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CONTRIBUTI SCIENTIFICI
Ricercatori, gemmologi, operatori e semplici appassionati saranno coinvolti in una vera e propria kermesse
gemmologica all’insegna dell’informazione, della formazione e dell’aggiornamento in un settore in continuo
e costante mutamento. Indispensabile momento di confronto, l’appuntamento, che si terrà nella sede del
prestigioso ateneo del capoluogo pugliese, vuole innanzi tutto favorire il dialogo tra le diverse realtà che da
sempre rendono vivace il comparto gemmologico nelle sue oramai infinite sfumature attraverso gli
interventi di una molteplicità di relatori che si alterneranno interagendo con il pubblico.
Un’occasione unica per tutti, in cui verranno presentati casi di studio utili a sottolineare l’apporto delle
metodiche scientifiche ed il recente sviluppo di tecniche non invasive e non distruttive ai fini dello studio di
oggetti e materiali d’interesse gemmologico.
Particolare attenzione sarà dedicata ai recenti progressi tecnologici e scientifici che consentono di
identificare la genesi e la provenienza delle gemme, di distinguere quelle naturali da quelle di sintesi e di
riconoscere i possibili trattamenti per facilitarne il commercio nonché la tracciabilità. Elementi da non
trascurare nel mercato odierno che ha maggiore consapevolezza dell’importanza dell’etica e della
trasparenza.
Ciò si traduce nella riduzione del rischio di frode, che, nei fatti, può rappresentare per il settore di
riferimento un’ulteriore opportunità per tracciare in maniera sicura e inconfutabile l’origine del materiale
gemmologico inteso come naturale, sintetico, di coltura o artificiale, lungo tutta la cosiddetta ‘catena del
valore’, dal momento in cui viene estratto o prodotto in laboratorio fino a quello della vendita finale, ove
emerge che professionalità e competenza sono fattori determinanti nel rapporto con il mercato.
Comitato Scientifico e Organizzatore
Giovanna Agrosì (Uniba)
Giovanni Andreozzi (Uniroma1)
Germana Barone (Unict)
Ferdinando Bosi (Uniroma1)
Diego Gatta (Unimi)
Annalisa Martucci (Unife)
Paolo Mazzoleni (Unict)
Fabrizio Nestola (Unipd)
Loredana Prosperi (IGI)
Gioacchino Tempesta (Uniba)
Comitato organizzatore locale
Giovanna Agrosì
Gioacchino Tempesta
Giuseppe Elettivo
Floriana Rizzo
Domenico Romanelli
SOMMARIO
The geology and genesis of gem ruby deposits ............................................................................................................. 6
Gaston Giuliani................................................................................................................................................... 6
Meccanismi di formazione del colore negli spinelli ...................................................................................................... 8
Giovanni B. Andreozzi1, Veronica D’Ippolito1, Henrik Skogby2, Ulf Hålenius2, Ferdinando Bosi1 ...................... 8
Sulle tecniche non distruttive in gemmologia: la diffrazione di raggi-X da monocristallo ........................................... 9
G. Diego Gatta1 ................................................................................................................................................... 9
Nuovo ritrovamento di dematoidi in Italia (Domus de Maria, miniera di “Sa Spinarbedda”, Sardegna) ................... 10
A. Martucci1, N. Precisvalle1, C. Bonadiman1, S. Pollastri2, C. Stani2, C. Angeli3 .............................................. 10
Jeff, i dinosauri che non si estinguono e la sindrome del pescatore ............................................................................ 11
M. Macrì1.......................................................................................................................................................... 11
Nuovi sviluppi sulle relazioni tra struttura, chimismo e ambiente di provenienza di topazi ....................................... 12
N. Precisvalle1, A. Martucci1, C. Bonadiman1 ................................................................................................... 12
Lo studio dei difetti strutturali come fingerprints nelle gemme .................................................................................. 13
Giovanna Agrosì e Gioacchino Tempesta.......................................................................................................... 13
Gemmologia classica e tecniche avanzate per lo studio non distruttivo di gemme blu ............................................... 14
A. Coccato1, M.C. Caggiani1, G. Barone1, U. Longobardo2, S. Salini2, P. Mazzoleni1, D. Bersani3 ..................... 14
Spettroscopia IR nelle analisi dello smeraldo .............................................................................................................. 15
V. Gagliardi ...................................................................................................................................................... 15
La tormalina come gemma .......................................................................................................................................... 16
Ferdinando Bosi................................................................................................................................................ 16
Il gemmologo sul campo: le miniere di tormalina brasiliana ...................................................................................... 17
Giuseppe Elettivo .............................................................................................................................................. 17
Procedure analitiche per migliorare i flussi di lavoro in un laboratorio di analisi gemmologiche .............................. 19
Marco Torelli .................................................................................................................................................... 19
Characterization of the blue halo in fancy sapphire .................................................................................................... 20
Rossi Manuelaa, Vergara Alessandrob, Roberta Biondib, Rosanna Rizzic, Francesco Sequinod ......................... 20
Drôlerie. Materiali inusuali in un laboratorio gemmologico. ...................................................................................... 22
R. Navone1, E. Costa2 ........................................................................................................................................ 22
Il Diamante: viaggio al centro della Terra ................................................................................................................... 23
F. Nestola1 ......................................................................................................................................................... 23
Il diamante naturale e i suoi competitors: analisi gemmologiche e sfide analitiche ................................................... 24
L.Prosperi1........................................................................................................................................................ 24
Spettroscopia e imaging FTIR dei diamanti ................................................................................................................ 25
5
G. Della Ventura1,2,3, M. Cestelli Guidi2 ............................................................................................................ 25
Screening dei diamanti e identificazione delle pietre di colore mediante spettroscopia e fluorescenza ..................... 27
Alberto Scarani ................................................................................................................................................. 27
Studi di provenienza e alterazione dell'ambra: un approccio multianalitico ............................................................... 28
M.C. Caggiani1 ................................................................................................................................................. 28
LE VARIABILI CHE DETERMINANO IL MERCATO DELLE GEMME DI COLORE ....................................... 29
Rocco Gay......................................................................................................................................................... 29
La micro-tomografia 3D per lo studio delle caratteristiche interne dei diamanti ........................................................ 30
Mele D., Agrosì G., Tempesta D. ....................................................................................................................... 30
Caratterizzazione in-situ delle inclusioni di solfuro nei diamanti e l’età di formazione del diamante ........................ 31
M.G. Pamato1, D. Novella1, F. Nestola1 ............................................................................................................. 31
Analisi di corindoni trattati mediante tecnica SEM-EDS ............................................................................................ 32
Giulio Chiodi1, Paolo Cornale1, Elisa Milizia1, Pia A. Antignani1 ...................................................................... 32
Identificazione di tormaline mediante spettroscopia Raman ....................................................................................... 34
F. Rizzo 1, G. Agrosì 2, G. Tempesta 3 ................................................................................................................ 34
Turchese naturale e trattata con metodo Zachery: uno studio preliminare .................................................................. 35
G. Marchetti1, N. Marinoni1, V. Diella2, M. Cantaluppi1, E. Possenti3, L. Mancini4, I. Adamo5, L.Prosperi5 ..... 35
Gem Session: musica dalle gemme ............................................................................................................................. 37
G. Eramo1, A. Monno1, E. Mesto1, M. De Tullio2 .............................................................................................. 37
Relatori ............................................................................................................................................................. 38
Partecipanti : .................................................................................................................................................... 38
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III CONFERENZA NAZIONALE DIAMANTE E GEMME DI COLORE - GENESI, PROVENIENZE E IMPLICAZIONI SUL MERCATO
BARI, 22-23 LUGLIO 2021
The geology and genesis of gem ruby deposits
Gaston Giuliani
Géosciences Environnement Toulouse, Université Paul Sabatier, GET/IRD and Université de Lorraine, C.R.P.G./C.N.R.S.,15 rue
Notre-Dame-des-Pauvres, BP 20, 54501 Vandoeuvre, France
Figure: Ruby from Mogok, Myanmar. Crystal of ruby 8x6.5x4 cm in marble. Collection: Federico Barlocher, Photograph: L.-D.
Bayle.
Corundum is not uncommon on Earth but gem ruby is relatively rare. The deposits are classified as primary
and secondary deposits and an up-to-date classification scheme for ruby deposits is proposed into three main
types, based on their geological environment of formation: Type I magmatic-related, Type II metamorphic-
related, and Type III sedimentary-related (placers).
Primary ruby deposits are subdivided into two types: (Type I) magmatic and (Type II) metamorphic.
Type I with two sub-types:
(i) Sub-Type IA: Rubies either as xenocrysts or in xenoliths hosted by magmatic rocks such as alkali
basalts (Madagascar, and others);
(ii) Sub-Type IB: Xenocrysts of ruby in kimberlite (Democratic Republic of Congo).
Type II with two sub-types:
(i) Sub-Type IIA: Metamorphic deposits sensu stricto in metamorphosed mafic and ultramafic rocks
(M-UMR; Sub-Type IIA1) and marble (Sub-Type IIA2). Examples of Sub-Type IIA1 include the economic
ruby deposits from Montepuez (Mozambique), Bekily-Vohibory region (Madagascar), and others; examples
of Sub-Type IIA2 concern the economic ruby deposits in marble from the Mogok Stone Track, and others.
(ii) Sub-Type IIB: Metamorphic-metasomatic deposits characterized by high fluid–rock interaction
and metasomatism (Sub-Type IIB1), i.e., plumasite or desilicated pegmatites as at the former economic John
Saul mine in Kenya, and metasomatites in M-UMR as at Aappaluttoq (Greenland), and marble, and (Sub-
Type IIB2), i.e., shear zone-related or fold-controlled metasomatic-metamorphic deposits in different
substrata, corundum-bearing Mg-Cr-biotite schist and gneiss or marble (Sub-Type IIB2). Examples are
respectively the ruby occurrences at Sahambano, Zazafotsy, and Ambatomena in Madagascar, and Mahenge
and the Uluguru Mountains in Tanzania.
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III CONFERENZA NAZIONALE DIAMANTE E GEMME DI COLORE - GENESI, PROVENIENZE E IMPLICAZIONI SUL MERCATO
BARI, 22-23 LUGLIO 2021
Secondary ruby deposits are defined as Type III, i.e., sedimentary-related. They are divided into three
economic sub-types:
(i) Sub-Type IIIA: Gem placers in alkali basalt environments (Eastern Australia, Central
Madagascar, South-East Asia, and others).
(ii) Sub-Type IIIB: Gem placers in metamorphic environments (Montepuez in Mozambique and the
Mogok Stone Track in Myanmar, and others).
(iii) Sub-Type IIIC: Gem placers with ruby originating from multiple and unknown sources, such as
Ilakaka in Madagascar, Tunduru and Songea in Tanzania, and other
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III CONFERENZA NAZIONALE DIAMANTE E GEMME DI COLORE - GENESI, PROVENIENZE E IMPLICAZIONI SUL MERCATO
BARI, 22-23 LUGLIO 2021
Meccanismi di formazione del colore negli spinelli
Giovanni B. Andreozzi1, Veronica D’Ippolito1, Henrik Skogby2, Ulf Hålenius2, Ferdinando Bosi1
1Dipartimento di Scienze della Terra, Sapienza Università di Roma, Piazzale Aldo Moro 5, I-00185 Roma, Italy 2Department of Geosciences, Swedish Museum of Natural History, Box 50007, 10405 Stockholm, Sweden
Indirizzo email dell’autore che presenta: [email protected]
Per determinare in maniera quantitativa le cause e i meccanismi della formazione del colore negli spinelli,
sono stati investigati 20 cristalli singoli di origine naturale che esibivano tutti i colori solitamente osservati
in natura in questo minerale. I campioni sono stati studiati con un approccio multianalitico basato
sull’utilizzo della microsonda elettronica (per ottenere la composizione chimica) in combinazione con le
spettroscopie di assorbimento ottico UV-VIS-NIR-MIR e FTIR. Inoltre, alcuni campioni selezionati fra
quelli contenenti Fe sono stati analizzati tramite diffrazione a raggi X e spettroscopia Mössbauer, per
ricavare informazioni sullo stato di ossidazione del Fe e sulla distribuzione intracristallina di Fe2+ e Fe3+.
