Tính chất hóa học
Các phương pháp được áp dụng để xác định tính chất hóa học của hồng ngọc cung cấp dara phân tích đại diện cho các khu vực có kích thước khác nhau trong các mẫu. Phân tích huỳnh quang tia X cho thấy thành phần trung bình của phần đó của viên ruby (trong một khu vực có thể đo bằng milimet) được chiếu vào chùm tia X, là một phần của bảng đá mặt. Các vi điện tử phân tích các khu vực có đường kính trong phạm vi micromet. Do đó, di chuyển ngang với một số điểm phân tích trên bề mặt được đánh bóng của một viên hồng ngọc cho thấy sự biến đổi hóa học của mẫu.[caption id="attachment_5384" align="aligncenter" width="729"]
Ruby Mong Hsu[/caption]Đối với các nguyên tố vi lượng nhất định, chẳng hạn như gallium, cần phải phân tích huỳnh quang tia X nhạy hơn để có được dữ liệu chính xác. Độ tin cậy của dữ liệu thu được cho nghiên cứu này bằng các phân tích huỳnh quang tia X và vi điện tử được hỗ trợ bởi sự giống nhau về nồng độ nguyên tố vi lượng trung bình được báo cáo bởi cả hai phương pháp.
Huỳnh quang
Kết quả phân tích huỳnh quang tia X của nhiều loại hồng ngọc khác nhau (năm không được xử lý và năm xử lý nhiệt) được trình bày trong bảng 2. Các viên hồng ngọc chưa được xử lý được tạo ra từ các mảnh tinh thể thô với mặt phẳng được đánh bóng. Như có thể thấy trong bảng 2, các viên hồng ngọc chứa nồng độ nguyên tố vi lượng đáng kể là Cr203, FeO, Ti02, V2O3 và Ga203. Sự khác biệt lớn về nồng độ nguyên tố vi lượng trong các mẫu khác nhau được đo, nhưng chúng tôi thấy không có sự khác biệt đáng kể về lượng nguyên tố vi lượng giữa sỏi được xử lý và không được xử lý.Đối với tám mẫu được phân tích mà các chỉ số khúc xạ có thể được đo trên khúc xạ khúc xạ, một mối tương quan hợp lý đã được tìm thấy giữa nồng độ RI và crom, và một sự trùng hợp tốt đã thu được trong một âm mưu với tổng nồng độ (tính theo Cr2 O 3 + Ti2O3 + V2 O 3 + Fe2 O 3 + Ga2O3) so với các chỉ số khúc xạ . Thông thường, các biến thể của chỉ số khúc xạ có liên quan đến các biến thể trong nội dung nguyên tố vi lượng.
Phân tích vi điện tử. 3 chỉ ra, các biến thể có hệ thống trong các mẫu được quan sát cho TiO2 và Cr2O3 và, trong một số mẫu, đối với V203, chỉ có các biến thể thống kê của Barsunlent phân tích được tìm thấy cho FeO và MnO. Trên cơ sở mối quan hệ giữa Cr203 và Ti02 (trong cơ sở mối quan hệ giữa Cr2O3 và TiO2 (trong kết hợp với FeO), chúng tôi đã xác định được ba loại phân vùng hóa học cơ bản trong hồng ngọc Mong Hsu cho đến nay Loại A: Một biến thể khác biệt trong Cr2O3 không tương quan với Titaniunl đã được tìm thấy cho các mẫu 1, 3 và 4.
