埼玉県立自然の博物館

平成25年の宝石学会（日本）講演会・総会が６月15日に埼玉県・秩父郡の埼玉県立自然の博物館講堂にて、また見学会が16日に開催されました。

今号では懇親会および見学会の様子と、発表のありました一般講演の内容を要約してご紹介します（○：発表者）。

宝石学会（日本）は「科学者と、宝石界との良き協力関係を生み出し、両者が有無相通じ合うことによって宝石学を振興し、その成果を還元する公共的な媒体となる（趣意書の一部抜粋）」ことを目的として、昭和49年（1974年）に設立され、上野の国立科学博物館で創立総会が行われました。その後、毎年一回の講演会・総会が開催され、今期は会計年度で第42期目を迎えます。

本年度の講演会および総会はキャプションのとおり埼玉県立自然の博物館で行われました。同館は秩父鉄道が設立した「鉱物植物標本陳列所」の資料を引き継いで昭和56年（1981年）に開設された埼玉県立自然史博物館を前身としています。平成18年（2006年）に名称も新たにリニューアルされています。本館は風光明媚な長瀞渓谷にほど近く、木々の緑も深く学術的な会合を行う環境としては最適です。

会館の講堂は収容人数が120名と広く設備も充実しており、講演会の会場としては申し分がありません。講演会の参加者は総勢70名で内訳は鑑別技術者を中心に業界団体職員、大学・研究職者、宝飾業者およびその他と本学会の趣意である“科学者と宝石界との良き協力関係・・・”に則したものと言えそうです。

15日（土）は午前10時から受付が開始され、10時半から一般講演14題が行われました。昼食後の総会においては今期の会計報告、収支予算が報告され、承認を得ました。また、宮田会長が評議委員会の刷新とさらなる学会の発展を想念し、自ら会長職を辞すこと、選挙委員会を設けて評議員選挙を行うことを報告しました。さらに、本学会の設立当初から会長として長年ご活躍いただいた砂川一郎東北大学名誉教授の訃報が伝えられました。

一般講演は質疑応答を含めて１テーマにつき20分で行われました。講演内容の内訳は、ダイヤモンド関連2題、コランダム関連2題、色石鑑別関連2題、真珠関連3題、産地関連2題およびその他研究3題でした。それぞれの各項目の中でも鑑別技術に関する内容が多く、鑑別技術者が多く参加している本会の会員構成を如実に表していました。そのような中でもジュエリーを歴史的見地で捉えた報告や結晶を素材としてその有用性を論じた発表も見られ、講演会の裾野の広がりを感じさせました。中央宝石研究所からは、研究室の江森所員と久永所員がそれぞれの日頃の研究成果を発表しました。発表内容につきましては本誌上で順次掲載の予定です。

今年度の一般講演の概要は以下の通りです。

一般講演　１
埼玉県内に産出する鉱物・宝石　ー天然記念物緊急調査報告書よりー

演者である林氏が1999年～2001年に埼玉県教育委員会より委託された委員として実施した天然記念物緊急調査の報告書を元に埼玉県内で産出する鉱物について報告しました。埼玉県内で産出する鉱物は現在199種あり、ひすい輝石、方解石、スピネル、アンドラダイトガーネットなども含まれます。また、秩父も登録されたジオパークについても紹介しました。

一般講演　２
いわゆる「トラピッチェ」と呼ばれるダイヤモンドと最近観察された珍しいダイヤモンドについての報告

トラピッチェダイヤモンドとして販売されている３方向に放射状模様を示す薄片状に研磨されたダイヤモンド（ジンバブエ産）についての研究結果を報告しました。放射状を呈するクラウド部はDiamond View^TMなどで黄緑色に蛍光し、電子顕微鏡による観察において針状のものと丸みのある六角形の2種類があるとされました。また、東大大学院理学系研究科の協力の下これらの結晶方位の決定を試みました。

一般講演　３
非開示で持ち込まれた１ct upのCVD合成ダイヤモンド

発表中の久永所員

非開示で鑑別機関に持ちこまれたものとしては最大級のサイズと思われるCVD合成ダイヤモンドについて報告しました。標準的な宝石鑑別手法では識別が困難ですが、DiamondView^TMによるルミネッセンス像の観察および各種波長によるフォトルミネッセンス分析が有効であるとしました。
＊この発表は「CGL通信No.12」に詳述されておりますのでご参照ください。

一般講演　４
ベリリウム拡散加熱処理サファイア鑑別の現状

発表中の江森所員

ベリリウム拡散加熱処理の現状について統計結果を交えながら報告しました。近年はコランダムに天然起源のベリリウムが含有されることが知られるようになり、処理の鑑別がさらに困難になっています。これらの識別方法について種々の例を挙げて詳細な発表がなされました。
＊本研究の発表内容は次号以降掲載予定です。

一般講演　５
ミャンマー産ルビーのインクルージョンの特徴

ミャンマーに現地法人を10年前に立ち上げ、今なおルビーの採掘を継続している演者が、実際に採取したNam-Ya鉱山およびMogok鉱山産ルビーの特徴について報告しました。一般にNam-Ya産のシルクは細く、糖蜜状組織は見られないものが多いのに対し、Mogok産のシルクは太くて細かく、糖蜜状組織は頻度高く観察されるとしました。また、市場が開放されたことで価格が高騰したため、モザンビーク産のルビーがタイ国境付近からミャンマーにもたらされているとの報告がなされました。

一般講演　６
新しく処理されたブルーサファイア

韓国で開発中のコランダムの新しい処理について韓国の鑑別機関に所属する演者が報告しました。この新しい処理はロシアで使用されていたダイヤモンド合成用のHPHT装置を用いた高圧下での加熱処理です。通常の加熱処理で効果が得られなかったサファイアを原材にして透明度の良いブルーを得ているとのことです。詳しい処理の情報は公開されていませんが、鑑別可能な特徴として赤外分光で3040～3050cm^–に吸収が現れると報告しました。

一般講演　７
スピネルのフォトルミネッセンスとラマン分光

近年スピネルの人気の高まりもあり、市場に各種合成法のスピネルや加熱処理スピネルが確認されるようになっています。演者らはフォトルミネッセンス分析とラマン分光法を用いてこれらの比較検証を行いました。フォトルミネッセンス分析において、天然は638.5nmにシャープなピークが見られ、合成には687.3nmにブロードなピークが観察されるとしました。また、天然スピネルを加熱すると本来の細かなピークが弱まったり、消失することが判りましたが、色調に大きな変化は認められないと報告しました。

一般講演　８
パラサイト起源のペリドットの特徴

パラサイト中のペリドットと地球起源のペリドットの比較検証の結果が報告されました。サンプルはAdmire隕石中に含まれていたペリドットが使用され、通常の宝石学検査に加えて蛍光X線分析およびFT-IR分析が行われました。パラサイト起源のペリドットは周囲の金属部と独特な針状インクルージョンを含有し、偏光下で強い歪が認められました。比重はパラサイト起源が大きくなる傾向があり、成分分析では地球起源より、Ni（ニッケル）分が低い傾向にあるとしました。

一般講演　９
ルビー、スピネルおよびフォルステライト結晶の発光現象

演者らはセンサ応用を目的として各種の蛍光体結晶の結晶育成と結晶評価を行っています。
今回、Cr（クロム）やMn（マンガン）を不純物として添加したルビーやスピネル、フォルステライトをＦＺ法で育成し、市販のベルヌイ合成ルビーを含め、加工およびＸ線照射に伴う発光の有無と発光スペクトルを測定しました。Cr添加の発光は紫外～緑色光で励起した蛍光と蛍光スペクトルと同様のスペクトルで、Mn添加のスピネルやフォルステライトからはＸ線励起による発光が観察でき、それぞれの蛍光スペクトルと良く一致したと報告しました。

一般講演　１０
南極大陸セールロンダーネ山地産アマゾナイトと他の産地との識別

昨年報告した南極産のアマゾナイトについて、薄片を作製し、内部組織の観察、EPMAを用いた定量分析および面分析の結果が新たに報告されました。それぞれの産地から産出したアマゾナイトの内部組織は異なった特徴が観察され、EPMAによる面分析の結果、南極産アマゾナイトのRb(ルビジウム),Sr(ストロンチウム),Cs(セシウム),Fe(鉄),Pb(鉛)の含有量分布は、Rb,Sr,FeはK(カリウム)と似た挙動を示すが他の元素はあまりラメラ構造に影響されなかったと報告しました。

一般講演　１１
聖書の中の宝石

大学で比較社会文化学を専攻する演者によって聖書中の宝石についての報告が行われました。聖書に記載されている祭司の聖なる祭服に留められた12種の宝石について、この宝石の名前と順序が聖書の版によって異同があることが具体例を挙げて詳細に述べられました。
一例をあげると16世紀に英訳された「ジュネーブ版聖書」と17世紀の英国王ジェームズⅠ世の「欽定訳聖書」と現在の「ニューインターナショナル版聖書」では、胸当ての最初の宝石はそれぞれ、ルビー、サルディウス、ルビーとなっておりそのほかにも違いがあるとしました。

一般講演　１２
真珠の反射分光スペクトル測定における干渉色の影響についての考察

真珠を分光測定する際に、反射分光スペクトルには反射干渉色の影響が出現するとの報告がなされました。ゴールド系真珠の着色の有無について分光分析が行われますが、一部の真珠に着色の有無が判別できないものがあります。これらの真珠には干渉色が強く現れる特徴があり、実体色の影響を受けにくい反射干渉色が分光スペクトルに影響しているのであれば検査の際に注意しなければならないと報告しました。

一般講演　１３
真珠と模造真珠の干渉色の発現の違いとその要因についての考察

真珠、模造真珠を拡散光源に近づけた際の色の表れ方の相違についての考察が報告されました。雲母にチタンコーティングして作られた真珠箔を樹脂に混ぜてガラスに塗布して45度の角度から白色光を当てると真珠層薄片と同じように反射干渉色と透過干渉色の補色が観察できますが、真珠箔を塗布した模造真珠にはテリの良い真珠に拡散光を近づけた際に現れる同心円状の縞模様が見られないとしました。

一般講演　１４
バイオレット系真珠の特性とその出現機構についての考察

一部のクロチョウ真珠にみられる370nmと500nmの特有の吸収について報告しました。
これらは貝殻外層の稜柱層に含有されるポルフィリン類や真珠袋の細胞の分泌異常が関与していると推定され、蛍光分光測定や紫外線ライトによる蛍光検査が鑑別法として利用できるとされました。

懇親会

懇親会の様子

１日目の講演会終了後、発表会場に隣接する老舗の観光旅館「養浩亭」に場所を移し、懇親会が行われました。和やかな雰囲気の中、立食パーティの形式で行われ学会参加者同士が交流を深めたり、質疑応答時に質問できなかったことなどを熱心に話し合う姿も見受けられました。

見学会

２日目は、講演会会場となった埼玉県立自然の博物館と秩父鉱山前の河原において見学会が行われました。
自然の博物館は、「過去から未来へ埼玉３億年の旅　そして自然と人との共生」というテーマに沿い地質展示と生物展示がされています。

虎岩

地質展示では鉱物・岩石・地層・化石が古い方から新しい方へ順に並んでいて、長瀞の変成岩などの岩石が直接手で触れることができます。また、巨大な化石の骨格復元模型の迫力ある姿を見ることもできました。
一方の生物展示では平地や山地に住む動植物のジオラマが本物のように秩父の自然を再現しています。 さわれる剥製コーナーではイノシシ、キツネ、タヌキ、ノウサギ、テンやカラスなどを直接さわることができ、毛並みの違いを体感できます。
館外には「日本地質学発祥の地」の記念碑があり、少し足を運べば、岩畳（地下20～30kmの深部で変成された結晶片岩）が広がっている所や虎岩（茶褐色のスティルプノメレンと白色の石英・長石・方解石とが折り重なって褶曲を見せることから名付けられた）が観察できました。

