بهسازی سنگهای قیمتیگوهر شناسی و سنگ شناسی

آیا کهربای سبز طبیعی وجود دارد؟

امروزه در بسیاری نقاط جهان از جمله ایران انواع رنگهای کهربا خرید و فروش می شود. برخی رنگهای کهربای طبیعی کمیاب هستند. کهربای سبز و آبی شامل این موارد است. مثلا کهربای آبی تا کنون فقط در جمهوری دومینیکن یافت شده است. برخی گزارشات غیر رسمی گفته اند کمتر از 1% کهربای بالتیک سبز رنگ هستند.

سوالات اصلی پیرامون کهربای سبزی که وارد بازار شده است عبارتند از: آیا “طبیعی” است؟ و اگر طبیعی نیست، آیا از کهربا یا رزین جوانتر و از نظر ساختاری نارس یعنی کوپال تولید می شود؟ موسسه گوهر شناسی آمریکا GIA می گوید بر اساس شواهد و تجربه خود می دانیم که کهربای سبز در طبیعت بسیار کمیاب است و تا به امروز در رنگ های پر رنگ زبرجدی مانند که در حال حاضر در بازار دیده می شود گزارش نشده است.

کهربای سبز دریای بالتیک
کهربای سبز بالتیک (به گفته فروشنده!) که احتمالا بهسازی شده اند.

در واقع، بسیاری از فروشندگانی که این مواد را ارائه می‌کردند، به آسانی اذعان کردند که این ماده با بهسازی حرارتی تولید می‌شود. چیزی که به آسانی مشخص نیست این است که آیا ماده اصلی مورد بهسازی، کوپال است یا مشابه فسیل شده با ارزش تر آن، کهربا. البته در این مطلب ما به بررسی نمونه های سنتتیک و مصنوعی سبز رنگ کهربا نمی پردازیم.

روش بهسازی کهربا / کوپال به رنگ سبز

امروزه کهرباهای سبز خوش رنگ مایل به زرد، شبیه رنگ زبرجد به صورت تسبیح یا نگین دامله در زیورآلات مختلف دیده می شود. بعضا تحت نام هایی چون “کهربای سبز طبیعی کارائیب” یا “کهربای بسیار نادر بالتیک” یا منشا برزیل به فروش می رسند. حتی رنگ برخی از این مواد، سبز بسیار پر رنگی است که قبلا به طور نادر در مکزیک دیده شده است.

اوتوکلاو جهت بهسازی کهربا/کوپال به رنگ سبز
اوتوکلاو جهت بهسازی کهربا/کوپال به رنگ سبز . عکس از Hung Chi

رنگ 99% این نوع کهربای سبز طی یک فرآیند دو مرحله ای شامل فواصل زمانی طولانی تحت گرما، فشار و محیط کنترل شده در اتوکلاو بهسازی بدست می آید. هرچه تعداد مراحل حرارت دهی بیشتر باشد، رنگ سبز پر رنگ تری بدست می آید. در طول بهسازی ، گویا اجزا و ترکیبات فرار از مواد خارج شده و سبب پایداری و سختی آن می شود.

فرآیند بهسازی از یک تکنیک تقویت سنتی مشتق شده است که اغلب برای بهبود رنگ، شفافیت یا سختی کهربا در آلمان، روسیه، لهستان و لیتوانی استفاده می شود. این فرآیند توسط هانس ورنر مولر از شرکت Facett Art (تامین کننده گوهرسنگ) در ایدار-اوبراشتاین آلمان برای تولید “کهربای سبز” اصلاح شده است. در سال 2007 دکتر لور کیفرت از آزمایشگاه سابق AGTA-GTC از Facett Art بازدید کرد و گزارش داد که این شرکت عمدتاً از کهربای اوکراینی برای تغییر رنگ به سبز استفاده می کند. او نتیجه گرفت که هیچ رزین سنتتیک مانند پلاستیک در مواد قابل تشخیص نیست.