Những viên hồng ngọc này có nồng độ Cr2O3 cao trong vùng màu đỏ mãnh liệt (đại diện cho lõi của tinh thể ban đầu) và số lượng Cr2O3 ít hơn trong "vành" màu đỏ nhạt hơn (mẫu 1 và 3). Trong mẫu 4, chúng tôi đã tìm thấy một phân vùng màu đỏ cực nhỏ ít cực hơn, mặc dù mẫu được đặt cạnh bàn vuông góc với trục c. Theo đó, các biến thể hóa học ít rõ rệt hơn so với các mẫu khác có phân vùng màu sắc trực quan mạnh. Loại B: Một biến thể khác biệt trong Cr2O3 đã được tìm thấy tương quan với phân vùng TiO2 riêng biệt trong các mẫu được xử lý nhiệt 2 và 5. Nồng độ cao của Cr2O3 và TiO2 bị hạn chế ở lõi đỏ tương đối dữ dội. Loại C: Một phân vùng TiO2 khác biệt vuông góc với trục c, tương quan nghịch với Cr203 ở các vùng bên ngoài của vành, được tìm thấy trong mẫu 6 chưa được xử lý, có lõi màu tím đồng nhất và vành màu đỏ nhạt. Nồng độ TiO2 trong lõi cao hơn trong vành. Cr2O3 cao hơn ở phần ngoài cùng của vành. Không tìm thấy các biến thể hệ thống trong mẫu này theo hướng song song Trong một số mẫu, wc tìm thấy mối tương quan với trục c. Trong nghiên cứu mẫu 7 sự tăng trưởng và phân vùng màu phức tạp liên quan đến các mặt c, n, r và w cho thấy một phân vùng cực kỳ phức tạp của cả Cr2O3 và TiOz không phù hợp với bất kỳ loại đơn giản nào được mô tả ở trên. Trong một số mẫu, wc tìm thấy mối tương quan giữa V2O3 và Cr2O3; đó là, crôm cao và vanadi tương đối cao trong lõi đỏ mãnh liệt, với sắc tố thấp hơn và vanadi trong vành màu đỏ nhạt hơn. Không có mối tương quan nào giữa sắt và titan hoặc giữa sắt và crom Do đó, có thể kết luận rằng phân vùng màu tương quan với một biến thể có hệ thống trong Cr2O3 và / hoặc TiO2 (xem thêm hộp B]: Màu tím (không được xử lý và màu đỏ dữ dội (nhiệt lõi được xử lý) của các viên ruby Mong Hsu có các lớp đồng tâm Cr203 cao hơn đáng kể so với các lớp "viền" màu đỏ nhạt hơn xung quanh chúng. Chúng tôi cũng xác định các vùng có các khối đồng tâm TiO2 cao (so với phần vành) trong màu tím (không được xử lý] và màu đỏ (không được xử lý) được xử lý nhiệt lõi của một số viên ruby Mong Hsu (loại C). Trong một số san ~ ples, chúng tôi đã tìm thấy cả hai loại tinh thể Cr02 và Ti02 cao trong lõi Tóm lại, có vẻ như phân vùng hóa học chính của hồng ngọc Mong Iisu, giữa tinh thể corc và riin, là do lượng crôm và / hoặc Titaniunl lớn hơn trong các khu vực giới hạn trong lõi đỏ hoặc tím dữ dội. Giữa các vùng khác nhau trong vành, giá trị chronliun ~ và / hoặc titan cũng có thể khác nhau. Có thể so sánh các đồng tâm nguyên tố ace của hồng ngọc Mong HSLI so với các loại hồng ngọc tự nhiên từ các mỏ có tầm quan trọng thương mại khác, bao gồm Luc Yen (Việt Nam), Morogoro (Tanzania], Mogolt (Myanmar), Kenya, Sri Lanlta, Malawi và Thái Lan. Nồng độ Cr203 trong hồng ngọc Mong Hsu có thể cực kỳ cao. Nồng độ FeO tương đối thấp so với các viên ruby từ các loại tiền gửi khác bằng đá cẩm thạch như Morogoro hoặc Luc Yen. Đầu trên của phạm vi TiO2 cao hơn nhiều so với các giá trị được tìm thấy trong các viên hồng ngọc cho thấy những sự kiện tương tự. Nồng độ V203 tương tự như nồng độ được báo cáo đối với hồng ngọc froin Mogolc, nhưng có thể cao hơn nhiều so với nồng độ được công bố đối với ngòi nổ từ một số loại tiền gửi bằng đá cẩm thạch khác, như Morogoro và Luc Yen. Phạm vi nồng độ FeO, TiO2 và V2O3 được tìm thấy trong hồng ngọc Mong Hsu khác với các loại hồng ngọc từ roclts bazan (ví dụ: Thái Lan). Sự kết hợp của Cr2O3, TiO2 và V2O3 tương đối cao cùng với nồng độ FeO tương đối thấp cho đến nay chưa được báo cáo cho bất kỳ loại hồng ngọc tổng hợp nào. Tóm lại, các mẫu nguyên tố vi lượng của hồng ngọc Mong Hsu rất hữu ích để phân biệt các mẫu mặt với các mẫu tổng hợp của chúng.