I risultati hanno dimostrato che il colore esibito da uno spinello non è solitamente dovuto agli elementi
costituenti maggiori, ma a una combinazione di due o più elementi di transizione presenti come elementi
minori (o addirittura in tracce). Nei cristalli studiati, i principali elementi di transizione che agiscono come
cromofori sono Fe2+, Fe3+, Cr3+ e V3+, variamente distribuiti fra i siti strutturali a coordinazione tetraedrica
(T) e ottaedrica (M) dello spinello. I cristalli con colori che variano dall’arancio al rosso al magenta
presentano tipicamente un basso contenuto di Fe e contenuti variabili di Cr3+ e V3+, entrambi ordinati nel
sito M. I cristalli con colori che vanno dal rosa al blu al verde scuro, nonostante appaiano totalmente diversi
fra loro, sono accomunati dall’avere contenuti di Fe più alti rispetto agli altri e uno spettro di assorbimento
ottico dalla forma relativamente simile. In particolare, i colori rosa e verde (e in parte anche il blu) sono
dovuti ai contenuti crescenti di Fe, che provocano soprattutto l’intensificazione dell’assorbimento nella
regione vicino agli UV, e alla presenza di Fe2+ nel sito T e di Fe3+ nel sito M nonché alle loro interazioni,
che sono responsabili di specifiche bande di assorbimento nel range 20.000 – 10.000 cm-1. Inoltre, i cristalli
blu possono presentare anche delle tipiche bande di assorbimento centrate intorno a 17.000 cm-1 che sono
riconducibili alla presenza di tracce di Co2+ ordinato nel sito T.
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III CONFERENZA NAZIONALE DIAMANTE E GEMME DI COLORE - GENESI, PROVENIENZE E IMPLICAZIONI SUL MERCATO
BARI, 22-23 LUGLIO 2021
Sulle tecniche non distruttive in gemmologia: la diffrazione di raggi-X da monocristallo
G. Diego Gatta1
1 Dipartimento Scienze della Terra, Università degli Studi di Milano, Via Botticelli 23, 20133 Milano
Indirizzo email dell’autore: [email protected]
La salvaguardia del campione in esame è una delle principali peculiarità delle indagini gemmologiche, e la
preservazione del campione non può giustificare alcun tipo di ambiguità nel processo identificativo della
gemma. Ad esclusione di alcuni casi particolari, la maggioranza dei campioni su cui i gemmologi sono
chiamati ad esprimersi è rappresentata da monocristalli (di dimensioni molto variabili) o da aggregati
policristallini. Se il campione in indagine è costituito da un cristallo singolo, la tecnica della diffrazione di
raggi-X da monocristallo rappresenta una scelta ottimale di identificazione non ambigua, in grado di
restituire il risultato di indagine in tempi molto brevi e senza preparazione specifica del campione.
L’acquisizione del diffrattogramma da raggi-X avviene mediante l’utilizzo di un diffrattometro a più cerchi
(in genere 3 o 4), in grado di garantire ampi gradi di libertà nell’orientamento del cristallo oggetto di
indagine. I moderni diffrattometri sono dotati di rivelatori bidimensionali di tipo CCD o HPC, che
permettono una notevole riduzione dei tempi di raccolta dati rispetto a quelli di precedente generazione,
dotati di rivelatori puntuali (scintillatori). Il diffrattogramma RX contiene tutte le informazioni utili
all’identificazione della specie cristallina in indagine, a partire dalla geometria della cella elementare nonché
della sua simmetria. Nella gran parte dei casi di interesse gemmologico, queste informazioni sono già
sufficienti a caratterizzare, in modo non ambiguo, il materiale oggetto di indagine. Una volta ottenuti i
parametri della cella elementare e la sua simmetria, è possibile confrontarli con il contenuto delle moderne
banche-dati disponibili gratuitamente (es.: http://rruff.geo.arizona.edu/AMS/amcsd.php;
http://www.crystallography.net/cod/).
In ambito gemmologico, risulta fondamentale fornire il risultato identificativo in tempi relativamente rapidi
e a costi accessibili: in diversi casi di studio, la somma del 1) tempo medio per la l’acquisizione del
diffrattogramma, 2) della trattazione del dato fino all’ottenimento dei parametri della cella elementare e 3)
dell’identificazione mediante consultazione di banche-dati “aperte”, è risultata essere di poche decine di
minuti. Va, inoltre, evidenziato che sono stati effettuati esperimenti ad hoc a partire da cristalli con
dimensioni medie di 0.04 mm fino a circa 10 mm, che hanno comunque portato ad una identificazione non
ambigua della gemma.
I diffrattometri a raggi-X a 3 o 4-cerchi, dotati di rivelatori bidimensionali, possono essere utilizzati anche
per lo studio di materiali gemmologici che si presentano come aggregati policristallini. Anche in queste
condizioni, il campione genererà un diffrattogramma specifico e identificativo della (o delle) specie
cristalline che lo compone (compongono). La raccolta del dato, la sua elaborazione e la consultazione della
banche-dati porta all’identificazione dell’aggregato nell’arco temporale di pochi minuti.
Nonostante i vantaggi qui descritti, la diffrazione di raggi-X risulta essere una tecnica poco utilizzata in
ambito gemmologico, nonostante l’ampia diffusione di diffrattometri a raggi-X negli atenei e nei centri di
ricerca disseminati sul territorio nazionale. Scopo di questa presentazione è la diffusione delle potenzialità di
questa tecnica non distruttiva, con l’auspicio di un maggior utilizzo anche in ambito gemmologico.
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III CONFERENZA NAZIONALE DIAMANTE E GEMME DI COLORE - GENESI, PROVENIENZE E IMPLICAZIONI SUL MERCATO
BARI, 22-23 LUGLIO 2021
Nuovo ritrovamento di dematoidi in Italia (Domus de Maria, miniera di “Sa Spinarbedda”,
Sardegna)
A. Martucci1, N. Precisvalle1, C. Bonadiman1, S. Pollastri2, C. Stani2, C. Angeli3
1 Dipartimento di Fisica e Scienze della Terra, Università di Ferrara, Via Saragat 1, 44124 Ferrara, Italia 2 Elettra - Sincrotrone Trieste, ss 14, km 163.5, 34149 Basovizza, Trieste, Italia 3 Dipartimento di Scienze chimiche, farmaceutiche ed agrarie, Università di Ferrara, Via Luigi Borsari 46, 44121 Ferrara
Sin dall’antichità è riconosciuta la prolificità del sottosuolo sardo. Essa ci ha donato ricchezze come carbone
e metalli, ma non solo; infatti, numerose sono le specie minerali, e non di qualità gemmologica, provenienti
dall’isola. Si ricordano il quarzo, il calcedonio, il granato, la sphalerite e molti altri. A questi si dovrà
aggiungere un nuovo minerale, di grande rarità e bellezza: il granato andradite, di varietà demantoide.
Alcuni campioni, di scarsa qualità commerciale, ma alto valore scientifico, sono stati rinvenuti nei cumuli di
scarto della miniera dismessa di Sa Spinarbedda, nel comune di Domus de Maria, territorio del Sulcis-
Iglesiente. Questa gemma preziosa, dal colore che può andare dal verde giallastro al verde intenso, vanta nel
mondo i giacimenti più ricchi e conosciuti in Russia, Namibia e Madagascar. In Italia, fino ad ora l’unico
ritrovamento conosciuto è situato nella zona della Valmalenco (Lombardia) [1]. In questo contributo sarà
presentata, per la prima volta, la caratterizzazione di questo nuovo ritrovamento e la conferma della sua
appartenenza alla varietà demantoide, attraverso l’utilizzo combinato di tecniche mineralogiche
(convenzionali e non) e geochimiche. Lo studio degli elementi maggiori, effettuato tramite microsonda
elettronica (EMPA) e spettroscopia XAS (Elettra-Sincrotrone) ha rivelato un arricchimento in Ca e Fe
rispetto a Ti, Mn ed Al, confermando la natura di granato andradite. Lo studio degli elementi in traccia
mediante ablazione laser-plasma accoppiato induttivamente-spettrometria di massa (LA-ICP-MS), ha invece
rilevato un alto contenuto in Cr, importante per la conferma della varietà demantoide. L’analisi strutturale
mediante diffrazione a cristallo singolo (XRSD), nelgruppo spaziale Ia3̅d, ha rivelato un volume di di cella
elementare (1757.15(2)Å3) leggermente maggiore rispetto a quello riportato in letteratura, suggerendo la
presenza di acqua [2]. L’analisi mediante spettroscopia IR a trasformata di Fourier (FTIR) effettuata presso
la beamline SISSI (Elettra,Trieste) evidenzia una prominente banda di assorbimento a circa 3560 cm-1,
confermando la presenza di gruppi OH legati strutturalmente [2][3].
Alla luce quindi delle analisi effettuate si può confermare la natura di questi nuovi ritrovamenti. Starà ora
alla perizia di cercatori e collezionisti lanciarsi nella ricerca di campioni di qualità anche commerciale
aggiungendo un nuovo tesoro a quel già ricco scrigno che è la Sardegna.
[1] Štubňa, J., Bačík, P., Fridrichová, J., Hanus, R., Illášová, Ľ., Milovská, S., ... & Čerňanský, S. (2019). Minerals, 9(3), 164
[2] Amthauer, G. & Rossman, G.R. (1998): The hydrous component in andradite garnet. Am. Mineral., 83, 835–840.
[3] Adamo, I., Gatta, G. D., Rotiroti, N., Diella, V., & Pavese, A. (2011). Eur. J. Mineral. 23(1), 91-100
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III CONFERENZA NAZIONALE DIAMANTE E GEMME DI COLORE - GENESI, PROVENIENZE E IMPLICAZIONI SUL MERCATO
BARI, 22-23 LUGLIO 2021
Jeff, i dinosauri che non si estinguono e la sindrome del pescatore
M. Macrì1
1 Sapienza Università di Roma – Piazzale Aldo Moro 5, 00185 Roma
È facile nel mondo della mineralogia dare una definizione di minerale, così come è facile nel mondo del
commercio dare un valore a un telefonino. Ma in gemmologia, scienza e mercato si fondono con arte e
sentimenti e allora, tutte le certezze devono confrontarsi con le passioni.
Oggi Google ha una risposta per tutto e Amazon ha un prezzo per ogni cosa.
Può quindi esistere qualcosa che sfugga alle dinamiche del 2.0? Esiste qualcosa che è sempre
all’avanguardia pur restando 1.0? E se quel “qualcosa” fossero proprio le gemme?
Basta toccare il primo schermo che si ha sottomano, che sia un tablet, uno smartphone o un portatile, per
accorgersi che Google non sa rispondere con precisione alla domanda “cos’è una gemma?” e che Amazon
non riesce ad intromettersi nel mercato delle pietre perché non è capace di valutarle.
Se i più grandi colossi mondiali non hanno risposte, figuriamoci se ci riesco io.
E allora in questa presentazione saranno presentate più domande che risposte.
In fondo, quando la Natura che produce le sue meraviglie più spettacolari si unisce all’arte dell’uomo che le
trasforma in splendide gemme, non è possibile riuscire a imprigionare tutto in definizioni rigide e numeri
perfetti.
La gemmologia non è solo scienza, ma è anche arte, è anche filosofia.
E forse, proprio l’impossibilità di riuscire a definire perfettamente le gemme da un punto di vista scientifico
e commerciale, e ciò che contribuisce a renderle eterne, affascinanti e desiderate.
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III CONFERENZA NAZIONALE DIAMANTE E GEMME DI COLORE - GENESI, PROVENIENZE E IMPLICAZIONI SUL MERCATO
BARI, 22-23 LUGLIO 2021
Nuovi sviluppi sulle relazioni tra struttura, chimismo e ambiente di provenienza di topazi
N. Precisvalle1, A. Martucci1, C. Bonadiman1
1 Dipartimento di Fisica e Scienze della Terra, Università di Ferrara, Via Saragat 1, 44122 Ferrara, Italia
Indirizzo email dell’autore che presenta: [email protected]
Il topazio, insieme alla fluorite è uno dei principali reservoir di fluoro; è presente come minerale accessorio
in rocce silicatiche (rioliti e graniti) associate a eventi pneumatolitici/idrotermali e/o in rocce formatisi in
condizione di alta pressione [1]. La sua composizione spazia da termini quasi privi di OH, Al2SiO4F2 in
rocce ignee acide, ad altri con XOH = OH/(OH+F) fino a
0.3 (Al2SiO4F1.4(OH)0.6) [3], in depositi idrotermali. Tipicamente, più alti tenori in OH sono riportati per
topazi in quarziti ad alta pressione (UHP), tipicamente in topazi-cianiti di Hushan (ad ovest di Dongai),
(XOH = 0,35) e Sulu meridionale (XOH = 0.40-0.55), Cina orientale. OH-topazi con XOH = 0.22 fino al
termine estremo Al2SiO4(OH)2, sono stati sintetizzati in condizioni di alta pressione/ alta temperatura (P=
5.5-10 Gpa, Tmax= 1000 °C) in sistemi Al2O3-SiO2-H2O. Di conseguenza, lo studio del rapporto OH/F
gioca un ruolo chiave per comprendere l'ambiente di formazione del topazio. Il fluoro (F) si trova
accumulato in fluidi acquosi a fine cristallizzazione del magma (alta T) e viene trasportato mediante
circolazione post magmatica (bassa T) [2]. Da ciò si evince chiaramente che i sistemi ambientali di
formazione si trovano vincolati all'efficienza del processo di partizionamento minerale/fluido (nel rapporto
F/OH in reazioni di scambio a varie condizioni redox).