کوپال قبل و بعد از بهسازی حرارتی
بالا: کوپال کلمبیایی زرد لیمویی رنگ که یک مرحله بهسازی حرارتی (180 درجه سانتیگراد و فشار 20 بار به مدت یک ساعت) روی آن انجام شده است. پایین: بعد از بهسازی به رنگ قهوه ای مایل به زرد تبدیل شده است. این بهسازی توسط دستور العمل Treasure Green
Amber Ltd انجام شده است. عکس از GIA: A. Abduriyim

کمپانی دیگری (Treasure Green Amber Ltd) این تکنیک را خریداری کرد و بیش از دوازده اتوکلاو را در کارخانه خود در گوانگژو چین نصب کرد. متعاقباً فرآیند گرمایش را برای دستیابی به بازده بالاتر رنگ سبز خوش رنگ تر بهبود بخشید. عملیات حرارتی چند مرحله ای ممکن است اشباع رنگ سبز یا عمق نفوذ لایه رنگ از سطح ماده را بهبود بخشد. البته هنگامی که این مواد در یک منطقه تاریک قرار می گیرند، رنگ سبزشان همیشه پایدار نیست.

GIA طی تحقیقی با استفاده از اتوکلاو و پروتکل عملیات حرارتی ارائه شده توسط Treasure Green Amber Ltd ، توانست”رنگ سبز” را از کوپال کلمبیایی و برزیلی و از کهربای منطقه دریای بالتیک، اوکراین، جمهوری دومینیکن و مکزیک تولید کند. هر دو نمونه کوپال و کهربا از سایر مناطق دیگر به زرد مایل به سبز یا قهوه ای تبدیل شدند. کهربای ژاپنی از کوجی قهوه‌ای شد و کوپال از تانزانیا و ماداگاسکار به رنگ زرد با کمی رنگ سبز درآمد. با این حال، تنها تعداد محدودی از نمونه‌ها تحت بهسازی قرار گرفتند، بنابراین ممکن است که مواد دیگر از این محل‌ها واکنش متفاوتی نشان دهند.

عامل رنگ سبز طی فرآیند بهسازی کهربا

علت رنگ سبز در کهربا توسط بهسازی
تصویر بالا : کوپال کلمبیایی بدون بهسازی تحت بزرگنمایی و نور فایبراپتیک بدون اینکلوژنهای ابری مانند . تصویر پایین: ابرهای دانه ای ریز کهربای بالتیک بعد از بهسازی حرارتی عکس از gia : A. Abduriyim

عملیات حرارتی اینکلوژنهای ابری دانه‌ای ریز ایجاد میکند که معمولا در سرتاسر نمونه‌های سبز بهسازی شده با استفاده از بزرگ‌نمایی و نور فایبر اپتیک قوی مشاهده می شود. رنگ سبز احتمالاً ناشی از پراکندگی کلوئیدی (پراکندگی نور) ذرات ریز در این ابرها است، همانطور که در مورد کهربای کمیاب سبز طبیعی مکزیکی نیز همینطور است.

تشخیص کهربای سبز

نگرانی ها در مورد تشخیص کهربای سبز طبیعی

کهربای سبز تراشیده شده
کهربای سبز باکیفیت با تراش فست حرفه ای

در نمایشگاه IJT در سال 2008، بحث‌های قابل‌توجهی در میان فروشندگان کهربا از لهستان و لیتوانی در مورد این موضوع وجود داشت که برخی از آنها مبنی بر این بودند که ماده اولیه برای “کهربای سبز” نیز از لهستان آمده است و تمام “کهربای سبز” برای فروش در آنجا از کوپال تولید شده است. بسیاری از آزمایشگاه‌ها و فروشندگان کهربا در ژاپن به «کهربا سبز» مشکوک شدند، زیرا این احتمال وجود داشت که از کهربای قدمت دار به عنوان ماده اولیه استفاده نشده باشد.

کهربا و کوپال معمولاً به دلیل تفاوت در خواص فیزیکی آنها (به عنوان مثال، سختی و مقاومت در برابر اسید) و طیف مادون قرمز، می توان آنها را با آزمایش های اولیه گوهرشناسی جدا کرد. با این حال، به نظر می‌رسید که بهسازی «کهربای سبز» می‌تواند ساختار ماده اولیه اصلی را تغییر دهد (بیشتر شبیه نمونه طبیعی بدون بهسازی می شود)، بنابراین شناسایی با ابزار رایج گوهرشناسی آن‌چنان ساده نبود.

تشخیص کهربای سبز طبیعی بدون بهسازی از کوپال

بهسازی حرارتی کهربای سبز
نمونه‌های کهربا و کوپال از مناطق مختلف برای آزمایش‌های حرارتی دو مرحله‌ای استاندارد که GIA استفاده کرده است. برای هر جفت، نمونه‌های بهسازی نشده در سمت چپ و نمونه‌های پس از حرارت دهی در سمت راست نشان داده شده‌اند. کوپال کلمبیایی (Col02) و برزیلی (Bra02) سبز روشن شدند. کوپال زرد کم رنگ از ماداگاسکار (Mad02) و تانزانیا (Tan02) به رنگ زرد شدید با اندکی ته رنگ سبز تبدیل شد. کهربای کوجی (Kuj-02) به رنگ قهوه ای تیره درآمد. نمونه‌های کهربا از منطقه دریای بالتیک (Bal01H) و همچنین از اوکراین (Uk-02)، جمهوری دومینیکن (Dom-01H) و مکزیک (Mex-01H) به طور کلی سبز شدند، اگرچه رنگ مواد دومینیکن و مکزیکی خیلی سبز اشباعی نشده بود. عکس ها از Masaaki Kobayashi.

1- تست های رایج

بسیاری از این کهرباهای سبز موجود در بازار که اغلب با رنگ سبز مایل به زرد پررنگ (پریدوتی) ، شفافیتی عالی و اینکلوژن کمتر نسبت به کهربا معامله می شوند در کهربای طبیعی بدون بهسازی دیده نمی شوند. سختی، SG و مقاومت حلال “کهربای سبز” معمولاً بیشتر از کوپال است. با اینحال در مقایسه با کهربای بهسازی نشده، کهربای سبز حرارت داده شده هیچ تفاوت قابل مشاهده ای در RI و SG نشان نمی دهد، اما وقتی با یک سوزن داغ به آن بزنیم، بوی نقطه داغ آن ضعیف تر از کهربای بهسازی نشده طبیعی است. واکنش فلورسانس کهربا و کوپال به طور بالقوه یک شاخص بسیار خوب برای بهسازی حرارتی است.

کهربای سبز
کهربای سبز مکزیک (به گفته فروشنده) . با این حال اینکه کوپال بهسازی شده هستند یا کهربای بهسازی شده یا بدون بهسازی ، امری چالش بر انگیز است.

به نظر می‌رسد که واکنش آبی متمایل به سفید در تابش امواج فرابنفش با طول موج بلند نشان‌دهنده بهسازی است، زیرا، به استثنای کهربای مکزیکی، تنها در کهربا و کوپال پس از بهسازی حرارتی و در نمونه‌های “کهربای سبز” که تحت بهسازی حرارتی نشان داده شده‌اند، مشاهده می شود. با این حال، این واکنش فلورسانس نمی‌تواند ماده اولیه را شناسایی کند، زیرا نمونه‌های کهربا و کوپال با بهسازی گرمایی واکنشی مشابه دارند.
آزمایش‌های مخرب شامل خراشیدن، قرار گرفتن در معرض الکل و نقطه داغ ممکن است برای جدا کردن کهربا سبز از کهربای مصنوعی (رزین سنتتیک) مفید باشد، اما بازخوردهای این آزمایش‌ها برای جدا کردن کهربای سبز از کوپال یا کهربا مفید نیست.

2- تست های پیشرفته

GIA نمونه‌هایی از کهربا و کوپال را از مناطق مختلف جمع‌آوری کرده و آزمایش‌های بهسازی حرارتی را با کمک کمپانی Treasure Green Amber Ltdانجام داده است. آنها با استفاده از آنالیز پیشرفته طیف‌سنجی تبدیل فوریه فروسرخ (FTIR) و رزونانس مغناطیسی هسته (NMR) با وضوح بالا (NMR) حالت جامد 13C تفاوت‌های ساختار مولکولی را در بین “کهربای سبز”، کهربا و کوپال بدون بهسازی و همچنین تغییرات ساختاری که در نتیجه عملیات حرارتی رخ داده است مورد مطالعه و نتایج آنها را تحت مقالاتی منتشر کرده است.

در بررسی های GIA ، جذب NMR 13C نزدیک به 179 ppm در تمام کهرباها و کوپال های حرارت دیده شده چند مرحله ای و همچنین در تمام نمونه های تجاری “کهربای سبز” مشاهده شد، بنابراین یک شاخص طیف سنجی برای جداسازی نمونه های به طور مصنوعی و طبیعی سن می خورند، ارائه می شود. با این حال، نمی توان از این سیگنال برای تعیین هویت ماده اولیه استفاده کرد.

