三、合成、优化及处理
1. 酸洗充胶处理翡翠的工艺有哪些主要步骤？说明这种处理翡翠的鉴定特征。 工艺步骤 步骤描述 意义 选料 选取质地不够致密、次生色多、透明度不佳的原料。 这些材料经过处理后商业价值可以得到提高。 切割 把原石切割成片状或者制成毛坯，如手镯坯。 使得后续的酸洗、充胶等工序更容易。 酸洗 选用合适种类和浓度的酸浸泡切割好的原料。 溶解充填在颗粒间和裂隙中的次生矿物，以及部分易溶的矿物，增大原石的空隙度。 碱洗 用碱性水浸泡酸洗过的原料。 中和残余在原料中的酸，同时也可溶解部分矿物质，起到增大空隙的作用。 注胶 采用必要的工艺措施，把液态的胶充填到经过酸洗起到增大强度，提高透明度等的作用。 和碱洗的原料中。 固结 在一定的条件下，使胶固结。 切磨 切磨加工经过处理的翡翠毛坯。 鉴定特征 底色干净 酸洗网纹 充胶裂隙 充胶凹坑 密度较小 荧光较强 特征描述 对着白光观察没有明显的黄色调。 同上。 成为玉石饰品，同时由于差异硬度，造成网状裂纹、充胶凹坑等的鉴别特征。 产生的原因 次生矿物被清洗掉了。 充填在颗粒界限间的胶的硬度较低，抛光时易被抛掉，形成凹槽。 裂隙中充填了具有一定硬度的胶造成平面，并对裂隙有掩盖作用。 抛光表面上有围绕颗粒边沿的细小凹槽连成的网状纹理。 开放性的裂隙内有一平整的面，并在翡翠的内部不明显。 下凹明显，具有油脂光泽的凹坑；有时可观察到胶中封闭的气泡。 易受酸碱侵蚀的矿物被溶蚀后形成空洞，填充了树脂胶。 胶的密度较小。 有些胶具有强的紫外荧光。 不饱和碳氢键，碳氢键的吸收。 在二碘甲烷中上浮。 可见蓝白色紫外荧光。 红外光谱 3030、2982、2920、2860 cm-1吸收峰。 2.说明如何鉴别焰熔法合成的各种颜色的刚玉族合成宝石。 红宝石 蓝宝石 生长结构 六方形色带 内含物 金红石、愈合裂隙 气泡、粉末 金红石、愈合裂隙、晶体包体 气泡、小气泡群、粉末 金红石、愈合裂隙、晶体包体 Cr谱 Cr谱 光谱 紫外荧光 强—中 很强 弱，橙红色（LW） 弱，蓝白色（SW） 其它特征 台面垂直C轴。 没有定向 平直的裂隙 弯曲的裂隙 Fe3+或Mg2+为致色剂，不含Ni. 含Ni，Ni2+为致色剂 Fe3+与Fe/Ti为致色剂 含Ni，Co，Ni2+与Co为致色剂 Cr3+与Fe/Ti为致色剂，几乎不含V 含V，V3+为主要致色剂 没有普拉托效应 普拉托效应 合成红宝石 弯曲生长纹 六方形色带 450nm窄带 缺失 合成蓝宝石 弯曲生长纹 黄色蓝宝石 六方形色带 合成黄色蓝宝石 合成绿色蓝宝石 弯曲色带（蓝色玻璃滤光） 有吸收带的无荧450nm窄带或无。 无-中，光，反之具黄色荧光 气泡、小气泡群、粉末 缺失 弱-无 绿色蓝宝石 六方形色带 弯曲生长纹 金红石、愈合裂隙、晶体包体 气泡、小气泡群、粉末 450nm窄带 缺失 无荧光 中—弱，橙色 变色蓝宝石 六方形色带 合成变色蓝宝石 金红石、愈合裂隙、晶体包体 Cr谱 弱，红色 弯曲生长纹 气泡、小气泡群、粉末 金红石、愈合裂隙、晶体包体 气泡、小气泡群、粉末 470nm细线+Cr谱 弱，蓝白色（SW） 无 无 中-弱，黄色荧光 中-弱，蓝白色荧光 无色蓝宝石 弱的六方形色带 合成无色蓝宝石 无 处理类型 染色处理 加热增色 辐照处理 充填处理 加热处理 再造 拼合
