由硅铍石晶体与两相包体组成的“钉状包体”(水热法,暗域照明,×40倍)祖母绿的主要元素组成为铍、铝、硅、氧等,由于合成过程中,局部铝含量不足,导致了硅铍石的出现。成片出现的晶体包体、气泡和空洞组成的两相包体(水热法,暗域照明,×40倍)不明包体(水热法,暗域照明,×40倍)形似水晶中的“幻晶”上图红色框内区域对的局部放大图(水热法,暗域照明,×80倍)羽状包体(助熔剂法,左:垂直照明;右:暗域照明,×80倍)形似天然祖母绿中的气液包体,放大可以看出是由固态物质及空洞组成,被认为是助熔剂残余。
羽状包体(助熔剂法,暗域照明,×20倍羽状包体(助熔剂法,暗域照明,×40倍)助熔剂残余(助熔剂法,暗域照明,×20倍)划重点通常情况下,祖母绿中出现如上的典型包裹体可指示合成。但是包裹体的识别有时候比较困难,且有内部洁净的情况,因此需要结合其他特征来考虑。三、红外光谱天然与水热法合成祖母绿的透射红外光谱图(a、b:水热法合成祖母绿,c:天然祖母绿,d:助熔剂法合成祖母绿;纵坐标为吸收率,横坐标为波长)上图a水热法合成祖母绿中2000-4000cm-1局部放大图从红外光谱图可以看出,助熔剂法合成祖母绿不含水,4000cm-1以上无吸收,很容易与水热法及天然祖母绿区分。
水热法合成祖母绿谱形与天然一致,同时含I型水、II型水(峰位可能略有差异),但3000-4000cm-1的峰形不同,合成的吸收较窄。其中一种水热法合成祖母绿在2000-3000cm-1范围比天然祖母绿多出一些强吸收峰:2614cm-1、2886cm-1、2983cm-1。合成祖母绿背景知识祖母绿的合成历史最早可追溯至1848年, Ebelman采用将天然祖母绿粉末加入钼酸-硼酸盐的助熔剂法合成出祖母绿;1928年R·Nacken等人采用水热法成功合成祖母绿。
发展至今,已有多家厂商可生产处宝石级合成祖母绿,例如市场常见的查塔姆祖母绿、吉尔森祖母绿、林德祖母绿等实际为合成祖母绿,采用厂商名称命名,要注意与产地区分。合成祖母绿的方法主要有助熔剂法和水热法。助熔剂法有查塔姆(Chatham)、吉尔森(Gilson)、莱尼克斯法(Lennix)、俄罗斯Tairus助熔剂法等;水热法有拜伦法(Biron)、林德法(Linde)、俄罗斯水热法、桂林水热法、莱切雷特纳法(Lechleimer)等。
不同厂商的合成祖母绿,其特点稍有不同,但主要差异仍体现在合成方法不同造成的性质差异。温馨提示本文所述天然与合成祖母绿的特征虽然有很多区别,但大多建立在镜下观察的经验和仪器检测之上,它们的外观还是很相似的。甚至由于合成的祖母绿通常净度较高,可能还让买家以为遇到了好货而上当。因此非专业人士在不了解的情况下,建议购买配有正规实验室出具的证书的珠宝玉石,以免造成不必要的损失。
对具体合成方法感兴趣的盆友可阅读推荐文献。推荐阅读Giorgio Graziani, EdwardGiibelin, and Maurizio Martini. 1987.TheLennix Synthetic Emerald. GEMS