بررسی فلورسانس در لاجورد

چند روز پیش در حالیکه مشغول قرار دادن چند نمونه لاجورد افغانستان در فروشگاه سنگ شناس بودم ، یک لاجورد 4.2 گرمی با رگه های نواری آبی پر رنگ در کنار کمرنگ مشابه نوعی کالرزونینگ توجهم را جلب کرد. جهت بررسی اولیه ، آن را با استون (غوطه وری به مدت 20 دقیقه) و سایش تست کردم تا از رنگ نشدگی آن مطمئن شوم که بررسی ها از عدم بهسازی حکایت داشت. در بررسی بعدی هنگامی که گوهر را تحت طیف فرابنفش UV با طول موج 365 nm قرار دادم متوجه فلورسانس قوی نارنجی و آبی مطابق تصویری که در زیر می بینید شدم.

وقتی دیگر لاجوردها را بررسی کردم متوجه شدم اغلب آنها نیز فلورسانس قوی نارنجی – زرد و نقاط بسیار اندکی صورتی تا قرمز دارند.  در حقیقت علت این تنوع واکنش ها تحت UV ناشی از ترکیبات غیر یکنواخت در لاجورد است. لاجورد یک کانی نیست بلکه سنگی متشکل از چندین کانی و مواد معدنی مختلف است. مهمترین جزء معدنی لاجورد “لازوریت” است. با این حال، بیشتر لاجوردها همچنین حاوی کلسیت (سفید)، سودالیت (آبی) و پیریت (فلزی زرد-طلایی) هستند که بسته به میزان جذاب بودن یا نبودن (آرایش و سایز ذرات) می توانند بر ارزش سنگ تأثیر بگذارند. در تصویر زیر میتوانید چند نمونه از این لاجوردها را مشاهده نمایید که فلورسانس جالبی از خود نشان دادند. البته نقاط صورتی ناشی از AL و یا سبز ناشی از Ca نیز مشاهده می شد که بدلیل میزان بسیار کم آنها در عکس قابل مشاهده نیستند ولی در فیلم تا حدودی قابل رویت هستند.

بررسی ترکیبات فلورسنتی لاجورد

هر رنگ ناشی از فلورسانس گوهر تحت UV که می بینیم به ما نوع ترکیب مواد غیریکنواخت تشکیل دهنده لاجورد را می دهد. مطالب کمی در این خصوص گفته شده (شاید چون لاجورد گوهری نیمه قیمتی است) با این حال یک مقاله PDF تحت عنوان ” بررسی خصوصیات ترکیبات پیریت در لاجورد با استفاده از میکرو تصویربرداری فلورسانس اشعه ایکس” توسط سوفیا گایاشی و جوسلین مارسیانو از گروه HORIBA (یک کمپانی مشهور در زمینه سیستم‌های آنالیزی و اندازه گیری) دیدم که بسیار جالب بود.

همانطور که در تصویر می بینید ، تصویر اشعه ایکس از 16 تکه لاجورد (از غیر یک سنگ) به هم متصل (تحت الگویی در یک آویز) را منعکس می کند. سهم عنصری اصلی از سیلیکن Si (به رنگ آبی در شکل) می آید، در حالی که سایر نواحی با کلسیم Ca (سبز ناشی از کلسیت در شکل، و آبی روشن، زمانی که با عنصر Si هم بخشی می شوند) و آلومنیوم Al (صورتی) غنی شده اند. سیگنال باریم Ba (قرمز) که نقاط اتصالات سنگ های مختلف مشاهده می شود، ناشی از رزین مورد استفاده برای ترکیب آویز است.

در شکل 3، نقشه های اشعه ایکس ثانویه Fe و Cr (شکل 3a) و همچنین S و Cr (شکل 3b) را نشان می دهد. مطابقت سیگنال‌های Fe و S مشخصه پیریت است که دارای درخشش فلزی و رنگ زرد برنجی، یک سولفید آهن با فرمول شیمیایی FeS2 ، که به طلای احمق ها نیز معروف است. مناطق غنی از کروم را می توان شناسایی کرد و ممکن است بقایای اکسید کروم باشد که توسط جواهرسازان برای صیقل دادن سنگ ها استفاده می شود. (این مورد در بررسی یکی از لاجوردهایی که داشتم بود.)

طیف نشان داده شده در شکل 4 در مناطق FeS2 و در مناطق غنی از کروم به دست آمد. طیف سبز مربوط به کانی FeS2 است، در حالی که در طیف آبی ، آثار خطوط ثانویه اشعه ایکس کروم را می بینیم. وجود Fe و S در نواحی غنی از کروم ممکن است به عمق نفوذ بالای اشعه ایکس اولیه مرتبط باشد. در نهایت، لاجورد سیلیکات پیچیده است. آنها سنگ هستند و کانی های بلوری مانند یاقوت یا الماس نیستند. بنابراین ترکیب دقیقی ندارند. با این وجود، رنگدانه مسئول آبی پر رنگ آن به عنوان رنگ لاجوردی با فرمول (Na,Ca)8 (AlSiO4)6 (S,SO4,Cl)2 شناسایی شده است.

در شکل 5 سه طیف در مناطقی از نمونه به دست آمد که می توان آنها را غنی از آلومینیوم (نقطه 1)، غنی از کلسیم (نقطه 2) و غنی از سیلیکن (نقطه 3) شناسایی کرد. نتیجه در شکل 6 ارائه شده است. از این طیف ها می بینیم که عناصر اصلی مشخص کننده لازوریت به خوبی شناسایی شده اند و تغییرات شدت پیک، با توجه به ناحیه مورد تجزیه و تحلیل، غیر قابل چشم پوشی است، که نشان دهنده ناهمگونی بالای کانی ها است. علاوه بر این، این سه طیف وجود S را که مسئول رنگ آبی لاجوردی است، برجسته می کند. در واقع، میزان تراکم S میتواند در نوع رنگ فلورسانس ما تاثیر گذار باشد.

منابع: