撰寫作者：林嵩暉
中華民國珠寶鑑定協會現任理事長 暨 創會理事長
GIC專任講師
大漢技術學院珠寶技術系助理教授
載於2022.04.30 新北市珠寶公會會刊，部分圖片取材自Gems & Gemology 2021
彩色金綠寶石貓眼
光線對凸圓形寶石中的某些固定方向反射時，若這些寶石含有大量平行排列的包裹體，或寶石是由纖維狀、長柱狀的包裹體沿一定方向組成的，那麼寶石就會產生貓眼現象。
樣品是一顆棕綠色凸圓形寶石，鑲嵌在許多無色圓形和馬眼形明亮式切割的鑽石戒指上。寶石折射率點測1.75，具有多色性。用手持光譜儀在可見光光譜下清楚地看見 444 nm 波段，所以確認是綠黃色金綠寶石貓眼。顯微鏡下見天然包裹體．在FTIR 光譜儀下顯示 2163、2403 和 4150 cm-1 的天然金綠寶石特徵峰。在這顆寶石中可見明顯的顏色分區，在透明的棕綠色之間的中間有一條固定的白色帶（圖 1，左）。這個白色部分是半透明的，因為密集的雲層帶有微小的纖維夾雜物（圖 2），這些特徵會使金綠寶石產生貓眼現象。雲層狀包裹體不僅位於凸圓形表面，也位於寶石裏面。如圖 1（右）所示，這顆寶石在白色區域顯示出明顯的貓眼。即使從偏離中心的方向觀察，反射光照射到表面下方的雲層上，也會在沒有雲層或纖維夾雜物的棕綠色部分產生微弱的貓眼。
工匠為了更好的顯出貓眼現象，在切工上對寶石進行定向，常將內含物處在凸圓形的底部。這種切工類型可讓切割師傅發揮創造力，切割出最美麗的貓眼寶石。
圖 1. 一件16.33 × 16.07 × 10.27毫米的凸圓形寶石鑲嵌戒指。
左圖：具有雲層狀內含物明顯分區，在中間可見一條白色帶。右圖：用光纖燈照射時顯出良好的貓眼現象。
圖 2. 含有微小纖維夾雜物的緻密雲狀體所造成貓眼現象。在白色的雲狀夾雜物中可看到較大的模糊針狀物。視野 3.0 毫米。
粉紅色藍柱石（EUCLASE）
一顆橙粉色刻面寶石，重4.08克拉，尺寸13.00 × 9.90 × 5.23 毫米，比重 3.09（圖3）。 有黃橙、淡橙和橙粉色三向的多色性特徵，折射率1.652-1.671，雙折射率0.019。365nm長波紫外光下呈惰性反應。顯微鏡下可見透明片狀晶體和直紋（圖4）。沒有經過塗層或透明度增強等處理。寶石以拉曼光譜儀測試後，知其為粉紅色藍柱石。
藍柱石（Euclase）是18世紀巴西發現的幾種收藏礦物之一，並被歸類為氫氧化矽酸鈹鋁，化學式為BeAlSiO4(OH)。晶體遍布世界各地，並以各種顏色出現，如無色、白色、藍色、綠色和黃色．寶石級粉紅色晶體於2018年首次報導
(M.B. Leybov, “Denver 2018: ‘Minerals of Mexico,’” Mineralogical Almanac, Vol. 24, No. 1, pp. 58–63) ，這種顏色非常罕見。
許多研究都討論了藍柱石的顏色成因，例如：E. Gübelin, “Sapphire-blue euclase, a new collector’s gem,” Winter 1978-1979 G&G, pp. 104–110; M. Mattson and G.R. Rossman, “Identifying characteristics of charge trans- fer transitions in minerals,” Physics and Chemistry of Minerals, Vol. 14, No. 1, 1987, pp. 94–99; S. Stocklmayer, “Blue euclase from Zimbabwe – a review,” Journal of Gemmology, Vol. 26, No. 4, 1998, pp. 209–218.