河原での採集の様子

午後は秩父鉱山前の河原で石の観察会が行われました。鉱山までの道のりは現地近くで道が細くなり大型バスが入れないため、マイクロバス2台に分乗しての行程となりました。現在の秩父鉱山は石灰岩を24時間体制で採掘していますが、かつては金を含め多種多様の鉱石が採掘されていました。金は近くの荒川流域で砂金としても産出しました。

さて、観察会の河原では、石を拾うばかりでなくハンマーを振るう方や初めから水の中に入れるように長靴を持参した方もいて熱心に鉱物を探されていました。金属鉱物としては黄鉄鉱（パイライト）が見つかり、宝石に近いものでは柘榴石（ガーネット)を採集。この他には磁鉄鉱（マグネタイト）や大理石も観察されました。 この地域は「ジオパーク秩父」として知られています。ジオパークとはジオ（地球）に親しみジオツーリズムを楽しむ場所のことです。
秩父地域は豊かな自然が残り、地質、鉱物の観察に相応しい場所であり、見学会に参加された方々にとっては、大変有意義な一日となりました。

赤松　蔚　

1893年御木本幸吉が半円真珠養殖に成功して今年でちょうど120年になる。御木本幸吉以前にも中国の仏像真珠を手本にして半円真珠を作った人は、スウェーデンのリンネを始め、数名の名前を挙げることが出来るが、しかし養殖に成功した後それを商品化して世に出し、真円真珠発明後はそれを一つの産業にまで発展させた御木本幸吉の功績は疑う余地はない。しかし天然真珠を含めた真珠の歴史を見てみると、僅か120年という養殖真珠の歴史の前に、紀元前にまで遡る天然真珠の歴史が厳然として存在し、しかも天然真珠は量的にそれほど多くなくても（それ故希少価値があるのである）、今なお市場で輝きを放っている。今回はこの天然真珠の主な産地、現在市場で取引されている天然真珠、天然真珠に関する問題点などについて述べる。

１．天然真珠の主な産地

天然真珠は世界の至る所で発見された。おそらく昔の人々が海や川、あるいは湖で食用に貝を採取した際偶然発見されたのが始まりであろう。やがて天然真珠は組織的に採取されるようになった。天然真珠の主な産地は以下の通りである。

図１：世界の主な天然真珠産出地域

1）ペルシャ湾

写真１：バーレーン産アコヤガイ

ペルシャ湾の真珠採取歴史は4,000年前に遡ると言われている。（蛇足であるが現在アラビア人はペルシャがイランを連想させるとしてペルシャ湾の代りにアラビア湾と呼んでいる）バーレーンがその中心で、ここから数多くの採取船が湾に出て真珠貝が採取された。1900年代に産業として栄え、最盛期の1928～29年には、真珠採取船538隻、真珠貝を採取するダイバーは2万人を越え、バーレーン国家総収入の92.5％を占めた。しかし1930年代に入ると、世界的な不況、乱獲、養殖真珠の出現、石油発見に伴う労働力の石油産業への移行などにより真珠産業は衰退し、1960年代にその幕を閉じた。ペルシャ湾のアラビア半島側は漁業資源が豊富で、日本のアコヤガイと類似の真珠貝が数多く「バンク」と呼ばれる岩礁地帯に生息している。

2）マナール湾

インドとセイロンの間に位置するマナール湾の真珠採取もペルシャ湾同様非常に古く、その歴史は紀元前550年に遡るという記録がある。この地域のセイロンシンジュガイから採取された真珠はローマで非常に高い評価を受け、古代ローマの博物誌家プリニウスによれば、セイロンは「世界で最も多くの真珠を産出する地域」と記述されている。またマルコポーロも「東方見聞録」の中で真珠採取の様子を詳しく述べている。マナール湾の真珠採取は不定期に行われ、採取時期、場所が伝わると、世界各国から人々が集まり、採取シーズンが終わると人々は引き上げ、浜は元に戻るという状態であった。マナール湾の真珠産業が廃れた原因は乱獲で、19世紀に終焉を迎えた。

3）アメリカ大陸

アメリカ大陸は海水産、淡水産共に非常に長い天然真珠の歴史を持っている。海水産天然真珠は紀元前1400年から500年にかけて栄えたメキシコの遺跡から、あるいはインカ時代の遺跡から装飾品に用いられた真珠が発掘されている。アメリカの天然真珠が世界に知られるようになったのは、コロンブスのアメリカ大陸発見後である。1493年コロンブスはベネズエラのマルゲリータ島や、キューバグア島付近で先住民が船を出して真珠を採取しているのを見て、物々交換で真珠を入手し、スペイン女王の元に送った。この地域はカリブアコヤガイ、パナマクロチョウガイ、レインボーマベなど、何種類かの真珠貝が生息していて、白色系以外にグレー、バイオレット、ブラックなどの色を持つ真珠が採れる。コロンブスの発見以降この地域の真珠貝は採り尽くされ、18世紀には資源が枯渇するに至った。最近資源はかなり回復し、メキシコではレインボーマベによる真珠養殖が行われている。一方淡水産真珠でも紀元前1000年から先住民が真珠を広く使用していたことがわかっている。淡水産天然真珠もコロンブスのアメリカ大陸発見以降世界に知られるようになったが、海水産真珠ほど広がらなかった。淡水産天然真珠が注目を浴びるようになったのは19世紀中頃からで、たまたまニュージャージーの川で採取された真珠が1,500ドルでティファニーに買い取られたことに端を発し、「パールラッシュ」が起こり、人々は真珠を求めて川に殺到した。19世紀後半に入ると貝ボタンの原料として採取された真珠貝から副産物として得られた淡水真珠で、特に形の面白いものがヨーロッパで流行した。現在真珠養殖核用に採取された真珠貝から副産物として得られた真珠が市場に出ている。

4）ヨーロッパ

ヨーロッパの天然真珠はすべて淡水産で、カワシンジュガイから産出する。この貝は山岳地帯の水の澄んだきれいな場所に生息する。かつてヨーロッパ各地に数多く生息していたが、19世紀の工業化などによる環境汚染に伴い、わずか100年の間にほぼ全滅してしまった。淡水産天然真珠はヨーロッパで広く採取されたが、主な産地はババリア地方、スコットランド、ロシアである。ヨーロッパの淡水産天然真珠はサイズ、形とも非常にバラエティに富んでおり、色は大半が白色系である。採取された真珠はヨーロッパの王侯貴族の装飾品として広く用いられた。またカトリック教会が宗教道具として、聖杯、聖書カバー、十字架、イコン、司祭の冠、衣服などに真珠を多く用いた。現在ヨーロッパで再び淡水産天然真珠が静かなブームとして愛好家の間に広まっているようである。

5）中国

中国もアメリカ大陸同様、海水産、淡水産両方に長い天然真珠の歴史がある。海水産真珠については「天工開物」の中で詳しく述べられている。この中で広東地方の海で口に錫製のシュノーケルをくわえた漁師達が船から海に潜り、真珠貝を採取する様子が描かれている。この本の中には現在アコヤ真珠養殖が行われている「北海」や「合浦」などの地名が出てくる。一方淡水産天然真珠も紀元前2206年禹の国で他の産物と共に天然真珠が貢物として納められたと報告されている。真珠に関する記述は「康煕字典」や「本草綱目」などの古代文献にも数多くある。これらの中で真珠貝はすべて淡水産の貝（カラスガイ）を表す「蚌」の文字が使われている。

6）日本

日本は周囲を海に囲まれているため、昔から海水産天然真珠との関わりが深かった。真珠について最初の記述が出てくるのは古事記で、その中に「斯良多麻（シラタマ）」という言葉が出てくるが、これはおそらくアコヤ真珠であろう。また万葉集には「鰒珠（アワビタマ）」、「安波妣多麻（アハビタマ）」、「白珠（シラタマ）」、「之良多麻（シラタマ）」等の記述がある。このことから当時の海水産真珠のほとんどがアワビ真珠およびアコヤ真珠であると考えられる。それを裏付けるものとして、奈良の正倉院には1200年前の奈良時代の真珠が4,158個保存されているが、大半はアコヤ真珠で、若干のアワビ真珠が含まれている。真珠の産地として三重県の志摩地方や長崎県の対馬地方が古文書に出てくるが、これの地方では現在も真珠養殖が盛んに行われている。

２．現在市場で取引されている天然真珠

天然真珠は今も根強いファンに支えられており、毎年東京や神戸で開催されるジュエリーショーにも天然真珠を扱う業者が何社か出品している。現在市場に出回っている主な天然真珠は以下の通りである。

1）コンク天然真珠

カリブ海に生息する大型の巻貝ピンクガイ（Strombus gigas）から産出される天然真珠。
ピンクガイの肉は食用、また美しいピンク色を持った貝殻もカメオの材料となるので、カリブ海の漁師たちは古くからピンクガイを採取してきた。ピンクガイから肉を取り出す際、たまに天然真珠が見つかるので、これがコンク真珠として珍重されてきた。

コンク天然真珠には2つの特徴がある。第1の特徴は構造である。コンク天然真珠は通常の炭酸カルシウム結晶（アラゴナイト）とコンキオリンの層状構造を持たず、「交差板構造」と呼ばれる特殊な構造を持っている。真珠層構造を持たないことから厳密には真珠ではないが、例外的に真珠として扱われている。第2の特徴はその色で、これは人参や珊瑚の赤い色と同じカロチノイド色素に由来する。真珠は全く色素を含まない白色のものから、有機物を含んだ橙赤色のものもあるが、やはり特徴のある美しいピンク色が最も好まれている。コンク天然真珠を産出するピンクガイの採取は現在ワシントン条約の付属書Ⅱで規制されていて、原産地証明をつけることが義務付けられている。コンク真珠もその対象になるので、取扱には注意が必要である。

写真２：コンク天然真珠

写真３：ピンクガイ

2）ホースコンク天然真珠

ホースコンク天然真珠はアメリカ南東海岸、メキシコ北東岸に生息する法螺貝の一種であるホースコンク（和名：ダイオウイトマキボラ、学名：Pleuroploca gigantea）から産出される。色は橙色～赤褐色で、濃赤色のものが好まれる。形は割合オーバルが多い。コンク真珠に比べて産出量はそれほど多くない。コンク天然真珠同様真珠層構造を持たず、交差板構造を持つ。真珠表面に特有の小鱗模様がある。

写真４：ホースコンク天然真珠

写真５：ダイオウイトマキボラ

3）メロ天然真珠

メロ天然真珠は南シナ海、フィリピン海域、インド東部海岸、アンダマン海に生息するメロメロ（和名：ハルカゼヤシガイ、学名：Melo melo）から産出される。メロメロは台湾、インドネシア、ベトナムなどで食用として採取され、真珠はその際副産物として得られる。
メロ天然真珠は球形でサイズの大きなものが多く、直径30mm以上のものもある。色は黄褐色から赤褐色である。コンク天然真珠やホースコンク真珠同様交差板構造を持ち、真珠表面に特有の小鱗模様がある。

写真６：メロ天然真珠（メロパール）

写真７：メロメロ（ハルカゼヤシガイ）

4）アワビ天然真珠

アワビ（Haliotis sp.）は広く太平洋、大西洋、インド洋などに生息する巻貝で、特に日本沿岸、北米太平洋沿岸、オーストラリア沿岸は種類、数量とも豊富である。アワビは外洋性で岩礁の間に生息し、アラメなどの海藻類を餌にしている。

アワビ天然真珠は世界のあちこちで見られるが、球形のものは皆無に近い。多くのものは角状で、これはおそらく生殖腺の先細りになった先端部に形成されたためと考えられる。
アワビ天然真珠の歴史は古く、アメリカではカリフォルニアの先住民が7000年以上も前に真珠が品物として取引の対象になっていたという記録がある。20世紀になるとアワビ天然真珠は宝飾品として多く用いられ、アールヌーボーのジュエリーの中でもポピュラーなものになっている。現在ニュージーランドでアワビ天然真珠を専門に扱う業者が一社ある。

