根据不同优化处理方法总结不同宝石的优化处理方法以及鉴别特征

宝石优化处理的概念

天然宝石的优化处理(Enhacement and Treatment of Gemstone)是指除切磨和抛光以外，用于改善珠宝玉石的外观(颜色、净度或特殊现象)、耐久性或可用性的所有方法。它是宝石学研究的一个重要内容。

优化处理可进一步划分为优化(Enhancement)和处理(Treatment)两类。

优化是指“传统的、被人们广泛接受的使珠宝玉石潜在的美显示出来的优化处理方法”，如加热处理、漂白、浸无色油以及玉髓玛瑙的染色等。市场上不予声明当做天然宝石出售。处理是指“非传统的，尚不被人们接受的优化处理方法”，如染色处理、辐照处理、表面扩散处理等。属于处理的宝石在市场出售时，必须声明其经过人工处理的真实性。

关于宝石的优化处理，特别是对色泽和透明度较差的天然宝石颜色的改变的研究，目前在国际上已成为了一个专门的学科。

二、优化处理的历史

有一些改善宝石的处理方法尽管在古代就已经被人们认识了，如加热的方法使红玛瑙变红等等，但当时更多的是在偶然的机遇中发明的。只有在今天，当人们弄清了固体物质包括无机质矿物（如金刚石、刚玉、黄玉、绿柱石、水晶等），有机质宝石（如珍珠、琥珀等）的固体物理性质和研究了宝石的致色机理之后，才是这个古老的领域发生了巨大的变化，产生各式各样新的完善的宝石处理技术。

进入20世纪以来，特别是近些年来，由于自然科学的重大突破，新技术的不断出现，给优化处理宝石的工作提供了一个又一个新手段、新方法。随着宝石学的成熟，使优化处理天然宝石以增加宝石价值的研究成为一门科学。人们的认识从宏观领域进入了微观领域，使以前偶然发现的优化处理宝石的方法，成为有目的的自觉行为，人们可以有意识的改变宝石的物理性质。当前，世界上许多技术手段齐全的实验室都开展了天然宝石优化处理的研究。 目前，人们已经能将绿色的绿柱石改善成为天然色的海蓝宝石；物色的黄玉改善成为蓝色的黄玉；无色的金刚石改善位黄色、绿色、蓝色、粉红色等。甚至有人提出，如果您手中有金刚石（无色钻），它可以给您改善成任何你需要的

颜色。近十几年来，通过热处理使劣质刚与变成蓝色或橙色宝石的技术更是风靡一时。据报道，在国际市场上出售的彩色宝石，有80%使经过优化处理的，刚玉类红、蓝宝石的优化处理品超过90%。一些改善后的宝石颜色稳定，经久不变,已被公认价值与天然产出品相当。

三、优化处理的意义

宝石由于其特殊的魅力，一直为人们所喜爱，随着科技的进步，人们生活水平的日益提高，人们对宝石的需求量越来越大。据统计，2002年我国仅宝石进出口就是840亿美元，加上首饰和珍珠的金出口额可达3200亿美元，其增长速度远远超过国际上的平均增长速度。随着经济的迅速发展，宝石业和珠宝市场将会更加繁荣昌盛。

由于自然界的资源有限，宝石新矿床的发展速度远远低于社会的需求量，完美无瑕的天然产出品极少。由于天然资源的局限，使供需发生矛盾，决定了人们必须要对那些质量不好的天然宝石进行改善，以满足社

第一章 热处理

一、热处理技术简介

将宝石放在可以控制加热的设备中，选择不同的加热温度和不同氧化还原条件进行加热处理，使宝石的颜色、透明度及净度等外观特征得到长期稳定的改善，从而提高宝石美学价值和商品价值的技术。这是一种把宝石潜在美显示出来的方法，也是一种容易操作且优化处理后的珠宝玉石被人们广泛接受的方法。根据我国1997年月1日实施的国家标准“GB/T16552-1996珠宝玉石名称”的规定，这一方法属于“优化”的范围。

在古代，宝石的改善主要靠加热的方法实现的。据报道,早在公元前2000年，在印度已出现加热的红玛瑙和红玉髓。有人曾对古代宝石的改善方法进行推测：在古代各地区之间，侵略和掠夺战争不断发生，时常会焚烧死者的尸骨，有时就会发现一些被烧焦的贵重装饰品的残骸(因为贵族们常把珠宝当作护身符而带在身上)。这样，或许偶然有人发现一颗与其主人一起被烧过的宝石的颜色得到了改善，变得更漂亮了。这个人就有可能把这种现象告诉其他人，遇到有心人就可能试着把那些不漂亮的宝石烧一烧，逐渐就摸索出一套方法。这可能就是最初人类对热处理方法的发现。近代由于冶金技术的提高，宝石热处理的温度得到提高，使热处理工艺得到了新的发展。现代随着宝石学的成熟，使天然宝石优化处理的研究成为一门科学。加热处理宝石这一古老方法，在这个时期又周期性的复苏了，并蓬勃的发展起来，工艺日趋精细与完善。

二、热处理技术的原理

宝石在热处理过程中内部会发生很多变化，热处理的基本原理就是通过反复试验、反复修正寻找和利用那些有利于显示珠宝玉石潜在美的变化。

根据宝石在热处理过程中内部变化的机理将热处理的原理分成以下几类详加说明： （1） 使宝石中致色元素改变而产生颜色的变化。

这些化学成分可以是宝石的主要成分，也可以是宝石的微量致色元素。

例如：对于有机宝石如珍珠、象牙、珊瑚、琥珀等，加热处理会使其中的有机质氧化，温度过高会使颜色慢慢变暗变黑，若继续加热即出现“碳化”现象。人们经常利用这个特点，掌握好温度实施有机宝石的“仿旧”处理。对于宝石，加热处理往往将其中的低价态阳离子氧化成高价态，从而使颜色产生变化。最典型的例子就是带绿色调的海蓝宝石在空气中加热去除绿色，使颜色变成蓝色。

（2）使宝石原有的色心被破坏而引起颜色的变化。

有些宝石的颜色主要是由色心引起的，色心是能够产生颜色的结构缺陷，可以理解为“掉到空穴陷阱中的电子，吸收可见光中某一能量，产生电子跃迁而显示颜色”的中心。空穴陷阱的浓度不一样，显示出来的颜色也不一样，如果不同深度的空穴陷阱同时存在，颜色会显示混合色。加热这类宝石，相当于给落入陷阱的电子增加一定能量，使色心中的电子可以被激发到更高的能级。若外界给与的能量超过陷阱能时，陷阱中的电子将跳出陷阱而发生逃逸，

该陷阱能的色心即被破坏，颜色消除。人们利用这个原理，掌握好加热温度和时间，将陷阱能的色心颜色消除掉，留下陷阱能高的色心颜色，以达到改善颜色的目的。

例如辐照法改色蓝黄玉，当无色黄玉利用辐照处理法得到的样品是褐-棕褐色，这是因为不同陷阱能的色心产生的不同颜色混在一起造成的，通过热处理消除低陷阱能的色心，就可以得到漂亮的海蓝色。粉红色黄玉变黄色，紫水晶变黄或绿色，烟水晶变黄绿或无色，也是热处理改变色心造成的。

（3）使宝石中的杂质扩散或改变存在状态而改变颜色。

有些宝石中存在着致色离子，但由于存在状态不好，使宝石颜色不好或不能致色，加热可以使致色离子在宝石内均匀扩散，进入晶格质点位置或晶格缺陷，从而改变宝石的颜色。如褐色红宝石加热变成红色红宝石，白色蓝宝石加热变成蓝色蓝宝石；有些宝石中的致色离子呈聚合态而使颜色不漂亮，经加热扩散后可形成漂亮的颜色。

如斯里兰卡产出的一种原石叫“究打”（Geuda）刚玉，没有处理前是一种半透明、乳白色、有丝绢光泽的刚玉，称不上宝石，常被用来铺垫花园小径、装点花床等，这种刚玉中钛元素以金红石矿物形式存在，若进行高温加热，可以使金红石矿物熔化（此时刚玉矿物不熔化）掌握好操作工艺，使钛元素均匀扩散，就能变成透明、颜色漂亮的蓝色蓝宝石。 （4）使一些含水的宝石发生脱水作用而引起颜色的变化。

有些宝石中不仅存在吸附水，而且还含有结构水，在热处理优化过程中，若温度不破坏结构水，则能完成改色任务；若加热温度过高会将结构水驱赶出来，使宝石发生脱水作用，从而破坏宝石的结构稳定。当然，有些宝石在此时也会变色，但这种变色往往是人们不希望的。如漂亮的欧泊若加热到300℃左右就会失水，从而破坏它的变彩效应。所以，在采用热处理优化珠宝玉石颜色时必须掌握好加热温度。粉红色玉髓变橙，红或褐色；虎睛石加热产生深褐至红褐色与脱水作用有关。

（5）使某些宝石发生结晶构型的变化。

有些宝石随着温度的升高，晶格结构类型会发生变化，从而发生颜色变化。例如加热可使低型锆石转化成高型锆石，颜色由褐-褐红色变成无色透明，人们常用此法获得折光率高的无色锆石作为钻石仿制品；若在还原环境下加热，还可以得到迷人的浅蓝色-蓝色锆石。 （6）使某些宝石发生重组、再生和净化而达到优化的目的。

