Record-breaking Discovery of Sapphire and Yellow Diamond.
KASHMIR 喀什米爾 內含物 By EGL Platinum Taiwan Research Center
負晶內有另一礦物填充
密封流體殘餘的指紋狀內含物
羽狀物
Kashmir Sapphire and Royal Blue Sapphire 喀什米爾藍寶與皇家藍藍寶 緬甸藍寶石的顏色為藍中帶紫，有點像碘在 電燈下的顏色，這種顏色被稱為 " 皇家藍 "，
藍寶石的產地
這是最為人喜愛的藍寶石顏色，與喀什米爾
緬甸抹谷的藍寶石發現在風化的偉晶花崗岩
藍寶石的 " 絲絨藍 " 齊名，這個稍後會再討
所形成的沖積礫石堆中。斯里蘭卡的藍寶石，
論，這種藍寶石有時能觀察到白色雲霧狀的
在幾個礫石區中被發現，這些礫石源自於偉
金紅石內含物。無庸置疑的是，緬甸與喀什
晶岩以及含石榴石片麻岩以及堇青石片麻
米爾的藍寶石的品質最好，而且價格最高，
岩。喀什米爾藍寶石被發現在含有陽起石及
因為其他國家所出產的藍寶石都沒有這麼好
透閃石的長石質偉晶岩中，或是這種岩石風
的顏色。
化所形成的礫岩中。坦尚尼亞翁巴谷地的藍
2 No.1 May 2016
Sapphire
不規則形狀的晶體內含物
客晶晶體
平行生長色帶 CONTRIBUTIONS TO GEMOLOGY 3
Record-breaking Discovery of Sapphire and Yellow Diamond.
利用 EDXRF 進行 藍寶石產地分析 By EGL Platinum Taiwan Research Center 圖一、本實驗採用的 EDXRF 分析儀器 Hitachi 桌上型 SEA1200VX
藍寶石的原礦床可以分成變質岩與火成岩兩類型，
據。除了成因外，本研究利用 EDXRF 分析包括喀什
來自不同礦床的藍寶石會含有不同成分或是不同比
米爾等不同產地的藍寶石，測量藍寶石的微量元素
例的微量元素。因此利用化學分析的方法分析藍寶
之含量，並嘗試利用鐵、鈦、鎵元素含量作為區分
石的微量元素特徵可以做為區分藍寶石成因的依
藍寶石產地的依據。
前言 EDXRF 屬於非破壞性分析的化學分析，也 不需要前處理，是寶石化學成分分析的一項 重要儀器。本研究分析了五個產地的藍寶石， 並檢視其中化學成分的差異，並利用元素強 度區分各產地的藍寶石。
前人研究 前人利用 ICP-MS-LA 針對不同產地的藍寶 石進行分析 (Peucat et al. 2007)，其結論是利 用 Ga/Mg 的比例可以區分火成岩型與變質 岩型母岩的藍寶石 ( 表一 )。在其論文中可 以知道喀什米爾的藍寶石含有較多的鈦，似 乎可以作為喀什米爾藍寶石的判斷依據，之 後 Sutherland 等人針對澳洲藍寶石進行分析
(Sutherland et al. 2008)， 彌 補 Peucat 研 究 中 缺少的澳洲藍寶石數據。本研究除了針對鈦元 素進行比較，以確認此方法之可行性外，亦針 對其它微量元素進行分析，試圖利用各成分分 佈的特性，找出區分藍寶石產地的依據。 4 No.1 May 2016
Sapphire 斯里蘭卡變色藍寶戒 5.37 克拉
變色後
EGL PLATINUM 鑑定報告 變色前
表一、前人研究各產地藍寶石微量元素之結果：
Fe 鐵
Ga 鎵
Ti 鈦
Mg 鎂
Ti / Fe
澳洲＊
6576
196
910
nd
0.14
泰國＃
6125
186
279
18
0.05
2515
73
118
60
0.05
1356
62
635
73
0.47
斯里蘭卡＃
1199
74
264
115
0.22
馬達加斯加＃
757
65
255
63
0.34
產地
緬甸＃ 喀什米爾＃
單位
ppm
＊ Sutherland et al. 2008 / ＃ Peucat et al. 2007 / nd：成分未測
表二、本研究之實驗分析結果： 產地
編號
Al 鋁
Fe 鐵
Ga 鎵
Ti 鈦
Ti / Fe
澳洲
