Синий сапфир и Флуоресценция

Флуоресценция – это распространённая характеристика, которую геммологи фиксируют для различных драгоценных материалов.
Некоторые популярный драгоценные камни, у которых хорошо известна флуоресценция, включают бриллианты, рубины, розовую шпинель, розовый и фиолетовый сапфир, а также александрит.
Среди менее распространённых камней флуоресценцию часто можно увидеть в скаполите, виллемите, хакманите, гиалитовом опале и бесцветном бенитоите.
Видимый спектр – это часть электромагнитного спектра, которая видима человеческому глазу, и простирается от красного на 700 нм до фиолетового на 400 нм.
Ультрафиолетовый спектр охватывает диапазон от 400 до 100 нм и делится на три зоны: UV-A простирается от 400 до 315 нм, UV-B – от 315 до 280 нм, а UV-C – от 280 до 100 нм.
Коммерческие ультрафиолетовые лампы длинной волны излучают в диапазоне UV-A на уровне 365 нм, в то время как коротковолновое ультрафиолетовое излучение составляет 254 нм, находится в диапазоне UV-C.
Также коротковолновое излучение может вызвать серьёзное повреждение глаз, а длительное его воздействие может повредить кожу человека.

Причиной флуоресценции в драгоценных камнях, когда они подвергаются воздействию ультрафиолетового света, являются определённые структурные нарушения или цветовые центры. Другим фактором являются некоторые хромофоры, а именно хром и, возможно, ванадий. Некоторые камни сильно флуоресцируют под длинноволновым ультрафиолетом и остаются инертными под коротковолновым, и наоборот. Некоторые обладают сильной флуоресценцией, некоторые умеренной, а некоторые — слабой, как под длинноволновым, так и под коротковолновым ультрафиолетом.

Известный факт в геммологии заключается в том, что когда железо является хромофором в драгоценном камне, флуоресценция подавляется.
Описан интересный факт, что при тестировании нового спектрометра GemmoRaman 532, экспериментатор столкнулся с эффектом, который раньше не наблюдал.
При попытке получить спектр Рамана, работая с набором сапфиров, один конкретный синий сапфир показал очень слабое совпадение и рекомендовал PL (спектр фотолюминесценции).
Спектр PL выдал сообщение: «Измерение было прервано из-за слишком высокой фотолюминесценции. Попробуйте переместить образец за пределы фокуса лазера или используйте нейтральный фильтр».

Другой тест с использованием нейтрального фильтра подтвердил, что камень является синим сапфиром, с комментарием: «Некоторые синие сапфиры флуоресцируют из-за небольшого содержания хрома. Центры люминесценции Cr3+ расположены на 692,8 нм и 694,2 нм. Пики Рамана корунда практически полностью подавлены PL в этом образце».
Зная, что железо вместе с титаном отвечает за синий цвет в сапфире, лабораторию удивило, что люминесценция хрома была достаточно сильной, чтобы подавить железо, которое обычно подавляет флуоресценцию. На рисунке выше показан овальный синий сапфир массой 2,31 карата в обычном дневном свете, а также показан тот же сапфир под воздействием длинноволнового ультрафиолета, флуоресцирующий ярко-красным цветом. При дальнейшей проверке оставшихся синих сапфиров обнаружилось, что около 5% из них флуоресцировали красным, некоторые сильно, а некоторые слабо.

Когда спросили Криса Смита, президента AGL (American Gemological Laboratories) в Нью-Йорке, является ли это редким явлением. Он ответил, что люминесценция и флуоресценция хрома не так уж редки в сапфирах из метаморфических месторождений, таких как Шри-Ланка или Мадагаскар.
Содержание железа (Fe) в таких месторождениях не такое высокое, как в магматических/базальтовых месторождениях. Кроме того, в этих магматических происхождениях хром не встречается. Также есть влияние соединения железа (Fe) и титана (Ti) в синих сапфирах, что может влиять на общее подавление люминесценции/флуоресценции.

Хотя это явление может быть не таким редким, многие лаборатории не сталкиваются с ним ни разу, что еще раз доказывает, что “учишься всю жизнь “век живи-век учись”.