优化处理

加热是最古老、应用最广的宝石优化处理。SSEF 把刚玉的商业加热温度定在大约 700 至 1,800 °C，并以约 1,000 °C 以下为低温处理、约 1,200 °C 以上为高温处理。超过后一个温度，称为丝状包体的金红石细针会溶解，包裹体周围会张开膨胀裂隙；GIA 2019 年的马达加斯加加热实验记录到，加热到这一温度的宝石蓝色更深、饱和度更高。加热还能把紫晶转变为黄晶，GIA 指出售出的黄晶多数是热处理过的紫晶，因为天然黄晶稀少。GIA 称海蓝宝石通常都要加热以去除绿色调。LMHC 2025 年第 15 号资料表称坦桑石普遍经过加热，并补充说这种处理有时无法判定。

实验室依据变化了的包裹体、愈合裂隙中的玻璃质残留以及红外光谱来判断是否加热。LMHC 成员实验室报告为“未见加热迹象”（缩写 NH）或“有加热迹象”，并把刚玉中的加热残留分为轻微（FAH 1）、中等（FAH 2）或明显（FAH 3）。低温加热可能几乎看不出任何痕迹。

由于加热过的红宝石和蓝宝石已是常态，一份写明未见加热迹象的报告可以支撑更高的价格。没有哪家实验室公布这种差价的幅度，它随宝石种、质量、大小和产地而变。

扩散处理在高温下把致色元素从外部渗入宝石。最早的商业化做法由联合碳化物公司 Linde 分部的 Carr 和 Nisevich 于 1975 年取得专利，把钛扩散进浅色蓝宝石。GIA 在 1990 年检测的宝石中测得所形成的颜色层厚 0.15 至 0.42 mm，因此重新切磨或大幅重抛可以把它去掉；浸入二碘甲烷可见颜色集中在刻面棱线和腰部周围。

铍扩散在 2002 年初为外界所知，当时在泰国处理过的刚玉未经声明就进入市场，最先是橙色至粉橙色的蓝宝石。GIA 2003 年的研究发现扩散层中铍含量为 10 至 35 ppma，10 至 15 ppma 即足以产生浓黄色，并报告炉温 1,780 至 1,800 °C、历时 25 至 100 小时的处理，可在 40 小时内使铍渗入约 2 mm，深到足以贯穿一颗成品宝石。确证需要 LA-ICP-MS 或 SIMS 之类的质谱方法。

LMHC 第 2 号资料表把这两种方法统归于晶格扩散，即外来元素向晶体结构中的扩散，并要求成员实验室报告为颜色经由外部来源的化学元素扩散而改变。

裂隙密布的低档红宝石，可以通过在裂隙和空洞中充填铅玻璃而显得透明。GIA 2006 年的研究把这种材料的来源追溯到马达加斯加安迪拉梅纳极低档的半透明至不透明刚玉。处理者先把原石预成形，在 900 至 1,400 °C 下加热，然后与铅和二氧化硅为基的粉末混合，在约 900 °C 下再次加热。这种玻璃在折射仪上读数约为 1.75 至 1.76，与刚玉足够接近，以致充填过的裂隙几乎消失。

放大观察时，充填物显出扁平和浑圆的气泡，转动宝石时还有闪光效应，通常为蓝色，有时为橙色。GIA 的耐久性试验发现，这种玻璃在 600 °C 下保持完好，但在 700 °C 时会从裂隙中渗出；首饰匠的酸洗液、烤箱清洁剂、氨水、漂白剂和柠檬汁都会将其腐蚀，而三小时超声波清洗或反复蒸汽冲洗则不会损伤它。GIA 和 LMHC 都建议在首饰修理前把这类宝石从镶口取下。

命名取决于玻璃的多少。LMHC 成员实验室把充填分为 F1、F2 或 F3；对充填严重的材料，把种别定为人工制品或含玻璃的刚玉。美国联邦贸易委员会《首饰指南》禁止用不加限定的宝石名称来描述混有任何数量充填物的宝石材料。