Quá trình đồng hóa
Mặc dù có thể có một số trùng lặp với các viên hồng ngọc tự nhiên khác có nguồn gốc từ các mỏ đá cẩm thạch, nội dung nguyên tố vi lượng của các mẫu riêng lẻ, trong quá trình đồng hóa với các đặc điểm khác, cũng có thể hữu ích cho việc xác định địa phương. Đặc điểm quang phổ. Nội soi có thể nhìn thấy và tia cực tím. Phổ hấp thụ của hồng ngọc Mong Hsu được xử lý nhiệt và vành ngoài của mẫu vật chưa được xử lý là điển hình của những viên ruby có hàm lượng sắt thấp, không có sự hấp thụ liên quan đến sắt ở 450nm. Các đặc tính hấp thụ trong tia cực tím rất giống với các viên ruby nghèo sắt từ mỏ marbletype. Phổ của các mẫu không được xử lý với lõi tím cho thấy các tính năng hấp thụ bổ sung ở khu vực màu đỏ và màu vàng, trong khoảng 800nm và dải hấp thụ chromiunl rộng trong phạm vi màu xanh lá cây, được đặt chồng lên trên các khối đá ruby . Các đặc điểm hấp thụ này được mô tả là: độ hấp thụ rộng trong song song phổ và vuông góc với trục c, dao động từ khoảng 800 nin đến khoảng 550 nnl mà không có cực đại hấp thụ riêng biệt và dải hấp thụ phân cực trong phổ vuông góc với c- trục, với một maxiinuin ở 675nm, nghĩa là, trong phạm vi của các dòng crom có độ sáng tốt ở 693.669 và 659 nm. Trong các mẫu màu tím khác nhau được đo, cường độ tương đối của các dải trong arca đỏ đến vàng khác nhau. Ở một số người, dải 675nm là vết thương hơn so với đường hấp thụ Cr3 + 693nm; ở những người khác, sự hấp thụ 675- nin, bị phân cực mạnh, đã vượt quá mức hấp thụ chroinium tốt này ở cường độ.Tính hấp thụ bổ sung
Các tính năng hấp thụ bổ sung này trong màu đỏ, đặc biệt là sự hấp thụ rộng, chịu trách nhiệm cho màu sắc trong lõi, nghĩa là màu tím nhạt song song với trục c và màu tím mạnh vuông góc với c. Do đó, màu tím trong hồng ngọc Mong Hsu là do sự chồng chất của một thành phần màu đỏ (ruby) gây ra bởi cl ~ romiuin và một thành phần màu xanh được loại bỏ bằng cách xử lý nhiệt. Thành phần màu xanh bao gồm hai tính năng hấp thụ khác nhau, cường độ mạnh hơn trong phổ vuông góc với trục c. Ngọc bích tím và hồng ngọc đỏ tía được biết đến từ nhiều địa phương khác nhau, chẳng hạn như Ratnapura, Sri Lanlca, và Umba, Tanzania. Trong tất cả các loại mẫu màu tím bị đóng băng, các thành phần màu xanh lam của màu tím là do dải hấp thụ rộng ở vùng màu đỏ, có thể được loại bỏ ít nhất một phần bằng cách xử lý nhiệt, được xử lý ở nhiệt độ tương đối thấp như 1000 "hoặc 1200 ° C, trong lịch sử đã được sử dụng để xử lý nhiệt của corundum (Bauer và Schlossmacher, 1932) Một dải hấp thụ cực kỳ rộng ở vùng spcctral đỏ đến xanh lá cây (betwecn 800 và 500nm) đã được nhìn thấy trong các viên sapphire màu xanh từ nhiều loại khác nhau Các địa phương và thường được khẳng định với sự hấp thụ chargetransfer FeZ + / Ti4 +. Màu xanh lam trong loại sapphire sắt thấp này (nghĩa là không có dải hấp thụ Fe2 + / ~ e3 + cụ thể trong vùng hồng ngoại gần) cũng có thể được loại bỏ một phần bằng cách xử lý nhiệt tại Nhiệt độ thấp, một số saphia biến thành không màu khi được nung nóng. Nếu sự hấp phụ chuyển đổi điện tích sắt-titan được đặt chồng lên trên phổ ruby, màu của mẫu bị thay đổi từ màu đỏ sang màu tím sh đỏ, tím hoặc tím, theo cường độ tương đối của hai thành phần gây màu trong quang phổ .Với đặc điểm quang phổ của hồng ngọc Mong Hsu và phân vùng titan của chúng, sự hấp thụ rộng hơn trong rcd và màu tím kết quả của lõi của những viên hồng ngọc này phù hợp với sự hiện diện của thành phần sapphire màu xanh như vậy. Tuy nhiên, trong phổ hấp thụ của các