对于有机宝石如琥珀，在较低的温度下热处理就可以使它软化或熔融，冷却后成透明度高、质地较纯的琥珀，若在软化时加压，还会出现美丽的爆裂花形图案，通常称之为“太阳光芒”。 （7）消除宝石中的包裹体，提高宝石的透明度和净度。

宝石中经常存在包裹体，不仅影响宝石净度，有时还影响宝石的透明度。高温热处理（常接近宝石的熔点）能把宝石中的不纯包裹体杂质熔解或消除，以达到提高提宝石的透明度和净度的目的，如红宝石的热处理可去除丝光。据资料表明，市场上销售的高档红宝石和蓝色蓝宝石，许多都是经过高温处理的。

（8）温度骤变可能引起珠宝玉石内部产生裂纹。

由于绝大部分珠宝玉石是热的不良导体，热膨胀系数比较小在加热速度太快或冷却过程太快

时产生内应力，容易产生裂纹；另外，有些玉石中含有较多的气-液包裹体，在高温下可能是这些包裹体发生爆裂，从而产生裂纹或指纹状包裹体。例如蓝宝石中包裹体周围的“晕”。我们还经常利用宝石的这一特性制造许多效果，例如晕彩石英。

.热处理的宝石及鉴别

一、刚玉类宝石（红、蓝宝石）

热处理法用的最多的是在刚玉中,刚玉也大部分需要热处理进行改善.目前国际市场上的刚玉红、蓝宝石有90-95%是经过不同方法热处理的.因此在此分类详细介绍热处理法改变刚玉的颜色。

（1）热处理刚玉的改色机理

1. 含铁离子刚玉从无色、浅黄绿色到黄色、橙色的互变

在蓝宝石（Al2O3）中的铁，常以二价态Fe2+或三价态Fe3+存在。在高温晶体生长的条件下，铁一般以Fe2+或FeO出现。当这样一种Fe2+在取代刚玉中的Al3+时，为保持晶体电中性，每两个Fe2+的存在就会出现一个氧空位，这样可以产生几乎无色的刚玉晶体、或者略带一点绿色调。

其组成为： （1-x）Al2O3+2xFeO→Al2-2x Fe2x O3-x

在高温下，气体中的氧可以通过扩散将Fe2+氧化成Fe3+4Fe2+ +O2→4Fe3++2O2-在刚玉蓝宝石中，这时没有氧空位了，相当于Al2O3中存在着Fe2O3杂质，电荷是平衡的，依Fe3+浓度的不同，宝石可以出现浅到中等的黄色。

若在还原气氛中加热，比如在H2或CO的条件下，就会产生相反的作用 Fe2O3+ H2→2FeO+ H2O或Fe2O3+ CO→2FeO+ CO2

如果更强烈的加热，Fe2O3可能会聚集形成多分子颗粒，从而产生更深的黄到褐的颜色。 也就是说，当铁离子以二价的形式存在于刚玉中时，宝石是无色略带一点绿色调。在高温下，通过气体扩散Fe2+可以氧化成Fe3+，随Fe3+含量的多少，宝石可以出现不同程度的黄色。相反当有还原气氛存在时Fe3+又可以转为Fe2+，宝石又可恢复原来的颜色，但较氧化反应难进行。氧化成Fe3+的反应甚至在有钛存在时才可能。当宝石中铁的含量远远超过钛的含量时，铁离子之间的电荷转移占主导地位，宝石仍可呈现出黄色，但含钛所形成的黄色比不含钛所形成的黄色暗得多。当铁离子和铬离子共存，铁为二价时，宝石为粉色，经氧化加热铁变为三价，宝石成橘红色。

这些热处理的温度很高，常接近刚玉熔点（2050℃）的温度，即1500℃以上。因此，必须具有良好的控温系统，否则会使宝石部分或全部熔化。实验中，为将Fe2+氧化为Fe3+常

采用敞开坩埚的方法，一般不需要使用可引起化学反应的化学药品。为了防止宝石炸裂，缓慢升降温和填入缓解温度的化学药品很有必要。这种方法得到的宝石颜色十分稳定，对光和热均不退色。

2.含铁和钛离子的无色或浅蓝色刚玉颜色加深及深蓝色刚玉颜色变浅

这是两个相反的过程，实现这两个过程的理论基础是：铁和钛的的电荷转移是引起蓝宝石颜色的主要原因。

这种电荷转移，涉及到如下作用：

Fe2+→Fe3++e- Ti4++e-→Ti3+ 得： Fe2++Ti4+→Fe3++Ti3+

方程右边的两项比左边的两项具有更高的能量状态。当光照射到宝石上时，单电子吸收光能从铁转移到钛，使方程向右进行。由于右边的能量高于左边，但电子吸收能量就形成从黄色到红色宽阔的吸收带从而产生了人们熟知的宝石蓝的蓝色。这种电荷转移产生颜色的特点是具有很高的吸收率，对光产生强吸收，所以呈现的颜色很鲜艳。

第一个过程浅颜色加深，浅色或无色的含铁和钛的刚玉中一般铁是以二价形式存在，钛是以化合物TiO2的形式存在为使方程进行，必须使TiO2的钛以离子形式存在于刚玉中，就需要进行高温处理。典型的例子是斯里兰卡的“Geuda”的热处理。这种刚玉是一种乳白至褐黄色或带有蓝色调的牛奶色的刚玉。这种刚玉经高温处理可以得到不同程度的蓝色，有的可以达到蓝宝石的极品色。在热处理中最重要的是要防止宝石炸裂，因此，必须首先是将宝石原料修整好，去掉一些表面的裂隙和较大的包裹体，然后进行热处理。随热处理时间以及加入化学药品的不同，其作用被认为是防止在加热炸裂和加快颜色改变的速度。加热的温度也有差别，一般在1500-1700℃也有采用1900℃的。较低的温度需要加长恒温时间，采用较高的温度时只需短时间恒温。从经济实用的观点看，高温短时间加热的成本高，燃料的费用也大。整个热处理过程可以从几个小时至长达几天不等。从理论上看，还原环境有助于铁元素以Fe2+的形式存在。

第二个过程，含铁和钛的深颜色变浅。这是第一个过程的反作用，主要是改变和调整形成蓝

宝石深蓝甚至黑蓝色的杂质元素，如铁和钛的含量和比率。典型的例子是玄武岩产状的蓝黑色刚玉。例如中国山东、海南岛及澳大利亚产出的刚玉。这种刚玉颜色的改善在理论上是行得通的，但目前在实践中尚未找到一个理想的方法。

3.红宝石紫色调和蓝色调的消除

对于那些含紫色调和蓝色调的红宝石，人们也普遍使用热处理。其目的是改变引起红宝石篮紫色调杂质，在宝石中的含量和赋存状态，让这些杂质不呈现颜色，从而使宝石中的铬离子呈现的红色鲜艳。这种处理的温度低得多，常在1000℃左右。但若以消除红宝石中丝状

包裹体为目的而增加透明度的处理，则需要较高的温度。

4.星光和丝状包裹体的消除、析出和再造

许多晶体在一定温度下可与其所含的杂质共同结晶形成固体。当温度降至一定程度，这些杂质在晶体中过饱和，则会以雏晶或微晶的形式析出，而使晶体产生乳状包裹体。 刚玉中，能出现这种析出现象的主要是其中所含的钛。人工合成刚玉的实验表明，在Al2O3中加入0.2%的TiO2，在高温下合成刚玉后以较快的速度冷却，结晶出的刚玉晶体仍为蓝色透明，无任何第二相存在的痕迹。但将这块晶体在1100-1500℃的温度下重新加热，维持一周左右，会有细小的丝状或针状包裹体出现。这种大量的极细小的金红石包裹体，呈针状定向排列，在平行刚玉晶体底面形成三角形互为120的定向包裹体。宝石冷却到室温后定向加工成素面，可出现清晰的六射星光。

因此，在杂质的浓度相同时，不同的温压条件，可以使刚玉产生或消除是光和丝状包裹体。这种研究结果被人们广泛地应用于天然刚玉质量的改善中。

5.合成宝石生长纹和应力地消除及指纹状包裹体的引入

这种方法常应用于焰熔法生长的红、蓝宝石，在结晶和冷却过程中，由于受配料均匀度、设备控温稳定度、生长取向及结晶的速率等影响，不可避免地会出现诸如内应力、弯曲的色带及生长条纹等明显的缺陷。为消除这些缺陷一般在合成之后都要进行常规煺火处理。 为了使合成品更接近于天然品，有人提出了在接近宝石熔点的热温场中,对宝石进行高温处理，温度需在1800℃以上，恒温较长时间。这样不但可以消除应力，减少脆性，而且能通过高温扩散减少宝石中的弯曲色带和生长条纹，或者使其不明显。这样处理后的合成宝石为其准确的鉴别增加了困难。但这种方法无法使合成中的小气泡去除。

另一个方法是在合成宝石中引入指纹状包裹体。使用不均匀加热，在宝石表面产生细小的裂纹，然后将宝石局部浸入到一些添加剂中加热，用一些特殊的溶剂如硼砂，使这些局部裂纹再熔合。这样可以产生非常接近于天然宝石的指纹状包裹体。这种伪造的指纹包裹体大多数在宝石的表面上，在鉴别时要格外小心。

