【罕見的暗橘紅色菫青石】【Unusual Dark Orangy Red Cordierite】

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更新時間：2022/3/9

GIA紐約鑑定所最近檢測了一件透明的暗橘紅色堇青石(cordierite)。

堇青石是一種鎂鋁環矽酸鹽(magnesium aluminum cyclosilicate)，化學式為Mg(2)Al(4)Si(5)O(18)，在寶石學中以用希臘文"靛色ios"而命名為"iolite"的品種較廣為人知。"Iolite"指的就是堇青石中靛至靛藍色的品種，其顏色常被認為與藍寶石和坦桑石(tanzanite，中文也做丹泉石)相近。它的顏色被認為是由鐵二價與鐵三價離子轉移而成。

圖一：這件8.13克拉堇青石具有罕見的暗橘紅色。攝影：Jian Xin (Jae) Liao。

本案例中的寶石具有1.515-1.547範圍的折光率，率差0.037。

這個數據比紀錄上的堇青石資料還要低；我們認為原因是它的鐵含量較低。測出的比重值是2.56。寶石展現著強烈的三向色性，從橘紅至暗棕色至紫色都可見。在紫外線長波與短波照射下樣本都不具螢光反應。用拉曼光譜儀以514nm雷射激光測試，可確認寶石身分就是堇青石，結果並與RRUFF光譜資料庫的數據吻合(可參照http://rruff.info)。以顯微鏡搭配光纖燈照明觀察時，能發現指紋狀內含物、成排的白色片狀物，同時寶石內許多的裂縫都有被不明物質填充(見附圖三)。

圖三：在這件暗橘紅色堇青石內部的各種內含特徵。可看到許多有裂縫填充物的跡象(B圖)，但從表面看來就不太明顯(D圖)；視野分別是4.77mm(A)、14.48mm(B)、3.57mm(C)、3.57(D)。顯微攝影：Augusto Castillo。

其中最大裂縫還會出現如"熱浪"般的外觀；這或許會是判定填充物身分的線索。

堇青石的結構與綠柱石(beryl)有些類似，容易出現裂縫，所以常會被用油類液體來進行淨度優化處理。堇青石和綠柱石都是屬於環矽酸鹽類礦物，結構中會有四面體組成的六方環，使晶型內形成孔道(channels)。這些孔道能包圍住水分子與強鹼性及鹼性的金屬陽離子。從霍氏轉換紅外光譜儀(FTIR)測出之光譜圖中的強烈吸收帶，可判斷寶石內含有高量的水成分；這特徵與水熱形成類型的天然綠柱石非常相似。用電漿質譜儀(LA-ICP-MS)也能偵測出微量的強鹼性與鹼性金屬元素。

在2015年12月間，有件據說來自馬達加斯加東南方菲亞納蘭楚阿省(Fianarantsoa Province)伊亞科拉(Iakora)地區、與本案例類似的紅色堇青石被研究過(2016年G&G春季刊，p97-98)。

這次我們觀察到的可見光吸收光譜圖，與當時研究者富里雪(Fritsch)等人紀錄的資料很接近(見圖四)。光譜圖在400-500nm區域中的數值成減少的狀態，到600-800nm測量則是相當的低，造成橘色至紅色的穿透窗口，決定了寶石顏色。這些低吸收測量的區域，正是寶石三種色向的特徵。

圖四：此可見光光譜圖當中，可注意到橘紅色樣本的大區域600-800nm透視窗口，以及GIA資料庫中靛色堇青石樣本之以580nm為中心的吸收帶。圖片擷取自原文網站。

我們將此結果與GIA資料中的常見堇青石做比較。

靛色堇青石的吸收光譜會出現以580nm為中心的強烈吸收帶，由晶格中鐵離子轉移至二價或三價態時造成(替代鎂與鋁；可參考O'Donoghue著作"Gemstones"，1988，p77)。雖然紅色堇青石含有不少的鐵含量，但不存在有如同靛色品種中的鐵離子轉移。它的致色原因目前尚未被確定，但相信與鎂含量(紅色樣本內含有486ppmw，高於靛色品種樣本的248ppmw)或鐵含量相關。這件橘紅色堇青石的鐵含量約只有濃郁靛色品種含量的一半而已(25,000ppmw vs. 40,000ppmw)。此外，其他被測量出的過渡金屬，含量並無大的差異。無論致色原因為何，把橘紅色堇青石喚做"iolite"，從含意的角度看來，容易造成誤解。