In questo lavoro verranno presentati nuovi dati acquisiti su topazi blu naturali, rinvenuti a Padre Paraiso
(Minas Gerais, Brasile). La loro caratterizzazione è stata effettuata mediante misure in situ attraverso
sorgenti non convenzionali (diffrazione mediante luce di sincrotrone e diffrazione neutronica T= 25-1000
°C) combinate con microanalisi EDS. Il contenuto di fluoro stimato dai dati di diffrazione a neutroni è di
circa 1.03% (10.34% in peso), in ottimo accordo con i dati chimici (~10,0% in peso). La concentrazione di
XOH = 0,484) è prossima al valore massimo (0.5) trovato per i topazi naturali, e rappresenta la
composizione di topazio più ricca di OH finora analizzata nel distretto di Minas Gerais. L’evoluzione dei
parametri di cella stimata mediante diffrazione neutronica in situ mostra una espansione termica positiva
fino a~735°C, cui segue un repentino cambiamento indotto dalla defluorinizzazione e conseguente
formazione di mullite (Al4+2xSi2-2xO10-x) [4]. Sulla base di questo comportamento, è possibile ipotizzare che
questa temperatura può rappresentare la temperatura massima di cristallizzazione del topazio da fluidi
supercritici, in un sistema pegmatitico. Questo approccio multidisciplinare, esteso ad altre tipologie di
topazi, può quindi essere impiegato in futuro per correlare in maniera univoca gemme e luogo di estrazione,
annoso problema, ad oggi sempre più protagonista al momento della certificazione su materiale
gemmologico.
[1] Zhang R.Y., Liou J.G. & Shu J.F. (2002) Am. Min., 87, 445-453.
[2] Alberico A., Ferrando S., Ivaldi G., & Ferraris G. (2003) Eur. J. Mineral., 15, 875-881.
[3] Barton, M. D. (1982) Am. Min., 67(9-10), 956-974.
[4] Precisvalle N., Martucci A., Gigli L., Plaisier J. R., Hansen T. C., Nobre A. G., & Bonadiman C. (2021) Sci. Rep., 11(1), 1-14.
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III CONFERENZA NAZIONALE DIAMANTE E GEMME DI COLORE - GENESI, PROVENIENZE E IMPLICAZIONI SUL MERCATO
BARI, 22-23 LUGLIO 2021
Lo studio dei difetti strutturali come fingerprints nelle gemme
Giovanna Agrosì e Gioacchino Tempesta
Dipartimento Scienze della Terra e Geoambientali, Università di Bari, via E. Orabona, 4 70125 Bari
Le gemme sono generalmente costituite da cristalli naturali (minerali) o sintetici che a causa di una
particolare lucentezza, colore, trasparenza e brillantezza, tutte caratteristiche spesso esaltate da un sapiente
taglio, sono utilizzate a scopo ornamentale. Il loro valore economico dipende dalla rarità, dalle proprietà
ottiche che contraddistinguono i diversi esemplari ed anche dalla provenienza. Tuttavia, un importante e
poco utilizzato test, utile per determinare la qualità di una gemma, poter risalire alla sua provenienza o
riconoscere trattamenti a volte non dichiarati, consiste nello studiare i difetti strutturali presenti, vere e
proprie fingerprints delle gemme. Se si fa riferimento alla natura cristallina delle gemme, i difetti strutturali
rappresentano tutte le possibili “interruzioni” nella ripetizione ordinata e periodica, nelle tre direzioni dello
spazio dell’unità più piccola ma al tempo stesso rappresentativa dell’intera struttura cristallina: la cella
elementare. La tipologia di difetti dipende dalla loro estensione; essi possono essere puntuali, lineari, planari
e di volume. Lo studio dei difetti “ci racconta” se la gemma è di origine naturale o sintetica, il modo e le
condizioni in cui si è formata ed infine se ha subito processi successivi alla sua cristallizzazione. Le tecniche
da adoperare in questi studi devono necessariamente essere non distruttive. Saranno illustrati casi di studio
che riguardano l’analisi dei difetti estesi sia il diamante che le gemme di colore, utilizzando la topografia rX,
una tecnica per immagini che sfrutta la diffrazione dei raggi X. Per lo studio dei difetti puntuali, si
mostreranno casi di studio nei quali è stata utilizzata un’innovativa tecnica: la Laser Induced Breakdown
Spectroscopy (LIBS).
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III CONFERENZA NAZIONALE DIAMANTE E GEMME DI COLORE - GENESI, PROVENIENZE E IMPLICAZIONI SUL MERCATO
BARI, 22-23 LUGLIO 2021
Gemmologia classica e tecniche avanzate per lo studio non distruttivo di gemme blu
A. Coccato1, M.C. Caggiani1, G. Barone1, U. Longobardo2, S. Salini2, P. Mazzoleni1, D. Bersani3
1 Dipartimento di Scienze Biologiche Geologiche e Ambientali, Università di Catania, Catania 2 Gemmologi - Catania 3 Dipartimento di Scienze Matematiche, Fisiche e Informatiche, Università di Parma, Parma
Diverse gemme blu e azzurre, oltre allo zaffiro, sono apprezzate dal pubblico, come ad esempio topazio,
iolite, tanzanite. Il fascino delle gemme di queste tonalità ha portato alla presenza, sul mercato, di svariate
imitazioni e di trattamenti migliorativi (Kiefert & Schmidt, 1996; Barone et al., 2017). La discriminazione
tra questi materiali, tutti di grande interesse commerciale e gemmologico, può essere efficacemente
effettuata, su gemme sciolte, tramite i consolidati metodi di gemmologia classica (polariscopio,
rifrattometro, spettroscopio, bilancia idrostatica, microscopio). Tuttavia, nel caso di gemme montate, ciò non
è sempre possibile. La spettroscopia Raman emerge tra le tecniche avanzate come strumento indispensabile
per lo studio di campioni di interesse mineralogico e gemmologico. Alcuni dei suoi vantaggi sono la non
invasività e rapidità di analisi; la disponibilità sia di strumenti micro-Raman per lo studio delle inclusioni
che di spettrometri portatili per analisi in situ (Barone et al., 2014; Vandenabeele et al., 2014; Jehlička et al.,
2017); la specificità degli spettri acquisiti, che permettono un’identificazione univoca del materiale (Bersani
& Lottici, 2010; Kiefert & Karampelas, 2011; Karampelas et al., 2020).
Si presentano qui i risultati di analisi di gemmologia classica e di spettroscopia Raman nella
caratterizzazione di gemme blu. Nello specifico, sono stati studiati campioni sciolti di zaffiro, iolite e
tanzanite di interesse museologico e gemmologico; nel caso delle tanzaniti si è proceduto inoltre ad uno
studio più marcatamente mineralogico, considerando anche la variabilità degli spettri Raman acquisiti nelle
diverse orientazioni cristallografiche del minerale zoisite, e gli effetti di fotoluminescenza indotta dalla
sorgente laser (Coccato et al., submitted). Alcune gemme, infine, sono state caratterizzate esclusivamente
tramite spettroscopia Raman, a causa della loro lavorazione e montatura, che non hanno permesso
l’applicazione dei metodi convenzionali.
La combinazione delle informazioni ottenute tramite i diversi approcci permette di discriminare le diverse
gemme e di approfondirne la conoscenza in modo totalmente non invasivo.
Barone, G., Bersani, D., Crupi, V., Longo, F., Longobardo, U., Lottici, P.P., Aliatis, I., Majolino, D., Mazzoleni, P., Raneri, S.,
Venuti, V. (2014): Journal of Raman Spectroscopy, 45, 1309–1317; Barone, G., Bersani, D., Mazzoleni, P., Raneri, S. (2017):
Open Archaeology, 3, 194–201; Bersani, D., Lottici, P.P. (2010): Analytical and Bioanalytical Chemistry, 397, 2631–2646;
Coccato, A., Bersani, D., Caggiani, M.C., Mazzoleni, P., Barone, G. Journal of Raman Spectroscopy (submitted); Jehlička, J.,
Culka, A., Bersani, D., Vandenabeele, P. (2017) Journal of Raman Spectroscopy, 48, 1289–1299; Karampelas, S., Kiefert, L.,
Bersani, D., Vandenabeele, P. (2020) Gems and Gemmology. Kiefert, L., Karampelas, S. (2011) Spectrochimica acta. Part A,
Molecular and biomolecular spectroscopy, 80, 119–24; Kiefert, L., Schmidt, S.T. (1996) Gems and Gemology, Winter, 270–276;
Vandenabeele, P., Edwards, H.G.M., Jehlička, J. (2014) Chemical Society Reviews, 43, 2628–2649.
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III CONFERENZA NAZIONALE DIAMANTE E GEMME DI COLORE - GENESI, PROVENIENZE E IMPLICAZIONI SUL MERCATO
BARI, 22-23 LUGLIO 2021
Spettroscopia IR nelle analisi dello smeraldo
V. Gagliardi
Istituto Gemmologico Italiano, Piazza San Sepolcro 1, 20123 Milano.
Lo smeraldo è la varietà di colore verde del minerale chiamato berillo, la cui formula chimica ideale è:
Be3Al2Si6O18. Tuttavia, i berilli naturali contengono molecole H2O e cationi monovalenti o bivalenti ospitati
all’interno dei canali strutturali, nonché altri cationi in grado di sostituire Be (es. Li) e Al (es. Cr, V, Fe). La
colorazione verde degli smeraldi è, ad esempio, ascrivibile alla presenza di Cr, ed eventualmente anche di Fe
e V. Qualsiasi sia la loro provenienza, i cristalli naturali di smeraldo presentano numerose fratture dovute
alla loro origine geologica: sono, infatti, associati a rocce che hanno subito, nel corso della loro storia
geologica, fenomeni di metamorfismo.
Il riempimento delle fessure affioranti, volto a renderle meno visibili, è una pratica nota da secoli. Nel corso
del tempo sono state individuate ed utilizzate numerose sostanze (olii, resine e cere) che, grazie alle loro
proprietà fisiche (tra cui, fluidità ed indice di rifrazione), fossero utili a rendere le fratture meno visibili e,
non di meno, a rendere gli smeraldi meno fragili durante le fasi di taglio e politura. Non tutte le sostanze
disponibili per questo tipo di trattamento sono, però, commercialmente accettate. È, perciò, fondamentale
che un laboratorio gemmologico fornisca informazioni utili riguardo alla natura dei materiali utilizzati per la
“sigillatura” delle fratture.
L’osservazione di gemme di smeraldo in microscopia ottica è importante, ma non sempre risolutiva per
ottenere le risposte alle domande che sorgono riguardo ai trattamenti. Per tale motivo, le spettroscopie
vibrazionali in generale, e più specificatamente la spettroscopia IR, risulta un valido alleato nella
caratterizzazione e identificazione del materiale utilizzato per il trattamento. I vantaggi della spettroscopia
IR applicata alle indagini gemmologiche su smeraldi sono diversi: trattasi di una tecnica non distruttiva, che
non genera reazioni nei materiali colpiti dalla radiazione IR in fase di analisi e restituisce uno spettro
specifico che ben separa i modi vibrazionali IR legati alle molecole degli impregnanti da quelli specifici del
minerale berillo.