几乎每一颗祖母绿都有通达表面的裂隙，用折射率相近的无色物质把它们填满，可以使裂隙远不那么明显。雪松油和加拿大树胶是传统充填物；GIA 1991 年对巴西做法的调查发现，商品名为 Opticon 的环氧树脂在切磨后被例行使用，而其 1999 年的研究把 39 种充填物质分为油类、蜡类、预聚物和聚合物。GIA 的选购指南指出，多数祖母绿都经过油、树脂或聚合物处理。

这些充填物并不持久。GIA 2007 年的耐久性研究发现，在温和地接触紫外光、展柜热量、冷热循环和干燥之后，约 35% 的充填祖母绿发生了变化，并得出结论：所试的充填物没有一种能通过全部试验。超声波清洗、乙醇和丙酮对液体充填的宝石损害最大。

分级标度由实验室手册协调委员会公布。2025 年 5 月的第 5 号资料表第 6 版规定了四种报告表述：未见净度优化处理迹象，以及按台面外观判定的轻微（F1）、中等（F2）或明显（F3）充填。GIA 自 2000 年初起按这一标度划分祖母绿的净度处理。行业所称“无油”的宝石，就是报告写明未见净度优化处理迹象的宝石。它售价更高，因为其外观不依赖会干涸、渗出或被清除的充填物，也因为 FTC 和 CIBJO 都要求披露处理的程度。

有两种净度处理专用于钻石。激光钻孔从表面向一处深色包裹体打出一条通道，随后用酸把包裹体溶解或漂白。GIA 自 1970 年起记录到这种做法，并称其自 1970 年代初成为行业接受的做法。通道在放大下仍然可见，GIA 把钻孔作为净度特征处理，并标绘在报告上。后来在 2000 年初的以色列出现了一种变体，称为 KM，取自希伯来语 kiduah meyuhad（特殊钻孔）；它借助已有或诱发的裂隙进行，因此表面不留钻孔，路径看上去像天然的羽状纹，即行业中对裂隙的称呼。

裂隙充填由以色列拉马特甘的 Zvi Yehuda 在 1980 年代开发，GIA 于 1987 年 8 月公布。充填物是含氯和氧的铅质玻璃状材料，有时含铋。被充填的裂隙显出闪光效应，在暗场下呈黄橙色，转动宝石时变为鲜艳的蓝色，同时可见流动状构造和扁平气泡。GIA 在 1989 年警告，这类宝石绝不能接触首饰匠的焊枪。

GIA 为激光钻孔的钻石分级，因为钻孔是永久性的；但不为裂隙充填的钻石出具净度级别，因为那种玻璃不稳定，可能被蒸汽、酸或超声波清洗液损坏。

高温高压（HPHT）处理在接近钻石形成的条件下对其退火。通用电气与 Lazare Kaplan International 于 1999 年 3 月 1 日宣布这一商业工艺，早期的宝石腰部刻有 GE POL 字样。GIA 把 HPHT 描述为在压机中退火以改变颜色，常把带褐色调的钻石变成黄色或绿色；对少见的贫氮 IIa 型宝石，它能去除褐色，2000 年对 GE POL 材料的研究记录到宝石从 N–O 区间和淡彩褐色提升到 D–H。通用电气从未公布其所用的压力和温度。由于这种改变稳定，GIA 为 HPHT 处理的钻石分级。

辐照产生色心，即吸收光线的晶格缺陷。GIA 称高能电子是最常用的辐射源，并指出其后常配合退火，即受控加热，以调整结果。美国核管理委员会称托帕石是最常被处理的宝石，指出蓝色托帕石在自然界虽有产出但极为稀少，并表示市场上多数蓝色托帕石都经过辐照。

中子和加速器轰击可能使宝石带有轻微放射性，伽马辐照则不会。核管理委员会的规定要求经销商持有许可证，并在销售前进行放射性检测；宝石要搁置一段时间，通常是两三个月，等待放射性衰减。