（2）热处理刚玉的鉴别特征

经热处理后的红宝石、蓝宝石表现的鉴定特征大致相同 1.颜色

热处理后的红、蓝宝石可有颜色不均匀的现象，如出现特征的格子状色块、不均匀的扩散

晕等。另外热处理前后原色带的颜色、清晰度也会发生不同程度的变化。斯里兰卡乳白色的Geudas刚玉经热处理后呈现美丽的蓝色，其蓝色常集中在一些不规则的色带和色斑里，放大检查可看到这些色带或色斑的颜色是由一些边缘模糊的蓝色质点聚集而成的雾状包裹体。而我国山东蓝宝石在热处理后原本的蓝色的色带可转变成无色透明的色带。棕褐色色带可转变成蓝色色带，原本不显示色带的样品热处理后可显示出黄色色带。 2.固态包裹体

经热处理后的红、蓝宝石其固态包裹体将发生不同程度的变化。红、蓝宝石内部的低熔点包裹体，如长石、方解石、磷灰石等，在长时间的高温作用下发生部分熔解，原柱状晶体边缘将变得圆滑。一些针状、丝状固态包裹体如金红石则随着熔解程度的不断加强转变成断续的丝状、微小的点状等形态，有时高温处理的红、蓝宝石表面可见到一种白色丝斑，是金红石高温破坏后的产物。 3.流体包裹体

红、蓝宝石内的原生流体包裹体在高温作用下会发生胀裂，流体侵入新胀裂的裂隙中。 4.表面特征

由于高温熔解作用，成品红、蓝宝石的表面会发生局部熔融，因而产生一些凸凹不平的麻坑。为了消除这些麻坑，样品需要二次抛光，二次抛光作用不能保证一次抛光中刻面棱角的完整性，常使原本平直的刻面棱角出现双角棱、多面角棱现象。 5.吸收光谱和荧光特征

据报道经热处理的黄色和蓝色蓝宝石在台式分光镜下观察，缺失450nm吸收带，某些热处理的蓝色蓝宝石在短波紫外光下显示弱的淡绿色或淡蓝色荧光。

二、石英类宝石

（1）热处理石英类宝石简介 1.黄水晶

紫水晶加热(350℃以上)可以改变成黄水晶，经辐照变成烟水晶的晶体，再经热处理可改成黄水晶，浅绿色水晶经热处理后也可改色成黄水晶。黄色水晶呈现浅黄色，一般深黄色水晶较少。虽然也有鲜艳的黄水晶，但是数量是极少的，一般由烟、茶色水晶处理而成，黄色中带有邪色(褐色、茶色等)，并有褪色现象，对光和热是不稳定的，有些随时间流逝会恢复到烟、茶色。

褐色水晶几乎很少，因此可以说市场上所见到的黄褐色水晶，一般都是由烟晶热处理而来的。

2.绿水晶

某些紫水晶进行热处理可得到绿色水晶；含Al、Fe的石英或无色石英进行辐照后再热处理可变成浅绿黄色水晶。绿色水晶，自然界很少，几乎没有。市场上所见都是由处理产生的。

3.无色水晶

某些烟、茶水晶进行热处理，可变成无色水晶；紫色水晶经热处理可以改色成无色水晶(温高于600℃以上)。 4.红色玉髓、玛瑙、东陵石

对含氧化铁的石英、玉髓经加热处理可变成红色石英、玉髓；含氧化铁的玛瑙经加热处理可变成红色玛瑙；含氧化铁的东陵石，经加热处理后也可变成红色。 5.紫水晶、紫一黄双色水晶

对某些含氧化铁的烟、茶色水晶进行热处理，可改变成紫水晶；对某种(含铁)烟水晶经热处理部分可变成紫水晶。

三、绿柱石类宝石

在绿柱石中铁离子引起的颜色范围很宽，有黄色、绿色、黄绿色、蓝色等，铁有两种价态，且常以两种形式存在于绿柱石的内部。

第一种形式是铁取代绿柱石分子中铝的位置。若Fe3+取代Al3+，则宝石出现黄色。随含量的多少可以从金黄降至无色，含少量的Fe3+是无色。若Fe2+取代Al3+，宝石不呈颜色。所以在还原气氛中加热含Fe3+离子的黄色绿柱石，可以使Fe3+转变成Fe2+，宝石的颜色从黄色转变为无色。

第二种形式是铁离子存在于绿柱石的孔道内，这里的铁离子被认为与宝石呈蓝色有关，一般热处理对这种离子呈现的颜色影响不大，其呈色机理还有待于深入研究。

在绿柱石内部，当铁以这两种形式同时存在时，宝石常呈现绿色或黄绿色，这种宝石经热处理常可得到优质的海蓝宝石，颜色最为理想的为海蓝色。含铁和锰的橘黄色绿柱石经热处理可以的到漂亮的粉红色的绿柱石。还有一种深红色的含锰绿柱石加热到500℃可以退色。绿柱石的热处理温度一般都不太高，在250-500℃之间，温度超过400℃时就要十分小心，

不要停留太长时间，一般几分钟即可。

对绿柱石的加热温度，视其含水量而定，如果存在的水较多，在低于550℃是就会出现乳白状态，使晶体破坏。 但也有可加热较高温度的，如印度和巴西产的一些绿柱石，加热到700℃也无变化，人们常用这种方法消除一些极细微的包裹体和裂隙。另外美国犹他州的一种含水很少的红色绿柱石和熔融法生长的合成绿柱石，被加热到1000℃也无变化。我国湖南和新疆产的绿柱石耐热较好，加热达700℃时无变化。

经热处理的绿柱石类宝石不易鉴别，其产生的颜色一般是稳定的，可被人们接受。

四、电气石(碧玺)类宝石

对极深色的蓝色、绿色或绿褐色碧玺，通过热处理(600℃左右)均可以使其颜色变浅，增加碧玺的透明度，提高宝石档次。(宝石晶体必须完整)热处理还可使某些极深的黄色或黄褐色碧玺降低色调，增加透明度使其达到宝石级；同时可使深紫色、深红黑色碧玺颜色变浅，增加宝石透明度。 五、黄玉

对黄玉进行的热处理是辐照处理的反作用。辐照产生的色心是引起宝石颜色的原因，这些色心有的稳定有的不 稳定。热处理的目的就是去掉那些颜色不好和不稳定的色心，留下颜色好，稳定性较好的色心。通过热处理以去掉F型黄玉中那些棕色，褐色色心，而使蓝色的色心显露出来。

热处理的设备采用烘箱或马弗炉都可以，温度不太高，但要求温度控制准确，精度要高些。因为黄玉蓝色色心的出现有时在一个瞬间温度，低于这个温度原来颜色不变，高于这个温度，则蓝色退成无色。加热的温度随产地等条件的不同而不同，一般是180-300℃。 对含铬的黄玉(黄-褐色)进行加热处理排除掉黄-褐色成分，从而显示出其剩余的粉红色。对巴西产的黄玉经常采用该方法，使其变成粉红色；对无色黄玉进行高能辐照，然后经过低温热处理，即可得到浅蓝-深蓝色的黄玉宝石；对棕色黄玉进行热处理，可变成紫色的黄玉；对未处理的有色黄玉和经辐照改色的黄玉通过加热处理，均可变成无色黄玉。

不同颜色的辐照黄玉，热处理效果不同，辐照成灰蓝、蓝绿、浅棕色的样品，热处理后颜色光亮明快，辐照成深棕色和褐色的样品，热处理后色重而沉闷。而经过热处理得到的粉红色黄玉具有特殊的吸收光谱是由于其中含铬的缘故。

六、 锆石 对锆石进行热处理不但可以改变锆石的颜色，也可以提高锆石的质量。通常对

不同颜色的锆石在不同条件下热处理，可以得到白色或彩色的宝石级锆石。这种经热处理的锆石比天然锆石更富有吸引力和更为畅销。

一个成功的实验是对黄色、绿色、紫色和暗绿色的锆石进行处理，条件是1000℃，15个小时，分氧化和还原两种气氛下进行。即对每个颜色组中的样品分别进行，氧化条件室温下迅速冷却、还原条件室温下迅速冷却和氧化条件炉内缓缓冷却、还原条件炉内缓缓冷却四种类型的实验。处理锆石时，氧化条件是采用敞开高铝坩埚的方法。还原条件是在每块锆石的表面用一薄层碳片包裹，然后用一个厚铝层覆盖，且坩埚严密封盖。 实验结果得到了几种理想的锆石：

1.黄色锆石在氧化条件下敞开坩埚，加热到1000℃，15小时，在炉内缓慢冷却，即变成无色透明的锆石，这种锆石具有诱人的强反射和明亮的光泽，可以做为钻石的代用品。 2.绿色锆石在还原条件下，封闭坩埚，加热到1000℃，15小时，在室温下迅速冷却可以得到具有明亮光泽，似海蓝宝石的海蓝色锆石。

3.暗绿色不引人注目的非晶质低型锆，还原条件在室温下迅速冷却，可以转变为蓝色、半透明的宝石，这种锆石常作宝石串珠用。

今昔研究结果均表明，这些锆石热处理颜色变化的实质，是由于锆石所含的着色离子如铁等的氧化态发生变化所引起的。因此，不同的氧化还原条件，可以得到不同的颜色效果。 经热处理变成的鲜红色、橙色和褐色的锆石虽有天然锆石的颜色，但沿锆石的晶棱经常有许多凹痕。而天然锆石无此特征。处理变成鲜蓝色的锆石，具有明显的二色性，一个方向是鲜蓝色，而在其他方向是无色或淡黄色。而天然锆石无鲜蓝色。