La spettroscopia IR si rivela fondamentale anche per affrontare un’altra problematica che riguarda
l’indagine gemmologica sugli smeraldi: il riconoscimento di uno smeraldo naturale da uno sintetico, sia che
quest’ultimo derivi da una sintesi “da fondente”, sia esso il prodotto di una sintesi “idrotermale”. La tecnica
“da fondente” è il tipo di sintesi più facile da individuare, poiché l’assenza di acqua in questo tipo di
processo produce un materiale il cui spettro IR è molto diverso da quello di uno smeraldo naturale, in
particolare se si considera la regione spettrale ascrivibile ai segnali di stiramento dei legami O-H. Il
riconoscimento, attraverso il suo spettro IR, di uno smeraldo sintetico prodotto con il metodo “idrotermale”,
rispetto ad uno naturale, pone maggiori difficoltà.
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III CONFERENZA NAZIONALE DIAMANTE E GEMME DI COLORE - GENESI, PROVENIENZE E IMPLICAZIONI SUL MERCATO
BARI, 22-23 LUGLIO 2021
La tormalina come gemma
Ferdinando Bosi
Dipartimento di Scienze della Terra, Sapienza Università di Roma, Roma, Italia.
Indirizzo email dell’autore che presenta: [email protected]
Dal punto di vista della mineralogia sistematica, le gemme rappresentano principalmente specie
mineralogiche aventi una elevata durabilità e bellezza. Un’altra caratteristica che può incidere sul valore di
una gemma è la rarità. La tormalina (il cui nome deriva dal cingalese turmali = pietra di vari colori) è un
ciclosilicato di B e Al molto complesso, che incorpora durabilità, bellezza e rarità, fornendo un elevato
numero di varietà distinte soprattutto attraverso un vasto spettro di colori: rubellite (rosa-rosso), tormalina
canarino (giallo), verderlite (dal giallo-verde al blu-verde), cromo-tormalina (verde intenso), paraiba (blu-
verde brillante), indicolite (azzurro-blu), acroite (incolore). Talvolta, particolari cristalli di colore bruno,
corrispondenti alla specie dravite, vengono lavorati come gemma. Esistono anche varietà di tormalina
policrome, in cui il colore varia sia secondo zone concentriche (tormalina watermelon) che nella direzione di
allungamento dell’asse cristallografico c, come nel caso estremo della tormalina testa di moro (Bosi et al.
2021).
La formula chimica generale della tormalina è: XYZ(T6O18)(BO3)3V3W, dove di norma X = Na, Ca e •
(vacanza); Y = Li, Mg, Mn, Fe, Al, V, Cr; Z = Al, Mg, Fe, V e Cr; T = Si, Al, B; B = B, V = (OH) e O; W =
(OH), O e F. Dal punto di vista cristallografico, la struttura della tormalina gioca un ruolo primario nel
determinare in particolare la durabilità di questa pietra preziosa. L’impalcatura tridimensionale degli ottaedri
ZO6, dove spesso Z = Al3+, fornisce alla tormalina un’elevata durezza (~7.5 nella scala di Mohs) e una
variazione limitata della forza di legame Z-O (~0.5 vu) nelle diverse direzioni. In questo modo si previene
sia la scalfittura, evitando di perdere la lucentezza delle superfici levigate, sia la rottura della gemma
secondo superfici cristallografiche, rendendo eccellente il grado di portabilità. Oltre a questa resistenza
meccanica, il forte legame Z-O fornisce anche una resistenza all’alterazione chimica e meteorica. Pertanto,
la forte e rigida impalcatura ZO6 determina un’elevata stabilità del minerale, il quale può crescere fino a
raggiungere facilmente dimensioni di qualche centimetro. La sua crescita come materiale altamente
trasparente, per lo più privo di inclusioni e altre caratteristiche interne, fornisce i cristalli di qualità gemma
richiesti per il taglio delle pietre sfaccettate. Lo sviluppo, lungo l’asse c, dell’impalcatura principale ZO6
crea dei canali strutturali, all’interno dei quali risiedono le isole strutturali, composte da poliedri XO9, YO6,
TO4 e BO3 (Bosi 2019). All’interno delle isole strutturali, in particolare negli ottaedri YO6, sono accolti gli
elementi cromofori (Ti, V, Cr, Mn, Fe, Cu). La disposizione, perpendicolare all’asse c, delle isole strutturali
determina un forte pleocroismo ( >> ), il cui colore può variare da molto intenso a debole. Oltre all’ampia
gamma di colori, la bellezza della tormalina risiede anche nel suo grado di trasparenza ottica e nei suoi
moderati indici di rifrazione (~1.65), che garantiscono un ritorno significativo di luce. Alcune varietà
pregiate di tormalina come la paraiba sono molto rare poiché spesso le basse concertazioni di Cu sono
oscurate dalle più alte concertazioni di altri elementi cromofori, tipo il Fe. Le qualità estetiche della
tormalina, come quelle di altre gemme (es. diamante e rubino), sono indubbie e sembrano mantenersi nel
corso della storia dell’uomo. Pertanto, esse sono in contrasto con il concetto di bellezza oggettiva: ciò che è
considerato bello oggi potrebbe non esserlo domani.
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III CONFERENZA NAZIONALE DIAMANTE E GEMME DI COLORE - GENESI, PROVENIENZE E IMPLICAZIONI SUL MERCATO
BARI, 22-23 LUGLIO 2021
Il gemmologo sul campo: le miniere di tormalina brasiliana
Giuseppe Elettivo
Solitamente il gemmologo è visto come un “topo da laboratorio” che con i suoi strumenti analizza gemme di
tutti i tipi. Questa professione, come tante altre, nel corso del tempo ha subito una forte evoluzione. Mentre
prima poteva essere svolta con semplici strumenti e tanta esperienza, oggi ha la necessità di essere
supportata da strumenti più raffinati che richiedono sempre più una specializzazione.
La professione del gemmologo però non è fatta solo di un ufficio pieno di strumenti, può diventare anche
molto avventurosa. Il gemmologo laureato in geologia può avere l’opportunità di uscire dal proprio
laboratorio e vestire i panni del gemmologo da campo. Il lavoro sul campo è utile per accrescere le
conoscenze pratiche, le quali saranno di fondamentale importanza durante le attività di analisi in laboratorio.
Il ruolo del gemmologo-geologo da campo può spaziare in molti settori dell’estrazione mineraria. Ad
esempio, io ho avuto l’occasione di lavorare in varie miniere di giacimenti secondari tra la Guinea Conakry
e la Tanzania, ma una delle esperienze più belle e importanti è stata la possibilità di lavorare per una società
Italo-Brasiliana nelle miniere pegmatitiche della valle del Rio Doce, Sao Josè da Saphira nel Minas Gerais.
Le pegmatiti Brasiliane sono famose in tutto il mondo per la quantità e qualità di materiali gemmologici che
hanno prodotto e che continuano a produrre. Sono innumerevoli le specie mineralogiche ad uso gemma
estratte nel Minas Gerais, le più importanti e conosciute sono tormaline, berilli e topazi.
Le miniere pegmatitiche sono miniere in tunnel e uno dei problemi più grandi che si ha è quello di seguire la
vena alla ricerca dei geodi mineralizzati. L’unico metodo che si ha per individuare queste sacche
mineralizzate è quello di avanzare nello scavo e aspettare di incontrare il geode. Sono pochi gli strumentali
analitici che si possono usare per l’individuazione di queste sacche mineralizzate in questi ambienti estremi,
le gallerie sono strette calde e molto umide.
Uno strumento che può aiutare in questa impresa è il GPR (GeoRadar). (Aranha et al 2018) (Patterson &
Cook 2002) (Patterson & Cook, 2000). Si tratta di una tecnica “sperimentale” e “inusuale” che ho avuto
modo di usare, con un gruppo di altri geologi, nei tunnel delle miniere di tormaline più importanti al mondo,
tutte nel distretto di Sao Josè da Saphira. In questa occasione è stato possibile verificare direttamente in
modo empirico quali sono i vantaggi e le difficoltà dell’uso di questa tecnica geofisica in ambiente minerario
di galleria.
Questo è solo un esempio di tutte le attività che può svolgere un gemmologo-geologo.
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BARI, 22-23 LUGLIO 2021
Bibliografia:
ARANHA, P. R. A., Adolf Heinrich, H. O. R. N., & JONCEW, H. C. (2018). Use of GPR pegmatite
minining: example of a sheetlike body from northern Minas Gerais, Brazil. Rom. J. Mineral Deposits, 91(1-
2), 7-12.
Patterson, J. E., & Cook, F. A. (2000, April). Application of complex trace analysis for improved target
identification in gem-tourmaline-bearing pegmatites in the Himalaya mine, San Diego County, California. III
In Eighth International Conference on Ground Penetrating Radar (Vol. 4084, pp. 653-657). International
Society for Optics and Photonics.
Patterson, J. E., & Cook, F. A. (2002). Successful application of ground‐penetrating radar in the exploration
of gem tourmaline pegmatites of southern California. Geophysical Prospecting, 50(2), 107-117.
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III CONFERENZA NAZIONALE DIAMANTE E GEMME DI COLORE - GENESI, PROVENIENZE E IMPLICAZIONI SUL MERCATO
BARI, 22-23 LUGLIO 2021
Procedure analitiche per migliorare i flussi di lavoro in un laboratorio di analisi
gemmologiche
Marco Torelli
Centro Analisi Gemmologiche Masterstones, Via Roberto Alessandri, 6/a, 00151, Roma
Per svolgere la professione di gemmologo, con competenza, è necessaria la capacità di risolvere numerose
problematiche relative all'individuazione dei trattamenti e, ove possibile, alla determinazione dell'area
geografica di provenienza del materiale gemmifero sottoposto ad analisi.
Oltre all'imprescindibile ispezione microscopica, l'attività di laboratorio prevede l'utilizzo di strumentazione
avanzata, come UV-VIS-NIR, FTIR, Raman, LIBS, EXA, RX.
Per escludere che un diamante sia sintetico si possono utilizzare più tecniche: la FTIR per la
caratterizzazione del tipo, l'UV-VIS-NIR oppure lo spettrometro a fluorescenza EXA per rilevare la
presenza di azoto (N) nel reticolo cristallino. Per stabilire se uno zaffiro sia di origine metamorfica o
magmatica oppure se uno smeraldo provenga da pegmatiti o scisti è necessario uno spettro VIS-NIR. La
FTIR permette di valutare le sostanze utilizzate per migliorare la trasparenza di un berillo. Con la Micro-
Raman si ottengono conferme sulla presenza di vetro in fessure o cavità del corindone, ma soprattutto
indicazioni sulla provenienza geografica, attraverso l'identificazione di micro inclusioni. Inoltre, lavorando
in fotoluminescenza, si riscontra la presenza di silicio (Si) nel diamante sintetico CVD, ma anche il
cambiamento strutturale in quello naturale IIa decolorato. Con la LIBS si rilevano specifici elementi in
traccia, specialmente il berillio (Be) nei corindoni, nei casi di sospetto trattamento per termodiffusione
superficiale.
Per ottimizzare i tempi e quindi contenere i costi, è utile creare dei protocolli che portino velocemente verso
la giusta direzione diagnostica.