写真８：アワビ（ニュージーランド産）

写真９：淡水天然真珠（アメリカ産）

5）淡水天然真珠

現在市場に出されているほとんどの淡水天然真珠はアメリカ産である。養殖真珠用の核材料として淡水産二枚貝を採取した際、副産物として得られたもので、産出母貝は不明である。アメリカ産淡水天然真珠はかなり大きなものがあり、5カラットのものもそれほど異常な大きさではない。形は色々あるが球形のものは極めて少なく、真珠全体の約0.01％である。またボタン、俵、ペアなど対称型のものは約5％、残りの約95％はウィング、ローズバッド、ドッグティース、タートルバックなど様々な名前がつけられた不整形であると言われている。色は約3分の2がホワイト系であるが、その他に様々な色があり、ピーチ、アプリコット、ロゼ、ラベンダー、ブロンズ、シルバーなどの名称がつけられている。

３．天然真珠に関する問題点

1919年御木本幸吉が真円養殖真珠をパリ、ロンドンの市場で販売を開始した際、ヨーロッパで天然真珠を扱っていた真珠業者は大パニックに陥った。外観が全く天然真珠と変わらない真珠が20％安い価格で大量に出現したからである。そこで天然真珠と養殖真珠を非破壊で鑑別する方法が大きな問題となった。この鑑別は困難を極め、穴が開いている場合は「エンドスコープ」という器具を使用し、中空の針を穴に挿入して光を通し、天然真珠の場合は真珠層、養殖真珠の場合は核を透過する光を調べる方法で鑑別したが、無穴の真珠については全くお手上げ状態であった。その後X線装置が開発されたので、真珠の中に球形の核があるかどうかがX線でチェック出来るようになり、天然、養殖の鑑別が可能になった。

現在天然、養殖の鑑別が再び問題になっている。養殖技術が進歩した結果、「ピース」と呼ばれる外套膜小片のみを真珠貝に挿入して作る無核真珠（中国産淡水真珠の大半がこの無核真珠である）、またケシと呼ばれる大粒のシロチョウ、クロチョウ無核真珠が出現したからである。このため過去のように真珠の中に球形の核があるか無いかで天然、養殖かを鑑別出来なくなったのである。また無核淡水真珠を核としてシロチョウ、クロチョウ真珠も養殖され、これもX線のみでは鑑別が困難になっている。前述のように長い天然真珠の歴史を持つ国バーレーンでは現在も自国の天然真珠産業を保護するため、養殖真珠の輸入を禁止している。ここに海外から様々な無核の養殖真珠が天然真珠としてどっと入ってくるのである。バーレーン政府の鑑別機関はX線をフル活用して天然、養殖のチェックを行っているが、だんだん鑑別が困難になり、世界に向かって「バーレーンに真珠を持ち込む場合は必ず「天然」、「養殖」を明記して欲しい」と呼びかけているが、実際それほどの効果は挙がっていないようである。

おわりに

2005年10月8日から2006年1月22日に東京上野の国立科学博物館で「パール展」が、そして2012年7月28日から10月14日に神戸の兵庫県立美術館で「日カタール国交樹立40周年　パール　海の宝石」展が開催され、貴重な天然真珠が数多く展示され、多くの真珠ファンを喜ばせた。これらを見ていると、時間や空間を飛び越えて目の前に迫ってくる天然真珠の迫力に圧倒された。これらはすべて「なるほど真珠は宝石である」と実感するのに十分なものであった。今希少価値を失ってしまった養殖真珠を見るにつけ、もう一度天然真珠の時代に遡って、「真珠とは」と問いかける時代に来ているように思われる。（つづく）

研究室　北脇裕士　

【1】宝石鑑別とは・・・

宝石鑑別は、いわゆる“本物”と“偽物”を見分ける必要性がきっかけとなりヨーロパを中心に発展してきました。世界で最初の宝石検査機関が英国のロンドンに設立されたのは、まさに日本の養殖真珠が商業的な成功を収めはじめた1925年頃まで遡ります。良く知られているように、この年に有名な真珠裁判が行われ、養殖真珠は真珠としての地位を確立しています。

中央宝石研究所を始めとする日本国内の宝石鑑別機関設立の黎明期（1960年代～1970年代前半）には、合成エメラルドが宝飾業界に紛れ込み初めており、その存在が鑑別機関設立の追い風となっていたようです。

さて、宝石学とは学問の体系での位置づけはどうなっているのでしょうか。宝石鑑別の対象となるものは、ほとんどが鉱物であり結晶です。したがって、宝石学はもともと鉱物学の応用として位置づけられてきました。関連範囲は、結晶学、岩石学、地質学、化学や生物学等の広範に及びます。

しかし、岩石・鉱物の同定と宝石鑑別とは、目指すところは同じであってもその手法における制限には大きな相違があります。岩石・鉱物の分析においては精度向上のため、試料を粉末化あるいは溶液化するのが一般的です。

一方、宝石が対象の場合、完全に非破壊で行われなければならず、商品価値を損なう外観の変化(退色、変色、光沢の劣化など)が生じてはなりません。

宝石鑑別に使用される標準的な鑑別器具

伝統的な宝石鑑別の手法は1920年代から種々の手法が開発され、1942年にはジェモロジストの座右の書であるGem TestingとしてB.W. Andersonによって体系的に纏めあげられています。すなわち、屈折率測定、比重測定、カラーフィルター、二色鏡（多色性の観察）、分光器、宝石顕微鏡による観察などであり、これらは今なお宝石鑑別の基礎として必要不可欠です。

近年、新種宝石の登場、合成石・処理石の開発など宝石鑑別機関にとって重要な背後情報は日々増大しています。また、１つの新しい情報によって昨日までの鑑別上の常識が一変してしまうような事例も起こりえるのです。ダイヤモンドを例にとると、最近では普通になっているHPHT処理、KM処理などは2000年以前では鑑別技術者の頭の片隅にも存在しなかったのではないでしょうか。さらに最近海外の鑑別ラボからのアラートで話題となっているCVD合成ダイヤモンドの出現もこの数年での出来事です。

さて、このような状況下、宝石鑑別ラボにおける日常の業務には一般の鑑別器材の他に専用の分析機器が必要不可欠になっています。かつては最新機器として注目された可視、近赤外、赤外領域の分光光度計も今では多くの鑑別ラボに標準装備され、さらに細分化する目的にかなう高度な分析機器が要求されているのが現状です。

このように宝石鑑別ラボにとっては日常的に活用されるようになった各種分析機器ですが、実際に分析経験のない読者の方々にはそれらの機器の用途も利用価値もご理解いただけないと思います。そこで今回からシリーズで、以下に纏めたような鑑別ラボにおける分析技術についてご紹介させていただこうと思います。

中央宝石研究所で現在稼動している主な分析機器：

◆LA-ICP-MS分析装置：NEW WAVE RESEARCH社製MODEL UP-213A/F、AGILENT社製7500A
軽元素～重元素までを高感度で分析できます。特にベリリウム（Be）が拡散処理されたコランダムの看破に有効です。また、宝石の産地鑑別にも応用されています。

◆顕微ラマン分光装置：Renishaw社製 Raman system-model 1000、inVia Reflex streamline
ラマン散乱を応用して物質の同定を行います。インクルージョンの同定やダイヤモンドの光学中心を調べるのに最適です。HPHT処理の看破には欠かすことができません。

◆分光光度計
◇紫外-可視領域：日本分光製紫外-可視分光光度計V-650ST、V-570
　カラー・ダイヤモンドの色の起源、黒蝶真珠の鑑別、ルビー、エメラルド、
　アレキサンドライトなどの天然・合成の判断などに有効です。
◇赤外領域：日本分光製フーリエ変換赤外分光光度計VIR9400、FT/IR-4200ST、FT/IR-4100
　ダイヤモンドの鑑別には不可欠なタイプ分類、コランダムの加熱の履歴の検査、
　水晶類の鑑別他、各種宝石類の同定に有効です。

◆Ｘ線透過装置：Softex社製 M-100特
物質を構成する各元素のＸ線に対する透過性の相違を応用した分析装置です。ダイヤモンドと類似石の鑑別や真珠の有核・無核の検査に有効です。

◆蛍光Ｘ線分析装置：日本電子製エネルギー分散型蛍光Ｘ線分析装置JSX-3201M
元素分析による各種宝石鉱物の同定、微量元素の解析による天然・合成などの鑑別に有効です。

◆DiamondView^TM：DTC社製
強力なUVによる発光現象を応用して結晶の成長履歴を観察します。
ダイヤモンドの天然・合成の鑑別には最も有効な手法と言えます。

◆DiamondPlus^TM：DTC社製
極低温下でのPL分析でHPHT処理やCVD合成ダイヤモンドの可能性について簡易的に検査することができます。

◆レーザー・トモグラフ：CGLオリジナル
488nm光励起半導体レーザーを用いて結晶構造や欠陥の分布を調べます。コランダムの加熱の履歴の検査には極めて優れています。

これらの分析機器にはそれぞれのいわば得意分野があり、１つの機器ですべてが分かるというわけには行きません。むしろいくつかの機器で分析した結果を総合的に判断する場合が多いと言えます。最終的に判断を下すのはもちろん技術者の人的能力にかかってきます。したがって、それぞれの分析機器に対する知識や分析結果を正しく読み取る能力、さらには宝石鑑別における背後情報が技術者には要求され、技術者の能力なくしては精度と信頼性の高い分析は不可能です。

【2】LA-ICP-MS分析法

Fig.1　LA-ICP-MS分析装置

LA（Laser Ablation：レーザーアブレーション）とは、固体試料にレーザー光を照射し、そのエネルギーで試料を蒸発･微粒子化するもので、レーザー光の制御により微小域（5μm～）や極表層試料の微粒子化が可能な技術です。

一方、ICP-MS（Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry：誘導結合プラズマ質量分析）は、電子温度が約9000 K に達するプラズマをイオン源とした質量分析装置のことです。その最大の特長は高感度で定量性が高いことにあります。

このLA 法とICP-MS 法を結合させたLA-ICP-MSとは、レーザーにより試料を微粒子化しながら超高感度なICP-MSで連続的に質量分析を行う技術といえます。レーザーで蒸発・飛散した粒子は高周波電力により発生されるプラズマによってイオン化され、質量分析部に導入されます。そこで正または負の電荷をもつイオンを、その質量と電荷の比ごとに分離し、イオンの数が計測されます。その質量電荷比から元素の種類が（定性）、検出したイオンの数から元素の量が（定量）分かるというわけです。

このLA-ICP-MS分析法が宝石学分野で初めて応用されたのが、Be拡散加熱処理サファイアにおけるBe（ベリリウム）の検出です。当時Be拡散加熱処理は、軽元素の拡散処理という新たな手法であったため、蛍光Ｘ線分析やEPMAなどの従来の分析手法では看破が不可能でした。その後の研究によって色変化のメカニズムについてはある程度の理論的究明に進展は見られましたが、Beの検出にはSIMSやLA-ICP-MSなどのこれまでの宝石鑑別の範疇を超えた高度な分析技術が必要となり、鑑別技術のあり方を問われる結果となりました。

その後、LA-ICP-MSは高感度の定量性を活かした微量成分のケミカル・フィンガープリント（産地ごとに微量成分に特徴が見られることからこのように呼ばれています）が、サファイア、エメラルド、パライバ・トルマリンなどの産地鑑別に応用されるようになりました。LA-ICP-MS分析法は、厳密には破壊検査といえますが、通常15μm（0.015mm）程度の極微小なスポットで分析するため、その痕跡は熟練したジェモロジストがルーペを用いて丹念に調べても確認が困難な程です。

最近、中央宝石研究所ではLA-ICP-MS分析法の宝石学分野における新たな応用例の1つとして、高感度で検出される微量成分に着目した天然及び合成ルビーの鑑別法を検討し、昨年(2012年)の宝石学会（日本）で発表する機会を得ました。詳しくは小紙Gemmy168号に報告しております。