有些处理作用于表面，或者利用材料的孔隙。GIA 把钻石覆膜描述为在表面施加一层极薄的外来材料，以掩盖原有颜色或添加颜色，并警告这类膜层会被刻划、磨损，也会被热和化学品损坏，因此不为覆膜钻石出具报告。由于膜层并不持久，FTC《首饰指南》要求予以披露。

染色需要有让颜色进入的空间。英国宝石协会（Gem-A）指出，宝石要浸入颜料溶液，有时先经加热或化学侵蚀把裂隙和孔隙打开；它把翡翠、欧泊、青金石、珍珠、刚玉和石英列为常被染色的材料，另有用作仿制品的石英岩、菱镁矿和大理岩。伊达尔-奥伯施泰因几代人以来一直用无机化学方法给玛瑙上色，而糖处理则沉积碳以制成黑玛瑙。染料会在裂纹和孔隙中富集，用丙酮棉签擦拭可以把颜色蘸下来。

漂白用于去除颜色。GIA 指出，Akoya 和淡水养殖珍珠通常都要加工，漂白是最常见的一步。在翡翠中，酸洗漂白会把铁的化合物从裂隙和粒间去除，留下的材料脆到样品在手指压力下就会碎裂，因此随后要进行聚合物充填。LMHC 把这种结果报告为经树脂或蜡充填，行业称之为 B 货；把染色的翡翠称为 C 货，并表示表面轻度浸蜡不必声明。

多孔的宝石若不加处理会吸收皮肤油脂或显得发白，因此常被充填。浸蜡和浸油是由来已久的表面处理，可改善耐久性和外观。稳定化更进一步：在真空和压力下把树脂压入孔隙。GIA 2021 年对树脂充填绿松石的研究测得表面孔隙率从约 1.9% 降到 0.7%，颜色因光散射减少而改善，并通过 1730 cm⁻¹ 附近的红外吸收带和长波紫外下的强蓝色荧光识别出树脂。另有一种专有工艺，即扎卡里处理，可降低孔隙率、改善抛光效果，同时使常规宝石学性质基本不变；GIA 在 1999 年报告称，此前十年间已有数百万克拉经此处理，处理过的宝石含钾量明显升高，可用 EDXRF 检出。

欧泊因别的原因而接受处理。LMHC 把吸水欧泊定义为吸收液体以致外观改变、重量也可能改变的欧泊，并警告浸没试验本身就可能使宝石开裂。GIA 记录过在约 80 °C 下用真空把油和 Opticon 压入吸水欧泊的做法。在用于澳大利亚多孔的安达穆卡基质欧泊的糖酸处理中，先经热糖浴再用酸，使碳沉积在孔隙中，把底色加深，从而突出变彩。

有两套规则规定卖方必须就优化处理说明什么。由世界珠宝首饰联合会发布的 CIBJO《蓝皮书》涵盖钻石、彩色宝石、珍珠、珊瑚、贵金属、宝石实验室和负责任采购。CIBJO 称它们是每年复审的活文件，并把它们定位为填补行业几乎没有 ISO 标准的空白；它还记载，慕尼黑一家法院在 2004 年依据《蓝皮书》，叫停了一名卖家使用“养殖钻石”这一说法。2022 年 12 月的《彩色宝石手册》把优化处理定义为人为改变宝石外观或耐久性的做法，要求在交易完成前以及在发票和广告中披露，并规定了 O 表示浸油、RES 表示树脂充填、F 表示裂隙或玻璃充填等代码。2024 年的《珍珠手册》把漂白、染色、辐照、充填、覆膜、浸油、浸蜡和光泽处理列入必须披露的处理之列。

在美国，依据是 FTC 的《首饰、贵金属与锡镴行业指南》，即 16 CFR 第 23 部分，最近一次修订为 2018 年 8 月 16 日。第 23.24 节规定，隐瞒不具持久性、产生特殊保养要求或明显影响价值的优化处理属于欺骗行为。披露应当在销售环节进行，对于目录或网络销售，则应在招揽材料本身之中。