七、翡翠

对翡翠进行热处理是为了使黄色、棕色、褐色的翡翠转变成鲜艳的红色，因为黄色棕色和褐色的翡翠都是次生的。由于风化淋滤作用使铁的氧化物褐铁矿、赤铁矿等沿翡翠颗粒间的缝隙渗入而成。

不是所有的翡翠都能加热成红色，只有黄色、棕色、褐色的翡翠才能进行加热处理产生红色。并且应使大小相近的翡翠同炉加热。将选好的翡翠清洗干净后放入加热炉中升温。温度不需太高，样品最好包上，悬空吊在炉中。升温速度要缓慢，当升到一定温度，翡翠颜色转变成猪肝色时，开始缓慢降温，冷却后翡翠就呈现红色。为获得较鲜艳的红色，可进一步将翡翠浸泡在漂白水中数小时进行氯化，以增加它的艳丽程度。因为与天然红色翡翠的形成过程基本相同，所不同的是通过加热加速了褐铁矿失水的过程，使其在炉中转变成了赤铁矿，一般不必区别，也不易区别。如果一定要找出某些不同的话，天然红色翡翠略微透明一些，而加热的红色翡翠则有干涩的感觉。 八、其他宝石

学反应，沉淀出不溶性的有色物质，附着于宝石表面或裂纹和孔隙壁上，从而使宝石体色发生改变的方法。从化学沉淀法的特点可以看出，该法仅适用于多裂纹或孔隙的矿物集合体类宝石的染色。目前已广泛用于玛瑙、珍珠、欧泊、密玉等的改色处理，有时也用 于翡翠、绿松石、珊瑚、青金石及其他多孔宝石的染色。

化学沉淀法所用的沉淀着色剂主要是一些不溶性的金属氧化物，如氧化铁、氧化铬等它们实际上属于无机颜料类，有时也有—些是金属硫化物和其他金属含氧酸盐。当然，它们并非都是不溶性物质，它们的沉淀有些是由于溶剂的蒸发，而使其溶解的浓度过饱和。另外，在有些宝石染色(化学染色)中，也要用到一些有机染料，靛蓝就是典型的例子。 二、化学沉淀处理技术 主要有两种：

(1)用可溶性的着色金属盐溶液浸泡宝石，让溶液渗入宝石孔隙或裂纹之中，然后加热使溶液发生分解，在孔隙或裂纹中沉淀出着色剂，或者再把宝石浸泡在另一种溶液中，让两种溶液在宝石孔隙内和裂纹内发生化学反应，沉淀出有色物质。前一种情况如用硝酸银染珍珠，先把珍珠浸泡在硝酸银溶液中，浸透后取出加热或强光照射,硝酸银会发生分解而沉淀出黑色的Ag20；后一种情况如将玛瑙染成红色，先用三氯化铁溶液浸泡玛瑙，然后再把玛瑙浸入氨水中，就可以沉淀出红色的Fe20，具体反应为由于这些化学反应都在玛瑙的微孔隙内进行，因而沉淀出的Fe203都附着于孔隙壁上，使玛瑙的体色呈红色。

(2)先把颜料溶于某种溶剂中制成染色液，再把宝石浸泡在染色液之中，让染色液充分渗入宝石的裂隙和孔隙内，然后通过加热使溶剂蒸发，颜料沉淀在孔隙壁上。为了使染色深入宝石内部，且使颜色分布均匀，在对宝石进行化学沉淀染色之前，常常要对宝石进行预处理，如用强酸或强碱进行净化处理，一方面除去宝石中的杂色，另一方面扩大宝石的裂隙和孔隙，并使孔隙的连通性提高，以利于染色液的渗入。另外，为了加快染色效率和加大染色深度，在化学沉淀法处理过程中，也常常要使用真空泵抽洗装置，大多数情况下还需要加热装置。 在用化学沉淀法对宝石染色后，为了掩盖裂隙或孔隙中的着色剂，防止颜料外泄而污染衣物，或者防止其他杂质或溶剂渗入孔隙和裂纹中与着色剂反应，影响染色效果，还要对宝石进行—定的表面覆膜(蜡)或充填处理。 ============================= 第九章 激光处理 一、激光的概念

激光是“受激辐射的光放大”的简称， （英文名为LASER， 取“light amplification by stimulated of radiation”中每个单词的第一个字母组成），对于激光的研究是物理学界在20世纪60年代所取得的最重要的成就，激光的出现改变了光学学科长期以来存在着的一些模糊不清的观点，促进了对于光的本性认识的进一步深化。

激光具有优异的特性，它具有高度方向性、高亮度、时间和空间上高相干性以及超短光脉冲的获得等，因而在高技术及其他学科中得到了广泛的应用。它与微电子学技术相结合而形成的新兴的光电子学科，已成为当今开拓科学技术的主流。

激光在宝石学中也有着广泛的用途，如在钻石原石锯开时激光用于开槽、激光对宝石打孔、激光在宝石表面上刻字、对复杂形状钻石的切割以及激光内刻水晶图案等。

在宝石的优化处理中常用激光对钻石打孔，以去除钻石中的黑色包体。

二、常用激光器及其特性

自从激光研究成功以来，已经发展了种类极多的激光器件以及相应的激光技术。以激活介质分类，则有气体、液体、半导体、固体、染料、自由电子、准分子等；以其激励的方式分类，则有光泵、电激励、化学反应能、核反应能等。

激光的波长范围已经从与微波相接壤的远红外一直延伸到α射线波段，并认为γ射线将是下一个目标。激光的输出功率可以从小于UW到达10TW[1013W]，激光的作用时间可以从连续波输出到脉冲输出，脉冲的时间宽度可小于每秒（10-12S）量级。激光光束的发散角可以达到urad。 一般来说，气体激光的单色性及相干性比较优良，固体激光可以产生较大的功率，半导体激光的光束质量并不是上乘的，但它的尺寸很小，可以制备在半导体集成电路的基片上，因此是当今光电子学中的主流角色。当前，激光器件的发展已经渗透到各个领域中，可以预计新的要领和新的技术一定会层出不穷。 （1） 气体激光器 （2） 固体激光器 （3） 染料激光器 （4） 半导体激光器 （5） 自由电子激光器 （6） X射线激光器

三、激光对钻石的优化处理

自1970年以来就采用激光对钻石进行优化处理（激光打孔），而且激光打孔已被钻石界广泛认可。激光打孔主要初衷是淡化钻石中的深色包裹体，减弱其可见程度，以明显改善钻石的外观。

1.激光打孔钻石的方法和主要过程

钻石常用激光打孔的方式以减少深色包裹体的明显影响。用激光束烧出直径小于 0.02mm的非常细的孔穿过钻石到达包裹体。包裹体可用激光束烧掉或用酸去除。随后可用玻璃或环氧树脂将孔充填以防止尘埃进入。

新近已开始采用一种称为“KM激光处理”的新类型。这种新的处理方法用激光加热包裹体，使应力裂隙延伸到钻石的表面。这时可用酸处理这些裂隙以去除深色包裹体。这种处理，主要用于深色包裹体靠近钻石表面。如果包裹体原先张性环绕它，那将是较为理想的。这种处理通常留下一个“之”字形横向管道，达到表面的裂隙。 具体过程如下：

（1）选取需处理的钻石样品，确定暗色包裹体方位。 （2）确定离暗色包裹体最近的刻面。

（3）垂直刻面，发射脉冲激光，激光烧蚀孔到达包体后停止。 （4）加热沿激光孔扩充裂隙，使裂隙到达表面。

（5）将钻石放入HF、H2SO4或HCl中煮沸，包体被溶蚀。

（6）将激光孔或裂隙用高折射率玻璃填充。 2. 激光打孔钻石的鉴别特征

激光处理过的钻石按国家标准规定是必须注明\处理\字样的，鉴别激光处理要注意区分：激光处理和没有处理的样品；以及激光孔道和天然溶蚀孔道。注意利用不同光源条件，如暗域、亮域、顶光源和光纤灯等，主要在显微镜下进行观察。

对处理钻石实际上不可能忽略其激光孔的存在，在钻石净度分级过程中能容易地观察到。多数激光处理的钻石是从冠部打孔的。激光孔非常窄而且较直，从单个包体延伸至钻石表面。然而，当激光的聚焦点需转到钻石相同区域的另一个包体时，有些激光孔会显得弯曲和长度变化。

通常激光孔的外观像一个直径基本均匀的微白色细小针状管道。在触及钻石表面的地方，窄小的管道显得较宽，截面较圆，在反射光下，沿激光孔开口会有一小凹缘，用10倍放大镜从钻石侧面仔细观察，可看出这些孔道。但钻石镶在首饰中将会掩盖孔口，使激光处理的钻石检测难度增大。

======================== 第十章 高温高压处理

一.高温高压处理的概念及基本原理

高温高压处理(HPHT)是近年受到关注的新的优化处理方式。它是将由于塑性变形产生的结构缺陷致色的褐色钻石, 放在高温高压炉中进行处理, 来改善或改变钻石的颜色的方法。也就是说这些褐色钻石经受非常高的压力和温度，塑性形变得以修复或改变，钻石的褐色可褪成无色,也可改变为黄绿色。

