Yellow coloration in heat-treated natural sapphires - Chaniya Somboon (Chulalongkorn University, 2006)
การศึกษาสาเหตุของการเกิดสีเหลืองในพลอยบุษราคัมธรรมชาติที่ผ่านการเผา สามารถทำได้โดยการทดลองเผา ตัวอย่างพลอยบุษราคัม ที่มีกำเนิดสัมพันธ์กับกระบวนการหินแปร และพลอยบุษราคัมที่มีกำเนิดสัมพันธ์กับหินบะซอลต์ ตัวอย่างพลอยที่มีกำเนิดสัมพันธ์กับกระบวนการหินแปรที่นำมาศึกษาในครั้งนี้ได้แก่ พลอยบุษราคัมเผาแล้วด้วยวิธีปรกติจำนวน 5 ตัวอย่าง จากประเทศศรีลังกา เมื่อนำพลอยดังกล่าวมาเผาถอยสีในสภาวะการเผาแบบขาดออกซิเจน ที่อุณหภูมิ 1650 ํC เป็นเวลา 5 ชั่วโมงแล้ว พบว่าสีของตัวอย่างเปลี่ยนจากสีเหลืองทอง เป็นใสไม่มีสีและเมื่อตรวจสอบการเปลี่ยนแปลงของสีดังกล่าว กับสเปกตรัมการดูดกลืนแสงในช่วงคลื่นยูวีถึง ช่วงคลื่นตามองเห็น ทราบว่าสีเหลืองที่ได้จากการเผาก่อนการทดลองนั้น เกิดจากกระบวนการศูนย์กลางสี ส่วนผลวิเคราะห์องค์ประกอบทางเคมีขอธาตุร่องรอยหลังเผาด้วยเครื่องมือ LA-ICP-MS บ่งบอกว่ามีปริมาณธาตุเหล็กเป็นองค์ประกอบค่อนข้างต่ำ และ Mg>Ti ในตัวอย่างดังกล่าว ทำให้ทราบว่ากระบวนการศูนย์กลางสีที่เกิดขึ้น มีสาเหตุมาจากการที่ Mg ที่มากพอเข้าปำให้เกิดศูนย์กลางสีที่เสถียร หรือที่เรียกว่าศูนย์กลางสีที่ตรึงโดยแมกนีเซียม พลอยบุษราคัม ที่มีกำเนิดสัมพันธ์กับหินบะซอลต์ที่นำมาศึกษาในครั้งนี้ได้แก่ พลอยบุษราคัมสดจากแหล่งบางกระจะ จังหวัดจันทบุรี ประเทศไทย ตัวอย่างพลอยดังกล่าวสามารถแบ่งตามลักษณะสีออกได้เป็น 2 กลุ่มย่อย โดยตัวอย่างกลุ่มย่อยแรกมีโทนสีเหลืองแกมเขียวและเขียวแกมเหลือง พบว่ามีปริมาณธาตุเหล็กเป็นองค์ประกอบ ค่อนข้างสูงและTi>Mg ส่วนตัวอย่างกลุ่มย่อยสองเป็นพลอยบุษราคัมสีเหลือง พบว่ามีปริมาณธาตุเหล็กเป็นองค์ประกอบค่อนข้างสูงและ Mg > Ti ตัวอย่างดังกล่าวทั้งสองกลุ่มย่อยได้ทำการเผาที่อุณหภูมิสูงในสภาวะออกซิเจนพอเพียง พบว่าผลที่ได้แตกต่างกันอย่างเห็นได้ชัดเจน โดยกลุ่มย่อยแรกที่ปริมาณ Ti > Mg ไม่เห็นการเปลี่ยนแปลงของสีเหลืองแกมเขียวและเขียวแกมเหลืองเลย ส่วนกลุ่มย่อยสองที่มีปริมาณ Ti>Mg มีการเปลี่ยนแปลงสีจากสีเหลืองอ่อนเป็นสีเหลืองทองหรือสีเหลืองน้ำตาล (สีเหลืองแม่โขง) หลังเผาอย่างเด่นชัด จากการทดลองทำให้สรุปได้ว่ากลุ่มย่อยแรกที่มีปริมาณ Ti > Mg ธาตุทั้งสองมีการรวมตัวเกิดเป็นกลุ่มของ MgTiO[subscript3] ในพลอย ซึ่งไม่มีสี ทำให้มีธาตุแมกนีเซียมเหลือไม่พอที่จะเข้าไปทำให้เกิดศูนย์กลางสีที่เสถียร ดังนั้นสีอมเหลืองที่พบในพลอยกลุ่มย่อยแรกมีสาเหตุมาจาก spin forbidden transition of Fe[superscript3+] เพียงอย่างเดียว ส่วนกลุ่มย่อยสองที่ปริมาณ Mg > Ti ธาตุแมกนีเซียมที่เหลือสามารถทำให้เกิดศูนย์กลางสีเหลืองที่เสถียรได้จากการเผา