天然及び合成ルビーの鑑別は、合成ルビーへの加熱処理の影響等により、標準的な鑑別手法では識別が極めて困難で、今なお宝石鑑別における重要課題として認識されています。そのため、新たな分析手法の開発や鑑別精度の向上が要望されています。これらの合成ルビーを識別するために、これまで紫外-可視分光分析や蛍光Ｘ線分析法を用いた研究例がいくつか紹介されています。特に後者はチタン(Ti)、バナジウム(V)、クロム(Cr)、鉄(Fe)、ガリウム(Ga)等の遷移元素の含有の有無や量比に注目したもので、現在多くの鑑別ラボで活用されています。しかし、蛍光Ｘ線分析法では微量成分の検出感度が悪く、また回折線の影響を受けやすいといった欠点があります。

本研究では、ベルヌイ法、結晶引上げ法、フローティングゾーン法等の融液からの合成法のルビーを14個と、チャザム、カシャン、クニシュカ、ラモラ、ドーロス等の代表的な製造者によるフラックス法及び熱水法の溶液からの合成法を21個、総計で35個の合成ルビーの試料を用いて、LA-ICP-MSで分析を行いました（Fig-1）。

分析結果を表-１に纏めます。予備的な検査において、天然ルビーには産地に関係なく例外なしにチタン(Ti)、バナジウム(V)、クロム(Cr)、鉄(Fe)、ガリウム(Ga)等の金属元素が存在することが判っていますが、合成では検出されない場合があります。また、合成ルビーには天然には検出されない特異な元素が検出される場合があります。鉛(Pb)、ビスマス(Bi)、タングステン(W)などは製造者に特有の溶媒金属起源と考えられ、鉄(Fe)、ニッケル(Ni)等はるつぼやオートクレーブに由来していると考えられます。その他の元素は原料アルミニウム(Al)中の不純物や製造者の故意による添加が推測されます。

表-1　合成ルビーのLA-ICP-MS分析結果の纏め

このようにLA-ICP-MS分析法による微量成分の分析がルビーの天然及び合成の判別に極めて有効であることが判りました。さらに、これらの分析値は合成ルビーの製法及び製造者の特定にも応用可能なケミカル・フィンガープリントとしても利用できそうです。（つづく）

研究室　江森健太郎・北脇裕士

シロチョウ養殖真珠に対して低線量のガンマ線を照射し、色変化を調べたところ、白色系からシルバー系への変化が確認されました。これらは標準的な鑑別手法において同系色の未処理の白蝶養殖真珠との識別が困難であるため、電子スピン共鳴（ESR）分析、熱ルミネッセンス分析および蛍光分光分析における鑑別の可能性について検討しました。その結果、電子スピン共鳴（ESR）分析に明瞭な差が見出され、低線量のガンマ線照射の検出に有効であることが確認できました。
以下に今回の調査結果について報告します。

はじめに

アコヤ真珠や淡水真珠に対する放射線処理は広く知られており、これらは通常高線量で行われています。従来、真珠の放射線照射による色の変化は淡水産貝殻核の含有するマンガンの酸化数に関係するとされてきました（文献1）。そのため、真珠層の厚い白蝶養殖真珠では放射線による色変化はないものと考えられていました（一般にアコヤ養殖真珠を放射線処理した場合は、真珠層ではなくマンガン含有量の多い淡水産貝殻核に黒色の色変化が生じます。アコヤ真珠は真珠層の巻厚が薄いため、核が透けて全体としていわゆるブルー系にみえます。しかし、シロチョウ養殖真珠の場合、真珠層の巻厚が厚いため、核が透けて見えることはほとんどありません）。
ところが、最近になって低線量で照射処理されたシルバー系の白蝶養殖真珠が情報開示なしに韓国の市場で販売され問題となりました。韓国の消費者は有機物質で生成したシルバー色の南洋真珠を好む傾向がありますが、同系色の照射処理された南洋真珠が非開示で販売されたため一部混乱を生じました。 韓国真珠協会は放射線照射で着色された真珠の扱いおよび流通の禁止に関する声明文を出すなどの対応を行い、同国の宝石検査機関からその鑑別手法についての報告がなされました（文献2）。
昨年、三重県伊勢市で行われた宝石学会(日本)2012年においても、放射線照射された真珠について、韓国の韓美宝石鑑定院のLee Bo-Hyun氏が「放射線照射された南洋真珠の電子スピン共鳴（ESR）研究」という発表を行いました。この研究では、放射線照射された南洋真珠について電子スピン共鳴（ESR）分析を行うことで放射線照射された南洋真珠の鑑別が可能であり、韓美宝石鑑定院では放射線照射された南洋真珠のESR分析サービスを行っていることを発表しています。

今回、中央宝石研究所研究室でも白蝶養殖真珠における低線量の照射による色変化と鑑別手法について検討しました。シロチョウ養殖真珠に放射線の一種であるガンマ線を照射し色変化を確認し、放射線照射前後で電子スピン共鳴（ESR）分析、熱ルミネッセンス分析および蛍光分光分析を行い、鑑別の可能性について検討しました。

実験に使用した試料と分析方法

実験に用いたシロチョウ養殖真珠は６ピース(1.31g～2.50g、写真１参照)です。試料は国内の大手真珠業者から提供をうけたもので、同社によると調色や処理などは何も行われていない、純粋な浜上げ珠です。

これら６ピース中５ピースについて、ガンマ線照射装置にてそれぞれ0.1kGy、0.5kGy、1.0kGy、5.0kGy、10.0kGyの線量でガンマ線を照射しました。また、そのガンマ線照射前後にて、ESR分析、熱ルミネッセンス分析および蛍光分光分析を行いました。
ESR分析には日本電子製JES–FA200を用いて測定しました。ESR分析には粉末試料が必要なため、試料の中心にハンドドリルで穴を開け、その際生じた試料の粉末（約2mg）を薬包紙に集め外径5mmのXバンドESR試験管に入れ測定。分析条件は、出力1.99mW、マイクロ波周波数約9450MHz、センター磁場336mT、挿引幅±7.5mT、挿引時間2分、モジュレーション幅(FMW)0.2mT、ゲイン×100、タイムコンスタント0.03秒、Mn²⁺デジタルマーカー設置位置850、積算回数１回で分析を行いました。
熱ルミネッセンス分析にはThermo Scientific社製　Harshaw TLD Model 3500を用いて測定しました。
試料はESR分析に用いた粉末を使用しました。分析条件はリニア昇温速度6℃/秒、昇温温度範囲50–400℃、積算温度範囲 50–400℃、窒素ガス：2L/分、試料皿にステンレス製（厚さ0.2mm、直径6mm、高さ3mm）を用いて分析を行いました。
ESR分析、熱ルミネッセンス分析については後述のコラムを参照して下さい。
蛍光分光分析は、日本分光FP–8000を用いて励起波長280nm、測定領域290nm～750nmの範囲で行いました。励起波長は予備的な検査において連続的に波長を変動させ、最も効率よく発光ピークが得られる波長を選定しました。

写真１：実験に用いたシロチョウ養殖真珠

写真２：ガンマ線照射後のシロチョウ養殖真珠
試料配置は写真１と同様

放射線処理による概観の変化

コバルト６０によるガンマ線を0.1kGy、0.5kGy、1.0kGy、5.0kGy、10.0kGy照射した結果を写真２に示します。低線量（0.1kGy、0.5kGy）照射の試料では色変化はほとんど認められませんが、線量が多いものほど色変化が大きく、元来白色系だったものがシルバー系へと色変化していることがわかります。

ESR分析結果

照射前後でESRスペクトルを比較した結果を図１に示します。照射前の試料では検出されない炭酸ラジカル（CO₂^–）が照射後にはg=2.002付近に検出されています。
照射前の試料では炭酸ラジカルが検出されないことより、この炭酸ラジカルはガンマ線照射により発生したものであることがわかります。また、炭酸ラジカルは線量の増加とともに増加する傾向にあります。結論として、ESR分析で炭酸ラジカルの測定を行えばシルバー系へ変化させるための照射処理が行われているか否かの判定は可能です。

図１：ガンマ線照射前後の真珠のESRスペクトル

熱ルミネッセンス分析結果

ESR分析同様、ガンマ線照射前後で熱ルミネッセンス分析を行った結果を図２に示します。低線量照射（0.1kGy～0.5kGy）の試料では、ガンマ線照射後のスペクトルの極大部分が左側（低温側）へシフトするといった差が認められますが、5.0kGy～10.0kGy照射した試料では大きな差は見られませんでした。このように熱ルミネッセンス分析で見出せる差は僅少であり、その解釈については今なお不確定です。この手法を放射線処理シロチョウ養殖真珠の鑑別に利用するには更なる研究が必要であると思われます。

図２：ガンマ線照射前後の熱ルミネッセンススペクトル

蛍光分光分析

今回分析したすべての試料で280nmの紫外線で励起された340nm付近で極大を示すピークが検出されましたが、照射前後でのスペクトルに変化は認められませんでした（典型的な例を図３に示します）。なお、この340nm付近の発光ピークはトリプトファン（アミノ酸の一種）由来の蛍光として知られています（文献３）。

図３：10.0kGy照射されたサンプルの蛍光分光分析結果

まとめ

今回の研究では、シロチョウ養殖真珠にガンマ線を照射することにより白色系からシルバー系へ、線量に比例した色変化を確認しました。また、この処理を行う前後でESR分析、熱ルミネッセンス分析、蛍光分光分析を行いました。熱ルミネッセンス分析および蛍光分光光分析では明瞭な差は認められませんでしたが、ESR分析においては処理前では検出されないCO₂のフリーラジカルが照射後に検出され、ガンマ線照射処理の看破には先行研究（文献2）で述べられているとおり、ESR分析が有効であることが確認されました。また、先行研究では測定に必要な試料は5mｇとされていましたが、本研究においては2mgでも可能であることが新たに判りました。測定に用いる試料の量が感度に直接影響を及ぼすため、試料の量を増やせばさらなる低線量の照射も看破可能であると思われます。しかし、ガンマ線照射により真珠の色変化が認められ、CO₂のフリーラジカルが確認されたといっても、このフリーラジカルが色にどのように関係するかは不確定です。
放射線照射処理真珠の鑑別は宝石検査機関に課せられた重要な研究課題であり、色変化のメカニズムなど今後も継続して研究し、発表していく予定です。

謝辞

今回の実験（ESR分析、熱ルミネッセンス分析）につきましては、東京都立産業技術センターの関口正之氏にお世話になりました。心から感謝致します。

参考文献

1.堀口吉重「アコヤガイおよびイケチョウガイの生化学的研究-X. 貝殻中のMnの形態について(Bulletin of the Japanese Society of Scientific Fisheries, Vol,25, Nos.10-12, 1959)」
2.Hyunmin Choi, Bohyun Lee and Youngchool Kim「Detection of gamma irradiated South Sea cultured pearls(Journal of the Korean Crystal Growth and Crystal Technology(Vol.22, No.1, 2012)」
3.平松潤一、永井清仁「熱と日光が真珠のコンキオリンに及ぼす影響と真珠品質の非破壊による判定（生物工学会誌、第88巻、第8号、378-383、2010）」

◇コラム２：ラジカルとは
ラジカルとは、不対電子を持つ物質のことです。今回の研究では、炭酸ラジカル(CO₂^–)について研究していますが、わかりやすい例として、水分子を挙げ、ラジカルについて説明します。
水分子は水素原子(H)が２つと酸素原子(O)が１つからできています。
水素原子(H)は原子番号が１番で、陽子１つと中性子１つから成る原子核を中心にして電子が１つ回っている構造をしています（図A左）。また、酸素原子(O)は原子番号が８番、陽子８つと中性子８つから成る原子核を中心にして電子が８つ回っている構造をとっています(図A右)(注：同位体といって中性子の数が異なるものも存在します)。

図A　左：水素原子、　右：酸素原子構造

 

