Следы элементов (в частности, Ti) в образцах рубина определены с помощью масс-спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой. По полученным результатам исследуемые образцы разделены на три группы: с высоким (≥200ppma), средним (100-200 ppma) и низким (≤50ppma) содержанием Ti. С помощью рентгеновской спектроскопии подтверждено, что титан находится в состоянии Ti4+ . Методом ИК-фурье-спектроскопии изучены колебания группы -OH в образцах рубина при температурах 800, 1200 и 1650 ºC. Максимум поглощения на частоте 3309 см- 1 для образцов с низкой концентрацией Ti не обнаруживается ни при одной из указанных температур, а появляется только в спектрах образцов со средним и высоким содержанием титана при нагревании до температуры ≥1200 ºC. Результаты также свидетельствуют о том, что появление максимума при 3309 см-1 помимо наличия ионов Ti4+ связано с компенсацией заряда -OH в положениях ионов Al, т. е. с образованием связей -Ti-OH. Следовательно, если в структуре образцов рубина содержится достаточно ионов Ti (≥100 ppma), то по наличию максимума 3309 см- 1 можно идентифицировать, прошел ли рубин термическую обработку. Данное условие выполняется для рубина из крупных месторождений, таких как Монг-Хсу и Могок (Мьянма), Люк Йен (Вьетнам) и Монтопес (Мозамбик).
The study is based on the determination of trace elements in ruby samples, Ti in particular, using laser ablation inductively coupled plasma mass spectrometry (LA-ICP-MS). The samples were then divided into three groups: high (≥200 ppma), moderate (100-200 ppma) and low (≤50 ppma) Ti content. In addition, X-ray absorption spectroscopy (XAS) was employed to confirm that the Ti oxidation state was Ti4+ . The heat experiment conditions were set at 800, 1200, and 1650ºC to investigate the transformation of the -OH vibration in the FTIR spectra of ruby samples. The FTIR spectra showed that samples containing a low Ti concentration did not show the 3309 cm- 1 absorption peak either before or after heating at any of the designed temperatures. An obvious 3309 cm- 1 peak appeared only in samples with a moderate to high Ti content after heating at ≥1200ºC. The results also suggest that, in addition Ti4+ , the occurrence of the 3309 cm- 1 peak in the FTIR spectra is strongly affected by the charge compensation of -OH in Al sites, i.e., the structural -OH; thus, the structural -Ti-OH stretching in the ruby samples. Hence, for gemological identification, the 3309 cm- 1 peak can be applied to indicate whether a ruby has undergone heat treatment if those samples contain enough Ti ions in their structure, i.e., Ti ≥ 100 ppma. This condition is usually found in ruby samples from major deposits such as Mong Hsu and Mogok, Myanmar; Luc Yen, Vietnam; and Montopuez, Mozambique.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.