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III CONFERENZA NAZIONALE DIAMANTE E GEMME DI COLORE - GENESI, PROVENIENZE E IMPLICAZIONI SUL MERCATO
BARI, 22-23 LUGLIO 2021
Characterization of the blue halo in fancy sapphire
Rossi Manuelaa, Vergara Alessandrob, Roberta Biondib, Rosanna Rizzic, Francesco Sequinod
a Dipartimento di Scienze della Terra dell'Ambiente e delle Risorse, Università di Napoli Federico II, Via Mezzocannone 8 80134
Naples Italy
b Dipartimento di Scienze Chimiche, Università di Napoli Federico II, Via Cinthia 8 80126 Naples Italy
c Istituto di Cristallografia, CNR
d Department of Gemological Research, International Gemological Institute
indirizzo email dell’autore che presenta: [email protected]
Abstract
Già da molti decenni le gemme sono sottoposte a diversi tipi di trattamenti per migliorarne l’aspetto e quindi
favorirne la vendita. Da circa un decennio i corindoni policromi vengono sottoposti a un particolare tipo di
trattamento, quello della termodiffusione a Berillio, che talvolta causa l’insorgere di difetti di colore nelle
gemme, come osservato già nel 2003 in Emmet et al. In particolare il fenomeno legato all’insorgere di
macchie di colore blu, definito “Blue halo”, nei corindoni non è mai stato approfondito, sebbene sia stato più
volte osservato. In questo studio abbiamo caratterizzato morfologicamente 43 corindoni policromi già
tagliati, sfaccettati e lucidati provenienti dalle miniere di Songea in Tanzania, sottoposti in Tailandia al
trattamento di termodiffusione a Berillio. I colori delle gemme sono fortemente variabili: rosa, verde, blue,
viola, arancione, rosso e giallo. In 14 campioni (corindoni gialli, arancioni e rosso-verde) sono state
riscontrate macchie di colore blu. Su queste gemme sono state effettuate approfondite analisi in microscopia
ottica, analisi spettroscopiche con micro-Raman, analisi chimiche con SEM-EDS e analisi in diffrazione da
polveri per avere informazioni sulla natura delle particolari macchie di colore. Le indagini hanno
evidenziato che le macchie di colore sono correlate alla presenza di particolari inclusioni solide che si
rinvengono centralmente al difetto di colore. Queste inclusioni hanno una diversa morfologia (subsferica o
allungata), tessitura (singole o multiple, su uno o più livelli), dimensioni e composizione mineralogica. I dati
chimici hanno indicato che si tratta di ossidi di Ti, di Ti-Al e Ti-Fe, in particolare è stata riscontrata la
presenza di rutilo, tistarite, tialite e soluzioni solide di ematite – tistarite. Sono state condotte analisi
chimiche anche sui corindoni gialli e arancioni che hanno evidenziato una minore presenza di Fe3+ mentre
le macchie di colore blu hanno indicato non solo la presenza di Fe3+ ma anche di Ti3+ (elementi minori). In
accordo con la bibliografia, si è quindi concluso che il colore giallo e arancione dei corindoni è dato dalla
presenza di Fe3+ in sostituzione dell’alluminio nel sito ottaedrico (e.g. Ho 2015), mentre il colore blu
dell’alone è dovuto a fenomeni di inter-valence charge transfer tra Fe2+-Ti4+. Le analisi effettuate al SEM-
EDS e in microscopia Raman mostrano come la presenza degli aloni blu sia legata alla natura mineralogica
delle inclusioni e ci palesano un particolare sistema che si origina durante il trattamento di termodiffusione a
Berillio che può raggiungere temperature superiori ai 1800°C (Emmet et al., 2003).
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III CONFERENZA NAZIONALE DIAMANTE E GEMME DI COLORE - GENESI, PROVENIENZE E IMPLICAZIONI SUL MERCATO
BARI, 22-23 LUGLIO 2021
L’analisi dei dati raccolti ci fa ipotizzare che il processo di termodiffusione causi delle interazioni tra le
inclusioni preesistenti nella gemma (tipo rutilo e/o ematite) e il corindone stesso, portando alla formazione
di nuove fasi come ad esempio la tialite, la tistarite e le soluzioni solide ematite – tistarite, fasi che si
possono formare solo in particolari sistemi chimico fisici (Panda and Jung 2020). Pertanto è possibile che
il processo di termodiffusione a Berillio causi una parziale fusione delle inclusioni solide preesistenti, come
il rutilo, e localmente porti ad una parziale fusione e destabilizzazione della struttura del corindone che a
questo punto accoglie al suo interno il titanio presente nel rutilo. Inoltre cambiando le condizioni chimico
fisiche con l’abbassamento della temperatura, si giustificherebbe la formazione di nuove fasi come la tialite,
la tistarite e le soluzioni solide tistarite-ematite secondo lo schema di seguito illustrato:
Rutilo + corindone → tialite + rutilo
rutilo + ematite → tistarite + soluzioni solide ematite-tistarite
Il presente studio fa luce sui fenomeni legati al trattamento termico applicato ai corindoni policromi, ma può
servire anche per studi minero-petrografici e delle scienze dei materiali in cui sono coinvolti i sistemi Al-Ti-
Fe o Al-Ti.
References:
Emmett, J.L., Scarratt, K., McClure, S.F., Moses, T., Douthit, T.R., Hughes, R., Novak, S., Shigley, J.E., Wang, W., Bordelon,
O., and Kane, R.E. (2003) Beryllium diffusion of ruby and sapphires. Gems & Gemology, 39, 84–135.
Ho, S.K. (2015) Analysis of Impurity Effects on the Coloration of Corundum by Laser-Induced Breakdown Spectroscopy (LIBS).
Applied Spectroscopy, 69, 2, 269-276
Panda S. K. & Jung In-Ho (2020) Coupled Experimental Study and Thermodynamic Modeling of the Al2O3–Ti2O3–TiO2 System.
ISIJ International, 60, 1, 31–4
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Drôlerie. Materiali inusuali in un laboratorio gemmologico.
R. Navone1, E. Costa2
1 Laboratorio Gemmologico R.A.G., Corso San Maurizio 52, 10124 Torino (TO)
2 Università Torino, Dip. di Scienze della Terra, Via Valperga Caluso 35 10125 Torino (TO)
Nella Storia dell'Arte il termine drôleries, di origine francese, indicava le bizzarre e grottesche figure che
decorano le architetture gotiche o le iniziali miniate dei manoscritti medievali. Traducibile nell’italiano
“buffonerie”,“stranezze”; il termine è stato esteso nei secoli a diversi settori, compreso quello dell’arte
applicata.
Gli autori hanno utilizzato questo vocabolo per indicare alcuni materiali inconsueti sottoposti nel corso degli
anni al laboratorio. Saranno presentati alcuni dei più interessanti casi di studio e le tecniche utilizzate per
l'identificazione con una breve descrizione del percorso di analisi.
Fra i materiali naturali possiamo citare come esempio un calcare micritico a grana estremamente fine o un
esemplare di piromorfite, raro minerale di piombo. Fra i prodotti artificiali troveremo delle resine, utilizzate
per perpetrare degli ingegnosi inganni. Infine dei trattamenti con delle sostanze assolutamente inusuali e
difficili da individuare utilizzate soprattutto in campo industriale.
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III CONFERENZA NAZIONALE DIAMANTE E GEMME DI COLORE - GENESI, PROVENIENZE E IMPLICAZIONI SUL MERCATO
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Il Diamante: viaggio al centro della Terra
F. Nestola1
1 Dipartimento di Geoscienze, Università degli Studi di Padova, Via Gradenigo 6, 35131 Padova
Indirizzo email dell’autore che presenta: [email protected]
I diamanti sono “oggetti geologici” preziosi in quanto forniscono informazioni dirette sull’interno del nostro
Pianeta. Tuttavia, il pregio di un diamante in geologia è estremamente più complesso rispetto al pregio che
questa “pietra preziosa” può avere in gemmologia. Infatti, è ben noto che un gemmologo determinerà il
valore di un diamante non solo dalle sue dimensioni ma anche dalla sua purezza. Al contrario, un geologo
apprezzerà un diamante tanto più questo conterrà impurità e inclusioni: infatti, proprio le inclusioni nei
diamanti naturali rappresentano delle vere e proprie finestre aperte sul centro della Terra. Per un geologo, il
diamante funge principalmente da “mezzo trasportatore indistruttibile e molto antico” di frammenti
mineralogici provenienti da grandissime profondità. Il diamante permette non solo di conoscere cosa
davvero ci sia all’interno della Terra a profondità tra i 130 e i 1000 km ma allo stesso tempo di capire come
il nostro pianeta sia andato incontro a grandi trasformazioni in funzione dei miliardi di anni. È ben noto che i
diamanti possano avere età fino a 3.6 miliardi di anni e quindi sono in grado di intrappolare inclusioni
mineralogiche estremamente antiche (qualora l’inclusione sia nata prima del diamante che l’ha intrappolata,
questa potrebbe anche superare i 4 miliardi di anni di età).
I diamanti naturali possono essere suddivisi in due grandi categorie: 1) i diamanti litosferici; 2) i diamanti
super profondi.
1) I diamanti litosferici. Si tratta di diamanti che si formano a profondità comprese tra circa 120-130 fino a
circa 200-210 km nel mantello terrestre; hanno morfologie molto regolari (cubo-ottaedro, etc.) presentano
un contenuto in azoto come impurità molto elevato fino a qualche migliaio di parti per milione. Tuttavia, la
principale caratteristica dei diamanti litosferici è la tipologia di inclusioni tipiche del mantello superiore, dal
granato all’olivina, dal pirosseno ai solfuri di ferro, alla coesite e altre fasi minori. I diamanti litosferici
rappresentano circa il 99% di tutti i diamanti studiati sino ad ora.
2) I diamanti super profondi. Tali diamanti sono anche conosciuti come diamanti sublitosferici e sono
estremamente rari non superando probabilmente l’1% di tutti i diamanti investigati fino ad oggi. I diamanti
super profondi nascono a profondità molto elevate tra i 300 e probabilmente i 1000 km; possiedono
morfologie molto irregolari e contenuti in azoto spesso trascurabili. Anche per i diamanti super profondi una
caratteristica decisiva nella loro identificazione è certamente la tipologia di inclusioni mineralogiche. Nei
diamanti super profondi vengono identificati diversi minerali come il ferropericlasio, la breyite (CaSiO3), la
jeffbenite (composizione circa di un granato piropo-almandino) e molte altre fasi ancora in studio.
La presentazione intende fornire una vera e propria carrellata sulle diverse tipologie di diamanti e inclusioni
con l’obiettivo di far comprendere quanto importante sia lo studio del diamante naturale nella geologia
moderna in quanto rappresenta realmente l’unica possibilità che i geologi hanno di indagare le grandi
profondità terrestri.
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Il diamante naturale e i suoi competitors: analisi gemmologiche e sfide analitiche
L.Prosperi1
Istituto Gemmologico Italiano
I materiali utilizzati come “competitors” del diamante sono generalmente trasparenti, incolori e con
caratteristiche ottiche il più possibile simili a quelle del diamante. In passato sono stati utilizzati minerali
naturali, come topazio, quarzo, zircone. Dall’inizio del secolo scorso con l’avvento dei “minerali sintetici”,
le imitazioni del diamante utilizzate in gioielleria sono state: corindone sintetico, rutilo sintetico, spinello
sintetico e infine moissanite sintetica. Successivamente sono arrivati sul mercato gemmologico i materiali
artificiali, senza corrispondente naturale, come "YAG", "GGG", "Titanato di Stronzio (Fabulite)" e
"Zirconia Cubica". Attualmente il competitor più aggressivo è il diamante sintetico, prodotto per la prima
volta negli anni ’50, ma sempre più presente nel mercato della gioielleria negli ultimi 8 anni.
Una corretta identificazione della maggior parte dei materiali utilizzati come imitazione del diamante può
essere effettuata utilizzando una strumentazione gemmologica di base. Si può facilmente osservare come sia
possibile una prima distinzione utilizzando un semplice rifrattometro, strumento che ci permette di
determinare l'indice di rifrazione dei vari materiali. In questo modo vengono, ad esempio, riconosciute tutte
le imitazioni aventi indice di rifrazione minore di 1,78 (spinello sintetico e topazio). Per le imitazioni con
indice di rifrazione maggiore di 1,78, è di estrema utilità la determinazione della densità, soprattutto se si ha
a disposizione una bilancia idrostatica. L'unica limitazione a questo metodo risiede nel fatto che non può
essere applicato alle pietre montate, ma a questo punto può risultare molto
utile l'osservazione, a occhio nudo, della dispersione, diversa da materiale a materiale, e della brillantezza.
Può anche essere di aiuto l'analisi delle inclusioni e della fluorescenza.
Per una corretta identificazione del diamante sintetico la strumentazione gemmologica di base può non
essere sufficiente. Le analisi necessarie hanno bisogno di strumentazione avanzata e personale specializzato.
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III CONFERENZA NAZIONALE DIAMANTE E GEMME DI COLORE - GENESI, PROVENIENZE E IMPLICAZIONI SUL MERCATO
BARI, 22-23 LUGLIO 2021
Spettroscopia e imaging FTIR dei diamanti
G. Della Ventura1,2,3, M. Cestelli Guidi2
1 Dipartimento di Scienze, Università di Roma Tre, L. S. Leonardo Murialdo 1, 00146, Roma 2 INFN-LNF, Via E. Fermi 40, Frascati 00044 (Roma) 3 INGV, Via di Vigna Murata 605, 00143 Roma
I diamanti sono sicuramente tra le gemme più ricercate e costose, ed esiste quindi un vasto mercato per analoghi simili
o sintetici o per diamanti trattati per migliorarne colore o qualità. Tra le svariate tecniche analitiche non distruttive, la
spettroscopia infrarossa (FTIR) rappresenta senza dubbio la metodologia migliore dal punto di vista della semplicità di
uso e del costo, per identificare le varie tipologie di gemma ed eventuali manipolazioni (Thongnopkun and Ekgasit,
2005). Come è noto, i diamanti naturali, idealmente costituiti da solo carbonio, contengono impurezze di altri
elementi, tipicamente azoto (N) e boro (B); oggi sappiamo anche che la presenza di questi elementi non è casuale, ma
è legata alle particolari condizioni (in termini di pressione e temperatura, P-T) di genesi del minerale (Smith et al.,
2018). La distribuzione di questi elementi nella struttura determina quella che viene definita la “tipologia” del
diamante, una classificazione che ha una forte valenza in gemmologia perchè è legata al colore e quindi alla rarità e al
valore commerciale della pietra. Il diamante ha uno spettro IR molto caratteristico, cosa che consente sia di
identificare in modo relativamente semplice la gemma da imitazioni con proprietà simili, tipo ZrO2 cubica o la
moissanite (SiC), che differenziare diamanti naturali da sintetici, che caratterizzarne eventuali trattamenti in alta P-T.