電子は核に近いほうから、K、L、M・・と収まる場所が決まっていてK核には２つ、L核には８つまで電子が入ることが可能です。水素原子の場合はK核に電子が１つ、酸素原子の場合はK核に２つ、L核に６つ電子が入っています。実は、K核に最大入ることのできる電子２つ、L核には８つ電子が入った状態が安定な状態です。つまり水素原子はK核にあと１つ、酸素原子はL核にあと２つ入れば化学的に安定な状態だということです。
水分子は、この水素原子の電子１つと酸素原子のL核の電子１つを共有する共有電子対を２つ形成することで水分子の体裁をとっています。

図B　水素原子の分子構造

 

この水分子に放射線などを当てると、水分子が崩壊して、OHとHに分離することがあります。この際、共有電子対を形成していた電子のペアが別れます。こうしてできた電子の片割れを不対電子と呼び、こうした不対電子を持つ分子のことをラジカルといいます。

研究室　北脇裕士　

会議後のツアーで訪れたカンボジア、
パイリンのWat Phnom Yat 寺院

本会議の会場となったインペリアル
クイーンズパークホテル

昨年12月12日（水）～13日（木）までの2日間、表題の国際会議がタイのバンコクで行われ、翌14日（金）～16日（日）までの3日間、ポストカンファレンスツアー（会議後の原産地視察）としてタイのチャンタブリ～カンボジアのパイリン鉱床の視察が行われました。当研究所から３名の技術者が参加し、それぞれ口頭発表を行いました。
以下に概要をご報告致します。

GIT 2012とは・・・・

International Gem and Jewelry Conference（国際宝石・宝飾品学会）はGIT（The Gem and Jewelry Institute of Thailand）が主催する国際的に有数の宝飾関連学会の一つです。第一回目は2006年、第二回目は2009年、そして今回は2012年12月に第三回目としてGIT 2012が開催されました。GITはLMHC（ラボマニュアル調整委員会）にも属する国際的にも著名な宝石検査機関で、当研究所とは科学技術に関する基本合意を締結し、密接な技術交流を諮っています。本学会はGITが主催していますが、TGJTA（タイ宝石・宝飾品協会）、CGA（チャンタブリ宝石・宝飾品協会）、チュラロンコン大学、国家商工省、鉱物資源局などが後援しており、まさに国を挙げての国際会議といえます。また、本会議運営のため15ヵ国31名の国際技術委員会が結成され、当研究所の堀川もその一役を担いました。

本会議

本会議はバンコク市内のインペリアルクイーンズパークホテルが会場となり、世界30ヵ国から500名を超える参加者が集いました。オープニングセレモニーではCIBJO会長のGaetano Cavalieri氏、ICA会長のWilson K.W. Yuen氏らが宝飾業界の未来に向けて力強い基調講演を行いました。
一般講演は１．宝石の特性、２．鑑別－命名、３．鑑別－処理(1)、４．鑑別－処理(2)、５．ダイヤモンド、６．貴金属、７．有機宝石、８．宝飾デザイン、９．宝石学－探鉱、１０．宝石学－政策ほか、の１０のセッションで構成されており、２つの会場に分かれて同時進行しました。口頭発表は総計で48件、ポスター発表は45件のエントリーがありました。当研究所からは技術顧問の赤松が有機宝石セッションで『養殖真珠－その誕生と現状』、堀川が鑑別－命名セッションで『宝石用語としての“翡翠”の再考』、筆者が鑑別－処理セッションで『LA-ICP-MS分析による合成ルビーの鑑別』についてそれぞれ口頭発表を行いました。
各発表の詳細な要旨集がGITのウェブサイトhttp://www.git.or.th/index_en.html に掲載されております。フリーでダウンロードすることが可能ですので、ご興味のある方はご覧下さい。

基調講演でアジアのジュエリー産業の未来について
語るICA会長のWilson K.W. Yuen氏

本会議のメイン会場となったインペリアル
クイーンズパークホテルのボールルーム

会場に張り出された45件のポスター発表。
口頭発表の合間には熱心な研究者が
著者に質問を投げかける

鑑別－命名セッションで『宝石用語としての
“翡翠”の再考』について講演する堀川所員
 

ポストカンファレンスツアー（会議後の原産地視察）

本会議終了後、約90名の参加者が3日間のチャンタブリ～カンボジアのパイリン地区の視察に参加しました。
タイは昔からルビー・サファイアの重要な産地です。1850年の鉱床発見以来、19世紀後半から世界のルビー・サファイアの宝石需要を支え続け、1980年代の最盛期には4000万ct程の生産量があったという記録があります。しかし、1990年代以降鉱床は枯渇気味で、現在は宝石産地であると同時に世界的な宝石と宝飾品の加工と流通の中心になっています。特にバンコクやチャンタブリでは常にコランダムの新しい加熱技術が発達し、世界中の宝石関係者の注目の的となっています。タイのコランダム産地はカンチャナブリ地区、チャンタブリ地区、フィラエ地区などが知られています。今回のツアーではチャンタブリ地区のKhao Ploi Waen鉱区を訪れました。ここはタイで始めてサファイアが発見された土地として知られています。この地区はカンチャナブリ地区に比較すると産出量は少なく、ブルー・サファイアは色が濃すぎて黒っぽく見えますが、美しいグリーンサファイアが産出します。ここでは地下3～8mに分布する灰色～褐色の風化玄武岩の土が重機で掘られ、選鉱プラントでは高圧水で洗浄し、比重選鉱されています。

チャンタブリ地区のKhao Ploi Waen鉱区。
風化玄武岩の二次鉱床

高圧水を使用して風化玄武岩の土を洗い流す
 

比重選鉱機を用いてサファイアを選別
 

Khao Ploi Waen鉱区から産出した
グリーンサファイア

タイの東方、カンボジアとの国境を横切ってパイリン地区のサファイア鉱区が広がります。この地ではブルー・サファイアとルビーが産出します。不思議なことにカラレス、イエローやグリーンの産出がほとんどありません。この地のブルー・サファイアは品質が良く、現地の人の自慢でもあります。全体的に濃色ですが、小粒のものが多いようです。全体的にチャンタブリ地区のサファイアに似ています。カンボジア側から産出したものもタイ産としてチャンタブリやバンコクで加熱され、市場に出て行くと言われています。今回はSanang川の河川鉱床とBo Yaka地区の露天掘り鉱床を視察しました。河川鉱床での採掘は自由に行うことが可能で、現地の農民が副収入の糧として採掘されています。いっぽう露天掘り鉱床は国から採掘権を購入し、重機を用いて採掘されています。

カンボジア・パイリンのSanang川流域での採掘

わんかけをして得られたサファイア類の原石

カンボジア・パイリンBo yaka地区の露天掘り。高圧水で土砂を崩し、ポンプで吸い上げて選鉱機に運ぶ

中央宝石研究所　研究室

最近、中央宝石研究所の東京支店ではラウンドブリリアントカットされた６個の1ct upのCVD合成ダイヤモンドを鑑別しました。これらは、宝石検査機関に非開示で持ち込まれたCVD合成ダイヤモンドとしては最大級のサイズです。このようなCVD合成ダイヤモンドは、標準的な宝石学的検査では識別が困難ですが、ダイヤモンドのタイプを粗選別した後、フォトルミネッセンス分析やDiamondView^TMによるUVルミネッセンスの画像解析において確実に看破することができます。以下にその特徴をご紹介します。

はじめに

2003年に米国ボストンのApollo Diamond Inc. がCVD法で合成したダイヤモンドを宝飾用に販売する計画を明らかにして以降、宝石業界においてもCVD合成ダイヤモンドが注視されるようになりました[文献１]。2007年以降、国際的な宝石検査機関の実務に供せられたCVD合成ダイヤモンドが報告されるようになりました[文献２,３]。2010年後半には米国フロリダのGemesis Corp. がCVD合成ダイヤモンドを販売すると表明し[文献４]、2012年5月にはベルギーのIGIからGemesis Corp.製と思われる非開示のCVD合成ダイヤモンドを600個検査したとの報告があり、ダイヤモンド業界を賑わせました[文献５]。それ以降、インドや中国の検査機関からも相次いでCVD合成ダイヤモンドに関する報告がなされています[文献６]。これらのCVD合成ダイヤモンドはほとんどが0.3ct～0.7ctですが、これまで宝石検査機関に供せられた無色のCVD合成ダイヤモンドとしては最大で1.05ctのペアシェープトカットのものが報告されています[文献７]。

試料と分析方法

天然ダイヤモンドとして通常のグレーディングに供せられた6個のダイヤモンドを検査対象としました(Fig.1)。これらはすべてラウンド･ブリリアント･カットが施されたルースでした。重量は小さい方から1.001, 1.009, 1.010, 1.011, 1.032, 1.119ctで、カット研磨された宝飾用CVD合成ダイヤモンドとしては最大級のものです。外部特徴および包有物の観察にはMotic製の双眼実体顕微鏡GM168を用いました。紫外線蛍光の観察にはマナスル化学工業製の長波紫外線ライト（365nm）と短波紫外線ライト（253.6nm）を用いて完全な暗室にて行いました。II型の粗選別には自社で開発したDiamond–kensaを使用。赤外分光分析には日本分光製FT/IR4200を用いて分析範囲は7000–400cm⁻¹、分解能は4.0cm⁻¹で、20回の積算回数で測定しました。フォトルミネッセンス（PL）分析にはRenishaw社製 inVia Raman MicroscopeとRenishaw社製 Raman system–model 1000を用いて633nm（赤色）、514nm（緑色）、488nm（青色）および325nm（紫外）の各波長のレーザーを励起源に液体窒素温度付近まで冷却した状態で分析を行いました。UVルミネッセンス像の観察にはDTC製のDiamondView^TMを用いました。

結果および考察

【標準的な宝石学的検査】

カラー、クラリティおよびカット

カラーグレードは6個ともLight Yellowish Grayで、灰色味が強く通常のケープスケールでは評価できませんでした(Fig.2)。クラリティグレードは4個がVS1、2個がVS2にグレードされました。カットグレードは4個がExcellent、2個がVery goodでした。

注： 日本国内におけるAGLの規定では合成ダイヤモンドについてグレーディングレポートおよびソーティングメモの発行は行いません。

拡大検査

検査したすべてのサンプルに少数のピンポイントが観察され、これらがVVS以下のクラリティの要因となっています。これらを拡大すると黒褐色の不定形で、非ダイヤモンド構造炭素と考えられます(Fig.3)。一部の試料のガードル部に黒色のグラファイト化が認められました(Fig.4)。この特徴はHPHT処理が施されたダイヤモンドに見られるものと同様のもので、CVD合成後にHPHT処理が施されたことを強く示唆しています。

歪複屈折

今回観察した6個の試料すべてに特徴的な筋模様の歪複屈折（低次の白黒の干渉色）が観察されました。これらは結晶の成長方向に平行に伸びたもので、結晶成長時の線状欠陥（ディスロケーション）によるものと思われます(Fig.5)。II型の天然ダイヤモンドには“タタミマット”構造と呼ばれる畳の目のような歪が必ず認められます。CVDダイヤモンドは後述するようにII型に属しますが、この“タタミマット”は見られません。ただし、成長方向に平行な方向から観察すると、一見“タタミマット”様に見えるので注意が必要です(Fig.6)。

紫外線蛍光

長波紫外線下においてはすべての試料は不活性でした。短波紫外線下では一部の試料に弱い帯緑黄色の発光が見られました(Fig.7)。

【ラボラトリーの技術】

Diamond–kensa

II型のダイヤモンドを粗選別するために短波紫外線の透過率を検知するDiamond–kensaでの測定を行いました。6個とも瞬時にII型と判定されました。

赤外分光分析

すべての試料はダイヤモンドの窒素領域（1500～1000cm⁻¹）に明瞭な吸収を示さないII型に分類されました。色調にわずかな黄色味を有するにもかかわらず、置換型単原子窒素に由来する1344㎝⁻¹の吸収は認められませんでした。また、水素由来の吸収としてCVD合成ダイヤモンド特有のものとして報告されている3123cm⁻¹の吸収も天然ダイヤモンドによく見られる3107cm⁻¹もはっきりとしたピークとしては認められませんでした[文献８]。

