Contrariamente a quanto avvenuto per il corindone, lo spinello non è praticamente mai stato soggetto a trattamenti migliorativi sino a pochissimo tempo fa. Il motivo risiede nella sostanziale inefficacia di metodi che nel caso di altre gemme producono effetti significativi; il riscaldamento è un tipico esempio. Si tratta di una pratica ormai, in alcuni casi, largamente accettata dal mercato e utilizzata per abbellire artificialmente molteplici materiali gemmologici; tuttavia, nella stragrande maggioranza dei casi, nello spinello non consente di ottenere miglioramenti evidenti né a carico del grado di purezza, né nel colore. Alcuni spinelli blu sono famosi nel mondo e richiestissimi per lo straordinario tono e saturazione del colore dovuti alla presenza di cobalto come elemento in traccia in associazione ad una certa quantità di ferro. Questo straordinario materiale può avere provenienze diverse: Sri Lanka ad esempio, Tanzania o Vietnam, dove nel distretto di Luc Yen, dal 2008 vengono estratte, purtroppo in quantità non significative, splendide pietre quasi subito denominate “windex blue” a causa della somiglianza del colore con quello di un diffusissimo prodotto per la pulizia dei vetri.
Data la scarsità di questa particolare gemma e la incessante domanda di materiali sempre di più considerati valido investimento per la loro bellezza e limitata disponibilità, non ci è voluto molto prima che gli esperti, sempre solertissimi ed instancabili “burner”, si cimentassero nel tentativo di riuscire a simulare questo miracolo di madre natura.
Materiali e metodi
4 esemplari aventi massa da 0,77 a 4,06 carati sono stati acquisiti a Bangkok dal Sig. Antonino Di Salvo, dichiaratosi socio di chi effettua il trattamento sul materiale, a suo dire, naturale ed incolore. Le caratteristiche interne sono state osservate a mezzo microscopio stereoscopico Bausch & Lomb Stereozoom 7 in illuminazione a campo scuro, illuminazione diretta, diffusa a mezzo fibre ottiche alogene dolan jenner e allo Xeno, Cermax. L’analisi in immersione di ioduro di Metilene è stata effettuata a mezzo base customizzata orizzontale con testa B&L SZ7 e cella Eickhorst.
Gli spettri a fotoluminescenza sono stati registrati a temperatura ambiente mediante Spettrometro GemmoRaman532 Scientific Grade con emissione laser a 532 nm, risoluzione 0,3 nm, lunghezze d’onda comprese tra 535 e 765 nm di cui sono state di seguito riportate esclusivamente le sezioni significative (635-725 nm ). Gli spettri in assorbimento non polarizzati sono stati registrati a temperatura ambiente mediante spettrometro UV-Vis-NIR GemmoSphere, risoluzione 1 nm, lunghezze d’onda comprese tra 365 e 1050 nm.
Risultati delle analisi
L’osservazione al microscopio fornisce una serie di indizi piuttosto semplici da rilevare se si ha un po’ di esperienza. Come abbiamo detto, il riscaldamento nello spinello viene praticato molto di rado visti i risultati scadenti in termini di miglioramento. I casi molto rari in cui questo trattamento viene effettuato riguardano quasi esclusivamente pietre rosse da cui si vuole rimuovere una componente secondaria poco attraente del colore. Le fratture risanate che presentano canalizzazioni interconnesse, tipiche degli zaffiri riscaldati, costituiscono già un primo campanello d’allarme (figura 3). Un indicatore è lo stato plasticamente deformato dei cristalli, se presenti. Una colorazione più intensa concentrata sulle fratture affioranti può essere già osservata in campo scuro. Utilizzando illuminazione radente a mezzo fibra ottica, il fenomeno è maggiormente evidente. Alcune canalizzazioni possono presentare un innaturale addensamento di colore (figura 4). L’osservazione in immersione consente di evidenziare maggiormente concentrazioni e zonature del colore: la figura 5 ne è un esempio evidente. Per verificare empiricamente la profondità che la diffusione del cobalto raggiunge all’interno della pietra, da un campione è stata ricavata una sezione sottile di 0,3 mm di spessore (figura 6). Come si può osservare,la penetrazione per un campione di queste dimensioni (5,38 mm) è maggiore rispetto a quella causata dalla termodiffusione superficiale dello zaffiro. Tuttavia, niente di lontanamente comparabile a quello che avviene con la termodiffusione al Berillio che, in molti casi provoca una propagazione totale del colore all’interno della pietra.