在全球钻石中只有不到百分之一的钻石适用于这种处理。

二. GE-POL钻石简述

1999年3 月1日，POL公司宣称GE公司利用一种方法可改变钻石的颜色，1999年5月经这种方法处理的钻石正式由LKI的子公司POL在比利时销售。目前对该方法的处理细节仍不清楚，而且经处理的钻石无法鉴别。经过GIA多次与GE及LKI公司沟通，用激光在处理钻石的腰棱上刻上“GE-POL”字样。目前市场上将经该种方法处理的钻石称为“GE POL”钻石。推测可能是经过高温压处理。

下面给出的资料是GIA针对858颗处理钻石得出的。 1．类型：在观察的858颗钻石中，有99%为IIa型。

2．大小：858颗钻石的重量在0.18ct至6.66ct，平均大小为1.69ct，大部分大于2.00ct，三分之二大于1.00ct。

3．形态：858颗钻石中有86%为花式琢型，主要为椭圆形、橄榄形和梨形，其他多为圆钻型。加工成花式琢型的目前是为了最大程度保重。

4．颜色：80%为无色至近无色，即从D至G。其中28%的样品带有褐色或灰色色调。据LKI称，这些钻石处理前大部分为褐色。其他20%颜色较深的钻石中大部分的色级为H-K，其余3%的色级为L-N。有几颗呈明显的黄色。

5．净度：经处理的钻石中大部分（61%）的净度较高，为IF或VVS1，其余39%的大部分净度为VVS2、VS1、VS2，只有几颗的净度为SI或P。这主要是因为选择高净度的钻石进行处理。 6．内部特征：

（1）纹理：在75%的处理钻石中均可见到轻微至明显的内部纹理，有时使钻石“白色的”外观，但多数情况下，纹理为褐色的。此外，有45%处理的钻石呈雾状的外观，这种特征在显微镜下放大到10倍时更明显。这可能是由于纹理造成的，也有可能是由于光的散射作用造成的。

（2）晶体包体：多为石墨，且具应力裂隙或应力晕。

（3）局部愈合了的裂隙，看起来象蓝宝石和红宝石中的“指纹状包体”。

（4）解理：近表面具霜状或粒状外观，有些解理含有黑色的物质，经研究为石墨。 7．应力：在正交偏光镜下，大部分处理钻石显示中到强的带状或斑纹状的应力消光特征。

三. 高温高压处理钻石的工艺

HPHT处理目前主要有两种类型，一种为处理Ⅱa型；一种为处理Ⅰa型 ，但都选择褐色钻为处理对象。处理设备类似合成金刚石的设备。 主要步骤有：

a. 挑选金刚石样品：有些为裸石，有些为原石，选裂隙和包裹体较少及特定钻石类型，如褐色Ⅱa型，褐色Ⅰa型等。

b. 确定升温、升压曲线，避免压力升高太快而使钻石发生脆性破裂。

c. 达到设定温度压力值，稳定一定时间，不同处理对象设定值不同。如Ⅰa型处理压力为60kb，温度高达2100℃，稳定时间30分钟。Ⅱa型褐钻处理可能温度略低一些，但稳定时间较长，可能达数小时。

d. 降温压时先降压力，再缓慢降温，让空位有足够时间调整、稳定。 e. 取出样品后，对裸石进行再次抛磨。

f. 销售前在腰棱处用激光打上\标志注。 四. 高温高压处理钻石的鉴别特征

HPHT处理的钻石，因为其处理过程与钻石在地幔中的生长过程相近，鉴别有相当的困难，主要的鉴别依据有：

1.成批的白色Ⅱa型钻石，应引起注意，因为天然的Ⅱa型钻石仅占1%，而且处理的仅为其中的褐色部分，因而数量很少。一般不会成批出现。 2.钻石呈雾状的外观以及褐或灰色调而不是黄色调。

3.高倍放大镜下观察部分钻石内部有明显平行应变纹理，或愈合的裂隙。 4.部分钻石内部有不常见的包裹体，或包裹体周围有应力破裂纹。

5.在拉曼光谱下，处理的无色钻石有3760cm -1峰，而天然无色钻石没有。

6.吸收光谱Ⅰa型褐色钻石(含氮钻石)经HPHT处理成的自然界中不多见的强黄到黄绿色钻石，在480～500nm处有强吸收带，在503nm处有强吸收线，用棱镜分光镜即可观察到。在HPHT热处理的钻石中575、535，有些在637nm处有吸收峰。 7.处理Ia型钻石有绿色强荧光。 8.腰棱上有\字样。

注：由GE公司进行这种处理并由Lazare Kaplan公司销售的钻石在腰棱处刻有“Bellataire-year-serialnumber”字样；早先的钻石上刻的是“GE-POL”。

不能用此方法提高颜色的色级。

最初对宝石进行辐照处理的便是钻石。一般来说，对钻石进行辐照处理有镭盐处理、回旋加速器处理、中子辐照和电子辐照等几种方法。

1．镭盐处理：通过将钻石埋于镭盐中而使钻石形成绿色。这种方法会产生长期的放射性。在珠宝界，这种镭处理致色钻石一直存在。

2．应用回旋加速器处理：这种辐照处理方式可以使钻石产生多种颜色，包括绿色，蓝绿色和黑色。之后采用加热淬火可以产生黄色至褐色，以及不太常见的粉红色，红色或紫红色。 3．中子辐照和电子辐照：中子辐照和电子辐照是对钻石进行辐照处理最理想的方法，同其它方法相比，其所形成的颜色较为均匀，鉴定起来更加困难，对绿色钻石更是如此。 辐照处理钻石的检测：

1．颜色分布：在天然致色彩色钻石中，色带可为直线状或角状，并与晶面平行，而人工致色的钻石中，色带则平行于琢型宝石的小面。应用回旋加速器处理的钻石所产生的颜色具有分布集中的特点，且颜色分布与琢型宝石的形状有关，也与轰击方向有关。从亭部辐照导致在圆钻型切工宝石围绕底尖颜色成环状存在，形成“伞状效应”；阶梯形琢型钻石显示靠近底面并与它平等的窄的色带。从冠部辐照则导致冠部刻面轮廓的颜色富集；可见围绕腰棱的深色环。若从石的边部轰击，则无特征的图案，但靠近轰击源一侧的颜色要深的多。 2．吸收光谱：辐照处理的钻石基本上基于宝石的光谱学吸收性质，使用分光光度计测定光谱为主要的鉴定方法。含氮的无色钻石经辐照和加热处理后可产生黄色。一般认为黄颜色是由H3和H4色心引起，且以H4色心占优势，而天然黄色钻石没有H4或H4色心不明显，在吸收光谱中，由H4色心引起的吸收线的存在被认为是钻石经辐照的证据。但H4线的缺失并不能说明钻石颜色就一定是天然的。另外经辐照而成的黄色钻石还可以存在595nm的吸收线，但是在样品辐照后再次加热的程中，随着温度的不断上升，595nm吸收线将消失，与此同时在红外光谱区将出现H1b和H1c吸收线的辐照钻石，因此595nm或H1b和H1c线的出现，是辐照钻石的鉴定依据。

3．导电性：天然致色的蓝色钻石属于IIb型并能导电和透过短波紫外光，而辐照而成的蓝色钻石则不具有导电性。 4．镭盐处理钻石可以通过使用盖革计数器以及使用自动射线照相（照相底片在夜间进行几个小时曝光看是否在底片上留下钻石的影迹）检测出来。 另外，辐照钻石的颜色不是典型的天然颜色，对于那些对有色钻石的外观熟悉的人可以识别出某些经过辐照处理的钻石，但对彩钻这种贵重宝石最好交给宝石实验室进行检测。

二、黄玉

最具有商业价值的辐照处理要属黄玉。而且辐照处理的黄玉多年来已经具有较高的知名度。通过辐照处理和（或）热处理可增强或产生粉红色、黄色、褐色和蓝色黄玉的颜色。一切可以产生放射性射线的装置，均可以做为辐照处理黄玉的设备。

最初是采用Y槽处理，使黄玉产生蓝色。这种处理同时也产生了黄色和褐色色调。使颜色带有“钢灰色”，这种方法现在只被用做对黄玉处理的前期试验方法，因为对Y射线短暂曝光

即呈现蓝色的无色黄玉对于线性加速器上的高能辐照处理更易产生变化。这种试验的优点就是以这种方法前期筛选的黄玉不会带有任何残余放射性，因此不必费时间便可将其分类用于后来的“线性”加速器处理。

线性加速器可获得较深的颜色，但也必须再进行热处理以去除其产生的黄色色调。且此方法会导致残余放射性，所以处理过的黄玉不能马上投放市场。用核反应堆对黄玉进行辐照处理可直接变成蓝色而不需要随后的加热步骤。最典型的反应堆辐照致色是中至深的灰蓝色；常常具有“墨水”外观。有时采用热处理去除这种墨水外观，产生较浅的更饱和的颜色。但用核反应堆处理的任何宝石都具有残余放射性。因此辐照后的托帕石必须储存一定时间直到放射性衰减到一定水平，才可用于商业上。