根據這三項先前的研究，藍柱石中的藍色到綠色被認為是由 Fe2+-Fe3+ 電荷轉移和 Fe2+-Ti4+ 躍遷，或三價鐵的存在所引起的。
Moses et al. (Summer 1993 Gem Trade Lab Notes, pp. 125–126) re- ported a greenish blue euclase colored by chromium. Gilles-Guéry et al. (“Mn3+ and the pink color of gem- quality euclase from northeast Brazil,” American Mineralogist, 2021, in press)．
Moses等學者則認為，在 470 和 540 nm 處具有兩個寬峰的綠色到藍色之間的吸收，而粉紅色是由 Mn3+ 所引起的，橙色色調則與紫外光譜中的上升斜率以及來自 Fe3+ 的 381 nm 處的附加吸收峰有關。這顆寶石的紫外-可見光吸收光譜（圖5）與 Gilles-Guéry 等人報導的 Mn3+ 模式相似（2021年），通過 LA-ICP-MS 檢測到 60 ppm 左右的痕量錳濃度。這些特徵表明，這顆寶石上看到的橙粉色應該是錳所造成的。
圖 3. 一顆4.08克拉的橙粉色藍柱石在台面下方有平行的粉紅色色帶。
圖 4. 觀察到透明片狀晶體和排列的顆粒內含物。視野1.85毫米。
圖 5. 橙色粉紅色藍柱石UV-Vis光譜。470和540 nm的吸收峰來自Mn3+，而 381 nm的吸收峰來自Fe3+。
星光菱錳礦
一顆19.44克拉半透明橙粉色凸圓形寶石（圖6）。肉眼可以看到穿過穹頂的四射星光。寶石折射率介於1.68-1.58，比重3.71，經FTIR測試為菱錳礦。
當寶石有機會產生星光效應時，這類寶石常會被切割成凸圓形，以顯示良好的星光現象。這個菱錳礦的星光效應是由平行於凸圓形底部的流體包裹體形成的（圖7）。流體包裹體呈菱形，所以導致有四條射線的星光。值得注意的是，星光並沒有相互垂直交叉，這是因為菱形流體包裹體相交的角度不是90°。
有許多寶石都能顯示星光，但這顆是非常少見的四射星光菱錳礦。
圖6. 這顆19.44克拉橙粉色菱錳礦具有四射星光。
圖7. 平行於菱錳礦凸圓形底部的階梯狀流體包裹體。視野4.14毫米。
大顆且飽和度高的橙色藍寶石
一顆超大橙色墊形混合切割藍寶石，重31.06克拉（圖8），寶石學測試折射率為1.769–1.762，比重為3.98，表明其為剛玉。這顆藍寶石呈現出飽和的橙色，這歸因於寶石晶體結構中的微量元素鎂。顯微鏡下檢查顯示有小晶體形態改變，有癒合和不規則的顆粒帶。這些內含物的改變顯示寶石經過熱處理。與熱處理相似的內部特徵也常在變質岩礦床的藍寶石中發現。激光燒蝕-電感耦合等離子體-質譜儀 (LA-ICP-MS) 證實寶石的微量元素鐵含量低。這種寶石的化學成分和內部特徵表明它產自於斯里蘭卡。
能夠切割成大型、優質藍寶石的原礦材料很少，大多數成品寶石的重量都不到 5 克拉，若超過 10 克拉的優質寶石是非常罕見。因此大尺寸和高飽和度的橙色，使這顆 31.06 克拉的藍寶石成為大家注目的寶石。
圖 8. 31.06克拉高飽和度的橙色藍寶石，尺寸為 18.65 × 13.85 × 11.81 毫米。
焰融法合成藍寶石中的指紋狀包裹體
一個藍色墊形混合切割，尺寸為 9.07 × 7.07 × 4.62 毫米（圖9）。寶石學折射率為 1.760–1.768，與藍寶石一致。顯微鏡下檢查發現了與天然藍寶石中相似的指紋包裹體（圖10）。將寶石浸入礦物油中時，可以看到焰熔法實驗室生長藍寶石的彎曲生長紋（圖11）。
通常，具有癒合裂隙的焰熔法生長的紅寶石或藍寶石會使用稱為“淬火裂紋”的手法，讓其通過加熱和隨後的快速冷卻在寶石中產生裂縫。這顆寶石沒有出現這個過程的特徵性裂隙，所以癒合裂隙看起來更加自然。這顆合成寶石在技術上將樣品隨機產生裂縫，浸入助熔劑熔體中。當樣品逐漸冷卻時，助熔劑熔體填充並癒合了部分裂縫，產生了看起來很自然的助熔劑形成的指紋狀包裹體。這種處理常出現在焰熔法合成的紅寶石中(K. Schmetzer and F.-J Schupp, “Flux-induced fingerprint patterns in synthetic ruby: An update,” Spring 1994 G&G, pp. 33–38).
