台灣中央珠寶鑑定寶石學研究文


關於坦桑石（丹泉石）加熱
坦桑石又稱（丹泉石），英文：tanzanite，是黝簾石的變種，
也是十二月的誕生石之一。
「圖1」為一個完整終端的棕色坦桑石晶體在熱處理之前在520°C加熱5分鐘後，
變成「圖2」一個完整終端的藍色坦桑石晶體。
實驗證明在烤箱中加熱導致棕色坦桑石變藍。
一般坦桑石在約350°C的溫度以下不會改變 顏色。隨著溫度的升高，達到 450℃，
在烤箱中7-8分鐘後會發現 顏色變化。
提高溫度可以縮短坦桑石改變顏色所需的時間。
達到650°C時，有時只需幾秒鐘坦桑石就可以變藍。
進一步升高溫度（約700°C）會導致顏色突然變化，
但在這種情況下可能會變成白色而不是藍色，並且開始形成裂縫。
所以將坦桑石加熱到700°C以上是危險的。
在我們實驗室科學研究中心發現市場上的90％以上的坦桑石是經過熱處理。
從寶石學的角度來看，人工加熱的坦桑石與天然藍色坦桑石肉眼觀測非常難以區分。
針對坦桑石熱處理的烤箱最低溫度需要達到380- 400°C，才能獲得最佳的顏色變化。
坦桑石會放在一張撲克牌大小的鋁箔上，該鋁箔上有一層絕緣粉末。
將坦桑石包裹在鋁箔內，烤箱打開，放在烤箱中 。 溫度刻度盤設置在500- 520°C，
當溫度達到520°C時，即關閉烤箱並將坦桑石留在裡面。
且在顯示屏上顯示艙內溫度降至30-35°C之間之後才能打開烤箱。
因為溫度的突然變化經常導致坦桑石破裂或形成裂縫。
加熱會導致某些坦桑石樣品中出現粉紅棕色硫化物雜質。
當坦桑石從棕色變為藍色時發生了什麼？
在加熱坦桑石時發生的顏色變化現象可以用原子間電子躍遷或
在結構中以大量存在的釩原子經歷的電荷轉移來解釋。
當電子遷移到相鄰原子的晶體結構時，發生電荷轉移。
這過程為氧化物還原反應，一般可以通過電磁輻射以及熱量形式的能量來實現;
例如，（剛玉）柴油色的究達藍寶石可以在加熱後通過Fe和Ti之間發生的電荷轉移
變成藍色。
毫無疑問，坦桑石的顏色與釩的存在密切相關。
高度藍色飽和的樣品的釩高達5000ppm ，
而較淡的藍色坦桑石釩含量則低於1200 ppm。
電荷轉移或原子間電子躍遷在矽酸鹽礦物中是非常常見的。
坦桑石的顏色變化與釩的價態變化有密切關係。
#圖1為熱處理前是棕色,圖片來自朋友Valerio Zancanella Cavalese
#圖2為熱處理後變成藍色，圖片來自朋友Valerio Zancanella Cavalese
#圖3筆者與Valerio Zancanella Cavalese合影