染色寶石的鑒定
一、翡翠
其價值主要取決於顏色,顏色越鮮艷、越濃郁價值就越高。但大多數的翡翠原料都是白色或淺色的。染色處理就是把這些原來無色或淺色的翡翠通過人為方法使顏料染入翡翠,以仿冒質好的翡翠。染色的翡翠也稱為C貨。(1)翡翠染色處理的工藝過程:翡翠染色工藝的細節是廠家不輕易透露的秘密,根據零星的資料記載,染色工藝的主要過程如下:1.選料:一般要挑選中粗結構,有一定孔隙度的翡翠作為原料,特别致密的翡翠不能染;並切磨成成品後,用稀酸洗去油污和表面雜質,再放在烤箱式爐子中烘乾和加熱,加熱可以達到擴張孔隙的作用。然後把翡翠浸泡到準備好的染料溶液中,加熱燒煮以加快染料溶液浸入翡翠的速度。2.染料:染料的種類很多,要挑選不易褪色,顏色與天然翡翠相似,又容易浸入翡翠內部的染料。3.染色處理:翡翠在染料中一般要浸泡至少1~2周,上了色的翡翠再經烘乾,染料就沉澱在翡翠孔隙,使翡翠產生顏色,最後進行蠟保護,使之不易再被水溶解,使顏色分布更柔和,同時提高玉件的光澤。(2)染色處理翡翠的鑒別特徵:1.染綠色翡翠:
顏色沿縫隙分布:染綠色翡翠的綠色易濃集在小裂紋中,並沿著裂紋充填在裂紋附近的晶粒間隙中,呈絲網狀分布。而天然翡翠的裂紋和孔隙都是沒有顏色的。這些特徵用10倍放大鏡下觀察最好,用顯微鏡觀察時,也只能用低倍,以不超過20倍為宜。可見光吸收光譜:儘管染色翡翠的顏色與天然的可以非常相似,但是它們呈色機制完全不同,天然翡翠的綠色是由於含鉻硬玉所致,其有特徵的吸收線,與綠色染料對可見光的吸收特徵截然不同。在分光鏡下觀察,染綠色翡翠在紅光區內有一強的吸收窄帶,而天然翡翠則是從紅光區的末端開始有三條間隔排列的吸收線(690、660、630nm向短波方向強度遞減的吸收窄帶)。尤是綠色特別鮮艷的翡翠如果觀察不到鉻吸收線,不管其它的吸收線是否存在,都可能不是天然的綠色。早期的染綠色翡翠在查爾斯濾色鏡下觀察常常會變成橙紅色調,但是,近期的染綠翡翠,因採用不同種類的染料,多不變色,故不可因為濾色鏡下不變色而認為是天然的綠色。大多數的染綠色翡翠的紫外熒光與天然翡翠相似,沒有明顯的熒光,但可有弱的黃白色熒光,這種熒光也可以是蠟引起的,有少量染綠色翡翠具有很強的紫外熒光。如果綠色部分發出反常的強熒光,則是染色的標誌。2.染紫色翡翠等
一般認為染紫色的翡翠比染綠色的翡翠更不好鑒定,診斷性的特徵比染綠色翡翠少,但只要認真觀察仍然可以找到染紫色翡翠的特徵性標誌。天然紫色翡翠往往是成片分布,顏色由帶淺紫或淡紫色的硬玉顆粒集合而成,少呈脈狀分布,顏色淺,深的少見。染色處理形成的紫色充填在翡翠的裂隙和孔隙之中,可形成紫色的細脈,或者充填在白色翡翠顆粒的粒間空隙中,出現白色顆粒被紫色包圍的現象,這種情況與天然的紫色翡翠相反。天然的紫色翡翠沒有熒光或因含有蠟發弱的藍白色熒光,而染紫色翡翠多有粉紅色的熒光。但由於熒光較弱,當不易分辨時,只可作為指示性的特徵。傳統翡翠通常染成綠色和紫色,而少染成其它的顏色,但近幾年來這種情況有所改變,出現有染黃、染紅、及仿古等雜色的染色翡翠,新近的工作表明,染成紫紅色的翡翠有時可根據其在長波紫外光下有明亮的橙色熒光而與天然帶色材料相區別。天然紫紅色翡翠可能有弱褐紅色熒光。天然的翡翠,無論是綠色還是紫色,它的顏色都是礦物本身的顏色,即是礦物晶體中著色離子的顏色,不會褪色。