Oltre a queste applicazioni gemmologiche, le nuove tecniche
micro-spettroscopiche IR oggi permettono l’accesso ad
informazioni scientifiche di grande attualità per la ricostruzione
della geofisica del nostro pianeta. I diamanti nascono a grande
profondità nel mantello terrestre (Nestola et al., 2018) e vengono
poi trasportati sulla superficie dai processi geodinamici, per cui
spesso conservano nel loro
interno frammenti di materiali inglobati durante la loro crescita e il
loro tragitto verso la superficie. Lo studio di queste inclusioni, che
possono essere sia solide (minerali) che gassose (molecole volatili
come CO2, H2O, o idrocarburi) ci permette quindi di ricostruire la
composizione geologica di luoghi per noi inaccessibili (Smith et
al., 2017; Nestola et al., 2018; Nimis et al., 2018). Una tecnica di
grande impatto è la possibilità di ottenere immagini ad alta
risoluzione (Della Ventura et al., 2014) della distribuzione di inclusioni all’interno del campione (Fig. 1). Esempi di
queste applicazioni sono stati pubblicati recentemente e dimostrano le enormi potenzialità del metodo sia per quanto
riguarda la possibilità di monitorare i processi di genesi e crescita del diamante (Howell et al., 2012; Agrosì et al.,
2017) che per ricostruire le condizioni fisiche del mantello terrestre (Agrosì et al., 2019).
Fig. 1. Distribuzione dell’azoto associato ad
inclusioni al centro di un diamante di Juina
(Brasile). Da Agrosì et al. (2019)
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BARI, 22-23 LUGLIO 2021
References:
Agrosì, G. et al. (2017): Crystals, 7, 233; Agrosì, G. et al. (2019): Lithos, doi.org/10.1016/ j.lithos.2019.105279; Della Ventura et
al. (2014) Rew. Mineralogy and Geochem., 78, 447-479; Howell et al. (2012): Diamonds and Related Mat., 29, 29-26; Nestola, F.
et al. (2018): Nature, 555, 237-241; Nimis et al. (2018): Geology, doi.org/10.1130/ G45235.1; Thongnopkun, P. & Ekgasit, S.
(2005): Diamonds and related Mat., 14, 1592-1599; Smith et al. (2017): Science, 354, 1403-1405; Smith et al. (2018): Nature,
560, 84-187.
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Screening dei diamanti e identificazione delle pietre di colore mediante spettroscopia e
fluorescenza
Alberto Scarani
Magilabs - [email protected]
La produzione di diamanti sintetici con il metodo Alta pressione/Alta
temperatura ha avuto negli ultimi anni un notevole incremento grazie
soprattutto alla possibilità di ottenere pietre quasi completamente prive di azoto
e, di conseguenza incolori mediante l’utilizzo nuovi tipi di catalizzatori e
l’aggiunta di nitrogen getters come Hf, Zr, Al or Ti (1). Parallelamente, anche la
tecnica a deposizione di vapore CVD si è notevolmente evoluta sino a rendere
economicamente competitivi diamanti sintetici anche di minime dimensioni.
Inizialmente questi sono stati fraudolentemente aggiunti a lotti di naturali e in
molti casi anche montati in pezzi di gioielleria prevalentemente di produzione
asiatica. Se l’identificazione di diamanti sintetici non è mai stato un vero problema per i laboratori
gemmologici, la comparsa di pietre piccole in considerevole quantità ha reso il tradizionale approccio
diagnostico decisamente più complicato e spesso economicamente impraticabile. Il mercato ha quasi
immediatamente segnalato l’urgente necessità di metodi di screening che avessero caratteristiche adeguate
ad arginare il problema, essenzialmente: facilità d’uso anche per personale senza competenze specifiche,
economicità, velocità operativa. Sono quindi apparsi sul mercato strumenti basati su singole differenti
tecnologie che stanno consentendo di effettuare screening veloci su larga scala. Le filosofie che
caratterizzano questi apparati sono sostanzialmente due: l’individuazione del materiale sintetico mediante il
riconoscimento di caratteristiche specifiche e l’individuazione di quello naturale.
La spettroscopia a fluorescenza appartiene al secondo gruppo e si è recentemente dimostrata una tecnica
estremamente efficace per lo screening dei diamanti incolori / quasi incolori. La stragrande maggioranza dei
diamanti naturali presenta difetti nella struttura cristallina dovuti ad aggregati di azoto non riproducibili nel
processo di crescita dei diamanti sintetici e che possono essere facilmente individuati mediante questo
metodo che consente inoltre di identificare anche i simulanti. Inoltre, alcuni diamanti di colore fantasia
possono essere differenziati sia da quelli sintetici che da alcuni naturali che hanno subito miglioramenti
artificiali del colore. L'efficacia di questa tecnica non si limita al campo dei
diamanti (2). Molte pietre di colore, infatti, presentano specifici spettri di
emissione che ne consentono l'identificazione univoca. È principalmente il
caso di gemme con impurezze di cromo e vanadio. La spettroscopia a
fluorescenza è anche utile per identificare i trattamenti mediante
impregnazione con sostanze estranee, ad esempio negli smeraldi. In molti casi
è anche possibile distinguere se il materiale di riempimento è di origine
organica o sintetica.
References: (1) Hainschwang, (2017): Rivista Italiana di Gemmologia, 1, 25-31; (2) Han Tsai & D’Haenens-
Fluorescenza zonata in dia-
mante naturale multi-trattato
HPHT-Irr-Ann. di colore
rosa.
Spettro a fluorescenza di topazio rosa
con alto tasso di impurezze di cromo.
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Studi di provenienza e alterazione dell'ambra: un approccio multianalitico
M.C. Caggiani1
1 Dipartimento di Scienze Biologiche, Geologiche e Ambientali, Università degli Studi di Catania, C.so Italia 57, Catania.
La resina fossile è un materiale organico solido derivante da processi di trasformazione chimica di resine di
diversi tipi di conifere e angiosperme, la sua deposizione per lunghi periodi di tempo può risultare in diversi
gradi di maturazione. Sebbene alcuni autori [Bogdasarov 2007] sostengano che la definizione di “ambra”
debba essere ristretta esclusivamente alla varietà succinite, che si ritrova principalmente sulle coste sud-
occidentali del Mar Baltico e nel bacino del Dnepr, si farà qui un uso generico di questo termine, riferendosi
a resine solidificate di varia origine, principalmente costituite da alcoli, esteri e complesse miscele di
terpenoidi. L’ambra baltica è stata indubbiamente la più usata nella cultura materiale attraverso i secoli e, di
conseguenza, è una delle più studiate; in questo lavoro si riporteranno confronti con campioni di diversa
provenienza: Romania (romanite) e Sicilia (simetite). La romanite, a lungo sfruttata nell’area di Colți
(Contea di Buzău), presenta alcune importanti differenze rispetto alla succinite, ad esempio è più ricca in
gruppi carbossilici, probabilmente perché più ossidata [Truica et al. 2014]. La simetite, che prende il nome
dal fiume Simeto e la cui fonte principale sono le coste ioniche della Sicilia in corrispondenza della città di
Catania, è considerata in gemmologia una delle ambre di maggior valore per le sue proprietà chimico-fisiche
e la sua rarità [Barone et al. 2016, van der Werf et al. 2016]. Nell’analisi di materiali complessi come
l’ambra, si rende spesso necessaria per una completa caratterizzazione, la combinazione di diversi metodi
analitici, volti ad indagare principalmente due aspetti: la provenienza e il grado di alterazione di campioni di
origine geologica o archeologica. Un metodo comunemente impiegato per discriminare la provenienza
baltica da altre origini europee è la spettroscopia infrarossa (FTIR-ATR e/o DRIFT) [Angelini & Bellintani
2005]. In questo lavoro si mostrerà più nel dettaglio come anche la spettroscopia Raman si sia dimostrata
efficace nel riconoscimento della romanite [Truica et al. 2014] e della simetite, anche in accoppiamento con
Risonanza Magnetica Nucleare (NMR) e trattamento statistico [Barone et al. 2016], basandosi su
caratteristiche spettrali che sono legate a diversi gradi di maturazione. Molto meno studiata è l’alterazione
dell’ambra, che si manifesta principalmente con scurimento e incrostazioni. Si mostrerà come indagini FT-
Raman di succinite e romanite sottoposte a weathering artificiale, siano in grado, unitamente a trattamento
statistico, di distinguere due diversi comportamenti in termini di degrado [Badea et al. 2015]. Si
considereranno infine alcuni campioni di ambra conservati nelle teche del Museo di Mineralogia, Petrografia
e Vulcanologia del Dipartimento di Scienze Biologiche, Geologiche e Ambientali dell’Università di Catania
e se ne attribuirà la provenienza in modo non invasivo tramite spettroscopia infrarossa (FTIR-ATR e
DRIFT), valutandone anche la possibile alterazione superficiale.
Angelini, I. & Bellintani, P. (2005): Archaeometry 47, 441-454; Badea, G.I., Caggiani, M.C., Colomban, Ph., Mangone, A.,
Teodor, E.D., Teodor, E.S. & Radu, G.L. (2015): Applied Spectroscopy 69(12), 1457-1463; Barone, G., Capitani, D., Mazzoleni,
P., Proietti, N., Raneri, S., Longobardo, U. & Di Tullio, V. (2016): Applied Spectroscopy 70(8), 1346-1355; Bogdasarov, M.A.
(2007): Mineralogy of Fossil Resins in Northern Eurasia, Geology of Ore Deposits, 49(7), 630-637; Truica, G.I., Ditaranto, N.,
Caggiani, M.C., Mangone, A., Liescu, S.C., Teodor, E.D., Sabbatini, L. & Radu, G.L. (2014): Chemical Papers, 68 (1), 15-21;
van der Werf, I.D., Fico, D., De Benedetto, G.E. & Sabbatini, L. (2016): Microchemical Journal 125, 85-96.
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LE VARIABILI CHE DETERMINANO IL MERCATO DELLE GEMME DI COLORE
Rocco Gay
Petramundi s.r.l. Via del Lavoro 1, 15048 Valenza, Italy.
Negli ultimi due anni è stata registrata una significativa flessione nel valore del commercio mondiale del
gioiello, cui corrisponde una pari flessione nella quantità di scambi internazionali. In Italia in particolare
assistiamo ad una riduzione delle esportazioni in termini di valore del 31,2%, e persino del del 44% nel
distretto di Valenza. Ciò nonostante, la domanda per le gemme di colore è in crescita costante , così come
sono aumentate del 54% le importazioni di gioielleria in Cina dall'Italia proprio nel 2020. Forse in modo non
casuale, nel 2021 il gruppo LVMH ha incrementato le vendite di gioielli del 13%. Sono in effetti le grandi
società del lusso, che includono anche Richemont e Kering, proprietari dei più prestigiosi brand della
gioielleria mondiale, a influenzare il mercato, costruire l'auspicata ripresa e ritrovare lo slancio di crescita
per il settore. Giocano a loro favore la dimensione globale, che consente una distribuzione capillare dei punti
vendita e la capacità di intercettare le diverse tipologie di consumatori; la comunicazione istituzionale e
attraverso i social media; la credibilità e l’affidabilità rispetto ai principali interrogativi dei consumatori
“responsabili” di oggi. I grandi Brand, inoltre, influenzano direttamente il mercato delle gemme di colore
poiché ne orientano la scelta ed il consumo sia nelle produzioni di massa che nell’alta gioielleria.