圖9. 帶有助熔劑指紋狀包裹體的2.81克拉焰熔法合成藍寶石的正面視圖。
圖 10. 實驗室合成藍寶石中的這種助熔劑指紋體與天然藍寶石中的指紋體相似。 視野1.76毫米。
圖 11. 當浸入礦物油中時，可以看到彎曲生長紋以及看起來很自然的助溶劑指紋狀包裹體和大氣泡。 視野7.19毫米。
碧璽上的圖案像獨特的印刷電路板表面
一顆0.70克拉的藍綠色橢圓形明亮式切工寶石，尺寸 6.62 × 4.99 × 3.10 毫米（圖 12）。寶石學測試折射率為1.620–1.640，弱二色性，比重3.10，顯微鏡下確認其為碧璽。能量色散 X 射線熒光光譜儀 (EDXRF) 未檢測到Cu。紫外-可見-近紅外光譜法也沒有顯示出銅吸收帶，但確實顯示出強烈的鐵吸收。因此，這顆寶石不是帕拉伊巴碧璽，因為帕拉伊巴碧璽其主要致色劑必須是銅(LMHC Information Sheet #6, 2012).
顯微鏡下觀察，顯示有獨特的網狀圖案，類似於印刷電路板的圖案，覆蓋了寶石的整個表面。在冠部表面特徵指向三個方向，但在亭部沒有顯示出清晰的三向圖案（圖 13）。在反射光下觀察，台面的一些特徵與“拋光線”平行（圖 14）。沒有發現塗層處理跡象，也沒有發現沿圖案的顏色聚集。帶有交叉偏振濾光片的錐光鏡圖像顯示台面垂直於C軸。由於電氣石屬於三方晶系，因此這些特徵符合結晶學結構，這也可以解釋為什麼冠部和亭部的圖案不同。
可看到流體包裹體周圍的張力裂縫，這表明可能經過熱處理。此外，這種顏色的電氣石也常使用熱處理來改善顏色。
由於獨特的圖案與晶體結構有關，所以它們可能是熱處理或酸蝕刻的熱衝擊造成的。在坦桑尼亞電氣石和緬甸尖晶石的原礦晶體上也發現了類似的晶體表面特徵(N. Renfro, pers. comm., 2021).
是什麼造成了這種圖案？以及它是如何在刻面寶石上顯現出來的？仍然是個謎。這還需要更多的樣本和進一步的實驗來找出原因。
圖 12. 這顆0.70克拉的碧璽具有獨特的類電路板表面圖案。
圖 13. 類似電路板的特徵在台面上主要指向三個方向（左），在亭部上僅在一個方向上對齊（右）。 視野3.95毫米（左）和2.91毫米（右）。
圖 14. 在反射光下拍攝的台面上的特徵與拋光線平行。視野3.80毫米。
淡水養殖珍珠鍊上的球霰石
一條帶有 32 顆珍珠的單鏈項鍊，珍珠呈白色，近圓形，大小從 10.33 × 10.18 毫米到 13.36 × 12.72 毫米不等，總重 81.50 克。實時顯微射線照相 (RTX) 分析顯示，它們都有一個珠核。EDXRF光譜化學分析測到高量的錳和低量的鍶，顯示它們是在淡水環境中長成的。在許多珍珠的表面上觀察到隨機的白色斑塊。這些不規則的斑塊在表面看起來雜草叢生，呈結晶狀（圖 15）。
X 射線熒光光譜分析顯示，每顆珍珠周圍都有強烈的黃綠色反應，而不規則的白色表面斑塊顯示出中等強度的紅橙色（圖 16）。
此外，珠光表面和不規則白色斑塊在拉曼光譜分析，顯示它們是兩種碳酸鈣多晶型物組成：分別是文石和球霰石（圖 17）。在 701、704 和 1085 cm-1 處有文石峰；球霰石峰則位於 740、750、1075 和 1090 cm-1。
貝殼和珍珠的形成依賴於軟體動物的上皮細胞。文石和方解石是珍珠中最常見的兩種碳酸鈣多晶型物，而球霰石雖是第三常見，但也仍是少見和最不穩定的。(Li Qiao et al., “Special vaterite found in freshwater lackluster pearls,” Crystal Growth & Design, Vol. 7, No. 2, 2007, pp. 275–279; Summer 2021 Gem News International, pp. 171– 174).
雖然珍珠表面形成球霰石的原因尚不清楚，但這種缺陷是少見的，尤其是整條項鏈上都有這種缺陷更少見。
圖 15. 10.33 × 10.18 mm 至 13.36 × 12.72 mm的單股淡水珠養殖項鍊。
圖 16. 珍珠表面不規則的白色斑塊。
圖 17. 用X射線熒光分析顯示出在不規則的白色斑塊上出現黃綠色和紅橙色。
圖 18. 拉曼光譜分析發現文石峰位於 701、704 和 1085 cm–1，球霰石峰位於 740、750、1075 和 1090 cm–1。
03-337-2638，03-339-0880 
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