现在人们有时结合几种处理方法用于产生较深颜色且不带有墨水状外观黄玉。这种结合处理通常以核反应堆辐照开始，继之采用线性加速器，最后采用加热处理。 辐照处理黄玉的检测：

尽管根据颜色的强度和深度可以说大多数辐照处理的蓝色黄玉的颜色在自然界还从没有发现，但到目前为止，还没有任何非破坏性办法能准确证明蓝色托帕石的颜色是否经优化处理。然而，如果已确定它是处理过的，则应该指出。另外，一些黄色和褐色黄玉，无论是天然或人工致色的，在光的照射下均可能褪色。

三、蓝宝石

无色、浅黄色和某些浅蓝色蓝宝石经辐照可产生（辐照可产生两种黄色色心一种是在光中迅速退色YFCC的色心，另一种是在光中较稳定和500以下温度不退色的YSCC色心，但大多是产生YFCC色心）深黄色或橙黄色蓝宝石，一般极不稳定，在太阳光下几小时或用酒精灯烧一两分钟就会退色。这种处理具有价值的原因是因为辐照处理产生的颜色范围相似于热处理金色蓝宝石，因此日常人们用“退色试验”来确定金色蓝宝石颜色的稳定性。粉红色蓝宝石通过辐照处理也可产生稀少的橙-粉红色蓝宝石。

辐照处理蓝宝石的检测：

辐照处理蓝宝石不易检测，但颜色通常与未处理过的天然材料的颜色不相同。

四、绿柱石

绿柱石经不同能量的射线辐照后,可以产生颜色的变化,常用的放射源有X射线、Y射线及高、低电子等。颜色由无色变成黄色（2500C以下稳定），蓝色变成绿色，粉红色变成橙黄色。还可以使一些天然无色绿柱石转变为粉红色，（国内对无色或绿色的绿柱石进行辐照处理后，得到了金黄色和蓝绿色的绿柱石）这些颜色对光是稳定的。其中特殊的一个类型称为Maxixe型绿柱石。Maxixe型无色、暗蓝色、绿色、黄色、粉色、蓝色绿柱石：经Y射线或短波紫外线照射后，形成深钴蓝色的绿柱石。辐照处理的宝石无放射性，但其产生的钴蓝色不稳定，较温和的加热或光照，就会使其褪色。现在市场上出现的钴蓝色绿柱石均为辐照产品，这种材料在珠宝业没有应用价值。

辐照处理绿柱石的检测：

辐照处理一般绿柱石不易检测，但Maxixe型辐照处理蓝色绿柱石具有以下鉴别特征：其颜色呈钴蓝色，有别于海蓝宝石的天蓝色；其可见光的吸收光谱是在红区（695nm、655nm）有两个带，在橙、黄、黄绿区628nm、615nm、581nm、550nm伴有较弱的带（也有资料报道为688nm、624nm、587nm、560nm处的吸收带），在海蓝宝石中没有发现这些带。观察二色性时，Maxixe型蓝色绿柱石的蓝色出现于常光方向非常光方向大多呈无色，而海蓝宝石二色性中深色是在非常光方向。另外，Maxixe型蓝色绿柱石，富含稀有金属Cs和B，密度2.80g/cm3、折射率1.548-1.592，均高于一般的绿柱石。

五、碧玺

辐照处理主要用于产生或加强碧玺的粉红色至红色，这两种颜色是碧玺最常见的颜色。无色或粉红色的电气石处理可变成更好的红色，但在颜色改变的同时经常会产生大量裂纹。某些碧玺在经过辐照处理后产生黄色、橙色。有时辐照也能产生红和绿双色碧玺。绿碧玺在电子轰击下颜色不会发生改变。这种处理不易检测。

六、石英

几乎所有石英均可通过辐照形成烟色。先对无色水晶进行辐照使其变为深棕色，黑色，再经热处理减色，以形成所需的颜色。不易测定。 芙蓉石辐照后可加深颜色，颜色稳定，不易测定。 辐照处理也可用于无色石英材料生产紫晶、黄晶。 七、其他宝石 1.长石

由白色微斜长石处理成蓝色天河石，很少见，不易检测。 2.方柱石

由无色或黄色方柱石辐照处理成紫色，不稳定，遇光会褪色。 3.锂辉石

无色或近无色的锂辉石经辐照可转变成粉红，稍加热或见光会褪色。另外辐照产生的橙色、黄色、黄绿色锂辉石颜色稳定，但有残留放射性，不易检测。

紫锂辉石经辐射后还可变为绿色，某些锂辉石经中子辐射后变为亮黄色，这种颜色无天然对应物。

4.方解石

经过辐照后方解石，冰洲石可变成金黄色、黄色、粉色、个别有紫色。无论有色或无色方解石辐照后均可改变或增强其颜色。但辐照后的颜色会慢慢褪色，在日光下会褪到原来的颜色。不易检测 5.珍珠

经辐照可成灰色、蓝灰色、绿黑色、蓝黑色等，并不是所以的珍珠都可利用辐照改变颜色。实验证明在Y射线辐射中淡水珍珠比海水珍珠易改变颜色。其颜色对光照和热是稳定的。 放大检查，珍珠质层可见辐照晕斑，拉曼光谱与未处理黑色养殖珍珠有差异。

=================================== 第五章 充填处理

1.充填处理概论

一、充填处理简介

一种用油、人造树脂、玻璃或其他聚合物等硬质材料充填和掩盖结构疏松的珠宝玉石或珠宝玉石表面的缝隙、孔洞，增加其透明度和耐久性的方法。

使用无色油或各种植物油对宝石进行处理，是一种古老而传统的处理方法，古希腊人早已使用。现在有些珠宝生产者仍在使用，不仅用在对祖母绿的改善上，而且用于红宝石、蓝宝石、碧玺等。处理后的宝石颜色鲜艳，净度高，但随时间的推移，特别是在高温环境下，油容易渗出，因而无色透明塑料取代油成为充填材料成为必然。随着科技的发展和高分子新材料的推陈出新，充填材料越来越丰富，充填技术也越来越完善。

二、充填处理的原理及目的

（1）改善宝石的颜色状态：如果向宝石的裂隙中注入某种无色油，可以大大提高宝石的色度和颜色鲜艳程度。常见的有裂隙丰富的祖母绿，红宝石等有色单晶质宝石经注油处理，使其颜色状态改善，宝石色彩更加浓艳。

（2）提高宝石的透明度：大量宝石发育有各种微裂隙或孔隙，这些裂隙和孔隙中充填的主要是空气和少量的水，由于宝石的折射率与空气的折射率相差较大，因此当光线射入宝石时，会在裂隙和孔隙中发生散射和漫反射，从而使宝石的透明度降低。如果用某些折射率与宝石相差不大的无色透明或有色透明的物质注入或充填宝石的裂隙和孔隙代替空气就会使宝石透射光强度增大，宝石的透明度就会明显改善。典型例子是B货翡翠。

（3）增强多孔宝石的稳定性：有些宝石由于是大量矿物微晶集合体，呈现从粒状，斑状到纤维状的结构当这些矿物微晶堆积不精密时，在宝石中就会出现大量的孔隙，结构比较松散，稳定性较差。不稳定结构还会使宝石在加工时破裂，还会受到其他物质的污染，使宝石改变颜色注入部分固态物质会增加其稳定性。例如松散质地的绿松石经填充后，其质地变得坚硬，使用耐久。

（4）给宝石加色：这与通常意义的染色类似。但它通常与纯染色处理有所不同，染色处理是使染料直接侵入孔隙和裂隙处，但不用充填孔隙和裂隙。而充填处理要把染料和充填物混合一起注入孔隙和裂隙处。加色只是充填处理的目的之一。充填处理的加色可以使宝石的颜色加深，也可以使无色宝石变成彩色宝石。比如祖母绿注绿色油处理，一方面加深颜色另一方面可充填裂隙，提高透明度。

（5）掩盖宝石的各种缺陷：无论什么宝石，裂隙，孔隙都是令人无法忍受的，裂隙不仅留下了破裂的隐患，还降低了宝石的价值。

大多数宝石的充填处理都不是单一目的，例如祖母绿的注油处理不仅是为了隐去裂隙，也是为了“增水增色”。

三、充填处理的工艺条件

对于不同的宝石，充填处理的目的是不同的，如祖母绿的注油处理主要是为了改善颜色的透明度，而给钻石的孔洞处的玻璃态充填是为了掩盖瑕疵，不同的处理目的，所要的工艺条件也有所不同。 （1）宝石空隙的结构 （2）温度条件 （3）时间条件

常用的充填处理方法有三种：(1）静态充填法（2）热充填法（3）高压充填法 2.充填处理的宝石及鉴别 一、翡翠

质地较差的天然翡翠饰品，在漂白后进行聚合物充填处理，达到翡翠饰品增色及改变质地的目的。此类翡翠我们称为“B货”。充填处理使翡翠的颜色变得鲜艳，质地也显得纯洁透明，经过处理后翡翠的亮度和耐久性都受到影响。这种处理是用人工的方法使翡翠内在的美显露出来的方法，是应该肯定的。但有信誉的商人在销售时要予以说明，同样外观的A货与B货价值相差很大，B货要便宜的多。而现如今人工方法越来越高明，B货肉眼观察几乎找不到破绽，在放大镜甚至在显微镜下观察，也需要有经验的鉴定师才能在结构上找出点毛病。