mẫu Mong Hsu chưa được xử lý có lõi tím, chúng tôi cũng quan sát thấy một dải hấp thụ phân cực bổ sung ở 675nm , hiện chưa được hiểu đầy đủ. Trong soine của các mẫu, dải hấp thụ này vượt quá dòng crôm 693nm về cường độ. Mối tương quan duy nhất được tìm thấy trong tài liệu cho ban nhạc này là sự hấp thụ phổ của Mn4 + trong corundum. Mn4 + xuất hiện trong các tinh thể corundum phát triển tổng hợp và Verneuil, được pha tạp bởi mangan, với bổ sung MgO để bù phí. Mn4 + là đẳng lượng với Cr3 + và có ba electron d. Nó cho thấy, ngoài dải 675nm sắc nét, độ hấp thụ rộng ở khoảng 470nm và cạnh hấp thụ trong vùng tử ngoại, đuôi năng lượng thấp kéo dài đến vùng nhìn thấy được, khiến cho sự hấp thụ liên tục tăng lên từ khoảng 500nm về phía bước sóng nhỏ hơn.Nếu một dải absoiption rộng của Mn4 + ở bước sóng 470nm có mặt trong quang phổ của conindum mang crom, thì sự hấp thụ này, không có gì có thể, ẩn giữa hai dải hấp thụ crom gây màu. Do đó, trong một mẫu của NIong Hsu niby có lượng crôm cao và nồng độ mangan tương đối thấp (xem bảng 2 và 31, có thể hình dung rằng chỉ có dải hấp thụ nhỏ 675-nin gần với vạch huỳnh quang crom nhỏ ở 693 1111 Tuy nhiên, sự phân công này cần nghiên cứu thử nghiệm thêm để xác nhận, đặc biệt là giải thích về cơ chế ổn định có thể bằng bù điện tích và phản ứng của nó đối với xử lý nhiệt. Tóm lại, quang phổ của lõi tím trong ~ Moilg Hsu rubies bao gồm các vạch hấp thụ lznown và các dải hấp thụ của C13 + trong corundum, trên đó được đặt chồng lên một sự hấp thụ chuyển điện tích Fe2 + / Ti4 + rộng và một đường bổ sung ở 675nm, bản chất của nó chưa bị lznown. tính năng hấp thụ bổ sung màu đỏ trên màu tím của các lõi khác nhau khác nhau, và nghiên cứu bổ sung là cần thiết (ví dụ, bằng sự kết hợp của quang phổ hấp thụ kính hiển vi d phân tích vi mô) để tìm hiểu nguyên nhân của màu sắc trong các mẫu được phân vùng cao này. Quang học hồng ngoại. Phổ hồng ngoại của các mẫu được xử lý nhiệt trong suốt cho thấy các phổ hấp thụ sắc nét trong phạm vi 3000 đến 3500 cm-I - với hai cực đại, ở 3233 và 3310 cm-1 (flgure 301, hoặc với một n ~ axhnunl ở 3310 cm -1- hoặc quang phổ hoàn toàn không có sự hấp thụ hồng ngoại trong phạm vi được đề cập. Smith và Surdez (1994) đã báo cáo bảy dải sắc nét có cường độ khác nhau ở 3189 (wealz), 3233 (trung bình), 3299 (rất lành).
Tính quang phổ
Do đó, các dải hấp thụ sắc nét trong quang phổ hồng ngoại của hồng ngọc Mong Hsu được gán cho các dao động kéo dài OH và chỉ ra rằng các nhóm hydroxyl đã được kết hợp trong cấu trúc tinh thể của các mẫu được xử lý nhiệt soine. Smith (1995) đã ghi lại phổ hấp thụ trong các mẫu chưa được xử lý bao gồm một số dải hấp thụ rộng. Ông đã chỉ định quang phổ này cho các thể vùi siêu nhỏ hoặc cận âm của diaspore, AlO (0H). Các rung động kéo dài OH cũng đã được tìm thấy trước đây trong quang phổ hồng ngoại của một số mẫu ruby và sapphire chưa được xử lý froni Sri Lanlza; trong một ruby froin Sri Lanlta và một sapphire xanh từ Montana và chưa được xử lý ngọc bích Úc xanh (Moon và Phillips, 1994). Chúng không bị hôi trong quang phổ của các viên ruby tổng hợp phát triển từ thông lượng; Peretti và Smith, 1994). Đối với gen ~ ology thực tế, sự hiện diện của các dòng hấp thụ OHrelated trong phổ hồng ngoại của ntby không xác định chỉ ra rằng mẫu không phải là một viên ruby tổng hợp phát triển từ thông, mặc dù nó có thể là mẫu tổng hợp được trồng bằng Verneuil hoặc được thủy nhiệt là những viên ruby tự nhiên dễ nhận biết hơn so với vật liệu được trồng thông lượng) hoặc đá tự nhiên. Để thảo luận về sự khác biệt giữa ruby tổng hợp được trồng bằng Vemeuil và thủy nhiệt.Ruby Mong Hsu xử lý nhiệt