16528
3000
527.91
98.28
53.09
0.10
泰國
16530
3000
326.14
53.27
16.08
0.05
緬甸
17094
3000
520.15
7.01
5.22
0.01
14910
3000 ＊
50.58
19.76
10.19
0.20
14911
3000
86.97
29.14
12.72
0.15
17528
3000
66.84
25.89
11.89
0.18
17529
3000
68.48
26.31
12.21
0.18
斯里蘭卡
16429
3000
29.51
15.40
10.84
0.37
馬達加斯加
16420
3000
45.99
33.16
70.24
1.53
喀什米爾
＊各元素的含量以讀數強度 (cps) 表示，鋁的強度經過歸一化調整成 3000 cps 以便比較。
CONTRIBUTIONS TO GEMOLOGY 5
Record-breaking Discovery of Sapphire and Yellow Diamond.
實驗儀器 本實驗採用的分析儀器為 Hitachi 公司的
如要利用鈦作為喀什米爾藍寶石的區分依據，
SEA1200VX 桌上型 EDXRF( 圖一 )。實驗條 件為真空環境，收集器 (collimator) 的開口為 8mm，收集時間為 200 秒。
看來並不可行。但是本分析中 Fe/Ti 值分佈的 特性極為獨特，或許值得進一步研究，看看其 是否可以做為喀什米爾藍寶石的化學特徵。 由表二的元素分析表推論：如要將喀什米爾 藍寶石與其它產地的藍寶石做區
實驗結果
分，可以先以鐵元素做篩選
本研究分析了五個產地的藍寶石：
條件，排除含鐵量高的澳
喀什米爾 ( 四顆 )、澳洲 ( 一顆 )、
洲、泰國與緬甸藍寶石，
斯里蘭卡 ( 一顆 )、馬達加斯加
再以鈦的含量排除馬達
( 一顆 )、泰國 ( 一顆 ) 與緬甸 ( 一 顆 )。針對這些樣本進行鋁、鐵、
加斯加藍寶石，最後斯 里蘭卡藍寶石含鎵量略低
鈦、鎵等元素之分析，實驗結果
於喀什米爾藍寶石，可以
如表二所列。因為目前並沒有標
做為兩者的區隔。以鐵、
準樣品可作為校正，因此利用量
鈦、鎵的元素強度區分藍寶
測出來的讀數強度 (cps) 作為含
石產地的流程可以參考圖二。
量的依據。
本研究結果顯示可以利用鐵、鈦
首先針對鈦的部分，此分析中喀什米爾 藍寶石的鐵 / 鈦 (Fe/Ti) 比值非常一致，
Fe/Ti 值落在 0.15-0.20 之間。雖然鈦含量不 比其他產地藍寶石高，甚至有偏低之情形，此 與 Peucat et al.(2007) 的結論有所牴觸。因此
與鎵等三種元素的比例區分藍寶石 的產地，此結果可以提供鑑定所作為 藍寶石產地的判別依據。 產於喀什米爾的無燒藍寶戒 5.17 克拉
產於馬達加斯加皇家藍藍寶 5.11 克拉 產於西非的無燒皇家藍藍寶石 6.13 克拉
6 No.1 May 2016
Sapphire
藍寶石 > 200
鐵
澳洲、泰國、緬甸 > 30
< 200
喀什米爾、斯里蘭卡、馬達加斯加
< 30
> 35
鈦 澳洲
< 35
鈦 泰國、緬甸
> 17
馬達加斯加
< 17
喀什米爾、斯里蘭卡 > 17
鎵 泰國
< 17
鎵 緬甸
喀什米爾
斯里蘭卡
圖二、以鐵、鈦、鎵元素的強度區分藍寶石產地的流程圖。以鐵含量的高低可以做為藍寶石礦床的區分 依據，鐵含量高者為有澳洲、泰國與緬甸，鐵含量低者有馬達加斯加、喀什米爾與斯里蘭卡。
結 論 目前初步利用 EDXRF 分析藍寶石的化學成分，因為沒有藍寶石標準品，所以利用各元素 的強度作為產地區分之依據。這個方法需要大量與更多產地的藍寶石才能趨於完整與正 確，目前的研究只是初步研究，但可供日後研究做為參考。日後如有藍寶石的標準品，
EDXRF 的資料才能與文獻上的數據做一比對。
CONTRIBUTIONS TO GEMOLOGY 7
Record-breaking Discovery of Sapphire and Yellow Diamond.