Naturalmente la tipologia di taglio rappresenta una cifra distintiva per ciascun Brand, ma non è soltanto
l’aspetto estetico a determinare il successo di una gemma bensì l’origine del materiale, la reperibilità in
qualità e quantità costante, la sua durabilità. A queste caratteristiche di ordine tecnico si aggiungono delle
issues di natura etica quali la tracciabilità delle risorse, la sostenibilità del processo produttivo, la trasparenza
delle informazioni dall’estrazione al prodotto finito. Il mondo produttivo si è evoluto ed è oggi capace di
seguire questi input grazie ad aziende sempre più strutturate per dimensione capacità produttive e utilizzo di
nuove tecnologie. Nella complessità del cambiamento in
atto la pandemia ha generato difficoltà in termini di logistica e reperibilità delle materie prime, dando però
ulteriore slancio ai processi di sostenibilità e rilocalizzazione a vantaggio dei distretti produttivi quali
Valenza.
References:
Fondo Monetario Internazionale (FMI) (2021) , Elaborazioni StudioBo su dati Ulisse.
Sole24ore (01/04/2021), Redazione Moda
Ansa ( 1/04/2021), Il Gioiello Italiano
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La micro-tomografia 3D per lo studio delle caratteristiche interne dei diamanti
Mele D., Agrosì G., Tempesta D.
Dipartimento di Scienze della Terra e Geoambientali, Università degli Studi di Bari “Aldo Moro”
Ricostruzione 3D del diamante xx. Al suo interno sono presenti tre inclusioni (colore rosso), sulla superficie si osservano le
faccette triangolari (colore grigio)
La microtomografia computerizzata di assorbimento a raggi X ad alta risoluzione è una tecnica di imaging
tridimensionale che permette di indagare la microstruttura interna di un oggetto. Essa rappresenta uno
strumento prezioso perché consente di analizzare oggetti senza doverli distruggere. Per questo motivo, negli
ultimi decenni, la microtomografia è diventata una tecnica essenziale nello studio dei diamanti e delle
gemme sia per il loro elevato valore economico ma anche scientifico. In questo lavoro presentiamo i risultati
e le potenzialità della microtomografica, applicata a diversi tipi di diamanti, il cui valore è inestimabile dal
punto di vista scientifico. Lo studio 3D delle inclusioni, insieme ad altre tecniche non distruttive (-Raman,
-FTIR, -LIBS) ha permesso di ipotizzare gli ambienti di formazione dei diamanti analizzati, preservando
la loro integrità e il loro successivo utilizzo per le nostre future generazioni.
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Caratterizzazione in-situ delle inclusioni di solfuro nei diamanti e l’età di formazione del
diamante
M.G. Pamato1, D. Novella1, F. Nestola1
1 Dipartimento di Geoscienze, Università degli studi di Padova, Via G. Gradenigo 6, 35131 Padova
Indirizzo email dell’autore che presenta: [email protected]
I diamanti che hanno intrappolato inclusioni mineralogiche costituiscono strumenti ineguagliabili per
indagare l’evoluzione chimica del mantello terrestre che altrimenti risulterebbe inaccessibile. Tra le
inclusioni che possono essere presenti nei diamanti, i solfuri sono certamente le più abbondanti e, allo stesso
tempo, rappresentano uno strumento importante per datare la formazione del diamante attraverso le analisi
isotopiche Re-Os.
Nel presente lavoro sono state investigate una serie di inclusioni di solfuro ancora intrappolate in diamanti
litosferici provenienti da due cratoni canadesi tramite diffrazione a raggi X a cristallo singolo con lo scopo
di determinare le relazioni temporali di crescita tra diamante e inclusione. Tali relazioni sono infatti
fondamentali al fine di determinare se i solfuri si sono formati singeneticamente con i diamanti e, di
conseguenza, possano realmente essere utilizzati per datare i diamanti stessi. Abbiamo determinato per la
prima volta sia le orientazioni cristallografiche delle inclusioni rispetto ai diamanti che la composizione del
monosolfuro originiario (monosulphide solid solution) stabile alle condizioni di alta temperatura nel
mantello terrestre. I dati diffrattometrici raccolti nel presente lavoro sono stati combinati con un modello di
diffusione che abbiamo sviluppato per l’Os nei solfuri. I risultati finali dimostrano che le inclusioni di
solfuro studiate, pur essendo protogenetiche rispetto al diamante, permettono in ogni caso di datare l’evento
di formazione del diamante tramite il metodo Re-Os.
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Analisi di corindoni trattati mediante tecnica SEM-EDS
Giulio Chiodi1, Paolo Cornale1, Elisa Milizia1, Pia A. Antignani1 1 Labigem, via Vecchia Ferriera 70, 36100 Vicenza (Italia)
Indirizzo email dell’autore che presenta: [email protected]
Il corindone, nelle sue varietà zaffiro e rubino, è una delle gemme più richieste e apprezzate da secoli. La
continua crescita della domanda per queste varietà preziose di corindone ha fatto sì che negli ultimi anni
venisse sviluppato un numero sempre maggiore di trattamenti migliorativi per consentire la vendita anche di
quel materiale che allo stato naturale avrebbe scarso valore gemmologico. Al fine di migliorare le
caratteristiche di colore e purezza, oltre al classico trattamento termico, queste gemme possono subire
trattamenti di riempimento con sostanze di vario tipo, le quali spaziano dal vetro a base di silice al vetro al
piombo o con altri metalli pesanti. Nella maggior parte dei casi queste sostanze sono diagnosticabili
semplicemente con l’osservazione al microscopio ottico da gemmologia, la quale, tuttavia, da sola non è in
grado di fornire informazioni circa l’esatto chimismo delle sostanze usate come riempimento. L’analisi
mediante microscopio elettronico a scansione (SEM), abbinato ad un sistema microanalitico a dispersione di
energia (EDS), può essere di supporto a tali osservazioni, permettendo di analizzare le gemme ad elevato
ingrandimento e di focalizzarsi sulle fratture e/o cavità riempite dove è possibile ottenere un’analisi chimica
elementare delle sostanze usate come riempimento. La tecnica è particolarmente utile per lo studio dei
corindoni riempiti con vetri a base di metalli pesanti, in quanto al SEM, sfruttando gli elettroni retrodiffusi
(BSE), si ottengono immagini dettagliate delle zone trattate in cui i riempimenti, a causa del loro elevato
numero atomico medio, risaltano rispetto al corindone. Labigem è dotato di un microscopio elettronico a
scansione SEM-EDS Phenom XL della Thermo Fisher Scientific con sorgente in Esaboruro di Cerio
(CeB6), il quale garantisce immagini di alta qualità anche su campioni non conduttivi e non metallizzati,
oltre ad un segnale ottimizzato per la microanalisi a dispersione di energia (EDS). Questo sistema consente
l’analisi delle gemme senza alterarne lo stato naturale, poiché non è necessaria alcuna preparazione
preventiva (metallizzazione).
Figura. (a) L’immagine al microscopio elettronico a scansione SEM in modalità elettroni retrodiffusi (BSE) dello zaffiro mostrato
in figura b evidenzia la presenza di fratture riempite con una sostanza a diversa composizione chimica rispetto al corindone. (c)
Spettro EDS e risultati dell’analisi chimica elementare della sostanza presente nelle fratture dello zaffiro mostrate nella figura a. In
questo caso si tratta di un vetro al piombo e cobalto. Le analisi chimiche sono espresse in percentuali atomiche (Atomic Conc.) e
percentuali in peso (Weight Conc.).
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References:
Shane, F. M., Christopher, P. S., Wuyi, W., & Matthew, H. (2006). Identification and durability of lead glass-filled rubies. Gems
& Gemology, Spring, 22, 34; Visconti, P. & Piccardo, E. (2012): Rubini infiltrati. Caratteristiche gemmologiche e durabilità,
Consorzio Prometeo.
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Identificazione di tormaline mediante spettroscopia Raman
F. Rizzo 1, G. Agrosì 2, G. Tempesta 3
Dipartimento di Scienze della Terra e Geoambientali, Università di Bari, Via E. Orabona 4, 70125 Bari, Italia.
E-mail: [email protected]
La spettroscopia Raman è una tecnica non distruttiva e non invasiva molto utilizzata nella moderna analisi
gemmologica. L’arrivo sul mercato di materiali sintetici o trattati impone l’uso di tecniche avanzate in grado
di identificare velocemente l’autenticità e la qualità del materiale in esame. Questa tecnica spettroscopica
genera, per ogni campione analizzato, uno spettro unico e distintivo che dipende dalla struttura cristallina e
dalla composizione chimica del minerale. Lo scopo di questo studio è quello di proporre un metodo per
l’identificazione rapida di alcune specie di tormalina utilizzando la spettroscopia Raman, anche con
strumentazioni low-cost. I minerali appartenenti al supergruppo della tormalina sono molto richiesti in
ambito gemmologico per le loro numerose varietà cromatiche e possono avere valore commerciale molto
differente. Le specie mineralogiche di importanza gemmologica sono principalmente quattro: elbaite
liddicoatite, dravite e sciorlite. L’elbaite, a sua volta, comprende diverse varietà, tra cui le più conosciute
sono paraiba, rubellite, watermelon, indicolite, siberite e verdelite. Proprio la variabilità cromatica delle
tormaline, associata ad un’ampia variabilità della composizione chimica, rende difficile un’univoca
determinazione della singola specie utilizzando le metodiche classiche della gemmologia come ad esempio
la determinazione dell’indice di rifrazione e del peso specifico. L’identificazione della specie mineralogica
può essere, invece, condotta rapidamente e in modo univoco analizzando gli spettri Raman. Infatti, le
informazioni strettamente legate alla diversa composizione chimica generano nello spettro specifici picchi.
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Turchese naturale e trattata con metodo Zachery: uno studio preliminare
G. Marchetti1, N. Marinoni1, V. Diella2, M. Cantaluppi1, E. Possenti3, L. Mancini4, I. Adamo5,
L.Prosperi5
1 Dipartimento di Scienze della Terra “Ardito Desio”, Università degli Studi di Milano
2 Istituto di Geologia Ambientale e Geoingegneria, Consiglio Nazionale delle Ricerche, IGAGCNR,
Sezione di Milano
3 Istituto di Scienze del Patrimonio Culturale, Consiglio Nazionale delle Ricerche, ISPC-CNR,
Milano
4 Elettra - Sincrotrone Trieste S.C.p.A., Basovizza-Trieste
5 Istituto Gemmologico Italiano (IGI), Milano
Indirizzo email dell’autore che presenta: [email protected]
La turchese è una delle gemme più conosciute nella storia dell’umanità ed è stata utilizzata come
ornamento personale e in manufatti di varia natura fin dall’antico Egitto. La pietra viene
comunemente trattata per impedire la variazione del suo colore dovuta al facile assorbimento di
oli o grassi causato dalla sua elevata porosità. In particolare, dalla fine degli anni ‘80 è stato messo
a punto un procedimento chiamato trattamento Zachery. Il trattamento viene applicato all’intero
volume di grezzo di qualità medio-alta, non prevede l’impiego di plastiche, cere, lacche, coloranti
o aggiunte di elementi cromofori e rende la gemma più dura e di colore più intenso. Poco o nulla
si sa di come avvenga, se non che è frutto del tentativo di riprodurre le condizioni ambientali di
formazione dei giacimenti di turchese delle miniere di Kingman, Arizona, USA. In base agli studi
finora effettuati, è solo l’analisi chimica, con l’individuazione di un eccesso di potassio, che
distingue le pietre trattate Zachery da quelle naturali.
In questo lavoro preliminare, sono state confrontate turchesi naturali e trattate con metodo Zachery
con lo scopo di studiare le differenze tra le due a diversi livelli d’indagine, così da determinare
eventuali caratteri diagnostici aggiuntivi che permettano di identificare il trattamento. A tale
scopo, sono state utilizzate, oltre alle analisi gemmologiche, sia tecniche più tradizionali – analisi
chimiche (EMPA), immagini microstrutturali (SEM) e analisi in diffrazione a raggi X (XRD) –
sia meno convenzionali, come l’imaging 3D con microtomografia computerizzata a raggi X.
