Проблема идентификации происхождения корунда давно стоит перед геммологами и экспертами. Почти все физические характеристики синтетических камней, такие как плотность и показатели преломления, полностью совпадают с параметрами природных минералов. Как сообщают в Минобрнауки РФ проекту Наука Mail, существующие спектроскопические методы часто ограничены и работают только для сырья, выращенного конкретным способом. Другие технологии, например рентгеноспектральный анализ, требуют сложной пробоподготовки, которая неприменима к уже ограненным вставкам.
Наиболее близкий аналог разработки ученых лаборатории геохимии и рудоносности щелочного магматизма ГЕОХИ РАН имени Вернадского — способ идентификации по микропримеси галлия с помощью масс-спектрометрии (LA-ICP-MS). Этот метод хорош тем, что не требует трудоемкой подготовки и подходит для готовых украшений. Однако у него есть ограничение: синтетические корунды, выращенные гидротермальным методом, могут содержать галлий в концентрациях до сотен микрограммов на грамм. Из-за этого отсутствие галлия нельзя считать универсальным признаком синтетики.
Как пояснила автор разработки, старший научный сотрудник лаборатории Елена Сорокина, универсального метода, который давал бы однозначный ответ о происхождении камня, до сих пор не существовало. Обычно решение принималось на основе совокупности данных, полученных разными способами. Предложенный сотрудниками ГЕОХИ подход решает эту задачу с высокой точностью. Новая методика базируется на измерении изотопного состава кислорода в образце относительно стандартной океанической воды. Если показатели находятся в интервале от -1,7 до -13,5 промилле, это свидетельствует о синтетическом происхождении корунда.
Высокотемпературная обработка природного корунда не может изменить его первоначальный изотопный состав кислорода. В ходе исследования образцы подвергались высокотемпературной обработке (термо-облагораживанию) при 1700 , а также бериллиевой диффузии при 1700 в течение 50 часов. Изотопный состав кислорода этих образов корунда до и после термообработки практически не изменился
Отвечая на вопросы о природе этого явления, автор разработки пояснила, что сильно обедненный изотопный состав кислорода δ18O синтетического корунда связан с несколькими факторами в зависимости от метода выращивания. Для гидротермального корунда это связано с изотопным составом воды, использованной для синтеза. Для камней, выращенных методом плавления в пламени, на обеднение влияют источник оксида алюминия, изотопный состав добавляемых красителей, многократные этапы обработки сырья, а также изотопный обмен с воздухом в процессе синтеза.
Разработка может применяться в работе диагностических лабораторий и экспертно-криминалистических центров. При этом, как уточняет Елена Сорокина, данный способ может применяться даже для ограненных камней и тех, которые содержатся в ювелирном изделии, если только украшение с исследуемым корундом помещается в держатель для образцов. Результаты исследования, поддержанного Минобрнауки России, опубликованы в журнале European Journal of Mineralogy.
Ранее ученые впервые определили примесь галогенов в природных алмазах.