黃鑽裸石 5.03 克拉
Fancy Vivid Yellow VS2 GIA
黃鑽戒 13.11 克拉
Fancy Yellow SI1 GIA
黃鑽套鍊共 48.24 克拉 GIA
8 No.1 May 2016
Yellow Diamond 綠黃鑽戒 1.01 克拉
鑽石輻射研究報告
Fancy Greenish Yellow GIA
By EGL Platinum Taiwan Research Center
綠黃鑽戒 1.06 克拉
黃鑽戒 1.01 克拉
Fancy Deep Brownish Yellow GIA Fancy Deep Greenish Yellow VS2 GIA
前言 鑽石本身為炫耀財以及重要的保值工具， 稀有顏色的彩鑽價格不斷在拍賣會標高創 新；同時也出現很多人工處理的幅照鑽 石，目的是為了讓鑽石的顏色產生變化或 更濃艷。幅照是唯一一種在自然界及實驗 室條件下皆可完成的鑽石處理方式。
1904 年 William Crookes 首次採用輻照法改變鑽石的顏 色。輻照是使 γ 射線進入晶體內，通過能量交換，晶體內 產生大量的點陣缺陷和離位原子缺陷，形成色心。有時候單 純幅照處理無法達到預期顏色，故需要再進行退火處理，用以破壞 低能量色心，清除雜色。
研究條件
黃鑽耳環 2.01+2.20 克拉
Fancy Yellow SI2 GIA
1. 切磨好之彩鑽 2. 液態氮 3. Photoluminescence 研究在液態氮低溫環境下共分析 23 顆彩鑽， 數 據 分 析 是 根 據 不 同 鑽 石 主 色 來 分 為 3 類：
Green yellow / Yellow / Orange
黃彩鑽戒 1.50 克拉
Fancy Light Yellow VVS2 GIA CONTRIBUTIONS TO GEMOLOGY 9
Record-breaking Discovery of Sapphire and Yellow Diamond.
