چالش تشخیص یاقوت های سرخ سنتتیک

چهل یاقوت سرخ با تراش فست دریافت شده از آزمایشگاه های GIA بانکوک و هنگ کنگ مورد مطالعه قرار گرفتند. وزن سنگها در رنج 1.2 تا 4.48 قیراط در طیف رنگهای قرمز تا قرمز مایل به ارغوانی هستند. تمامی این یاقوتها دارای اینکلوژن هایی هستند که شباهتی با مطالب گذشته درباره نمونه سنتتیک و یا طبیعی تک موردی ندارند. بنابراین یافتن منشا طبیعی یا مصنوعی بودن این یاقوت ها به بحثی چالش انگیز تبدیل شد. این اینکلوژنها شامل انواع بارشی، رشته مانند، نیدل های سوزنی، انبوه کریستالی همانند انبوه زیرکن، نگاتیو کریستال های زاویه دار، فلاکس مانند و دسته های نقاط اثر انگشت توری شکل (ترکهای احیا شده) هستند. همچنین کالرزونینگ مایل به ارغوانی نیز در بسیاری از این سنگها یافت شد.

بررسی های استاندارد فیزیکی نمونه ها

بررسی ویژگی های این یاقوت ها با ابزار استاندارد گوهرشناسی و انالیزهای طیف سنجی رامان و FTIR حاکی از جنس کرندوم بودن و نرمال بودن طیف جذبی روبی در تمامی نمونه ها بود. نمونه ها دارای فلورسانس قرمز قوی زیر طول موج بالای UV و ضعیف در طول موج کوتاه اشعه ماورابنفش بودند. برخی از یاقوت های سرخ دارای نوارهای بی‌رنگ هنگامی که در معرض اشعه UV موج کوتاه قرار میگرفتند آن نواحی مایل به سفید گچی از خود نشان میداند.

آزمایشات میکروسکوپی و ویژگی های درونی یاقوت های سرخ

این روبی های چالشی به ما کالر زونینگ (منطقه بندی رنگی) را نشان میدادند که امری غیر معمول در ظاهرشان شامل ساختار زاویه دار قرمز اشباع تا قرمز مایل به ارغوانی بود، چیزی که در بیشتر یاقوت های سرخ طبیعی به صورت گرد شده و بدون نقاط تیز می‌دیدیم. برخی از روبی ها نیز دارای صفحات خیلی نازک بی رنگ و زونینگ آبی بودند.

درون بیشتر این روبی های چالشی چیزهایی شبیه به ترک‌های احیا شده با فلاکس یا نشانه های اثرانگشت توری مانند، مشابه با آنچه در روبی‌های طبیعی حرارت دیده همراه با فلاکس یا روبی های سنتتیک رشد یافته با فلاکس دیده میشد.

چندین اینکلوژن اوپک زاویه دار ظاهرا نگاتیو کریستالی شکل (بلور منفی یا بلور با شکل دروغین) جای گرفته در ساختار اثر انگشتی مانند ، مشابه با یاقوت های سرخ طبیعی در این سنگهای چالشی دیده شده است.

چهار نمونه از این یاقوت ها دارای اینکلوژنهای سری بازتابنده که شبیه اینکلوژنهایی که با نام “باران Rain” معروف هستند (تصویر 18 و 19) ، نیدل‌ها (تصویر 18)، میانباره های سوزن وار یا نخ مانند (تصاویر 20،21،22،23) میباشند.

نمونه #286 که بعدا به دو نیم تقسیم شد تا آزمایشات پیرامون میانباره های درونی و کالرزونینگ و به همین ترتیب آزمایشات عناصر جزیی و مقادیر ایزوتوپی δ18O سهولت یابد. سایر اینکلوژن ها نیز مشاهده شد که در ادامه میبینیم.

بعد از اینکه نمونه #286 در تصویر 24 به دو نیم تقسیم شد (تصویر 36) ، وقتی که در متیل یدید غوطه ور شد باندهای منطقه ای آبی رنگ و همچنین صفحات نازک بی رنگ بطور واضح تری آشکار گشت. در این سطح مشترکهای بی رنگ، اینکلوژن های بلوری توپر نمایان شد که اندازه کوچک آنها مانع تشخیص آنها شد. همه اینها بیشتر شباهت به مواد سنتتیک داشت و یا اینکه حداقل در کرندوم های طبیعی این ویژگیها غیر معمول هستند.  یک تکه از نمونه #286 در آزمایشات لومینسانس، LA-ICPMS و آنالیز ایزوتوپی اکسیژن مورد مطالعه قرار گرفت.