フォトルミネッセンス分析

514nmレーザーによるPLスペクトルは637nm（NV^－）および575nm（NV⁰）がすべてに検出されました。737nm（736.4／736.8nmのダブレット）ピークもすべてに検出されました。737nmピークは天然ダイヤモンドにも検出された例はありますが、きわめて稀であり、CVD合成装置の石英ガラス由来のSiV－に起因するものと考えられています[文献９]。したがって、737nmピークが検出されればCVD合成と判断できます。
633nmレーザーによるPLスペクトルはSi関連の737nmピークが非常に強く検出されました。このように737nmピークの検出には514nmレーザーよりも633nmレーザーが有効です(Fig.8)。

 
488nmレーザーによるPLスペクトルは637nm（NV^－）および 575nm（NV⁰）と503.2nm（H3）ピークがすべてに検出されました。また、6個中5個に帰属不明の528nmピークが検出されました(Fig.9)。

325nmレーザーによるPLスペクトルにおいて462nmと499nmに帰属が不明のピークが検出されました。これらは天然ダイヤモンドには見られません。また、2個の試料に非常に弱い415.2nm（N3）のピークが検出されました。これらのN3や488nmレーザーで検出されたH3のピークは成長時のCVD合成ダイヤモンドからは検出されておらず、成長後のHPHT処理によって形成されたと考えられます[文献１０]。

UVルミネッセンス像（DiamondView^TM）

検査したすべての試料には帯緑青白色の発光色が見られ、青色の燐光が観察されました。これらの発光はダイヤモンドの色を無色にするために意図的に添加されたホウ素に起因すると考えられます[文献１１]。天然のII型ダイヤモンドでは通常バンドAと呼ばれる発光中心による暗い青色蛍光が見られ[文献１２]、燐光はありませんので、この蛍光色と燐光の有無は両者の識別の手がかりとなります。
また、検査したすべてにCVDダイヤモンドに特有の積層構造のイメージが観察されました(Fig.10)。CVD法において宝飾用の単結晶を育成するためには高速度成長が不可欠です。高速度成長のために窒素が添加されますが、窒素の添加量が多くなると、このような線状の模様が出現すると考えられています[文献１３]。このようなCVD特有のUVルミネッセンス像はテーブル側からよりもパビリオン側からの観察でより明瞭となります。一部には天然ダイヤモンドに普遍的な直線的な成長縞やスリップラインのような直線的な構造も見られましたので(Fig.11)、試料全体（特にパビリオン側）を慎重に観察することが重要です。

結論

非開示で持ち込まれた6個の1ct upのダイヤモンドを検査した結果、すべてがCVD合成ダイヤモンドであることが判りました。このサイズは宝石検査機関に持ち込まれたCVD合成ダイヤモンドとしては最大級のものです。
標準的な宝石学的検査においては、II型ダイヤモンドであるにもかかわらず交差偏光下でのタタミマット構造の欠如、黒色包有物の存在が鑑別の手がかりとなります。フォトルミネッセンス分析ではSi–V^－に起因する737nmピークが検出されればCVD合成と判断できます。さらにDiamondView^TMによるルミネッセンス像の観察において、帯緑青色の蛍光色と燐光の存在がCVD合成を示唆し、その特徴的な積層構造が鑑別の決め手となります。
CVDダイヤモンドの宝飾品への利用は始まったばかりですが、昨年来国際的に急速な広がりを見せています。CVDダイヤモンドの幅広い産業界での応用がある現在、更なる技術開発が予想され、製品の向上に期待が寄せられています。本稿で述べた識別特徴は、現時点の製品に対するものであり、宝石検査機関はこのような新しい素材に対する鑑別技術の開発に常に努力を払う必要があると思われます。

文献

［1］Wang W., Moses T.M., Linares R., Shigley J. E., Hall M. and Butler J.E. (2003) Gem-quarity synthetic diamonds grown by a chemical vapor deposition (CVD) method. Genms & Gemology, vol.39, No.4, pp268-283
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［3］Kitawaki　H., Abduriyim A., Kawano K. and Okano M. (2010) Identification of CVD-grown synthetic melee pink diamond. Journal of gemology, vol.32, No.1-4, pp23-30
［4］Wang W., and Moses T.M. (2011) Gem quality CVD synthetic diamonds from Gemesis. Gems & Gemology, vol.47, No.3, pp227-228
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［10］Martineau P.M., Lawson S.C., Taylor A.J., Quinn S.J., Evans D.J.F., and Crowder M.J. (2004) Identification of synthetic diamond grown using chemical vapor deposition (CVD). Gems & Gemology, vol.40, No.1, pp2-25
［11］MISRA, Devi Shanker. (2012) Method for growing white color diamonds by using diborane and nitrogen in combination in a Microwave Plasma Chemical Vapor Deposition system. International Patent No. 2012044251
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［13］Tallaire A., Collins A.T., Charles D., Achard J., Sussmann R., Gicquel A., Newton A.M and Cruddace R.J. (2006) Characterisation of high-quality thick single-crystal diamond grown by CVD with a low nitrogen addition. Diamond and Related M.E., Edmonds Materials, vol.9, pp1439-1449

研究室　江森健太郎　　

去る９月１９日（水）～２１日（金）までの３日間、京都大学吉田キャンパス北部構内において日本鉱物科学会の2012年年会が行われました。弊社からは２名の技術者が参加し、発表を行いました。以下に年会の概要をご報告いたします。

鉱物科学会2012年年会が行われた
京都大学吉田キャンパス理学部正門前にて

日本鉱物科学会(Japan Association of Mineralogical Sciences)は平成19年９月に日本鉱物学会と日本岩石鉱物鉱床学会の２つの学会が統合・合併され発足し、現在は大学の研究者を中心におよそ1000名の会員数を擁しています。

日本鉱物科学会２０１２年年会

京都大学正門

会場となった京都大学吉田キャンパスは筆者が学生時代学部から博士後期過程まで在籍した大学です。京都大学は日本で２番目に創設された帝国大学の流れを汲んでいる国立大学で、精神的な基盤として「自由な学風」を謳っており、その自由な学風からノーベル賞受賞者も多数輩出しています。最近では、医学部山中教授がiPS細胞の研究でノーベル医学賞を受賞し、話題になりました。
地理的には京都市の中心部より北東側に位置する左京区にあります。銀閣寺や節分祭で有名な吉田神社が校舎の近くにあります。交通手段としては京都市営バス（京都駅より30分程度）や京阪電鉄出町柳駅から徒歩15分ほどで、どちらも本数があるためアクセスは良好です。

ポスターセッションの様子

一日目、19日（水）の午前９時より２つの会場で「地球表層・環境・生命」「大震災及び福島原発事故にかかわる環境有害元素の挙動を鉱物学から探る」「火成作用と流体」「深成岩・火山岩及びサブダクションファクトリー」「結晶構造・結晶科学・物性・結晶成長・応用鉱物」「変成岩とテクトニクス」のセッションがはじまりました。また別会場でポスターセッションが同時に開催されていました。お昼の12時～14時はポスターセッションのコアタイムに指定されており、ポスター発表者による説明や質疑応答、議論などが活発に行われていました。なお、このポスター発表は学会開催期間３日間を通して行われており（それぞれの日で発表演目は異なります）、３日間ともコアタイムはたくさんの人で賑わっていました。

鉱物科学会受賞講演の様子

二日目、20日（木）の午前９時15分より鉱物科学会の総会、そして10時30分より鉱物科学会受賞講演がありました。平成23年度日本鉱物科学会賞第8回受賞者の熊本大学理学部吉朝朗教授の講演の後、研究奨励賞第９回受賞者の浜根大輔氏、研究奨励賞第10回受賞者の小松一生氏の講演がありました。

午後14時から「結晶構造・結晶科学・物性・結晶成長・応用鉱物」「高圧・地球深部」「岩石水相互作用」「変成岩とテクトニクス」のセッションがありました。弊社研究者は「結晶構造」のセッションを聴講しました。筆者の恩師である北村雅夫名誉教授の「部分キンクにおける着脱平衡とカイネティックス」という発表がありました。非常に難しい内容でしたが、鉱物学の最先端を垣間見る内容の発表で感銘を受けました。

三日目の21日（金）は朝９時から三箇所の会場で各セッションが行われました。弊社研究者は午前９時からの定番セッション「鉱物記載・分析評価」のセッションで「LA-ICP-MS分析法の宝石学への応用～合成ルビーと天然ルビーの鑑別について」と「宝石質天然ダイヤモンドの包有鉱物及びＣＬ像の研究」の２件の講演を行いました。宝石鑑別の依頼についてや情報開示等についての質問があり、聴講者の宝石学への興味が感じられ発表を行った成果は上々であったように思われます。

2012年6月11日（月）～16日（土）の約一週間、弊社研究室の技術者がスリランカを訪れ、同国最大の国際都市コロンボでの宝石取引、ラトナプーラでの採掘現場を視察しました。また、同年2月に新たに発見されたカタラガマ鉱山に関する最新の情報を入手し、原石と研磨石を検査する機会を得ることが出来ました。

以下に概要をご報告致します。

ラトナプーラの鉱山：縦穴掘り方式

宝石の島スリランカ

スリランカの地図

スリランカはインド半島南東のインド洋にあるセイロン島からなる国で正式名称はスリランカ民主社会主義共和国です。スリランカとは現地の言葉（シンハラ語）で“光り輝く島”という意味で、まさに宝石の島にぴったりです。セイロン島は世界で25番目に大きい島で、面積は日本の１/６。北海道よりはやや小さめです。ちなみに宝石の島として近年良く比較されるマダガスカル島は世界で4番目に大きい島で、セイロン島のおよそ9倍もの面積があります。スリランカは16世紀の初めポルトガル領となり、次いで17世紀にはオランダ領、18世紀にはイギリス領となりました。1948年にはイギリス領セイロン自治領として独立、1972年には共和国として独立国家となりました。

スリランカは歴史を通じて宝石の島として知られており、採掘された宝石は2000年以上も前から世界中へ供給されてきました。かつてソロモン王はセイロンに使者を遣わせシバの女王のためにルビーを探させたと言われています。また、マルコポーロは東方見聞録にアヌラダープラで男の拳大ほどのキズのないルビーを見たと記述しています。

スリランカは世界的に著名な宝石を多く産出していますが、とりわけサファイアは有名です。NYのアメリカ自然史博物館に展示されている“Star of India”は世界でも最大級のスリランカ産のブルースターサファイアです。また、1981年にチャールズ皇太子からダイアナ妃へ、2010年ウィリアム王子からキャサリン妃へと贈られた英国王室継承の18ctのブルーサファイアもスリランカ産として話題を集めました。

国際都市コロンボでの宝石取引

コロンボの地名はコランバという果樹に由来すると考えられていますが、ポルトガル人がコロンブスにちなんで改称したともいわれています。海洋交易の要地で、10世紀にはアラブ商人の居留地ができ、16世紀初めにはポルトガル人が香辛料交易のために築城しました。独立後、1985年の遷都までセイロン（スリランカ）の首都となっていました。

その昔、大航海時代にはラトナプーラで採掘された宝石は南西海岸に位置するニゴンボやベルワラといった港町から世界に広く伝えられました。特にベルワラは西暦800年頃スリランカに宝石や香辛料を求めてやってきたアラブ商人たちが開いて発展した港町で当時は大いに栄えました。しかし、航空機時代に入った今日、スリランカ産の宝石はスリランカ最大の国際都市コロンボが宝石取引の中心となっています。

筆者がコロンボを訪れた際も、とある宝石商の自宅兼事務所で活発な取引が行われていました。事務所に買い手が現れると、どこからともなく売り手も集まってきます。そして長蛇の順番待ちも厭わず持参した宝石を取り出し商談が始まります。買い手はパーセルペーパーから宝石を取り出し、窓際でルーペとペンライトを使用して慎重に吟味します。要らないと判断した宝石はすぐに返し、買いたいと思った宝石は集めておいて最後に値段交渉が行われます。売り手が持参する宝石はスリランカ産のありとあらゆる宝石の他にブラジル産、ミャンマー産、アフリカ産等、世界各地の宝石が含まれていました。