充填处理用的聚合物主要为环氧树脂类、塑料类，采用煮、压入方法进行。 充填处理的工艺方法

充填处理是制作B货翡翠必然的一个环节，因为经过酸洗漂白及碱洗增隙后，翡翠的裂隙和孔隙增多，致密度下降，透明度变差，必须用树脂胶进行固结，以增加强度和透明度。常用的树脂胶的种类有聚苯乙稀类树脂，邻苯二甲酸类树脂等，要求树脂为无色透明，流动性好，固结后有较大的强度。做法是把酸洗碱洗后的原料烘干，放在密封的容器中抽真空，达到一定的真空度后，在容器中灌入足够的胶使翡翠原料完全浸入胶中，然后还可以增加压力，使胶能够把所有空隙都充填到。

树脂产生的影响不只是增加强度和提高透明度。树脂固结后，在孔隙中存留下来，并且使被酸洗和碱洗造成的结构特征留下来；同时处理后翡翠的化学成分和物理性质发生了一定的变化。B货翡翠含有天然翡翠所没有的树脂胶。固结的胶的硬度比硬玉的硬度小，处理后翡翠的硬度差异更大，使抛光面上出现特征的龟裂纹状的表面特征。 充填处理翡翠的鉴别

经过漂白注胶处理的B货翡翠，具有多种有鉴定意义特征，鉴定特征通常较明显，但通过现如今对切磨抛光工艺的改进，有一部分B货翡翠可能在常规手段下很难发现有意义的鉴定特征。所以对翡翠的鉴定一定要多方面的观察，在有条件的情况下，还要积极应用先进的分析仪器，以期对翡翠的真伪作出准确可靠的结论。 （1）光泽

（3）仿制拼合石是纯粹的仿宝石，其拼合片中并没有所要仿的宝石。这类仿制拼合宝石名目繁多，多以低廉宝石或玻璃与有色粘结剂合制成，以仿冒真正的有色宝石。如用玻璃和有色粘结剂制成的三层仿冒祖母绿。 三、拼合宝石的制造工艺

一般来讲，组合拼合石按结构来分，可以分成粘合拼合石和烧结拼合石两大类． 第一，粘合拼合石：又分打磨成型再粘合和先粘合然后再打磨成型两种。

1.打磨成型再粘合指的是，先将上部和下部两种不同的材料打磨、抛光成一定的款式、形状后再粘合起来制成产品。例如，二层石，三层石，或衬底拼合石等类型属于这种情况。 2.先粘合然后再打磨成型指的是，先把上下两种不同材料粘合好，再打磨造型制成产品，例如蛋白石组合件（即上面为蛋白石，而下面粘黑玛瑙或粘黑玻璃组合的蛋白石，其晕彩更好） 第二，烧结拼合石：是指上部为人造刚玉、天然珠宝等材料，下部为玻璃材料(硬玻璃)在高温下熔解制成，然后打磨、抛光制成产品出售。例如：红宝石、蓝宝石、石榴石组合件等均为烧结制成的组合件。 四、影响拼合石质量的因素

(1)粘合剂的粘合强度，粘合剂的耐腐蚀强度(对水、汽，酸、碱等的腐蚀强度)。 (2)上部和下部两种材料打磨的平整度，形状，热膨胀系数等参数的影响。

(3)宝玉石的透明度，颜色对拼合石有直接的影响。要求珠宝材料无裂纹，包裹体尽量少，颜色尽量好。例如：翡翠组合件，要求上部是真翡翠，质量是优等，哪怕是很薄的薄片都行，这样制成的翡翠拼合石才能真假难分。

(4)温度有时对粘合宝玉石有很大的影响。因为有的粘合剂必须在较高的温度下才能粘合的结实，否则在水汽、酸、碱气氛中，日光、风吹条件下可能要脱落。而且每种粘合剂使用温度都有一定的限制。过高温度粘接度降低，过低的温度影响粘合强度(坚固强度)。 2.拼合处理的宝石及鉴别 一、钻石

钻石的双层石一般上部用真的钻石材料，下部用无色锆石或立方氧化锆。或者用钛酸锶做底部，用人造蓝刚玉做冠部组成的蓝色金刚石仿制品等等，巧妙伪装形式，可用下面用测试手段来检测。

①油浸法：该方法由于减少刻面的反射，并能清晰地看到双层石内部结构不同。双层的两个分界面，或者彩色粘合剂，一般都很明显看到。

②放大镜观察：通过用50倍的放大镜可分辨出双层石的分界面。在双层石的腰围平行方面可看到两部分的颜色差别。 二、刚玉宝石类 （一）红宝石

红宝石的上部为天然无色刚玉或有色的红刚玉，中间是粘合剂(有色或无色)，下部水晶或人造红刚玉等材料组成。然后经过精加工(磨、抛、整形)制成一件与天然红宝石相似的宝石。将上述制成的红宝石再镶嵌在18K的黄金底架上，成为一枚高档的戒指出售，达到真假难分的程度。

（二）星光宝石

星光宝石属于高档宝玉石，为了制造星光宝石，上部为无色水晶，底部为镜子把镜子面上用十字划开或划成*六条线），然后将上部和下部粘合起来，打磨、抛光、整形，组成一个四道星光或六道星光的宝石。这就是目前珠宝市场上应市的一种新产品。

另外，还有的制造商将上部为石榴石或人造红石榴石，下部为玻璃的两部分熔解后制成一种烧结件，作为一种首饰新品种上市。

三、祖母绿 将上部为祖母绿，下部为祖母绿、绿柱石、人造蓝宝石、石英、玻璃等，中间是无色或有色的粘合剂组合起来的组合件祖母绿宝石。该种拼合石在目前珠宝市场上很普遍。 四、石榴石

由于石榴石宝石一般情况下颜色较深，透明度差。为了增加它的透明度，往往切成薄片制成拼合石，一方面可以尽情展示它应有漂亮的红色、绿色、紫色、紫红色；另一方面增加了其透明度，提高了档次。石榴石二层石一般上部为红色石榴石薄层，下部为无色，有色(天然、人造)宝石；三层石一般上部为天然石榴石(红色、绿色等)，中间为粘合剂，下部是天然或人造宝石。从亭部观察可见明显的“红环效应”。 五、翡翠

翡翠拼合石一般上部为浅色的硬玉下部为绿色玻璃，绿色YAG等组成，打磨、抛光成型二层石戒面，还有三组合硬玉戒面。翡翠拼合石的制造方法很多，使用的原料也千变万化．但归根结底，翡翠的组合面漏洞较多可以识别。组合面的绿色表面浅底部深，横看组合面由于反光差别，看出是两种或三种材料组成，对镶嵌好的翡翠戒面一定认真观察。

因此借助放大镜仔细观察戒面颜色的表里变化，横看拼合面的反光差异，是否有粘合痕迹，放在油浸盒中观看结构变化，基本上能够发现翡翠拼合面的真假来。 ============================================ 第七章 表面处理 1.表面处理概论

表面处理是采用简单的不改变宝玉石基本性的手段，对其表面进行处理，以改善其质量的一类物理修饰法。他可以改善宝玉石的颜色和表面光洁度，掩盖表面缺陷、增强光洁度等。 宝石的表面处理是一项以有很长历史的改善技术。它的主要特点是用一些无色或有色的薄膜状物质均匀附着与宝石表面，以求达到改善宝石颜色状和表面光洁度，增强宝石光泽及掩盖宝石表面缺陷（坑、裂、擦痕等）的目的。

宝石的表面处理可分为三大类：涂层法、镀膜法和贴箔法。

将颜料或染料涂于宝石表面以改善宝石颜色外观的方法称为涂色。而将有色膜或具有强反射的膜涂于宝石表面、亭部刻面或底面以改善它们的颜色或亮度的方法称为涂层或覆膜。涂色和涂层处理都具有潜在的欺骗性，应予以公开。

一、涂色

涂色是一种古老的宝石改色技术，主要适用于无色、颜色很浅或颜色不佳的宝石成品。如带黄色调的钻石，在其亭部或腰棱处用油基笔涂上一层蓝色，因为蓝色与黄色互补，使得钻石的黄色调得以抵消，看起来更白。这种方法曾经也用在颜色很浅的绿色绿柱石上，经过涂色处理后仿祖母绿。不过，因为这种改色效果不持久，现在已经很少采用了。涂色宝石的鉴

定方法与染色的鉴定相同。观察宝石的光谱、在查尔斯滤色镜下颜色的变化、颜色分布、试剂擦拭等都是鉴定涂色有效的手段。对于涂色处理的钻石，在颜色分级时可能会发现很难定色级，这时要注意检察其亭部和腰棱表面的颜色，和用蘸试剂的棉球擦拭。

二、涂层

就是把一些涂料类物质涂宝石表面，以增强宝石的表面光泽和光洁度或改变宝石的颜色。涂层的物质称涂层剂，常见有蜡、油漆、无色清漆及混合有染料的各种树脂胶等。 在十八世纪，涂层被广泛用来改善宝石的颜色和亮度，尤其用在玻璃上来模仿各种彩色宝石及钻石。在玻璃或水晶的亭部涂上强反射的薄膜，可以提高其亮度，来模仿钻石。给浅色绿柱石涂绿色膜来仿祖母绿。给无色或淡绿色的翡翠涂一层绿色的塑料膜，模仿高档翡翠，商家给了它一个十分形象的名称--“穿衣翡翠”。过去采用的涂层材料主要是塑料，因为塑料的耐久性不好，改善的效果也不持久。如涂层翡翠和钻石表面常常布满划痕，涂层剥落。随着科学技术的发展，目前已经采用了一些新的材料，如金属及其氧化物等，涂层的耐久性较强。