实例 染色珊瑚 琥珀 改色珍珠 充胶珊瑚 琥珀 再造琥珀 拼合珍珠 目的 仿冒 3. 简述有机宝石的6种优化处理方法，并举例说明鉴定特征。 鉴定特征 颜色集中在生长纹理、裂隙、空洞中。 表层色深，折射率偏高。 表面细小的裂纹，珠核呈褐色、黑灰色调。 相对密度低，颜色不均匀，光泽不均匀，结构不均匀。 太阳光芒状的裂隙。 红丝状包裹体，粒状结构，荧光不均匀，消光不均匀。 结合缝、底部没有珍珠光泽。 仿冒古董 改色 弥补空洞，提高质地 提高透明度 利用碎块 造成圆形珍珠假象 4. 请从CVD合成钻石的工艺解释CVD合成钻石所具有的特征的原因。 （1）合成方法：
压力：约0.1大气压的CH4+H2气体；H2分压易导致石墨的形成；
温度：根据维持等离子体的需要确定，900-1200℃，用微波发生器产生的微波加热气体； 支撑体：钻石晶体，如同种晶，保持在800-1000℃； 生长速度：大于1mm/hour；
生长方式：生长层之间具有同构结晶的特性；
（2）鉴定特征
颜色：淡褐色到深褐色，经HTHP处理后近于无色； 异常双折射：某一方向上的明暗相间的条纹；
紫外和阴极发光：橙色或橙红色，经HTHP处理后为绿色或黄绿色； 荧光图案：细致的纹理，尤其是在阴极发光下易于观察；
红外光谱：8753，7354，6856，6425，5564, 3323，3123波数的和H有关的吸收峰，经HTHP处理后可除去，只留下3107波数的H-C峰；
5. 阐述常用于集合体类宝石的优化处理方法，说明经过这些处理的翡翠的鉴定特征 类型 上蜡增光 加热处理 优化处理的作用 增强光泽，绿松石、翡翠 改变颜色，玛瑙、红翡 成因 充填表面微孔隙 改变Fe的价态，形成Fe3+ 优化处理翡翠的鉴定特征 凹坑处有蜡的残余，有弱蓝白荧光。 透明度较差，颜色较深。 较强的蓝白色荧光，较强的2850，2920,2980 cm-1的红外吸收。 表面网纹、充胶裂隙、底色干净、颗粒界限模糊、蓝白色荧光，较强的2850，2920,2980,3050cm-1的红外吸收。 树根状的颜色分布、色带边沿模糊，表面网纹，染绿色的缺少Cr3+的阶梯状光谱。 充填处理 提高透明度、光泽，翡翠浸蜡 充填表面和内部的微孔隙 溶蚀次生矿物，充填各种孔隙 酸洗充填提高透明度，翡翠 处理 染色处理 改变颜色，玛瑙、翡翠 颜色渗入各种孔隙 酸洗染色提高透明度和改变颜色，石英溶蚀次生矿物，颜色渗入各种丝瓜瓤状的颜色分布，色带边沿模糊，表面网纹，染绿色的缺孔隙，充填各种孔隙 少Cr3+的阶梯状光谱，荧光较强，颗粒界限模糊。 充填处理 岩、翡翠 6.什么是充填处理？有哪些宝石常用这种方法处理？如果这些宝石被充填后会表现出什么特征？用什么鉴定方法可用于区别这些经过充填处理的宝石？
（1）充填处理：在宝石的孔隙、开放裂隙和开放孔洞中充填入无色油、有色油、石蜡、树脂和玻璃等透明的材料，以改进宝石的透明度、颜色，掩盖裂隙以提高净度，以及增强机械强度等。
（2）半—不透明宝石种类和处理后外观特征：翡翠、绿松石等，提高了光泽、透明度，加深了颜色。