而經人工染色翡翠的顏色耐久性差,會因環境的變化而減少,時間一長就會褪色。特別是經常浸入到一些有機溶劑或酸液中,混入的顏料或染料會部分或全部溶解出來,而使寶石的顏色變淺或消失。此外,汗浸、光照、或海浴等也會使染色劑分解,溶失而引起褪色。染色處理的翡翠不論是在批發市場,或是零售市場都十分常見,而且現在的染色品已不是一眼即可識別,一定要仔細觀察,保持對染色處理的警惕性,根據前面所述的各種特徵,不難加以識別。二、石英類寶石(一)瑪瑙瑪瑙的染色在國標中被稱為優化方法。可直接稱其名稱在鑒定證書中不附說明。瑪瑙的染色是將色料浸入瑪瑙內部的孔隙,使瑪瑙整體著色。
(1)用於染色的瑪瑙必須符合以下要求1.結構 要求瑪瑙的結構密度小,有微孔隙的這類品種易著色,而密度大的色料不易浸入,很難加上顏色。高博禹等對其結構進行電子顯微鏡研究提出「三上色,五不上色」。三上色是具有人字形肋骨狀長纖維狀的瑪瑙能上顏色,且效果很好。具波浪狀長纖維結構的瑪瑙能上顏色。多世代細長纖維結構的瑪瑙能上顏色。五不上色是不定向短纖維粒狀結構、似花斑狀球粒結構、石英的他形不等粒結構的瑪瑙不能上色。瑪瑙中心的砂心石英顆粒不能上色。瑪瑙中石英晶粒,結晶粗大,顆粒邊緣界線清楚,粒間緊密,沒有微孔,不能形成通道的不能上色。2.顏色 為了使瑪瑙染成人們需要的顏色,瑪瑙的原料要求必須是淺色或白色的品種,且要清洗乾淨,若染成黑色的則瑪瑙原料的顏色可深一點。3.熱歷史 待加色的瑪瑙必須是沒有經過焙燒的瑪瑙,經過焙燒的瑪瑙很難上色。(2)對色料的要求不管是採用有機染料還是無機顏料,使瑪瑙加色,都要求這些色料具有下列性質:1.易溶於水或其他試劑中;2.能與一些化學試劑作用生成不溶於水和醇的沉澱物,且沉澱物顯色;3.生成的顯色物穩定性好,應不受日光、空氣、水和氧化劑、還原劑作用分解破壞。(3)染色方法瑪瑙的染色法歸納起來有以下三種:1.將染色劑直接浸入瑪瑙,然後進行加熱分解,氧化或還原,生成呈色的氧化物。如要將瑪瑙染成蘋果綠色可用硝酸鎳溶液浸泡瑪瑙,然後加熱,生成的氧化鎳呈綠色。2.將兩種可以起化學反應生成著色劑的化學試劑,先後分兩次浸入瑪瑙,生成的著色劑經熱處理可以分解成呈色氧化物或簡單化合物。例如,染藍綠色的方法,重鉻酸鉀與碳酸銨反應生成的重鉻酸銨加熱分解生成的三氧化二鉻呈色。3.先將一種著色劑浸入瑪瑙內部,然後再用一種固色劑浸泡,讓著色劑與固色劑反應產生一種難溶呈色化合物,而使瑪瑙著色。這種方法不需要高溫加熱,生成的沉澱要求穩定性好。(4)染色瑪瑙的鑒別特徵染色瑪瑙的顏色不是瑪瑙本身固有的,是人工的方法加入,且只是沉積在瑪瑙孔隙內的顏色,一般可以從以下兩個方面進行鑒別:1.染色瑪瑙與天然瑪瑙的顏色色調不同,以前用有機染料染的瑪瑙顏色與天然品差距大。有機染料顏色艷麗,而易退色,明顯地呈現出「假色」。目前採用的無機顏料顏色更接近天然品,但只要認真觀察也能找到區別。從常見的三種顏色觀察區別如下:天然的紅色瑪瑙為正紅色,「燒紅」的也一樣,顏色純正,而人工染色的紅色瑪瑙則是人工加入鐵離子化合物而呈的紅色,這種紅色常常有黃色調。藍色瑪瑙,天然產出品極少,多為一種寶石藍的藍色,並且常有不同程度的纏絲現象。而人工染色的藍瑪瑙由於加入了鈷鹽為紫羅蘭色,即藍中帶有紫色調的顏色,極少數情況下出現有寶石藍色的染色品,這需要通過進一步放大觀察等測試手段來確定。綠色瑪瑙的染色品與天然品顏色十分接近。