透镜涂层就是在宝石表面涂上一层氟化镁，类似照相机镜头表面的防反射膜一样。涂上的这层氟化镁极薄，具有强粘性，为淡蓝色膜。带黄色调的钻石经透镜涂层处理，可以抵消其黄色调，提高其色级。用坚硬的针或丙酮都无法将薄层除去。水色气息(aqua aura)是1988年出现的一种在水晶、无色托帕石及其他无色透明材料表面涂层处理的新方法。它是利用真空喷涂技术在晶体或宝石表面涂一层非常薄而透明的纯金膜（有时为铂膜或银膜），使其表面呈蓝到蓝绿色，并伴有似铜的表面晕彩。这种效果在天然宝石中见不到。这种涂层耐久性好，且不影响宝石的其他宝石学性质。

涂层宝石的鉴别特征：

（1）在涂层宝石亭部用表面反射照明在20-40X放大下观察可以发现划痕、涂层剥落的斑痕及含气泡的表面晕彩斑。

（2）涂层的宝石的折射率在折射仪上很难得到读数或测出的是涂层材料的折射率，如塑料膜的RI 1.55。

（3）用钢针刻划在膜上会留下痕迹。 （4）用热针测试，塑料膜会有异味反应。

（5）透镜涂层的钻石会带有明显的灰色调，在在与比色石比较时，很难定其色级。

宝石镀膜法是现代技术在宝石表面处理中应用,简单地说镀膜就是在分子或原子层次上运用沉淀技术或喷渡技术,晶体生长技术等高新技术在宝石表面铺设多层分子或原子膜,膜的厚度可以从几纳米--几百纳米,根据需要来定.这种薄膜一般都是透明的,并带有需要加的颜色,因而它不仅可以填平宝石表面的凹点擦痕,使宝石极为光洁,平整,光泽度提高,且可以增加宝石的颜色浓度或加色,镀膜处理一般 都会明显影响宝石的透明度.

经过镀膜处理的宝石可以掩盖宝石表面的凹点,擦痕,使宝石极光洁,平整,光泽度提高,且可

以增加宝石的颜色浓度或加色。膜宝石的光泽与未经镀膜宝石的光泽不一样,折射率不一样,还可以用荧光鉴别,如果镀的是金属膜的话宝石还会显示很强的虹彩效应,就如同钻石的火彩一样。 贴箔处理简介

贴箔也称“背衬”或“底衬”（backing），是一种古老的传统方法。在宝石底面或亭部刻面上贴一有色或强反射的箔片(金属片可以啬宝石底面的反射光强度,而有机薄膜则可以改变宝石颜色和光泽,就像照像机镜头上所贴的一层光学有机薄膜一样,呈现一种特殊的色彩和强光泽。)以改善宝石的颜色或外观。贴有色箔的处理也称为色衬（color back-ing）。许多维多利亚女王时期首饰上的祖母绿、红宝石、蓝宝石、黄玉、紫晶、透明贵欧泊等都经过贴箔处理。现在这种方法已较少使用。经贴箔处理的宝石常常被封闭式镶嵌于首饰上，加以掩盖。贴箔处理的宝石必须公开。

二、贴箔宝石的鉴别特征

通过放大观察可发现贴得不平而褶皱的箔片，及箔片表面的划痕，有时还可以见到脱落的箔。注意观察宝石的颜色和亮度分布特征也可以揭示贴箔处理。例如为加深祖母绿的的颜色,在祖母绿界面底部,衬上一层绿色的簿膜或绿色的锡铂,用包禳的形式禳.检测时不易觉察,放大检察其底部近表面处可有接合缝,接合缝处可有气泡残留,有时会有簿膜脱落,起皱等现象.二色性不明显或根本就没有二色性,不像天然祖母绿有明显的二色性,而且天然的祖母绿具有明显的CR吸收谱,该种处理的祖母绿只有模糊或无CR吸收光谱。 ================================= 第八章 化学处理 1.漂白处理 漂白处理简介

漂白是指用盐酸、硫酸、双氧水或阳光等对宝石进行处理以去掉杂色而改善宝石颜色。主要是去除无机材料中由三价铁的氧化物产生的褐色调，以及有机宝石因含介壳质或其它有机质而常带的杂色。漂白处理不需公开，属于优化。

常常要经漂白处理的宝石主要有珍珠、珊瑚、象牙、玉髓、翡翠等。

常用的漂白剂有：双氧水、盐酸、硫酸、氯化物、亚硫酸盐或紫外线等。对于有机宝石通常采用双氧水、紫外线等去除介壳质或其它有机质产生的杂色；而对硅酸盐宝石一般采用盐酸、硫酸等强酸去除由三价铁的氧化物产生的褐色脏杂。

二、宝石漂白处理工艺 1.漂白处理的珍珠

收获的珍珠几乎只有10%的可以直接利用，90%的珍珠都需要进行优化处理。而漂白处理则是改善珍珠颜色最常见的优化处理方法。

珍珠进行漂白之前，首先要进行预处理。即膨化、脱水。因为珍珠层结构较致密，漂白液很难渗入珍珠内层。如果在漂白前先对珍珠钻孔、使其结构膨化，会更有利于漂白液通过珍珠层层间间隙渗入。

膨化的方法一般有两种，一是将珍珠包在纱布内放入去离子水中进行热处理，包入纱布内的珍珠可减少水中杂质在珍珠表面的沉积；另一种方法是直接将珍珠浸入配制的溶液中，通过溶液与珍珠的作用产生空隙使珍珠结构变得疏松。热处理的温度一般在70-80°C，处理时间视珍珠颜色的深浅而定，以不影响珍珠的光泽为准。膨化处理后，还要对珍珠进行脱水处理，去除珍珠内部间隙中的吸附水。采用的脱水剂一般为无水乙醇，或纯甘油。 珍珠的漂白最关键的环节是漂白液的配方，所以漂白液的配方也是被各厂家严密封锁的商业机密。现已发表的漂白液的配方都是以双氧水作漂白剂，另加溶剂、表面活性剂、pH稳定调节剂等助剂。溶剂包括有机溶剂（乙醇等）和蒸馏水，主要起稀释双氧水的浓度、增强双氧水在珍珠中的渗透力。表面活性剂主要作用是降低漂白液的表面张力，驱散在珍珠表面聚集的气泡，起到均匀、快速湿润、乳化、分散、渗透等作用。国内采用的有天津产的天鹅牌洗发水，及其他一些渗透剂和乳化剂等，用量约0.5-1%。因为随着漂白过程的进行，漂白液的pH值会降低，所以要采用稳定剂，较合适的稳定剂为三乙醇胺。双氧水的浓度一般2-4%，漂白温度在300°C左右，漂白过程中配以荧光灯照射。每隔3-4天要更换一次漂白液。颜色浅的珍珠一般2-3天即可漂白。颜色深的甚至需要几个月。漂白要以尽量降低对珍珠的损伤为原则。

2.漂白处理的硅酸盐材料

硅酸盐材料具有耐酸的特性，所以可以用酸处理进行漂白。酸处理即用硫酸、盐酸等无机酸浸泡或局部用酸侵蚀，溶掉材料中的杂质，尤其是因铁染造成的褐色等，达到漂白的目的。酸处理主要适用于耐酸的宝石材料如玉髓、虎睛石、石英岩及软玉、翡翠等。翡翠的注胶处理前一般都需要进行酸处理，一方面是为了去掉脏杂之色，另一方面是通过酸对杂质矿物的溶解产生疏松的结构以便胶能够充填进去。 3.漂白处理的珊瑚

珊瑚表面浑浊的颜色，尤其是死珊瑚表面为黄浊色，可以经过双氧水漂白去除。一般通过调制适当比例的双氧水，将珊瑚浸泡其中，观察浑浊色去除即可取出洗净。有机珊瑚黑珊瑚经过漂白可以变成金黄色珊瑚。 三、漂白处理宝石的鉴别特征

经过漂白的宝石，尤其是过度的漂白了的宝石，会显示破坏的表面结构。经过漂白的珍珠，珍珠层间的一些有机介壳质被去除了，结构会因此变得疏松，珍珠层与层间的间隙加大，珍珠光泽可能受到破坏。经过酸处理漂白的宝石会显示酸蚀的结构，如漂白的翡翠通常具有很干净的底色，表面有酸蚀网纹。恰当的漂白很少留下可识别的鉴别特征，其鉴定就变得十分困难。 化学沉淀法简介

宝石的改善方法中，有些是通过在宝石的表面或裂纹和孔隙内附着一层有色物(着色剂)来改变宝石的颜色。而要做到这一点，既可采用物理方法，也可采用化学方法。其中化学沉淀法就是常用的一种化学染色方法。

化学沉淀法是通过含有着色物质组分的溶液在宝石表面或在宝石裂纹、孔隙中发生某种化

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/ui3h.html