（3）透明宝石种类和处理后外观特征：钻石、祖母绿、欧泊、红宝石等，掩盖了裂隙，提高了净度，改善了外观； （4）充填处理的半—不透明宝石的鉴定：
a. 热针：在显微镜下，热针靠近或接触宝石的表面，充填物受热膨胀后从孔隙中冒出，类似出汗的现象。 b. 比重：有些充填处理的宝石，如酸洗充胶的翡翠，相对密度低于天然宝石。 c. 紫外荧光：强的蓝白色荧光可以指示充填处理。
d. 红外光谱：有机物的红外吸收峰可以作为充填处理的有力证据。 （5）充填处理的透明宝石的鉴定
a. 闪光效应：显微镜下或放大镜下可见面状的蓝色、橙色闪光； b. 表面光泽差异：显微镜反射光照明可见斑块状不同光泽的区域； c. 紫外荧光：沿裂隙分布的荧光； d. 红外光谱：出现有机的红外吸收峰；
e. 微量化学成分：出现较高含量的Pb等，指示高折射率玻璃的存在。
7.请描述应用种晶的合成宝石的方法，并说明种晶在宝石合成中起的重要作用，举例说明应用了种晶的合成宝石的鉴定特征。
（1）种晶：人工生长晶体时用来引导晶体生长的小晶块，大多数呈薄片状。为了引导晶体生长，种晶的定向非常重要，常常选择生长速度快的面网为附生面，故使生长成的晶体形成与同种天然晶体不同的晶形和生长带。种晶及由此产生的生长带是鉴定合成宝石的重要特征。
（2）提拉法、焰熔法、水热法、助熔剂法、CVD都需要种晶。
（3）种晶起到引导晶体生长的作用，为了提高生长的速度和得到优质的晶体，需要选择适合生长的面网为附生面，即种晶的平面。故使生长成的晶体形成与同种天然晶体不同的晶形和生长带，在切磨的宝石中还可能留下种晶的残余。 （4）鉴定特征：
a．种晶残余：无色的片状体，具有较为清晰的界限，界面上常有各种包裹体； b. 垂直或者斜交的种晶面平行包体：平行等长的管状包体，麦苗状的包裹体； c．生长带：与种晶定向有关，往往形成波纹状纹理，还可形成种晶幻影；
d．晶形：水热法、助熔剂法合成宝石由于种晶定向的作用，往往形成扁平的晶形；提拉法、焰熔法则形成圆柱状的晶体，与天然的又很大的差异。
8.简述再造琥珀的工艺和鉴定特征。
工艺：经过破碎、筛选的琥珀细小颗粒、在200-250℃的温度和几百个大气压的压力，加入（或者没有）添加剂的条件下，压制出较大的块体。 鉴定特征 暗红色的丝状物 气泡 流动性构造 未熔融的颗粒 不均匀紫外荧光 显微颗粒界限 鉴定方法 通过肉眼观察可见呈丝状、云雾状、格子状的暗红色内含物。 通过放大可见密集的细小气泡，可形成特别细小的呈定向排列的太阳光芒。 通过肉眼观察可见明显或不明显的流动性构造。 通过放大可见或多或少的未熔融的颗粒。 紫外光不均匀的荧光，显示被压制的琥珀颗粒的轮廓。 通过显微镜可见表面有细微的颗粒界限的纹理。 9. 简述合成钻石的鉴定方法
（1）高温高压合成钻石：
原石形态：六面体和八面体的聚形，树枝状的晶面花纹。
体色：多为黄色，或者蓝色。可经辐照处理成各种颜色的彩色钻石。 云雾状包体：宝石显微镜暗域照明下呈白色的云雾体。
铁镍合金包体：宝石在显微镜反射光下呈金属光泽的固体包体，透射光下不透明。 磁性较强：合成钻石可被磁铁吸引，因铁镍合金包体有铁磁性。