中でもコランダムは最も取引量が多く、原産地と加熱・非加熱の情報開示が明確になされていました。ルビーはモザンビーク産、マダガスカル産、タンザニア産、ミャンマー産等で、パーセルペーパーに何も書かれていなければ加熱ですが、非加熱にはNaturalもしくは“N”と記載されていました。産地ごとに若干色味が異なっており、モザンビーク産はやや橙色味を、マダガスカル産はやや紫色味を感じます。並べて比較するとその違いが良く判ります。筆者もバイヤー等と共に朝から夕方まで数多くのルビーやサファイアをペンライトの光を透過させてルーペで包有物を観察しました。Naturalと記載されたものには非加熱の特徴がほとんどのものに確認でき、産地特徴も含めて大変良い勉強になりました。

非加熱ルビー：産地ごとに色味が若干異なる。右からモザンビーク産、タンザニア産、マダガスカル産

ブルーサファイアはスリランカ産とマダガスカル産がほとんどでした。スリランカ産のものは当地だけあってラトナプーラ産、エラヘラ産、オカンピティア産等、産出鉱山の明らかなものも見ることが出来ました。鉱山ごとの違いは特に感じられませんでしたが、一般に非加熱のスリランカ産ブルーサファイアは色調のやや淡いものが多いのですが、どこの鉱山にも産地を見紛う程濃色のものがあることが確認できました。

ラトナプーラ産：濃色のブルーサファイア

マダガスカル産では幸運なことに最近見つかったばかりの新しい鉱山のものを6ピース見ることが出来ました。これらは2012年の4月にマダガスカル中央部のディディ村周辺で見つかったものです。ディディ村は首都のアンタナナリボから北東に150kmくらいの場所で、ルビーの産地として知られるバトゥマンドリーとアンディラムナの中間点位に位置します。2012年のPardieuらによる研究論文(Pardieu et al., 2012a ^※1)によると、現在この地ではサファイアラッシュが起きており、主にスリランカのバイヤーが数百人買い付けに集まっているそうです。今後この地のサファイアが日本の市場にも登場するかもしれません。これらのブルーサファイアを強力なスポットライトの下でみると若干紫味が感じられました。ルーペで内部特徴を観察すると、従来のマダガスカル産ブルーサファイアに一般的なシルクインクルージョンやクラウド状の微小インクルージョンは認められませんでした。一部に針状インクルージョンとおそらくグラファイトと思われる黒色板状結晶が見られました。その他に褐色の酸化膜が認められました。

マダガスカルの新鉱山ディディ産のブルーサファイア

ラトナプーラ鉱山視察

ラトナプーラは現地の言葉で“宝石の町”を意味します。紀元前から宝石の産出が知られている歴史的にも最も重要な宝石鉱山のひとつと言えます。ラトナプーラの町はコロンボから南東約110kmに位置し、車で3時間あまりの距離にあります。コロンボからしばらくは高速道路並みの舗装道路が続きますが、途中からは湾曲した山道となります。ラトナプーラ周辺は平坦な農耕地で、この地下にイラム層と呼ばれる宝石含有の砂利層があります。スリランカでは商業的に採掘されているのはほとんどが漂砂鉱床（第二次鉱床）で、多くが縦穴掘り方式でこのイラム層を採掘しています。また、付近の川から川底を直接さらうことにより宝石が採取されてもいます。

筆者が訪れたパラダイス地区はもともと国有地でしたが、国から採掘権を購入し、近代的な採掘が行われていました。数年前からは重機の使用が認められ、生産性が向上したとのことでした。スリランカでは過去に相当量の宝石が採掘されたので、鉱床が消耗していずれ枯渇しないかとの懸念もありましたが、現状はそのようなことはなく採掘量に問題はなさそうでした。ブルーサファイアは、2000年代に入ってからマダガスカルでの産出量が増加し、我々が日常業務でみる限りではスリランカ産を凌駕した感がありました。しかし、米国地質調査所の統計によると、スリランカ産のブルーサファイアの産出量は2000年以降も漸次増加し続けています。2007年に一旦減少しますが、2010年には過去最高を記録しています（Kuo氏論文2003年, 2011年参照／(Kuo,2003 ^※2、Kuo,2011 ^※3)）。

パラダイス地区での採掘方法は、縦坑を掘りません。［1］先ず重機を用いて土を堀り進め、イラム層を採掘します。［2］水圧を使って土を砕きます。［3］砕かれたイラム層を含む土を水と一緒にホースで吸い上げます。［4］吸い上げられた土はベルトコンベアー上でふるいにかけられます。［5］最終的に集積タンクに比重の大きい石（宝石類）が集められます。集積タンクには鍵がかけられており、オーナーが随時回収します。この方法ではまとまった初期投資が必要ですが、立坑での採掘方法に比べると圧倒的に生産性が高いのが特徴です。国の法律により最終的には採掘で掘り起こした土地は元通りに埋め直さなければならないそうです。

パラダイス地区での重機を使用した近代的な採掘

パワーショベルで採掘

水圧で土を砕きポンプで吸い上げる

パラダイス地区から少し外れた場所で、一般的な縦坑の鉱区も視察できました。ここではイラム層が地下の深い位置に有り、最大で60mも立坑を掘っているとのことです。掘削は全て手作業で進められています。縦坑の断面は一片が1～1.5mくらいの正方形です。深さ方向はイラム層が横たわる位置により異なりますが、通常は5m～10m程度です。縦坑の壁面は土砂が崩れないようゴムの木から削られた杭で補強されていきます。縦坑が浅い場合は杭の量も少ないのですが、縦坑が深い場合は杭も太くぎっしりと敷き詰められています。縦坑がイラム層に達すると横坑を掘ります。縦坑が深くなると周囲が暗くなるため、ロウソクが灯されます。ロウソクの火が消えると酸素が薄いことの警告にもなります。しかし、希にメタンガスが発生して爆発の危険もあるとのことです。そのような深い縦坑にはホースを使って地上から常に新鮮な空気が送られます。逆に切羽からは排水が必要なため、常にポンプで水が汲み上げられています。掘削されたイラム層の土は、縦坑が浅い時は地下にいる鉱夫と地上にいる鉱夫がザルを使って土だけをうまく投げてはキャッチしています。縦坑が深くなると布の袋に詰められてロープに結んで地上に引き上げられます。地上に引き上げられた土は一箇所に集められその後選鉱されます。

ここで採掘される宝石はコランダム（ルビー、サファイア）、クリソベリル（キャッツアイ、アレキサンドライト）、ジルコン、スピネル、ムーンストーン、トパーズ、トルマリン、ペリドット、ガーネット及びクォーツ等です。中でもブルーサファイアは非加熱でも美しい色合いのものが採掘されており、ラトナプーラを代表する宝石と言えます。

ラトナプーラでの一般的な縦穴方式の採掘

ゴムの木で補強された縦坑

人力で引き上げられるイラム層の土

サファイアの加熱

一説によるとスリランカでの加熱処理は宝石取引が始まった2000年前に遡るとされていますが、文献として記載されているのは13世紀に入ってからです（Hughes,1997 ^※4）。スリランカにおける伝統的なコランダムの加熱方法は吹管（blow-pipe）法と呼ばれるものです。主にルビーの色調を改善したり、内在する青味を除去するために加熱されていました。［1］先ずルビーを一粒ずつ練った石灰でくるんでボールを作り炭火の中に入れます。［2］吹管で吹いて炎を煽り１時間以上加熱します。［3］焼けた石灰のボールを割ってルビーを取り出します。この吹管法では1000℃位までしか温度が上がらないと言われています。

1970年代に入るとタイのバンコクやチャンタブリでいわゆるギウダの加熱が行われるようになりました。ギウダはシンハラ語で“白っぽい”を意味する言葉で、色の淡いシルクインクルージョンの詰まった透明度の低いサファイアのことです。スリランカの伝統的な吹管法では変化が見られませんでしたが、タイではオイル炉やガス炉を使用して1600℃～1900℃まで加熱することでギウダの処理を成し遂げました。このような高温下ではシルクインクルージョン（TiO₂）が溶解し、チタン成分が結晶構造中に拡散して青色を発色します。また、タイでは1980年代に入って青色に変化しないサファイアを別の条件下で黄色～橙色にする方法も開発されました（Hughes,1997 ^※4）。ギウダの加熱が開発された当初はスリランカ産の宝石に使用されない安価な素材がタイで処理され市場価値が高められていました。そのためスリランカ政府も自国で処理ができるように技術開発を支援し、1980年代後半からはスリランカにおいてもガス炉を使用したギウダの加熱が一般的に行われるようになりました。

筆者はコロンボからラトナプーラへ向かう途中、エヘリヤゴダの町でサファイアの加熱を行っているトリーターを訪ねました。ここではブルーサファイアを専門に加熱しており、2台のガス炉を使用していました。装置には温度計が設置されており、最高で1850℃に達するとのことです。毎日朝8時30分に炉に火を入れ、夕方まで加熱するそうです。ガスはプロパンガスと酸素ガスを用いていました。

エヘリヤゴダのトリーターがブルーサファイアの
加熱に使用しているガス炉

加熱に使用されているるつぼ。
何度もくり返し使用されている

加熱するのはギウダですが、目視で経験的に他の鉱物（ガーネットやクォーツ等）を取り除いており、ウォーミングは行っていないとのことでした（タイではしばしば加熱の第一ステップとして900～1200℃程度でコランダム以外の鉱物やフラクチャー中の不純物を取り除く“ウォーミング”を行っています）。加熱時はるつぼにギウダのみを入れており、いかなる化学物質も添加していないとのことでした。１回目目の加熱で希望する色に変化したものはそこで終了ですが、まだ色の変化が足りないものは2回目の加熱を行うそうです。3回目はありません。

ブルーサファイアの加熱に使用されている
プロパンガスのボンベ

1回目の加熱が施されたブルーサファイア
未だ淡色のものは2回目の加熱が行われる

ラトナプーラにはこのようなガス炉を使用したコランダムの加熱処理施設が複数あり、ブルー、ピンク、イエロー～オレンジ色に処理されているようです。一部では電気炉を使用しているところもあり、厳密な温度や雰囲気の制御を行っているようです。また、ベルワラにはパパラチャサファイアを専門に加熱しているところもあるようで、機会があればぜひ訪れてみたいと思っています。

ラトナプーラの鉱山で採掘された
非加熱のサファイア

ラトナプーラのトリーターが加熱した黄色～橙色
サファイア（一般に非加熱の黄色よりも濃色である）

カタラガマ鉱山情報

カタラガマはコロンボから南東へおよそ280kmに位置する歴史の古い街です。1970年代の後半までサファイアの鉱区として知られていましたが、以降は産出がなく採掘はほとんど行われていませんでした。ところが、2012年の2月中旬、カタラガマからルヌガムウェヘラへの道路建設の際に新たにブルーサファイアが発見され、俄かに採掘ラッシュが起きました。文献Zoysa et al.(2012) ^※5 及びPardieu et al.(2012b)によると、2012年2月13日、道路建設用に敷き詰められていた土砂から地元民によって偶然ブルーサファイアがいくつか発見されました。数日間続いていた雨が土砂を洗い、ブルーサファイアを露出させて発見を容易にしていたようです。見つけられたサファイアには何百キャラットのものも含まれており、筆者もあるディーラーから700ctの原石の写真を見せていただきました。

カタラガマ道路建設現場でのブルーサファイアの
採掘（写真提供：Gamini Zoysa）

カタラガマ鉱区でのブルーサファイアの採掘
（写真提供：Gamini Zoysa）

このニュースは携帯電話やメール等によって瞬く間にスリランカ中に広がりました。英国王室のウィリアム王子の婚約に纏わるスリランカ産ブルーサファイアの人気も相まって、数日後には10,000～30,000人もの一攫千金を夢見た人々がこの発見の地に殺到しました。その後、この道路建設用に使用されている土砂は数km離れた農場から運び込まれていることが分かり、この農場を含む一帯が国によって管理されるようになりました。2月24日にはSri Lanka`s National Gem & Jewellery Authority（NGJA）によってこのおよそ14,000km²の土地が49の鉱区に分割され、それぞれがオークションにかけられました。