棕黃鑽戒 0.43 克拉
Fancy Brownish Yellow GIA
研究分析 一 GREEN YELLOW —8PCS IRRADIATED DIAMOND —3PCS COLOR
CARAT
1
FANCY GREEN YELLOW
0.71c t
2
FANCY GREEN YELLOW
0.71c t
3
FANCY GREENISH YELLOW
0.25c t
NATURAL COLOR DIAMOND—5PCS COLOR
CARAT
1
FANCY INTENSE GREENISH YELLOW
0.80c t
2
FANCY GRAYISH GREENISH YELLOW
0.71c t
3
FANCY BROWNISH GREENISH YELLOW
0.25c t
4
FANCY BROWNISH GREENISH YELLOW
0.51c t
5
FANCY VIVID GREENISH YELLOW
0.90c t
黃彩鑽戒 2.03 克拉
Fancy Brownish Greenish Yellow VS1 GIA
研究分析後 經過人工輻射處理的 3 顆綠黃色裸鑽皆出現明顯的
574.9 / 650 / 680 / 703 peak，以及在 659 出現寬峰； 而一般所說的 GR1 Peak，只有出現於 2 顆 Irradiated green yellow diamond， 另 一 顆 Irradiated greenish yellow diamond 並無出現。 另有幾個值得探討的 peak 在天然無處理和人工幅照處理之綠黃 鑽 皆 有可能出現的是 587.9 及 637 peak： ——587.9 peak：在 3 顆 irradiated diamond 皆有明顯 peak，而在 1 顆 natural fancy grayish greenish yellow diamond 則在 Raman 532 (LNT) 條件下有一個小凸起。 ( 前人文獻提及 588 peak 為幅照後之退火處理會出現之 peak ) ——637 peak：此 peak 為氮的空位；7 顆綠黃鑽都出現此 peak，研究顯示若出現很強 637 peak， 也可確定為人工輻射處理之綠黃鑽。
10 No.1 May 2016
Yellow Diamond Wavelength(nm) 540 130000
550
560
570
580
590
600
610
620
630
640
650
660
670
680
690
700
710
720 730 740 750 760
Ret:6580 GREENISH YELLOW (LNT). txt
120000 110000 100000
Raman Intensity(Counts)
90000 80000 70000 60000 50000 40000 30000 20000 10000 0 500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
4000
4500
5000
5500
Raman shift (cm-1)
IRRADIATED FANCY GREENISH YELLOW DIAMOND PL 圖譜 Raman Intensity(Counts)
Wavelength(nm) 540 130000
550
560
570
580
590
600
610
620
630
640
650
660
670
680
690
700
710
720 730 740 750 760
Ret:20934 F INTENSE GREENISH YELLOW (LNT). txt
120000 110000 100000
Raman Intensity(Counts)
90000 80000 70000 60000 50000 40000 30000 20000 10000 0 500
1000
1500
2000
2500
3000 Raman shift (cm-1)
3500
4000
4500
5000
5500
NATURAL FANCY INTENSE GREENISH YELLOW PL 圖譜
從以上 2 張圖中明顯看出同樣是 FANCY GREENISH YELLOW DIAMOND， 重要判別的 peak 顯示有很大的差異。 CONTRIBUTIONS TO GEMOLOGY 11
Record-breaking Discovery of Sapphire and Yellow Diamond.
黃彩鑽戒 0.51 克拉
Fancy Yellow VVS1 GIA
研究分析 二 FANCY YELLOW DIAMOND —8PCS IRRADIATED DIAMOND —1PCS COLOR
CARAT
FANCY YELLOW
0.72c t
COLOR
CARAT
1
FANCY YELLOW
0.71c t
2
FANCY YELLOW
2.02c t
3
FANCY YELLOW
1.01c t
4
FANCY VIVID YELLOW
5.03c t
5
FANCY VIVID YELLOW
1.06c t
6
FANCY INTENSE YELLOW
2.02c t
7
FANCY INTENSE YELLOW
2.00c t
1
NATURAL COLOR DIAMOND—5PCS
研究分析後 經過人工輻射處理的 1 顆黃色裸鑽出現明顯的 659 寬峰及 680 peak，未經過幅照處理之天然黃鑽則 無；有趣的是此經過人工幅照之 Fancy Yellow 鑽石 無 GR1。 而在 587.9 及 637 則也有 1 顆天然無處理之 fancy
yellow 2.02ct 也 有 此 2 個 peak， 其 他 6 顆 則 無 此 peak，如先前在綠黃鑽研究所提及的相同。
黃彩鑽戒 5.00 克拉