导电性：有些合成钻石具有导电性，因过多的铁镍合金包体造成低电阻通路。 较弱的异常消光：在正交偏光镜下异常消光不强，没有挤压应力。 紫外荧光：短波荧光强于长波荧光。
缺失415nm吸收线：分光镜和光谱仪测试不到415nm吸收线，因没有N3集合体。 沙钟状生长区：阴极发光或紫外发光仪观察到沙钟状分区，因不同于天然钻石的生长习性。 （2）CVD合成钻石
原石形态：扁平状，切磨的成品往往也是扁平的，与层状生长方式有关。
体色：浅褐色，经高温高压处理后为白色，与N、H等杂质的存在与否及形式有关。 异常消光：在正交偏光镜某一方向具有明暗相间的条带状异常消光，与层状生长方式有关。 紫外荧光：紫外光下，未经高温高压处理的呈现橙色荧光，与N、H等杂质的存在与否及形式有关。
阴极发光颜色：未经高温高压处理的呈现橙色荧光，经过高温高压处理后呈黄绿色荧光；与N、H等杂质的存在与否及形式有关。 阴极发光图案：具有楔形的纹理，与层状生长方式有关。
10. 简述黑珍珠及优化处理、仿制品鉴别。
（1）黑珍珠有天然黑珍珠和养殖黑珍珠，养殖黑珍珠又分为海水养殖和淡水养殖黑珍珠，海水养殖黑珍珠的珠母贝是黑蝶贝，专门用来生产黑珍珠；淡水养殖黑珍珠的生长规律还不清楚，同一个珠母贝中既可有白色珍珠，又可出现黑珍珠，淡水黑珍珠不是专门养殖的对象。 （2）海水和淡水养殖的白色珍珠可经过染色、辐照处理成黑珍珠。
a．天然黑珍珠的特征有：颜色不是纯黑，带有晕彩，不掉色，常有生长疤痕，粉红色荧光。 b．染色黑珍珠的鉴别特征有：颜色纯黑，没有晕彩，试剂掉色，生长疤痕上的颜色深，没有荧光。
c．辐照黑珍珠的鉴别特征有：颜色灰黑，没有其他色调，可有不强的伴色，生长疤痕上的颜色较深，绿色荧光。 （3）黑珍珠的常见仿制品有：
a．玻璃仿珍珠，鉴定特征：形状精圆，表面光滑没有生长疤痕，比重大，没有荧光。 b．塑料仿珍珠，鉴定特征：形状精圆，表面光滑没有生长疤痕，比重小，没有荧光。
11.简述热处理对刚玉族宝石的应用，并指出经过热处理的这类宝石的鉴定特征。
热处理的目的有：增加浅色蓝宝石色调，降低深蓝色的蓝宝石的色调、消除红宝石和蓝宝石色斑，消除红宝石的丝绢光泽，增强星光效应等，鉴别特征如下：
类型 加深颜色 颜色变浅 消除丝光 产生星光 对象 淡蓝色的蓝宝石 深蓝色的蓝宝石 丝光影响了美观和净度的红宝石 产生的原因 金红石溶解，释放出Ti离子，在还原气氛下与Fe2+一起致色。 鉴别特征 白垩色荧光，蓝色环边。 在氧化气氛下，使Fe2+变成Fe3+，解除Fe2+/Ti4+。 水管状愈合裂隙，环礁形态的固体包体。 在氧化气氛下，使Fe2+变成Fe3+，解除Fe2+/Ti4+。 孟素红宝石热处理后特有三组白色针状包体。 高温下，使金红石溶解到红宝石的晶格中。 高温下缓慢降温，使金红石溶解在红宝石晶格中的Ti离子分离出来形成金红石。 溶蚀金红石针的残余形成的点状包体。 溶蚀的浑圆状的固体包体。 消除蓝色斑 带有蓝色色带的红宝石 星光不够完整或者清晰的红宝石或蓝宝石 12. 在市场上遇到的各种处理翡翠你会如何鉴定？在实验室内你又会如何鉴定？
