SSEF étudie les méthodes de détection des rubis du Mozambique chauffés à basse température

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Par l’Équipe du Laboratoire Suisse SSEF

Depuis leur découverte début 2009, les gisements de rubis près de Montepuez au Mozambique ont produit un nombre impressionnant de pierres d’une qualité exceptionnelle, dont des pierres non chauffées comme le « Rhino Ruby » (22.04 cts), le « Scarlet Drop » (15,95 cts) et les « Eyes of the Dragon » (une paire de rubis pesant 11,26 cts et 10,70 cts), tous analysés par l’Institut Suisse de Gemmologie SSEF. Mais, depuis le tout début, il existe aussi des rubis de qualité inférieure provenant du Mozambique qui sont soit chauffés avec ou sans flux (borax), ce qui provoque des fissures de guérison avec résidus, soit chauffés avec du verre au plomb dans le cas de corindons fortement fracturés.

Since their discovery in early 2009, the ruby deposits near Montepuez in Mozambique have produced an impressive number of exceptional-quality stones, including iconic unheated gems such as the Rhino Ruby (22.04 cts), the Scarlet Drop (15.95 cts) and the Eyes of the Dragon (a pair of rubies weighing 11.26 cts and 10.70 cts), all of which were analysed by the Swiss Gemmological Institute SSEF. But from the very beginning, there has been evidence in the market of lower-quality rubies from Mozambique that have been heated with or without a flux (borax), resulting in healed fissures with residue, and in some cases heavily-fractured material that has been lead-glass filled.

Ces dernières années, de plus en plus de rubis du Mozambique ont été mis sur le marché après avoir subi ce que l’on appelle un « chauffage à basse température » (en dessous de 1000 °C). On peut supposer que le but de ce traitement est d’améliorer légèrement la couleur, en réduisant les zones violacées subtiles qui y sont parfois présentes (Figure 1).

In more recent years, an increasing number of rubies from Mozambique have come onto the market, after having undergone so-called “low-temperature heating” (below 1000 °C). Presumably, the aim of this treatment is to enhance the colour slightly, by reducing subtle purplish zones which are sometimes present in rubies from this location (Figure 1).

rubis, ssef

Figure 1: Zone légèrement violacée dans un rubis du Mozambique. Slightly purplish zone in ruby from Mozambique. Photo: M.S. Krzemnicki, SSEF

Seule une partie des rubis qui sont chauffés à une température relativement basse montre des caractéristiques microscopiques typiques du traitement thermique (Figures 2a et 2b), facilement reconnaissables par les gemmologues expérimentés (Gübelin & Koivula 2008, Pardieu 2015, Krzemnicki 2015). D’autres pierres ne montrent aucune ou presque aucune transformation des inclusions liée à la chaleur (voir aussi Pardieu et al. 2015, Saesseaw et al. 2018). C’est une situation qui pose un défi pour les gemmologues et les laboratoires de gemmologie, et aussi, en fin de compte, pour le négoce.

Only a portion of the rubies that have been subject to this relatively low-temperature heating procedure show the microscopic features that commonly characterise heat treatments (Figures 2a and 2b), which would be easily recognisable by an experienced gemmologist (Gübelin & Koivula 2008, Pardieu et al. 2015, Krzemnicki 2015).  Others show no or nearly no heat-related transformations of inclusions (see also Pardieu et al. 2015, Saesseaw et al. 2018). It is a situation that challenges gemmologists and gemmological laboratories, and also, ultimately, the trade.

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(Figure 2a): Une fissure de tension discoïdale autour d’une inclusion transformée par traitement thermique. EN DESSOUS (Figure 2b) : Fracture de guérison superficielle induite par le chauffage du rubis. (Figure 2a): A discoid tension crack around an inclusion transformed by heat treatment. BELOW (Figure 2b): Surface-near healing fissure induced by heating of the ruby. Photos: M.S. Krzemnicki, SSEF

Pour relever ce défi, SSEF a mené un vaste projet de recherche visant à établir des critères plus spécifiques pour détecter les traitements thermiques à basse température, en étudiant plus de 200 rubis non chauffés et chauffés (pierres brutes et facettées) du Mozambique. En combinaison avec des examens microscopiques minutieux des échantillons, leurs caractéristiques infrarouge (FTIR) ont été analysées pour obtenir des critères supplémentaires. Pendant des décennies, le FTIR a été considéré comme un outil utile à la détection du chauffage des rubis et des saphirs, notamment en raison de la présence de pics d’absorption liés à l’hydroxyde structurel (OH-) (Moon & Philips 1991, Smith 1995, Beran & Rossman 2006, Saesseaw et al. 2018).

To meet the challenge, the Swiss Gemmological Institute SSEF has conducted an extensive research project to establish more specific criteria to detect low-temperature heat treatment, studying more than 200 unheated and heated rubies (rough and faceted stones) from Mozambique. In combination with close microscopic examination of the samples, specific infrared spectroscopy (FTIR) peak features were analysed in order to determine additional distinguishing criteria. For decades, FTIR has been considered a useful tool to assist in the detection of heated rubies and sapphires, because of the presence of absorption peaks related to structural hydroxide (OH) (Moon & Philips 1991, Smith 1995, Beran & Rossman 2006, Saesseaw et al. 2018).

L’étude FTIR du SSEF a montré que, plutôt que d’utiliser des pics individuels pour déterminer si un rubis a subi un traitement thermique ou non, l’accent devait être mis sur une combinaison de pics (figure 3). Les résultats de cette étude seront publiés dans les prochains mois.

SSEF’s FTIR study showed that, rather than using individual peaks to determine if a ruby has been heat-treated or not, the focus should be on peak patterns (Figure 3). The results of this study will be published in the coming months.

rubis, ssef

Figure 3 : Spectres FTIR de rubis non chauffés du Mozambique (en vert, ci-dessous) et de rubis chauffés (en rouge, ci-dessus). Les études détaillées montrent clairement la nécessité d’une approche combinée microscopique et FTIR, ainsi que l’analyse de la combinaison des pics FTIR plutôt que la présence ou l’absence de pics individuels. FTIR spectra of unheated rubies from Mozambique (in green, below) and heated rubies (in red, above). The detailed studies clearly show the need for a combined microscopic and FTIR approach, along with analysis of FTIR peak patterns rather than presence or lack of individual peaks

« En raison des défis associés à la détection du traitement thermique basse température des rubis du Mozambique, nous avons estimé qu’une recherche scientifique plus poussée était nécessaire pour développer des critères de distinction plus spécifiques en utilisant la spectroscopie d’absorption FTIR « , a déclaré le Dr Michael S. Krzemnicki, directeur du SSEF. « Nous sommes confiants que cette recherche et d’autres contribueront à maintenir la confiance des consommateurs dans ces beaux rubis provenant du Mozambique.« 

Due to the challenges associated with detection of low-temperature heat treatment of rubies from Mozambique, we felt that more scientific research was necessary to shed light on more specific detection criteria using FTIR” said Dr. Michael S. Krzemnicki, Director of SSEF. “We are confident that this and other research will contribute to consumer confidence in the beautiful ruby material coming from Mozambique.

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Photo de couverture / Cover picture : Gemfields

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