但仔細觀察天然品為蔥心綠色,顏色柔和,而染綠色瑪瑙為翠綠色,顏色也較艷麗。2.由於染色瑪瑙都是經色料浸泡、乾燥而呈的顏色,色料沉積在瑪瑙的孔隙中,在放大的條件下可以在裂紋和孔隙內找到不均勻的色點。一般用十倍放大鏡即可鑒別,精細的染色品要在寶石顯微鏡下觀察。由於瑪瑙的價值有限,一般不採用大型儀器測試。(二)玉髓玉髓的染色在國標中也稱為優化,不需要說明。染綠的玉髓被用來仿製天然的綠玉髓品種。幾乎所有的黑玉髓(常被錯誤的定為縞瑪瑙)都是灰玉髓經糖或硫酸處理而成。天然綠玉髓是鎳致色,而人工改色則是靠鉻鹽致色,所以仿製品在查爾斯濾色鏡下顯紅色。光譜也能區別人工染色的與天然鉻致色的綠玉髓。染色的在光譜的紅區有三條模糊的吸收帶,而天然的只有一條吸收帶。(三)水晶加熱的水晶如果在染料溶液中淬火,因染料滲透可得到染色的變體。這些材料有時稱為「暈彩」、「彩虹」或「火石」石英。(四)虎睛石無色、淺紅色、淺黃色的虎睛石可染成紅色、黃色、等色調。對於染色處理的虎睛石,在放大鏡下,可觀察到染色集中在斑點。(五)芙蓉石天然芙蓉石只有紅色、粉紅色、白色等;染色芙蓉石可有多種顏色。天然芙蓉石顏色鮮艷,無深淺之分,裂隙處無染色集中現象:染色芙蓉石顏色不鮮,顏色深淺不均勻,裂隙處有染色集中現象。在放大鏡下觀察,染色芙蓉石有染色痕迹看到顏色集中隙縫中。三、珍珠(1)染色珍珠簡介用化學試劑染珍珠的方法很多,開展得也很早,一般是用無機顏料或有機染料浸泡那些顏色灰暗不太理想的珍珠,使其變成人們所喜歡的顏色。
最常用的方法是用硝酸銀給珍珠加上黑顏色,具體做法是:將珍珠浸泡在稀硝酸銀和氨水溶液中,然後將浸泡好的珍珠放在陽光下或放到硫化氫氣體中還原,使珍珠的顏色變成黑色,這樣產生的褐黑色、綠黑色和黑色的色調與同色天然珍珠十分相似,處理後的顏色對光、熱穩定。此外,還可以根據需要使用不同的化學試劑將珍珠染成所需要的顏色。例如,用高錳酸鉀溶液作著色劑,可以使珍珠變成棕色。將珍珠放在鹼與鈷鹽配置的溶液中,可著上粉紅色。在美國,人們將紅色染料溶解在油或酒精中,將珍珠染成玫瑰色。還可以用天然的有機燃料和苯胺燃料將珍珠染成各種顏色,這些顏色有時容易褪色。除了使珍珠外部著色外,還有一種中心染色法,就是從養殖珍珠的線孔注入染料,使珍珠染上顏色,染料根據所需要的顏色來決定,如銀色染料,白色染料等。染色可使有核養珠帶淺的粉紅色。在珠核—珍珠質的接合處可看到一條染色線。(2)染色珍珠的鑒別特徵染成雜色的珍珠比較好鑒別,可用其顏色與天然產出色相差太大而確定。需要大量鑒別的是天然黑珍珠與染色處理的黑珍珠。因為他們的顏色和外觀極其相似,要進行鑒別需要對肉眼觀察和儀器測試的結果進行綜合分析,才能得出正確的結論。1.肉眼和放大觀察對銀鹽著色的珍珠最快速的鑒別方法就是用肉眼觀察,經驗豐富的珠寶鑒定師常可以在著色的珍珠上找到破綻。著色的珍珠在整體上觀察有時會在整個珠體甚至整串珠中顯示出與天然色不同的色調,這要在看過大量天然色後才能感覺出來。在放大的條件下,會看到染料集中在串珠孔附近或成脈狀分布在整個珠中。在某些情況下,也可以用棉球蘸些稀硝酸(2/)在珍珠不顯眼的地方進行試搽,外加顏色會被搽到棉球上一些。因為這屬於破壞性的方法,使用時要十分小心。然而,最行之有效的方法還是儀器測試法,這要在裝備好的寶石實驗室中進行。通常使用長波紫外線,x射線熒光,x射線照相等方法。在肉眼和顯微鏡放大的基礎上,再加上這些儀器測試,進行綜合分析,得出的結論就確定無疑了。2.紫外熒光法天然黑珍珠通常在長波紫外線照射下,呈現亮紅—暗紅褐色熒光,有些珍珠沒有熒光效應,但它們有時可根據其近表面的綠色桿狀包裹體來識別。而染色處理的黑珍珠在長波紫外線照射下,往往熒光不明顯或呈暗綠色。3.x射線熒光光譜法將珍珠放在x射線下照射並用光譜儀測量其熒光波長。這種方法可檢測出用各種銀鹽染色珍珠中的銀,但使用這種方法很慎重,因為在波長散射x光熒光系統中,珍珠有可能會變成黑褐色。因而很多寶石測試實驗室改用一種能量散射x熒光系統。4.x射線照相法鑒別各種銀鹽著色的珍珠,利用銀透不過x光的性質。經銀鹽處理的珍珠,銀往往會沉積在珍珠質與珠核之間硬蛋白層中,不透過x射線的銀,使這個硬蛋白層在x射線照片中呈現白色。在處理的黑珍珠中,這種環繞珠核的環形空白帶有時也被稱為反轉環。日本在珍珠研究方面處於領先位置,曾報道過用紅外照相的方法成功地來區分天然與著色黑珍珠;近年來還報道了光譜測定法,利用天然黑珍珠在700nm處的特殊吸收峰來鑒別;另處還利用激光誘發熒光光譜的方法來鑒別珍珠。四、蛋白石(歐泊)
歐泊染色的方法很多,這大概是由於歐泊多孔的性質所決定的。由於黑色的歐泊倍受人們喜愛,最常染出的是黑色的歐泊。多採用糖酸方法。這種方法可將澳大利亞Andamooka的脈石歐泊染黑,這種歐泊中含有許多高嶺石,高嶺石散射的白光使歐泊的顏色暗淡,變彩不明顯。經染黑後,那些過多的白光被沉積在孔隙中的黑色炭所吸收,於是增強了歐泊的顏色,使其很象高品級歐泊。(1)糖酸染色處理:1.預製清洗,在低於100℃溫度下烘乾。2.將歐泊放在熱糖溶液中浸泡幾天。3.等歐泊慢慢冷卻後迅速擦凈多餘的表面糖汁,然後放入100℃左右的濃硫酸中浸泡1~2天,再慢慢冷卻;4.將歐泊仔細沖洗後,再在碳酸鹽溶液中迅速漂洗一下,然後再沖洗乾淨。這樣染色就完成了,還可進一步拋光做成成品。浸泡中溶液滲透的程度取決於歐泊孔隙的大小、多少和浸泡時間的長短。即使滲入歐泊內部的黑色不多,表層的黑化也會使歐泊的表面發生巨大的變化。另處,染黑色歐泊的其他染料還有,苯胺染料和硝酸鉻、硝酸銀等。(2)染色歐泊的鑒別特徵:1.經染色的歐泊,在顯微鏡下觀察,可以看到在歐泊中,色斑呈破碎的小塊並僅局限在寶石的表面,結構為粒狀。含有象胡椒粒或卵石子一樣的炭或染料的顆粒,天然黑蛋白石很少看到黑色斑點。也可發現裂隙中濃集著的染料。一般這樣觀察不需在正面,只需在圓頂形歐泊的底平面即可看到。2.熒光法:經過染色處理的蛋白石在長波紫外線下沒有正常的強熒光反應,天然蛋白石在長波以紫外線下能發出正常的強熒光效應。五、鑽石
藍色或紫色染料被塗在顏色不好的鑽石的亭部,這將中和不好看的黃色調,使鑽石顯白色。將有裂隙的鑽石染成黑色、粉色來充當天然彩色鑽石。(1)染色黑色鑽石與天然黑色鑽石的區別方法染色鑽石薄的部分通常是淺綠色。天然鑽石薄的部分透過來的顏色為淺灰色。人工染色黑色鑽石的黑顏色濃而不透光。天然黑色鑽石其顏色表現為一條深、一條淺不均勻的黑色(也稱色帶)。(2)天然粉色鑽石與處理粉紅色鑽石的區別方法天然粉紅色鑽石的特點是在光譜中不出現592nm譜線,經過處理的粉紅色鑽石一般呈淺褐粉紅色,在光譜中出現592nm譜線。天然粉紅色鑽石顏色鮮艷,表裡顏色一致,刻劃、加熱、酸中煮都不褪色。染色的粉紅鑽石表裡顏色不一致有顏色集中現象。刻劃、加熱、酸中煮均褪色。六、剛玉將寶石加熱後淬泠,使之形成微小裂紋後浸入色料,沉澱的色料的顏色即為寶石色。有時用染料和油一道來改進剛玉的顏色。例如「紅寶石油」就是一種穩定的礦物油加上紅色染料和少量殺菌劑型的芳香劑,這種油的注入可以使淺粉色或無色的剛玉,特別是那些具有天然裂隙者加上顏色,以「紅寶石」出售。