（2）实验室鉴定共计3分。 染绿色翡翠 酸洗充胶 B+C处理 涂膜处理 拼合处理 市场上肉眼鉴定 颜色过于均匀而不是脉状；颜色沿裂隙分布，形成树根状结构。 透射光下底色发白，颗粒边界模糊，具油脂感，光泽较差，有酸蚀网纹。 实验室仪器鉴定 红区无铬吸收谱，有绿色荧光。 3030cm-1的红外吸收峰，三碘甲烷中上浮，强紫外荧光。 红区无铬吸收谱，有绿色荧光，3030cm-1的红外吸收峰，三碘甲烷中上浮，强紫外荧光。 颜色沿颗粒边界分布，形成丝瓜瓤状，色带的边沿模糊。 颜色过于均匀，桔皮现象模糊，斑点状的晕彩，边沿膜层脱落。 折射率1.54，显微镜下可见毛发状划痕和剥落的膜层。 绿色缺乏脉状的特征，绿色色带的边沿模糊，平直的拼合缝。 显微镜下拼合面上的气泡，红区无铬吸收谱，有绿色荧光，荧光不均匀；3030 cm-1的红外吸收峰。 13. 给出下列宝石的一种处理方法，并给出鉴定特征。
a.无色蓝宝石→深蓝色蓝宝石；b.浅黄色钻石→深黄色钻石；c.浅绿色祖母绿→深绿色祖母绿；d.无色珊瑚→粉红色珊瑚。 无色蓝宝石→深蓝色蓝宝石 浅黄色钻石→深黄色钻石 浅绿色祖母绿→深绿色祖母绿 无色珊瑚→ 粉红色珊瑚 方法 还原热处理 辐照+退火 充填有色油 染色处理 鉴定特征 模糊色带、白垩色荧光、溶蚀金红石针、溶蚀晶体包体。 特征光谱：595nm，H3、H4，红外光谱：H1b、H1c。 带色裂隙，裂隙中的气泡，纸张染色，绿色荧光。 颜色浓集在裂隙、结构的间隙，丙酮擦拭退色。 14.阐述Be扩散处理蓝宝石与常规扩散处理的异同，改色的原理和鉴别的方法，并解释这一处理对宝石命名的特别影响。
（1）表面扩散热处理：在一定的温度下，合适的元素可以由表面外向宝石表面内扩散，主要是改变颜色和增加星光效应。但是扩散层很薄，在重抛光时可能磨蚀。主要有扩散处理蓝宝石、扩散处理星光蓝宝石、扩散处理红宝石。
（2）体扩散热处理：除H+和O2-以外，如果扩散的元素能够深入到宝石的内部，形成的扩散层很厚，甚至充满整个宝石，就称为体扩散。在宝石的体扩散处理是使用Be2+为扩散剂处理浅红色的红宝石，处理后的宝石呈橙红色，类似帕达马橙色蓝宝石，据述，这种处理现在也大量地用于深蓝色蓝宝石的处理，使之颜色变浅。
（3）Be致色的规律：①蓝宝石中的二价离子Mg，Be等在氧化氛围的热处理中可产生稳定的黄色色心。
②形成黄色的另一条件是：相对Ti含量而言有需要过量的（Be+Mg）。Pisutha-Arnond等发现Be处理的无色蓝宝石、黄和橙黄色蓝宝石、蓝色蓝宝石和红宝石的化学成分中，颜色没有发生变化的在化学成分上具有Ti>Mg或（Mg+Be）的特征。形成了橙黄色的在化学成分上具有Ti （4）主要的鉴别特征：①与琢形相关的色带：浸液中部分宝石可以看到中心为浅红色、外围为橙色的色圈。 ②各种高温热处理的包裹体：如雪球状、环礁状包裹体，溶蚀的金红石针等。浸液下观察诊断性的包裹体和内部特征是最佳的方法。 ③Be的化学成分分析：为确认有上述特征的某些黄色蓝宝石确实含Be，还应作激光诱发分解光谱分析（LIBS）。X射线荧光光谱分析（EDXRF）和光学光谱检测不能为区分Be处理和非Be处理黄—橙色蓝宝石提供任何线索。 （5）宝石命名的争议：
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