东方(@珠宝鉴定师张东方)不是标题党!
废话不说,先上两个关于产自马达加斯加的蓝宝石不稳定颜色的实验:
①黄色蓝宝石褪色实验:
黄色蓝宝石褪色实验 via:SSEF
图示说明:
褪色实验前的天然蓝宝石呈金黄色(上图左),在自然光线条件下放置数天后呈浅黄色(上图中),将褪色的浅黄色蓝宝石用长波紫外灯进行辐照约5分钟后,颜色即变为浓郁的金黄色(上图右),上述变色过程可以反复。zoee9999
②帕帕拉恰蓝宝石褪色实验:
帕帕拉恰褪色实验 via:SSEF
图示说明:
此例天然产出的帕帕拉恰蓝宝石颜色呈橙粉色(上图左),经长波紫外灯辐照约5分钟后颜色中橙色调明显加强,颜色呈现为粉橙-橙红色(上图中),将此样品在自然光照环境中放置数周时间,橙色调逐渐褪去,颜色变为橙粉-粉色(上图右),上述变色过程可反复。
如何?看过实验对比图的你有没有缓过神来?
此篇实验来源于瑞士宝石学院附设鉴定所SSEF,东方(@珠宝鉴定师张东方) 在看过此篇文章之后不得不感叹:神奇世界真是无奇不有啊!此前我们说过钻石可以有变色——变色龙钻石,亚历山大变石更是因为变色而身价不菲,谁曾想蓝宝石也能这样玩?而且,这个不稳定的颜色变化过程还是可!以!反!复!的!
via:SSEF
帕帕拉恰内心os:我也就是没事儿变个色逗你们玩玩罢了~
在往期中我们介绍过宝石的二色性,这次的蓝宝石变色并非同类,发生这种现象我们称之为“光致变色”。
今天 东方(@珠宝鉴定师张东方)就好好讲一下这种调皮的“光致变色”。
1
什么是“光致变色”?
在了解什么是光致变色之前,我们先来了解一下什么是“变色”?
变色效应
宝石矿物的颜色随入射光光谱能量分布或入射光波长的改变而改变的现象成为变色效应。
并非所有的宝石都可以产生变色效应,只有当宝石的可见光谱满足某些条件时才可能具有变色效应。
以变石为例,变石的化学式为BeAl2O4,致色杂质离子为Cr3+,Cr3+离子的外层d电子跃迁吸收的能量为2.17eV,介于红宝石(2.25eV)和祖母绿(2.04eV)之间,在可见光区域内,变石中红光和蓝绿光透过的几率近于相等。
因此,变石可以在日光灯下呈现蓝绿色;在白炽灯下呈现红色。
但是!开篇提到的变色并不是同一类!!!
实验中的这种现象属于宝石光致变色效应,不同于变石的变色效应,是光照改变宝石的分子结构,从而改变宝石的吸收光谱,最终表现在颜色的改变上。
所以换句话说,从本质上来看,虽然二者都是变色效应,变石的“变色”是入射光的能量在宝石上的不同体现,而实验中的“变色”则是宝石本身自己的光谱变化。两者根本不是一码事儿啊!
2
实验中宝石变色的成因
实验中天然黄色蓝宝石的致色成因主要有两种:
一种是与铁(Fe)相关的元素致色,它所产生的黄色是稳定的;
另一种是色心致色,这种情况会比较复杂一些,色心里面存在稳定的色心,也存在一些不稳定的色心,这些不稳定的色心在自然条件或者实验室条件下会被破坏,导致黄色蓝宝石颜色发生褪色。
此外,人工的干预(长波紫外辐照)会生成许多这种不稳定的色心,重新使蓝宝石获得黄色调,这个过程可反复,对蓝宝石的成分及分子结构不造成任何影响。
黄色蓝宝石褪色实验后的颜色并不会完全褪去,也反映其颜色成因是多种颜色成因的复合,即有稳定的成分在里面,也存在不稳定的部分。
而实验中的天然帕帕拉恰蓝宝石的粉橙色、橙粉色,是由粉色和黄色两种颜色混合而成的颜色,它的致色成因是:
在黄色蓝宝石致色成因的基础上,叠加粉色蓝宝石的致色成因(以铬Cr致色),后者往往是稳定的。
帕帕拉恰吸收光谱图 via:SSEF
因此,帕帕拉恰蓝宝石颜色变化原理和黄色蓝宝石颜色变化原理相同,均为其中不稳定的色心的破坏和重建造成的。
目前,存在这种光致变色效应的黄色蓝宝石和帕帕拉恰蓝宝石主要产自马达加斯加,斯兰卡也产出过类似的蓝宝石,但因变色比较微弱,产量相对较少,未得到市场及专业领域的足够重视。
3
具有光致变色效应的宝石
既然我们明白了这其中的变色原因,那就来看看究竟有哪些宝石会有这种特殊的光学效应呢?
在目前版本的《系统宝石学》中,还尚未说明此种变色效应的典型案例。
在众多论文中,我们了解到锆石以及紫方钠石可拥有此种特殊效应。
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上侧:锆石在暗室中放置一段时间,颜色变为橘红色;
下侧:约13.3瓦的白炽灯照几分钟之后,锆石颜色变为浅粉棕色,再经150瓦光纤照明,锆石褪为最初的淡粉棕色,之后保持稳定。
不知道看完本篇文章你有没有被这种神秘的变色效应吸引呢?
东方(@珠宝鉴定师张东方)推测目前市场领域尚未重视的因素之一还是这种性质不够稳定,究竟其他蓝宝石是否会有此类现象,我们拭目以待吧!
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