染色剛玉只要仔細觀察是不難鑒別的。用放大鏡或顯微鏡觀察有無顏色集中的染色痕迹,同時可以用一個蘸滿丙酮的棉簽對寶石進行擦試來檢查。此外染色紅寶石常帶橙色或黑灰色調,有時會出現橙色的紫外熒光,無明顯的692nm的熒光線。七、綠柱石類寶石
對無色、有裂隙的綠柱石類寶石用有色的石臘;清漆,合成樹脂混合進行染色處理,可改變原寶石的顏色、裂隙度、光澤,掩蓋寶石中疵點、缺陷等來充當好寶石。具體操作方法可參見瑪瑙一節,綠柱石一般只染成綠色或藍色,其它顏色很少用,且由於綠柱石為單晶體無孔隙,僅是天然或人工裂紋浸入顏色,所以綠柱石的染色只是作為加強顏色的補救措施,很少用於將無色的染成有色的。(1)那些染色獲得顏色的祖母綠,其吸收光譜將是模糊的或缺失。(2)觀察裂隙中的染色物(3)觀察鑲好的戒面背面是否有染料。八、岫玉天然岫玉顏色鮮艷,透光性好,色調均勻。經過改色處理的岫玉,染色後出現染料集中現象。透光性差,色調不均。質地粗糙,手感差,光澤發獃。
九、珊瑚碳酸鹽型珊瑚可被染色。放大觀察可見方解石顆粒間,裂隙內等處顏色深,用蘸有丙酮的棉簽可擦下染色劑。天然黑色珊瑚有光澤,染色後無光澤。
十、其他寶石1.綠松石選用淺綠色、月白色松石,放入藍色苯胺染料中。或是用帶有顏色的材料,如藍色的蠟,或者藍色的塑料等注入的方法進行人工染色。如果在染過色的綠松石上滴一滴氨水,染的藍色就會褪掉。對染色的綠松石除了要進行常規的寶石物理性質測試外,人們還採用了紅外光譜和X射線衍射相結合的方法進行鑒定。2.青金石質量差的青金石常染色以提高顏色效果。仔細地細觀察被染色的材料會發現顏色沿縫隙富集。當這些縫隙相交時可形成網路圖案。染料能被浸有合適溶液(如丙酮)的棉簽擦洗掉。日常生活中可用毛筆尖沾上一點指甲油去除劑在青金石樣品上輕輕摩擦,觀察毛筆尖上是否有淺藍色痕迹,若有淺藍色痕迹,可以證明是染色青金石。如果材料曾經上蠟,丙酮將無法檢驗染劑的存在。因此在進行檢測之前應仔細地檢查青金石的表面。如發現有蠟,在寶石的檢測部位應採取步驟去除蠟層或用合適的溶劑清除之。這種測試方法應在樣品的不引人注目的部位進行。3.白玉、青白玉天然白玉、青白玉、其色調純正、細膩、油感強,其中有雜色者,用放大鏡觀察無染色跡象。經過染色處理的白玉、青白玉其色調濃淡分明。 在放大鏡下觀察到顏色痕迹,並看到許多裂隙中藏有染色的斑點。4.方解石、冰洲石天然無色透明,若有色者顏色鮮艷,色澤均勻,無條帶現象,無染色痕迹,個別有條帶。染色方解石冰洲石其色澤深淺分明,有染色斑跡,在放大鏡下可觀察細微裂隙中的染色劑分布、濃艷斑點、來判斷之。5.琥珀可被染色處理以改善其顏色,特別是為了產生綠顏色;或為了給人以「陳年老貨」的觀感而將它的表面染成紅褐色。沒有檢測方法可用於驗證是否用了這一方法。6.象牙可被染成各種顏色,然而沒有一種能與天然致色的材料相像。
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