红宝石充填注入处理及鉴定特征

大部分红宝石都存在一些裂纹、孔洞。对于这些裂纹、孔洞，尤其是微细的裂纹，目前比较常用且有效的方法就是进行充填注入处理，以达到掩盖裂纹、减少内反射、提高红宝石的亮度和透明度的目的。

1.红宝石的充填注入处理

最常见的红宝石充填注入处理方法是注入油或玻璃（称为玻璃充填）。

（1）对红宝石进行充填注油处理的方法很简单，只要配好与红宝石颜色基本接近的混合机油，把红宝石浸泡其中即可。此法适用于具有平行裂隙的“千层板”红宝石。其缺点与祖母绿充填注入油处理技术一样，混合机油容易挥发而使红宝石褪色，并暴露出原来的缺陷。

（2）红宝石的玻璃充填注入处理需要在高温下进行，目前常采用硼砂或高铅玻璃。

·硼砂充填注入处理技术。硼砂的化学名称为硼酸钠，化学分子式为Na2B3O7·10 H2O。矿物差热分析实验表明，当温度上升到85℃时硼砂便开始大量失水，上升至249℃后，则完全失水形成无水硼酸钠，当温度高于885℃时，便熔化形成液态流体，进入红宝石的微细裂隙，冷却后变成玻璃固态充填物留在其中，可达到改善红宝石品质的目的。实际操作时，可把红宝石与化学试剂硼砂一起放到可以加热、抽真空及加压的设备中。先将系统抽真空至1×103Pa的水平，把红宝石裂隙中的空气抽干净，然后加热至1250～1450℃，此时化学试剂硼砂被熔融成液态流体，进入红宝石的裂隙中。同时，硼砂可以当作助熔剂使用，使红宝石的熔点降低很多，促使红宝石中的裂隙表层因与熔融的硼砂接触而发生熔化，形成局部熔融体。恒温一定时间后，打开抽真空阀门并通入压缩空气，可协助熔融的硼砂压入红宝石内的小裂缝或小裂隙深处。恒温一定的时间后，缓慢降温，红宝石裂隙中的硼砂熔融体便开始重结晶形成玻璃而使裂隙愈合。硼砂熔融体没有到达的地方，裂隙中仍会留有气体并形成气体包裹体，这些气体包裹体在转动红宝石时会产生闪光效应，可作为其鉴定特征。

经过这种技术处理后的红宝石，无论在色彩、透明度上，还是在裂隙的愈合上，都得到了极大的改善。

·高铅玻璃充填注入处理技术。用高铅玻璃充填注入的红宝石是在2004年开始进入市场的，由日本宝石协会（GAAJ）首次检测发现。此后，一些著名的实验室（AGTA、GIA）也陆续发现了用同样方法处理的红宝石。由于铅玻璃的熔点比硼砂低，在600～800℃即可进行充填注入处理，具体操作步骤与硼砂熔融体充填注入红宝石的操作步骤基本相同。经高铅玻璃充填注入处理后的红宝石看起来非常漂亮（图7-5）。

图7-5　经高铅玻璃充填注入处理后的红宝石

（张蓓莉，2006）

2.鉴定特征

（1）充填注入剂为油时：与祖母绿及绿松石充填注入油技术处理后的鉴定特征一样，可以用烧红的针靠近红宝石，用放大镜看有没有“出汗”现象；也可以投入水中，看有没有油花现象。

（2）充填注入剂为硼砂时：①用放大镜或显微镜沿珠宝玉石的原有裂隙在透射光下观察样品，可见气体或固体包裹体（图7-6）。而天然红宝石的裂隙中一般没有气体或固体包裹体。②天然红宝石在长波紫外光下发红色荧光，在短波紫外光下发无色—中红色荧光；充填注入硼砂的红宝石，在短波紫外光下呈现中—弱的蓝白垩状暗红色荧光（亓利剑，1995）。③成分分析表明，充填注入硼砂后的红宝石中往往出现硅、钠、硼等外来物质，而天然红宝石中没有这些成分。④把充填注入处理的红宝石放在漫射光或盛有二碘甲烷的玻璃皿中，用10倍放大镜或宝石显微镜进行观察，可以发现裂隙中充填的硼砂由于折射率与红宝石的折射率相差很大而呈线状沿裂隙分布。⑤在正交偏光显微镜下，可以看到全消光的硼砂充填物。⑥用反光镜可见到硼纱充填物表面的凹陷面，这是由于硼砂与红宝石硬度相差很大，重新抛光后形成的（图7-7）。

图7-6　充填注入硼砂的红宝石中残留有气泡

（张蓓莉，2006）

图7-7　充填注入硼砂的红宝石的表面特征（凹坑）

（张蓓莉，2006）(www.xing528.com)

（3）充填注入剂为高铅玻璃时（亓利剑等，2005）：

·成分分析表明，裂隙中含有约75%的Pb O，而天然红宝石中一般不含铅或含量较低，这是主要的鉴定特征之一（图7-8）。

·沿红宝石原有裂隙面寻找，可发现蓝色或蓝绿色闪光效应，以及具有面状分布的扁平状气泡群特征。这是鉴别充填注入高铅玻璃的主要依据之一（图7-9、图7-10）。

·用EPMA电子像分析发现，处理红宝石中的高铅玻璃充填物呈不规则网脉状、斑块状沿红宝石原裂隙连续分布，且与红宝石基体的边界清晰，未出现局部熔合现象，整体充填度较高。这点与硼砂充填注入的红宝石不同。

图7-8　高铅玻璃充填注入红宝石（25×）

（亓利剑等，2005）

图7-9　高铅玻璃充填注入处理的红宝石残留有扁平状气泡群（35×）

（亓利剑等，2005）

图7-10　高铅玻璃充填注入处理的红宝石可见蓝绿色闪光效应（30×）

（亓利剑等，2005）

·高铅玻璃充填注入处理的红宝石折射率与未充填注入处理的天然红宝石基本相同。在长波紫外光（365nm）下发强红色荧光，在短波紫外光（254nm）下发暗红色弱荧光。