L’analisi gemmologica ha evidenziato come le turchesi naturali e trattate abbiano una differente
saturazione e omogeneità di colore, diversa macro-fratturazione e durezza. Per quanto riguarda
l’analisi chimica, le turchesi sottoposte a trattamento Zachery si distinguono dalle naturali per la
presenza di potassio. In particolare nelle sezioni interne di campioni trattati sono state osservate
delle variazioni sostanziali del contenuto di potassio (e sodio), che risulta più elevato ai bordi
rispetto alla parte centrale. Le immagini 2D della microstruttura mostrano un maggior grado di
compattezza per le pietre trattate, a cui si aggiunge la presenza di microfratture, di zone più ricche
in Cu e di cristalli di neoformazione all’interno dei pori. L’analisi microstrutturale in 3D ha messo
in evidenza la presenza di bordi di reazione che si estendono nell’intero volume della gemma, a
confermare l’avvenuto trattamento. Inoltre, l’indagine cristallografica ha indicato la presenza di
una componente non cristallina, la cui natura non è stata ancora individuata, assente nelle naturali.
In conclusione, in accordo con i dati di letteratura, le turchesi trattate con metodo Zachery hanno
contenuti maggiori di potassio e differenze a livello microstrutturale con un’evidente presenza di
bordi di reazione che interessano l’intero volume della gemma, che indicano l’avvenuto trattamento.
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References:
Fritsch E., McClure S.F., Ostrooumov M., Andres Y., Moses T., Koivula J.I., Kammerling R.C. (1999):
Gems & Gemology, 35, 4-16.
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Gem Session: musica dalle gemme
G. Eramo1, A. Monno1, E. Mesto1, M. De Tullio2
1 Dipartimento di Scienze della Terra e Geaomabientali, Università di Bari Aldo Moro, Bari 2 Dipartimento di Biologia, Università di Bari Aldo Moro, Bari
Negli ultimi anni, con il progetto “Aural Structures” sono stati realizzati modelli sonori (sonificazioni) di
una serie di minerali, finalizzati all’uso nella didattica e nella musealizzazione. Il presente contributo
propone un’estensione dell’algoritmo per la sonificazione dei minerali applicato alle gemme. Il progetto
“Gem Session”, partendo dal caso del diamante, combina ed elabora la sonificazione ottenuta con Aural
Strucutres con la sonificazione delle caratteristiche registrate sulla scheda di classificazione (peso, purezza,
taglio, ecc).
Il risultato costituisce un’ulteriore impronta digitale di tipo sonoro per ogni specifica gemma. La musica
ottenuta è associata ad immagini 3D della gemma che ruota intorno al suo asse di simmetria principale
mentre sono esplicitati con sottotitoli le proprie caratteristiche della stessa. L’effetto finale è un valore
aggiunto dell’originalità della gemma e per questo rende ancora più affascinante e suggestivo l’oggetto. Un
nuovo canale percettivo non solo visivo ma anche sonoro, quindi, che potrebbe aprire nuove prospettive nel
campo della gemmologia.
Saranno presentati degli esempi volti a mostrare le differenze sonore legate a caratteristiche gemmologiche
differenti.
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BARI, 22-23 LUGLIO 2021
Partecipanti:
N.ro NOME COGNOME ENTE CITTA'
1 Giovanna Agrosi Uniba Bari
2 Vittorio Airoldi Airoldi Diamonds Lecco
3 Antonio Alfarano Geologo Lecce
4 Carmine Allocca Tumico Roma
5 Paolo Altamura Unigemm Bari
6 Alessandra Altieri Sapienza Roma
7 Angela Altomare Istituto di Cristallografia-CNR Bari
8 Giovanni B. Andreozzi Uniroma1 Roma
9 Gioacchino Francesco
Andriani Uniba Bari
10 Domenico Angelino IGR-rivista italiana di gemmologia Napoli
11 Pia Antignani Labigem Vicenza
12 Leo Antonicelli Unigemm Polignano a Mare
13 Valentina Arceci De Stefano associati srl Roma
14 Germana Barone Unict Catania
15 Tommaso Battiston Unimi Milano
16 Manila Bellipario Unigemm Palo del colle
17 Elena Belluso Unito Torino
18 Marco Benvenuti Unifi Firenze
19 Emanuele Bertuglia Catania
20 Costanza Bonadiman Unife Ferrara
21 Gilberto Bonaga Unibo Bologna
22 Ferdinando Bosi Uniroma1 Roma
23 Pasquale Brignola Gemmologo Caserta
24 Adam Buapua Monpourquoi Roma
25 Antonio Busco Unigemm Turi
26 Maria Cristina Caggiani Unict Catania
39
27 Sara Calia Studente Uniba Altamura
28 Benedetta Campanile Uniba Mola di Bari
29 Marcello Capriati Unione gemmologica italiana Bari
30 Silvia Caredda Cagliari
31 Daniele Carriere Unigemm Francavilla Fontana
32 Elio Carrieri Unigemm Fasano
33 Dario Casavola Unigemm Noci
34 Marco Cavarra Unict Catania
35 Giulio Chiodi Labigem Vicenza
36 Marina Clausi Uniba Bari
37 Alessia Coccato Unict Catania
38 Rita Colella Unigemm Conversano
39 Sarah Coletta Inversi Studente Uniba Brindisi
40 Paolo Cornale Labigem Vicenza
41 Vincenzo Corrieri Unigemm molfetta
42 Gaia Cozzi Igi Milano Milano
43 Giuliano D'Alterio Roma
44 Luca D'Angiola D'Angiola Mario Anacapri
45 Giulia De Angelis IGI Milano
46 Chiara De Matteis Unipr Parma
47 Francesco De Matteo Unigemm Foggia
48 Piero De Stefano De Stefano associati srl Roma
49 Massimiliano Giovanni
De Venere Geologo Noci
50 Giancarlo Della Ventura Uniroma3 Roma
51 Lucrezia Di Bari Geologo Canosa di Puglia
52 Annamaria Dimundo Bari
53 Antonio Dipace Geologo San Ferdinando di Puglia
54 Isabella Donà Diamprest Parigi
55 Rosa Doria S.Vito sullo Ionio
56 Giuseppe Elettivo Uniba Bari
57 Emanuele Fabrizio Fabrizio Gioielli Venosa
58 Giovanni Fanelli Studente uniba Statte
59 Francesco Fatone Unigemm Andria
60 Andrea Fino Geologo-Gemmologo Caslino D'Erba
61 Claudio Finocchiaro Unict Catania
62 Giovanna Fioretti Uniba Bari
40
63 Tiziana Forleo Uniba Bari
64 Annamaria Fornelli Uniba Bari
65 Rosa Anna Fregola Uniba Bari
66 Maura Fugazzotto Unict Catania
67 Giovanna Gabbin Giovanna Gabbin Martellago
68 Valentina Gagliardi IGI Milano
69 Gabriella Garuti Geologo Sasso Marconi (Bo)
70 Diego Gatta Unimi Milano
71 Rocco Gay ICA Torino
72 Angelo Giagnorio Geologo Sannicandro Garganico
73 Francesco Giannelli Unigemm Bari
74 Lorena Carla Giannossa Uniba Bari
75 Francesco Gigante org Puglia 466 Brindisi
76 Gaston Giuliani Ird nad Crpg/Cnrs Vandoeuvre
77 Antonella Grassi Unici Mottola
78 Loredana Grossi Galerie Royale Cusano Milanino
79 Giorgio Ippolito Unigemm Acquaviva
80 Stefano Iuli Unigemm Catanzaro
81 Kaylan Khourie EGL south Africa Sud Africa
82 Maria Lacalamita Uniba Bari
83 Alessandro Lamaistra Unigemm Altamura
84 Anna Irene Landi Unifi Firenze
85 Gabriele Lanzafame Unict Catania
86 Rossella Latorre Geologo Noci
87 Pier Paolo Limoni Cnr-Irpi Bari
88 Gianni Loglisci Altamura
89 Mattia Lopresti Uniupo Alessandria
90 Sofia Lorenzon Unipd Padova
91 Alfredo Lucarella Unigemm Martina Franca
92 Michele Macri Uniroma1 Roma
93 Elena Magnifico Mola di Bari
94 Annarosa Mangone Uniba Bari
95 Luciana Mantovani Unipr Parma
96 Giada Marchetti Unimi Villa d'Almè
97 Narcisa Mihaela Marian Unisi Siena
98 Nadia Marino Unical Rende
41
99 Nicoletta Marinoni Unimi Milano
100 Gianluigi Marra Eni S.p.a Novara
101 Irene Marrapese Livorno
102 Bruno Martinez Martinez Diamanti Parma
103 Massimiliano Martino Unigemm Bari
104 Marilena Martucci Ferrara
105 Annalisa Martucci Unife Ferrara
106 Francesco Marzocca Gli ori di creso Bisceglie
107 Giuseppe Marzulli Bari
108 Paolo Mazzoleni unict Catania
109 Giovanni Melchiorre Geologo Monopoli
110 Miriam Meldolesi Mineralma Busto Arsizio
111 Daniela Mele Uniba Bari
112 Davide Melica Diagnostica restauro Lecce
113 Francesca Micheletti Uniba Bari
114 Marilena Midolo Siracusa
115 Andrea Militello Roma
116 Elisa Milizia Labigem Vicenza
117 Paolo Minieri IGR-rivista italiana di gemmologia Napoli
118 Daniele Mirizzi Geologo Putignano
119 Pietro Modugno Geologo Gravina in Puglia
120 Michele Monterisi Monterisi le officine orafe Andria
121 Giovanni Morieri Uniparthenope Napoli
122 Domenico Muschio Unigemm Bari
123 Francesco Natale Gemmologo Caltanissetta
124 Raffaella Navone RAG Torino
125 Fabrizio Nestola Unipd Padova
126 Anna Nitti Geologo Ruvo di Puglia
127 Paolo Notarnicola Unici Mottola
128 Roberta Occhipinti Unict Catania
129 Barbara Oliverio Uniroma Roma
130 Luca Orlanducci Lecce
131 Giovanni Pace Idea gioielli Bocciano
132 Francesco Pagliaro Unimi Milano
133 Martha Pamato unipd Padova
134 Maria Giovanna Pansa Studente Uniba Mola di Bari
42
135 Tiziana Paparella Soprintendenza Ruvo di Puglia
136 Michele Paparella unigemm Bari
137 Ugo Parisi Acerra
138 Vito Pascale Gioielleria Pascale snc Altamura
139 Leonardo Pasqualetto unipd Padova
140 Danilo Perrone Gravere
141 Alberto Piscazzi Geologo Acquaviva
142 Alessandra Pisciandaro Geologo Stornara
143 Domenico Piscitelli Unigemm Bari
144 Maurizio Polentarutti Elettra-Sincrotrone Trieste Trieste
145 Nicola Precisvalle Unife Ferrara
146 Loredana Prosperi IGI Milano
147 Alberto Raspagni Valenza
148 Carlo Regina Unigemm San Severo
149 Rosanna Rizzi Cnr-IC Bari
150 Floriana Rizzo uniba Bari
151 Manuela Rossi Unina Napoli
152 Cosimo Rossini Unigemm Bari
153 Alessandro Rutigliano Gemmologo Terlizzi
154 Domenico Santoro Avellino
155 Eugenio Scandale Accademia Pugliese delle Scienze Bari
156 Alberto Scarani Magilabs Roma
157 Emanuela Schingaro Uniba Bari
158 Francesco Sdao Unibas
159 Giorgio Senesi Cnr (ISTP) Bari
160 Francesco Sequino Gem-tech Napoli
161 Luigi Siciliani Centro Gemme Luigi Siciliani Bari
162 Anna Sinisi Unigemm Massafra
163 Liviano Soprani Taglieria Pietre preziose Ravenna
164 Deborah Sparta Unimi Milano
165 Teodora Stefania Specchia Geologo Corigliano d'Otranto
166 Emanuele Spedicato
Lequile
167 Caterina Stea geologo Bitritto
168 Antonio Stroscio Unict Catania
169 Maria Pia Tarantino Unigemm Torre Maggiore
170 Luisa Tateo Geologo Bari
43
171 Gioacchino Tempesta uniba Bari
172 Marco Torelli Masterstone Roma
173 Francesca Tramonta
Roma
174 Mario Tribaudino Unipr Parma
175 Fabio Triggiani Università di Pisa Noicattaro
176 Antonello Triggiante Unigemm Laterza
177 Domenico Trizio Alfredo Trizio Srl Bari
178 Mila Ughetti
Tivoli
179 Giovanni Varriale Geologo Napoli
180 Emanuele Vecchio Unigemm Brindisi
181 Vito Antonio Venezia Studente uniba Matera
182 Anna Viceconte Geologo Laterza
183 Giovanna Visaggi Gold Visaggi Terlizzi