Fancy Yellow VVS2 GIA 12 No.1 May 2016
Yellow Diamond
Wavelength(nm) 540 130000
550
560
570
580
590
600
610
620
630
640
650
660
670
680
690
700
710
720 730 740 750 760
Ret:GIA5161085502 FY (LNT). txt
120000 110000 100000
Raman Intensity(Counts)
90000 80000 70000 60000 50000 40000 30000 20000 10000 0 500
1000
1500
2000
2500
3000 Raman shift (cm-1)
3500
4000
4500
5000
5500
IRRADIATED FANCY YELLOW DIAMOND PL 圖譜
Wavelength(nm) 540 130000
550
560
570
580
590
600
610
620
630
640
650
660
670
680
690
700
710
720 730 740 750 760
Ret:21433 F YELLOW (LNT). txt
120000 110000 100000
Raman Intensity(Counts)
90000 80000 70000 60000 50000 40000 30000 20000 10000 0 500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
4000
4500
5000
5500
Raman shift (cm-1)
NATURAL FANCY YELLOW PL 圖譜
從以上 2 張圖中明顯看出同樣是 FANCY YELLOW DIAMOND，重要判別的
peak 顯示有很大的差異。 CONTRIBUTIONS TO GEMOLOGY 13
Record-breaking Discovery of Sapphire and Yellow Diamond. 橘彩鑽戒 1.19 克拉
Fancy Deep Brownish Yellowish Orange SI2 GIA
研究分析 三 FANCY ORANGE DIAMOND —7PCS IRRADIATED DIAMOND —PCS
1
COLOR
CARAT
FANCY DEEP BROWNISH ORANGE
1.06c t
NATURAL COLOR DIAMOND —6PCS COLOR
CARAT
1
FANCY VIVID ORANGE
0.11c t
2
FANCY VIVID ORANGE
0.70c t
3
FANCY VIVID YELLOWISH ORANGE
0.52c t
4
FANCY DEEP YELLOWISH ORANGE
0.26c t
5
FANCY VIVID YELLOW ORANGE
1.01C T
6
FANCY INTENSE YELLOW ORANGE
0.81c t
研究分析後 經過人工輻射處理的 1 顆橘色裸鑽出現明顯的 587.9 ( 強度高於鑽石峰 ) / 637 ( 強度高於鑽石峰 ) / 651 / 659 / 680 及 741 (GR1) peak，未經過幅照處理之天然橘鑽則無；且 2 者峰型完全不同。 Wavelength(nm) 540 130000
550
560
570
580
590
600
610
620
630
640
650
660
670
680
690
700
710
720 730 740 750 760
Ret:ORANGE DIAMOND 20689 (LNT). txt
120000 110000 100000
Raman Intensity(Counts)
90000 80000 70000 60000 50000 40000 30000 20000 10000 0 500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
Raman shift (cm-1)
FANCY DEEP BROWNISH ORANGE PL 圖譜 14 No.1 May 2016
4000
4500
5000
5500
Yellow Diamond
Wavelength(nm) 540 130000
550
560
570
580
590
600
610
620
630
640
650
660
670
680
690
700
710
720 730 740 750 760
Ret:11654 F I YELLOW ORANGE (LNT). txt
120000 110000 100000
Raman Intensity(Counts)
90000 80000 70000 60000 50000 40000 30000 20000 10000 0 500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
4000
4500
5000
5500
Raman shift (cm-1)
FANCY INTENSE YELLOW ORANGE PL 圖譜
從以上 2 張圖中明顯看出同樣是 FANCY ORANGE DIAMOND，因幅照在鑽 石晶體內產生缺陷，使得重要判別的 peak 顯示有很大的差異。
黃橘彩鑽戒 1.00 克拉
Fancy Vivid Yellowish Orange GIA
結 論 除了一般實驗室所提及經過人工幅照處理後的 鑽石會出現的 GR1 之外，不同顏色的人工幅照 鑽石也會有不一樣的參考 peak ；此次研究是黃 色系彩鑽為主，分色比對後，659 和 680 出現 peak、有高強度明顯 637 peak 是綠黃鑽、黃鑽 以及橘鑽都有出現的峰。
CONTRIBUTIONS TO GEMOLOGY 15