スリランカでは採掘に関して重機の使用が制限されており、この地においてもほとんどが簡単な道具を使った手作業で行われています。見つけられた原石は六角両錐体や六方偏三角面体に近い自形結晶があり、初生鉱床もしくはそれに近いものではないかと考えられています。スリランカでの宝石鉱床はごく一部を除いてほとんどが二次鉱床であり、初生鉱床の発見は地質学的にも非常に意義があります。

このようにカタラガマは新しいブルーサファイアの発見の地として期待されています。しかし、残念ながら筆者が収集した情報の限りにおいては現在まで思うような産出量は得られていないようです。発見当初のみ採掘ラッシュで賑わいましたが、採算に見合う産出が得られず多くの鉱夫たちは現地を引き上げているようです。今後、どのように推移するのか注視が必要です。

カタラガマ産サファイア原石
（写真提供：Gamini Zoysa）

宝石品質のカタラガマ産ブルーサファイア

帰国後、カタラガマ産のカット石を1ピース研究室で調べることが出来ました。色合いはスリランカの他の鉱区と特に相違はありませんでした。拡大検査において明瞭な色帯が観察されました。また、クラウド状の微小インクルージョンが見られ、一見したところ、いわゆる“コーンフラワー”タイプの外観を呈します。紫外-可視分光分析では一般的な非玄武岩起源の特徴を有しており、450nmと388nmに鉄（Fe³⁺）に関連する吸収が見られました。また、赤外分光分析では3309cm⁻¹にOHに起因する僅かな吸収が見られました。蛍光Ｘ線分析ではごく微量のチタン（Ti）とガリウム（Ga）が検出されましたが、バナジウム（V）は検出限界以下でした。鉄（Fe）は相当量検出され、一般的なスリランカ産ブルーサファイアとしてはやや高めの数値でした。

カタラガマ産ブルーサファイアに見られる色帯

カタラガマ産ブルーサファイアに見られる
微小インクルージョン

【 参考文献 】
※1 Pardieu V., Rakotosaora N., Noverraz M. and Bryl L.P. (2012a) Ruby and Sapphire Rush near Didy,Madagascar, GIA news from research
※2 Kuo C.S. (2003) The Mineral Industry of Sri Lanka, U.S. Geological Survey Minerals Year Book 2003
※3 Kuo C.S. (2011) The Mineral Industry of Sri Lanka, U.S. Geological Survey Minerals Year Book 2010
※4 Hughes R. W. (1977) ruby & sapphire RWH Publishing Boulder, Colorado USA
※5 Zoysa G. and Rahuman S. (2012) Sapphire Rush in Kataragama. InColor, issue19 ,pp56-61
※6 Pardieu V., Dubinsky E. V., Sangsawong S. and Chauvire B. (2012b) Sappire rush near Kataragama,Sri Lanka, GIA news from research

CVD合成ダイヤモンドについてはこれまでもCGL通信などで随時お知らせしてまいりましたが、最近、ピンクのCVD合成ダイヤモンドがグレーディング目的で弊社に持ち込まれました。CGL通信9号で報告しましたように、１/４サイズのCVD合成ダイヤモンドがグレーディング依頼されたことはありましたが、ピンクのものが持ち込まれたのは初めてです。

以下に当該合成ダイヤモンドの特徴を報告します。

今回のピンク色のCVD合成ダイヤモンドは、0.24ct（4.00 – 4.04 × 2.45）の形の良いラウンドブリリアントカットです。弊社では合成ダイヤモンドのグレーディングレポート発行を行っていませんが、参考までにグレーディングを行うとカラーはIntense Pink、クラリティはほんのいくつかの微小内包物が僅かに認められるVVS程度でした。長波・短波紫外線下での蛍光は、アーガイル産天然ピンクダイヤモンドなどでは弱い青色のものが多いのに反し、このCVD合成のピンクダイヤモンドは強いオレンジ色を示します。

今回のピンク色のCVD合成ダイヤモンド

長波紫外線下での強いオレンジ色蛍光

この強いオレンジ色の蛍光はダイヤモンドビュー*でも観察でき、尚且つ燐光の存在も確認出来ます。またCVD合成ダイヤモンドは基盤に平行に成長するため、その成長痕がピッチの異なる層状模様として一定の角度を保ちながら線状に境界を形成している構造も観察されました。

ダイヤモンドビュー*の画像。ほぼ平行に走る層状構造が確認できます。

赤外分光スペクトルでは、孤立した窒素の存在を示す1344cm⁻¹の吸収、放射線処理後の焼きなましを示唆する1450cm⁻¹の吸収、および水素に関連した1405cm⁻¹の吸収を示しました。
赤外分光光度計（FT–IR）の検査で、当該合成ダイヤモンドは窒素を殆んど含まないII型に属し、興味深い特徴として原子構造中で孤立した窒素原子の存在を示す非常に弱い1344cm⁻¹吸収ピークも検出されました。ピンク色を発生させるために広く使用されている1つのテクニックは、放射線の照射と焼きなましの組み合わせによるもので、この処理により生まれた孤立した窒素と原子の抜けた孔が組み合わさった欠陥（[N–V]^－）による影響でダイヤモンドがピンク色になります。この孤立した窒素原子が合成時に生まれたものか高温高圧（HPHT）処理によって生まれたものかは今回のCVD合成石では決められませんが、一般的にCVD合成ダイヤモンドは育成されたままの状態では茶色味を帯びており、HPHT処理を施すことで茶色味を取り除き、尚且つある窒素の集合体が存在していれば、孤立している窒素の濃度を増加させることも可能です。色の濃さは孤立した窒素原子の濃度によって決まるので、今回のCVD合成ダイヤモンドもHPHT処理が施されていると考えられます。

紫外可視分光検査でも孤立した窒素と原子の抜けた孔が組み合わさった欠陥を示す明瞭な吸収、さらに照射と焼きなましを示唆する吸収も認められました。スペクトルが示すように緑からオレンジ領域の強い光の吸収により強いピンク色の実体色がもたらされています。更にCVD合成を示唆する737nmの吸収が現れており、これはプラズマを発生させる反応容器からのシリコンに関連する欠陥によって引き起こされたものです。

サンプルを冷却した状態で紫外可視分光スペクトルを取ると、CVD合成を示唆する737nmのシリコン関連の吸収、ピンク色の原因である637nmの吸収、放射線照射による741nm及び595nmの吸収が示されました。(本データはAGTジェムラボラトリーにて測定)

シリコン関連の欠陥は、フォトルミネッセンス分析ではより容易に観察可能です。液体窒素温度に冷却した633nmレーザーで励起したフォトルミネッセンス分光分析では、736.7nmと737nmの2本に分離したピークとして明瞭に認められます。（上図参照）

このように構造の観察及び一連の光学的特徴を確認することでCVD合成ダイヤモンドであることを特定できます。一般的な鑑別でCVD合成ダイヤモンドを特定するのは非常に困難ですが粗選別は可能です。強いオレンジ色の蛍光は石の起源を示唆するものではありませんが、アーガイル産天然ピンクダイヤモンドなどでは蛍光が青色のものが多いため、それと比較してこの蛍光は不自然で、その色が処理の色である可能性を暗示します。ピンクのCVD合成ダイヤモンドは外観上非常に魅力的な石であるため、今後大いに市場に現れることが予測されますので、ご注意下さい。

宝飾用ＣVD合成ダイヤモンドの登場が近いと2005年3月の「ニューズウイーク」誌で刺激的な内容で取り上げられてから3年以上が経過しました。当社はその特徴と鑑別法を伝え、CVDダイヤモンドが看破不可能という間違った情報に惑わされないよう、正しい理解を深めていただくためにCGL通信の第1号を発行しました。

3年前にCVD合成ダイヤモンドを近く市場に供給すると発表したApollo Diamond社（ボストン、マサチューセッツ州）からの正式な販売開始の発表は業界紙等にもありませんが、Apollo社のホームページを見る限り、製品での販売は既に始まっているようです。GIAでは2月のGIAインサイダーでグレーディングレポート作成のために持ち込まれたニアカラレスの１/３サイズのダイヤモンドがCVD合成ダイヤモンドであり、それが研究目的以外で初めて預かったCVD合成ダイヤモンドであったと報告がありました。また香港のIGIでも１/３サイズのGからIカラー、VVSクラスの石が５石持ち込まれたというニュースがラパポートで発表され、その直後に当社でもグレーディングのためにお預かりした１/４～１/３サイズの2石がCVD合成であることが判明しています。

今回のCGL通信では、再びCVD合成ダイヤモンドを取り上げ、その特徴をお伝えしたいと思います。

ＣＶＤの意味は

CVDとはChemical Vapor Depositionの略で、化学的に気体状態から積層させる合成法を意味しており、日本語では化学気相成長法や化学蒸着法と呼ばれます。MPCVDと書かれている場合は、Microwave Plasma Chemical Vapor Depositionの略でマイクロ波プラズマ法と呼ばれています。
Apollo Diamond社の合成ダイヤモンドもMPCVD法を用いて作られています。

写真1　CVD合成ダイヤモンドが作られているところ。プラズマ化したガスは白い雲のように見えている。

ＣＶＤダイヤモンドの特徴

外観特徴

写真2　今回当社に持ち込まれた
　　　　CVD合成ダイヤモンド
　　　（左 0.29ct、右 0.21ct)

以前、我々が検査し報告させて頂いたCVD合成ダイヤモンドは開発初期のものであったため、深さの浅いファンシーシェープのものでしたが、今回持ち込まれたものは適当な厚みをもったラウンドブリリアントでした。合成ダイヤモンドには通常グレーディングを行いませんが、敢えて合成ダイヤモンドにグレーディングを行ったところ、両方ともカット評価はVery Goodと良好なもので、カラーとクラリティもH、VS１で品質の高い石でした。内包物は黒色結晶だけで、高屈折率の液体に浸すことにより基盤に平行に成長した痕跡である褐色の層状模様もテーブルに平行な方向で観察出来ました。

鑑別

ハンディータイプの長短紫外線下での蛍光反応は2石共にありませんでした。しかし、DTC社製ダイヤモンドビュー(*)の、より強くより短い波長の紫外線下ではそれぞれブルーとグリーンの蛍光を発します。典型的なCVD合成ダイヤモンドはオレンジ色の蛍光を見せますが、CVD合成後高温高圧プロセスを施すことにより、石の地色のブラウン味を薄く出来るだけではなくダイヤモンドビューでの蛍光色もオレンジ色からブルー～グリーン系になることは知られています。更にこの装置で観察すると天然ダイヤモンドや高温高圧合成ダイヤモンドには見られない不規則な成長模様も見ることができます。

写真3　Diamond View^TM
 

写真4　ダイヤモンドビューで観察される
テーブルに見られる不規則な成長模様

図1　フォトルミネッセンス分光分析ではCVDの決め手となる736.6/736.9 nm の
ダブレットピーク（Si-V欠陥）を示している。

FT–IR分光分析でこれらの合成ダイヤモンドはIIa型であることを示しました。石を極低温に冷やした状態での514nmレーザーで励起したフォトルミネッセンス分光分析では、CVDの決め手となる736.6/736.9 nmのダブレットのピーク（Si-V欠陥）が検出されました。その他N－Vセンターと呼ばれる欠陥の特徴が575nmと637nmに明瞭に見られました。

今回のようにグレーディングレポート依頼で預かったものからCVD合成ダイヤモンドが発見されたことで日本の市場にも入ってきていることが明らかになりました。AGLに所属する鑑別機関では、グレードの前にダイヤモンドのタイプを分類することが義務付けられておりますが、当社では更に合成や高温高圧プロセスの可能性のあるタイプのダイヤモンドについては、義務づけられた分類の後ダイヤモンドビューやフォトルミネッセンス分光分析を実施し、ダイヤモンドの起源についての検査を行なっています。