Fotoluminescenza
La spettroscopia a fotoluminescenza è un metodo molto efficace per l’analisi dello spinello. La presenza di Cr3+ provoca una stretta banda dominante a 685,35 nm accompagnata da una serie di caratteristiche strutture che si estendono sino a 725 nm conosciute in ambito gemmologico come “canne d’organo”. L’ampiezza delle bande è strettamente correlata all’ambiente in cui gli ioni di Cromo sono integrati. All’aumentare del disordine dei cationi all’interno della struttura cristallina generato dal riscaldamento, si ha un incremento dell’ampiezza delle bande ed uno scostamento del picco prinicipale verso l’infrarosso. Gli spinelli termodiffusi al cobalto presentano la banda principale più ampia scostata verso l’infrarosso terminante in due picchi distinti a 685,70 nm e 687,20 nm. A temperature molto elevate si può avere una completa “fusione” delle bande minori in una struttura unica. E’ il caso dello spinello sintetico (figura 8).
UV-Vis-NIR
Lo spettro di assorbimento comparativo tra campioni di spinello al cobalto non trattati e gli esemplari termodiffusi ci mostra per entrambi i tipi una marcata banda composita di assorbimento tra i 500 e i 650 nm (dovuta sia a Fe2+ e Co2+), due finestre di trasmissione nel violetto (400- 500 nm) e nel rosso (nello spettro in figura è parzialmente visibile ma va dai 600 a 700 nm) .Le maggiori differenze si evidenziano nell’area UV tra 370 e 400 nm, dove, ai 2 picchi tipici nei non trattati dovuti al Fe2+ (372 nm e 386 nm), i campioni trattati esibiscono un marcato picco a 389 nm e successivo completo assorbimento a lunghezze d’onda inferiori (Figura 9).
Identificazione e osservazioni
Le pietre si presentano di un blu estremamente saturato e, in alcuni casi, quasi irreale; decisamente un aspetto non comune. La penetrazione relativamente profonda del colore non consente di poter fare affidamento sull’osservazione al microscopio come metodo effettivamente ed univocamente diagnostico nell’identificazione di questo materiale. Importanti indicatori come la concentrazione del colore in fratture da risanamento parzialmente affioranti e l’aspetto tipico delle inclusioni morfologicamente alterate dall’esposizione ad alte temperature, tuttavia, costituiscono più di un campanello d’allarme per il gemmologo esperto. La spettroscopia a fotoluminescenza costituisce probabilmente il metodo maggiormente efficace; ovviamente l’analisi della composizione chimica a mezzo diffrattometria ai raggi X può rilevare il trattamento in modo altreattanto definitivo. La Spettroscopia UV-Vis-NIR non fornisce dati sufficientemente esaustivi benchè, in casi purtroppo molto rari, la presenza del cromo sia rilevabile e, di conseguenza, misurando l’esatta posizione della banda, sia possibile apprezzare se sia avvenuto o meno uno spostamento verso l’infrarosso causato da eventuale riscaldamento.
Conclusioni
Gli spinelli termodiffusi al cobalto, se commercializzati dichiarandone responsabilmente i trattamenti migliorativi, rappresentano una valida opportunità per consentire ad un vasto pubblico di accedere a gemme dotate di caratteristiche di tono e saturazione particolari tipiche di materiale purtroppo divenuto quasi inaccessibile. Il trattamento non presenta particolari problematiche per essere individuato da un gemmologo esperto. A differenza di materiale trattato per impregnazione con vetro al cobalto, la termodiffusione presenta caratteristiche di stabilità elevata e non necessita di peculiari cautele nell’uso.
Bibliografia
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A cura di Alberto Scarani e Mikko Åström, pubblicato su Trasparenze News nr. 0, Giugno 2016.