Số lượng lớn các viên ruby mới tại Mong Hsu đều được xử lý nhiệt trước khi chúng tham gia buôn bán trang sức. Hồng ngọc Mong Hsu dễ dàng được nhận ra bởi các đặc tính n ~ icroscopic đặc biệt của chúng. Chúng có một số tính năng mà cho đến nay vẫn chưa được báo cáo cho các trường hợp khác. Chúng bao gồm: Một phân vùng màu riêng biệt giới hạn trong các tiêu chí tăng trưởng cụ thể, với một hoặc hai "lõi" màu tím được bao quanh bởi một "vành" màu đỏ. Các đặc điểm quang phổ trong phần màu đỏ đến màu vàng của quang phổ nhìn thấy được, với các dải hấp thụ được phục hồi trong quá trình xử lý nhiệt để thay đổi lõi froni tím thành màu đỏ. Sự hiện diện của các hạt màu trắng trong các khu vực tăng trưởng nhất định, được hình thành như là kết quả của xử lý nhiệt. Chúng tôi thấy rằng việc phân vùng màu trong các mẫu của chúng tôi có liên quan chặt chẽ với phân vùng hóa học con ~ plex được giới hạn trong các lớp tăng trưởng được hình thành song song với pinacoid cơ bản, với hình thoi tích cực và hai hình thoi hình lục giác. Chúng tôi đã quan sát một chuỗi tăng trưởng khác biệt, theo đó các khu vực màu đỏ và màu tím được tạo ra trong các chu kỳ tăng trưởng khác nhau, với sự thay đổi thói quen tự nhiên giữa các khu vực tăng trưởng khác nhau. Sự thay đổi tính chất vật lý, chẳng hạn như các chỉ số khúc xạ, có liên quan chặt chẽ đến thành phần hóa học của các mẫu. Mặc dù các tính chất của các tinh thể có liên quan đến các điều kiện tăng trưởng khác nhau trong quá trình làm sáng tỏ các viên ruby - nghĩa là phân vùng tăng trưởng, phân vùng màu và phân vùng hóa học liên quan đến nhiệt độ và / hoặc áp suất và / hoặc thành phần hóa học của môi trường tlie - đều tốt hiểu. Chỉ có model sơ bộ hiện có sẵn để cung cấp một bản giải thích chi tiết về nguyên nhân của các chu kỳ tăng trưởng liên tiếp.
Kết luận
Cũng không phải là một lời giải thích toàn diện cho những tính chất của hồng ngọc Mong Hsu thay đổi khi xử lý nhiệt. Lilcewise, không có mô hình nào có thể giải thích tất cả các tính năng liên quan đến sự thay đổi của tính chất quang phổ W-nhìn thấy và 1K, có liên quan chặt chẽ đến sự thay đổi màu sắc và cũng có thể là sự kết hợp của các hạt màu trắng. Các đặc tính đặc biệt của Mong I-isu nt sở hữu rất hữu ích trong việc phân tách các saiiiples mặt đối với các đối tác tổng hợp của chúng và cũng trong việc thiết lập địa phương nguồn gốc. Các đặc tính chẩn đoán nổi bật nhất của hồng ngọc Moiig HSU được xử lý nhiệt yêu cầu kiểm tra nội soi cẩn thận, sử dụng các kỹ thuật ngâm kết hợp với chiếu sáng sợi quang, các tính năng chính bao gồm các cấu trúc tăng trưởng được phân định theo phân vùng màu khác biệt giữa lõi và vành; các loại khác nhau của các hạt màu trắng và các bộ truyền phát màu trắng cũng có giá trị chẩn đoán. Các kỹ thuật phòng thí nghiệm chuyên ngành, như phân tích XRF và quang phổ hồng ngoại, cung cấp thêm thông tin chẩn đoán. Tuy nhiên, Probleins cho thương mại phát sinh từ các khối đá lớn với các vết nứt dường như đã được lấp đầy bằng một vật liệu lạ, đặc biệt là vết thương được chữa lành một phần bằng chất độn thủy tinh và / hoặc tinh thể.
(Dunjji, Sưu tầm và biên soạn)
Xem thêm:Ruby Mong Hsu và những góc khuất (phần 1)
Ruby Mong Hsu và những góc khuất (phần 2)
Ruby Mong Hsu và những góc khuất (phần 3)
Ruby Mong Hsu và những góc khuất (phần 4)
Ruby Mong Hsu và những góc khuất (phần 5)