تست های 13C NMR (بالا) و FTIR (پایین)

در بررسی های پیشرفته با استفاده از آنالیز طیف FTIR تعیین اینکه آیا این نمونه های “کهربای سبز” در اصل کوپال بوده اند یا کهربای طبیعی دشوار است. با این حال، این امکان وجود دارد که ویژگی‌های طیفی مشخصه مناطق خاص ممکن است به شناسایی منشأ زمین‌شناسی برخی از نمونه‌ها و بنابراین احتمال اینکه ماده اولیه کوپال یا کهربا باشد کمک کند. به عنوان مثال، وجود شانه بالتیک در طیف FTIR نشان می دهد که کهربا از منطقه دریای بالتیک یا اوکراین ماده اولیه احتمالی است.

در بررسی های آنها جذب کوچک در حدود 820 cm-1 در طیف سنجی FTIR در تمام نمونه‌های کهربایی و کوپال بهسازی شده (به جز مواردی که با فرآیندهای آزمایشی دو و تک مرحله‌ای بهسازی شده‌اند) و در تمام نمونه‌های تجاری “کهربای سبز” شناسایی شد. از این ویژگی می توان برای شناسایی بهسازی استفاده کرد. شواهد طیفی شانه بالتیک نشان می دهد که ماده اولیه کهربا بوده است. با این حال، عدم وجود این ویژگی هیچ اطلاعات قطعی در مورد مواد اولیه ارائه نمی دهد.

راه چاره در چالش تشخیص کهربای سبز

با توجه با اینکه در تشخیص کهربای سبز ، اگر ماده اولیه کوپال بوده باشد بعد از بهسازی گرمایی، سختی و مقاوتش در برابر حل شدن بیشتر شده و خواص فیزیکی مشابه کهربای طبیعی بدون بهسازی به خود میگیرد، تشخیص و تمایز این دو با ابزار گوهرشناسی استاندرد رایج بسیار دشوار است. در ایران نیز امکان دسترسی بررسی گوهر با ابزار پیشرفته توسط لابراتوارها محدود است.

کهربای کلکسیونی سبز آبی زرد
یک قطعه کلکسیونی کهربای سبز-زرد دارای فسیل حشرات از مکزیک که در نور روز رنک آبی را نیز نشان میدهد.

بنابراین، کمیته هماهنگ سازی راهنمای آزمایشگاهی (LMHC) به این نتیجه رسید که از 1 ژوئن 2009، اگر هویت به عنوان کهربا یا کوپال را نتوان به آسانی تعیین کرد، باید نوع آن را کهربا (Amber) نامید و عبارت:
” Indications of heating, this resin has been processed by heat and pressure and may have been derived from copal “ (نشانه های حرارت دیدگی ؛ این رزین تحت حرارت دهی و فشار قرار گرفته و ممکن است از کوپال گرفته شده باشد) در ستون کامنت قرار داده شود.

این عبارت برای مواد سبز و همچنین برای مواد زرد تا قهوه ای صدق می کند. همانطور که در بالا نیز اشاره شد، وجود ویژگی شانه بالتیک در طیف FTIR ثابت می کند که ماده اولیه کهربا بوده است. با این حال، شناسایی با این روش مستلزم آن است که چندین میلی گرم به پودر تبدیل شود. در برخی موارد، شانه بالتیک نیز ممکن است با طیف‌سنجی FTIR بازتابی نفوذ غیرمخرب قابل شناسایی باشد. برای نمونه های حرارت دیده شده که این ویژگی را نشان می دهند، LMHC مقرر کرده است که از نظر زیر در گزارش (شناسنامه نمونه) استفاده شود:

” Indications of heating, this resin has been processed by heat and pressure “ (نشانه های حرارت دهی، این رزین توسط حرارت و فشار بهسازی شده است). این عبارت برای مواد سبز و همچنین برای مواد زرد تا قهوه ای صدق می کند.

از طريق
Ahmadjan Abduriyim, et al.
منابع
CHARACTERIZATION OF “GREEN AMBER” WITH INFRARED AND NUCLEAR MAGNETIC RESONANCE SPECTROSCOPYGIA : Gems & Gemology, Fall 2009, Volume 45, No. 3

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.

دکمه بازگشت به بالا