بررسی لومينسانس (تابناکی)

آزمایش نمونه ها با DiamondView در موج فراکوتاه طیف فرابنفش ، ثبت واکنش های فلورسانسی بسیاری از مواد را در مانیتور کامپیوتر فراهم آورد. مادامی که این ابزار مخصوص برای بررسی سنتتیک بودن یا طبیعی بودن الماس و یا بهسازی رنگی آن طراحی شده است، برای دیگر مواد نیز کاربرد دارد. برخی از این یاقوتهای سرخ که با DiamondView بررسی شدند زونینگ جالبی، شامل الگوی رشد زاویه دار در یک روبی با تراش فست (تصویر 42) و شدت فلورسانس متفاوت از ضعیف تا قوی که با صفحات بی‌رنگ (فلش ها را ببینید) در نمونه قطعه #286 متمایز شده اند دیده میشود. (تصویر 43)

طیف سنجی مادون قرمز (IR)

طیف های FTIR برای تمام یاقوتهایی که موضوع این مطالعه بود ثبت شد. بیشتر نمونه ها قله های ضعیف را در مقادیر 3197 ، 3239 ، 3380 و 3392 cm-1 با ثبت یک قله منفرد کوچک در 3309 cm-1 به نمایش گذاشتند. این موقعیت های اوج شبیه به موقعیت هایی است که برای جاذب های مرتبط با OH به ثبت رسیده در کرندوم وجود دارد ، اما شدت آنها بسیار ضعیف است و این داده ها در یاقوت های چالش برانگیز ما قابل اکتفا نبوده و بی نتیجه ماند.

آنالیز شیمیایی یاقوتها

شیمی تمام نمونه ها با استفاده از LA-ICP-MS ثبت شد. نتایج نشان داد که بیشتر این یاقوت های چالش برانگیز دارای وانادیوم (V) از BDL تا بالای 2 ppma داشتند. رادیم (Rh) در کلیه یاقوتهای سرخ در محدوده 0.10 تا 1.30 ppma مشاهده شد ، همانطور که پلاتین (Pt) تا ppma 0.36 داشت. Pt در یاقوتهای سرخ مصنوعی گزارش شده است ، اما نویسندگان در این رابطه هیچ اشاره ای به Rh نشده اند (با توجه به اینکه منبع لوله اشعه ایکس در واحدهای EDXRF معمولاً از Rh یا Ag ساخته شده است ، تشخیص مقدار کمی Rh می تواند روشی جالب و چالش برانگیز باشد). نه مولیبدن (Mo) و نه سرب (Pb) که مشخصه روبی های سنتتیک فلاکس است ، در هیچیک از این روبی های چالش برانگیز موضوع این مطالعه ثبت نشده است.

علاوه بر این ، یک ناحیه خاص که دارای زون بی رنگی در امتداد کمربند بود ، مورد بررسی قرار گرفت. در اینجا مشخص شد که پلاتین (Pt) و رادیوم (Rh) نواحی بی رنگ در مقایسه با مناطق قرمز تشخیص داده شده در غلظت بالاتری قرار دارند. به ترتیب ثبت 0.03 ppma برای پلاتین و 0.20 ppma برای Rh (منطقه بالا – قرمز)؛ 0.19 ppma برای پلاتین و 0.71 ppma برای Rh (قرمز متوسط / بی رنگ) و 0.19 ppma برای پلاتین و 1.30 ppma برای Rh (پایین – بی‌رنگ) بود. نصفه نمونه #286 برای عناصر ناچیز توسط LA-ICP-MS و برای مقادیر δ18O انجام شد. عناصر ثبت شده شامل منیزیم ، Ti ، Cr ، Mg ، Fe ، Ga ، Zr ، Rh ، Hf و Pt بود. نبود V نیز قابل توجه بود.

مقادیر ایزوتوپی اکسیژن

محاسبه مقدار δ18O موجود در کرندوم گوهری یکی دیگر از روشهای بالقوه مفید برای تشخیص اینکه آیا نمونه ای از منشا طبیعی یا مصنوعی است. در این مطالعه ، نقاط انتخاب شده برای آنالیز ایزوتوپ اکسیژن در نمونه #286 تقریباً همراستا با نقاط مورد استفاده برای آنالیزهای LA-ICP-MS بود (شکل 48). مقادیر δ18O به دست آمده از تجزیه و تحلیل 18 نقطه (n = 2) در محدوده -4.83 تا 0.77% قرار دارد و نتایج متغیرهای حاصل از هر منطقه از تجزیه و تحلیل در جدول 3 و در شکل 49 بازتولید شده است.

برای روبی ها و سفایرهای صورتی طبیعی، مقادیر δ18O یافت شده بین 1 تا + 23 درصد است، در حالی که در کرندوم مصنوعی ساخته شده با روش flux-grown ، مقادیر δ18O یافت شده از 4.1 تا +14.8 درصد است. که با نوع طبیعی همپوشانی دارد ، با این حال مقادیر δ18O کورندوم مصنوعی هیدروترمال در محدوده -5.8 تا -0.7٪ سقوط میکنند. در این مطالعه ، مقادیر δ18O ثبت شده برای نمونه #286 بین -4.84 و +0.77% ، که شباهتی نزدیک به نتایج گزارش شده برای کرندوم مصنوعی هیدروترمال دارد. 

منابع: Sudarat Saeseaw, Ren Lu, Jonathan Muyal Challenging Synthetic Rubies Examined in GIA’s Bangkok and Hong Kong Laboratories