射法、拼合法、贴片法等。它们都在一定程度上提高了蓝宝石的品质和市场价格。

3 优化处理蓝宝石的鉴定

蓝宝石的优化处理虽然在一定程度上能够提高蓝宝石的价值和市场价格，但是优化处理过程并不能完全弥补其与天然优质蓝宝石之间的价值差距。在商场中，常有商家用经过加工处理的蓝宝石来充当天然蓝宝石的现象，因此掌握如何鉴定经过优化处理的蓝宝石是很有必要的。

3.1 热处理蓝宝石的鉴定

目前热处理技术已经得到了市场的认可，经过热处理的蓝宝石不需要单独列出处理工艺，可以直接作为天然蓝宝石进行售卖。针对热处理蓝宝石的鉴定，主要是通过识别在热处理过程中蓝宝石除颜色外的其他性质的改变，其具体鉴定特征如下：

（1）颜色：热处理之后的蓝宝石可能会出现颜色不均匀，同时原色带的颜色、清晰度也会发生不同程度的改变。

（2）表面特征：表面因高温部分熔融通常会产生一些凹凸不平的麻坑，二次剖光可能会出现双角棱、多面角棱等现象。

（3）包裹体特征：固体包裹体可能会发生高温溶解，进而出现一些细小的斑状、点状、丝状等形态；流体包裹体可能会发生破裂，流体可能会流入破裂所新产生的裂隙中。

（4）荧光性及光谱特征：某些经过热处理的蓝宝石在短波紫外光下显示淡绿色或淡蓝色荧光；部分蓝宝石在台式分光镜下观察时，缺失纯蓝色吸收带[3]。

3.2 扩散处理蓝宝石的鉴定

目前扩散处理后的蓝宝石与天然蓝宝石特征相近，商家利用经过扩散处理过的蓝宝石来充当天然蓝宝石进行售卖的现象普遍存在。因此，加大扩散处理蓝宝石的鉴定研究对消费者而言具有重要意义。经扩散处理后的蓝宝石主要是依据扩散处理的机制进行鉴定，其具体鉴定特征如下：

（1）颜色及透明度：颜色不均匀地聚集在刻面、棱及腰围处，在表面内的坑及裂隙周围有颜色“渗出”现象，在日光或灯光下其透明度通常比天然蓝宝石透明度低。

（2）與高温有关的特征：刻面残留不规则的网状淬火裂纹及热蚀凹坑等典型的高温特征[4]，同时还具有色带扩散、模糊等现象。

（3）折射率及光谱特征：折射率大多数高于天然蓝宝石的折射率值；光谱吸收比天然蓝宝石要弱，尤其是蓝区的铁线模糊，甚至消失[3]。

3.3 充填处理蓝宝石的鉴定

主要是通过充填料和蓝宝石之间存在的物性差异来进行鉴定，其具体鉴定特征如下

（1）光泽：充填料和蓝宝石之间的光泽明显不同。

（2）外部形态：充填物不够稳定，在外界条件下容易脱落，进而使宝石出现残缺。

（3）硬度：充填物的硬度与蓝宝石明显不同，有时可通过针的刻划来鉴定。

（4）内部特征：内部常有细波纹状、弯曲肠状、放射状流动构造以及不规则凝固态或云雾状、栅栏状、网状、碎渣状等充填物组合特征[5]；在充填物中常有残留气泡的存在，且气泡多呈扁平状。

3.4 染色处理蓝宝石的鉴定

主要是通过染色的不均匀来进行鉴定，其具体鉴定特征如下：

（1）颜色：由于染色處理主要是通过外来染色剂进行染色，经染色处理的蓝宝石颜色其具有不均匀性。裂隙处通常因染色剂聚集而颜色较深，而裂隙不发育的地方通常颜色较浅或未染上颜色。

（2）荧光性和光谱特征：由于染料的存在，可能引起异常的荧光和红外光谱。

（3）有机染色剂可使蘸有丙酮或酒精的棉球染色。

3.5 其他处理方法蓝宝石的鉴别

拼合处理：主要是通过宝石的拼合缝、拼合处的气泡、粘合剂的干裂收缩等现象来鉴

辐射处理：主要是通过颜色的稳定性、宝石的荧光性和吸收光谱特征以及宝石内部的生长环带来鉴别。

4 结语

优化处理蓝宝石工艺的日渐成熟使蓝宝石的品质得到了显著的提高，与天然蓝宝石相差无几，但是其价值和天然蓝宝石还存在一定的差异。就目前市场来说，掌握优化处理蓝宝石的鉴定，对于维护消费者自身权益具有重要意义。近些年来一些新型蓝宝石优化处理技术的出现，使蓝宝石品质有了相当程度的改观，随着科技的不断发展，可以预测经过优化处理的蓝宝石品质将会得到更进一步的提升。

参考文献

[1]杨坤彬，彭金辉，张世敏，等.红、蓝宝石热处理现状及前景[J].贵州大学学报（自然科学版），2005，（2）：215-220.

[2]冯亮，张倩怡，杨晓雯.一种蓝宝石的充填处理特征[J]宝石和宝石学杂志，2015，（4）：16-22.

[3]尹蓉.卢龙红刚玉的颜色成因及优化条件的研究[D].燕山大学，2006.

[4]亓利剑，曾春光，曹姝旻.扩散处理合成蓝宝石的特征及其扩散机制[J].宝石和宝石学杂志，2006，（3）：4-9.

[5]王雅玫，杨明星.中低档宝石的充填处理[J].宝石和宝石学杂志，2008，（4）：23-27，2.

（作者单位：吉林大学地球科学学院）