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》寶石知識 馬達加斯加和克什米爾藍寶石的GEMTOF比較分析 2019-04-01
  • 來自馬達加斯加的三個優質藍寶石(左側)與五顆克什米爾藍寶石(右側)。圖片提供/V.Lanzafame
  • (圖2)主要成分分析(PCA)紅色點馬達加斯加和藍色點克什米爾藍寶石中的可視化輔助數據呈現微量元素濃度。
2016年9月以來,馬達加斯加安巴通德拉扎卡Ambatondrazaka的藍寶石礦床採礦熱潮一度成為寶石行業的焦點。該地區出產原石當中時而出現大且優質的藍寶石。緊接著2017年初開始,實驗室陸續收到此產域的切磨寶石進行分析和開立鑑定證書。正如當時曾經發佈的貿易警訊中所述,這種新型藍寶石材料中,有些包含類似於克什米爾藍寶石的內部特徵,因此需要仔細的顯微研究和進一步分析來應對這一難題。除了顯微觀察外,其他分析方法,例如,GemTOF分析。GemTOF為目前最先進的激光剝蝕電感耦合等離子體飛行時間質譜分析儀器(LA-ICP-TOF-MS)。
 
為呈現化學成份數據可視化的結果,我們選擇了五種微量元素,鎂、釩、鐵、鎵和錫來進行主成份分析。隨後,前三個主要元素闡明了大於90%的變化組合,用於數據可視化的圖2(a)中,使用前三個主元素的散點圖顯示。克什米爾藍寶石傾向於化學成份緊密結合在一起,而其他來自馬達加斯加的藍寶石傾向於延展範圍廣。微量元素緊密集合的克什米爾藍寶石也可以從可視化數據的三維立體關係圖中不同的角度看出,灰色圈出的範圍是從馬達加斯加安巴通德拉扎卡材料中找到「似─克什米爾」藍寶的視覺指示。當測試新的藍寶石時,這些圖為寶石學家提供了有關產地證明具有價值的補充信息。
 
微量元素存在於藍寶石基質的矩陣排列中,佔致色成因的要角,並為原產地提供獨特的化學指紋辨識。在所有馬達加斯加和克什米爾藍寶石中,鎂、釩、鐵、鎵和錫都高於偵測極限。馬達加斯加藍寶石中釩11ppm、鐵1100ppm、鎵70ppm和錫0.5ppm的中值濃度約為克什米爾樣品的兩倍,還有9成以上的樣品中檢測到微量元素鈦(Ti)和鉻(Cr)。有趣的是,致色成份之一鈦和鉻的中位濃度,於兩處來源的藍寶石之間沒特別偏差,這可能表明取樣程序中顏色均率高。此外,大約6成的樣品顯示出可檢測量的鍺(Ge)和鉭(Ta),馬達加斯加藍寶石具有明顯較高的鉭,中值濃度0.04ppm,而鍺的較為相近,中值濃度為0.15ppm。
 
得益於同時檢測週期表中幾乎所有元素,GemTOF記錄到鮮少出現在藍寶石中的元素。例如,在馬達加斯加藍寶石中更容易檢測到鈹(Be),鈮(Nb),鑭(La),鈰(Ce)和釷(Th)等。特別是來自馬達加斯加的許多樣品偵測出釷的信號,但是大多數都接近偵測極限,因此並不特別考量其具指標性。不過當有釷元素顯著高於偵測質時,對於藍寶石直接的定年檢測具有潛力。
 
儘管統計數據顯示來自這兩個藍寶石產地之間存在的一般差異,但如果是屬於個案時仍帶來鑑定上的挑戰,主要是由於元素濃度或重疊的幅度大,範圍分部的情況可以從圖2中看出。
 
圖文/SSEF Dr. M.S.Krzemnicki、Dr. H.A.O Wang.編譯/Judy Tu
 (原文刊登於《珠寶世界》No.88。)
 2016年9月以來,馬達加斯加安巴通德拉扎卡Ambatondrazaka的藍寶石礦床採礦熱潮一度成為寶石行業的焦點。該地區出產原石當中時而出現大且優質的藍寶石。緊接著2017年初開始,實驗室陸續收到此產域的切磨寶石進行分析和開立鑑定證書。正如當時曾經發佈的貿易警訊中所述,這種新型藍寶石材料中,有些包含類似於克什米爾藍寶石的內部特徵,因此需要仔細的顯微研究和進一步分析來應對這一難題。除了顯微觀察外,其他分析方法,例如,GemTOF分析。GemTOF為目前最先進的激光剝蝕電感耦合等離子體飛行時間質譜分析儀器(LA-ICP-TOF-MS)。
 
 為呈現化學成份數據可視化的結果,我們選擇了五種微量元素,鎂、釩、鐵、鎵和錫來進行主成份分析。隨後,前三個主要元素闡明了大於90%的變化組合,用於數據可視化的圖2(a)中(主成分PC1比對PC 2與PC 3的三維圖;(b)PC 1比對PC 2;(c)PC 1對PC 3。灰色圈區域是「似─克什米爾」藍寶石的視覺指示,主要為馬達加斯加安巴通德拉扎卡藍寶石的主成分組合的特色。),使用前三個主元素的散點圖顯示。克什米爾藍寶石傾向於化學成份緊密結合在一起,而其他來自馬達加斯加的藍寶石傾向於延展範圍廣。微量元素緊密集合的克什米爾藍寶石也可以從可視化數據的三維立體關係圖中不同的角度看出,灰色圈出的範圍是從馬達加斯加安巴通德拉扎卡材料中找到「似─克什米爾」藍寶的視覺指示。當測試新的藍寶石時,這些圖為寶石學家提供了有關產地證明具有價值的補充信息。
 
 微量元素存在於藍寶石基質的矩陣排列中,佔致色成因的要角,並為原產地提供獨特的化學指紋辨識。在所有馬達加斯加和克什米爾藍寶石中,鎂、釩、鐵、鎵和錫都高於偵測極限。馬達加斯加藍寶石中釩11ppm、鐵1100ppm、鎵70ppm和錫0.5ppm的中值濃度約為克什米爾樣品的兩倍,還有9成以上的樣品中檢測到微量元素鈦(Ti)和鉻(Cr)。有趣的是,致色成份之一鈦和鉻的中位濃度,於兩處來源的藍寶石之間沒特別偏差,這可能表明取樣程序中顏色均率高。此外,大約6成的樣品顯示出可檢測量的鍺(Ge)和鉭(Ta),馬達加斯加藍寶石具有明顯較高的鉭,中值濃度0.04ppm,而鍺的較為相近,中值濃度為0.15ppm。
 
 得益於同時檢測週期表中幾乎所有元素,GemTOF記錄到鮮少出現在藍寶石中的元素。例如,在馬達加斯加藍寶石中更容易檢測到鈹(Be),鈮(Nb),鑭(La),鈰(Ce)和釷(Th)等。特別是來自馬達加斯加的許多樣品偵測出釷的信號,但是大多數都接近偵測極限,因此並不特別考量其具指標性。不過當有釷元素顯著高於偵測質時,對於藍寶石直接的定年檢測具有潛力。
 
 儘管統計數據顯示來自這兩個藍寶石產地之間存在的一般差異,但如果是屬於個案時仍帶來鑑定上的挑戰,主要是由於元素濃度或重疊的幅度大,範圍分部的情況可以從圖2中看出。
 
圖文/SSEF Dr. M.S.Krzemnicki、Dr. H.A.O Wang.編譯/Judy Tu
 (原文刊登於《珠寶世界》No.88。)