Color change of Zambian amethyst by heat treatment

It is known that the natural amethyst is changed to citrine after heat treatment. However, when all amethyst samples from Zambia were heat-treated in the temperature range of $350{\sim}380^{\circ}C$ for 1 hour, the result was that five out of eight samples were changed to citrine and all the rest of samples became rock crystal quartz. These differences in the color appearance seem to be influenced by the original colors contained in the amethyst before the heat treatment. The amethyst containing yellow color changed to citrine and the amethyst without containing yellow color changed to rock crystal quartz after the heat treatment. The results compared after the instrumental analysis on the difference of color change, it showed the differences of peak intensity in 3,400 $cm^{-1}$ and the existence and non-existence of peak at the range of 5,200${\sim}$5,400 $cm^{-1}$ in FTIR. It revealed the difference in the quantity of Cr which is a trace element in the WD-XRF analysis. The identical result in the FTIR spectra before and after the heat treatment reveals that the heat treatment did not cause any change in the main composing elements or crystal structure.

잠비아산 천연 자수정의 열처리에 따른 색상변화

천연 자수정을 열처리 하면 황수정으로 변색하는 것으로 알려져 왔다. 그러나 잠비아산 천연 자수정 시료를 $350{\sim}380^{\circ}C$에서 1시간 열처리한 결과 총 8개의 시료 중 5개의 시료가 황수정으로 변화하였고 3개는 백수정으로 변화하였다. 이들의 발색의 차이는 열처리 전 본래의 자수정이 가지고 있던 색상에 의해 영향을 받는 것 같다. 열처리 전 황색을 함유한 자수정은 열처리 후에 황수정으로 변하였고, 황색을 함유하지 않은 자수정은 백수정으로 변하였다. 색상 변화의 차이를 분석하여 비교한 결과, 적외선 분광분석에서 3,400 $cm^{-1}$의 피크의 세기와, 5,200${\sim}$5,400 $cm^{-1}$의 영역에서 피크의 존재 유무에 차이점을 나타냈으며, WD-XRF에서 미량원소인 Cr의 양에 차이가 나타났다. 열처리 전과 후의 FT-IR 스펙트라의 동일한 결과는 열처리가 주 구성성분이나 결정구조의 변화를 일으키지 않는 것으로 사료된다.