淺議珠寶檢測中現代測試技術的應用

(廣東省肇慶市質量計量監督檢測所，廣東 肇慶 526000)

1 現代測試技術對珠寶檢測的作用

測試技術作為有效的鑒定珠寶的手段與方式之一，能夠準確地分辨出合成珠寶與天然珠寶，并分析珠寶的成分、結構以及特點等性質。同時在進行珠寶的交易中能夠為消費者提供較好地質量保障，有效樹立商家的良好形象與信譽；避免不法分子的以次充好或者以假亂真現象給消費者造成的損失；可有效抵制國際非法珠寶貿易，促進國內珠寶行業的穩定發展。同時現代測試技術的運用能夠有效提高對珠寶鑒定的準確性及可靠性；為較好地解決珠寶檢測時遇到的難題或疑點現象；全面分析珠寶的內在成分、光學性質以及結構特點，有利于做好珠寶鑒定與分析評價等工作。

此外對珠寶的測試應確保珠寶的無損，盡量不改變珠寶的外觀與形狀；對珠寶的準確、客觀測試對于維護消費者的合法權益、維護天然珠寶的商業價值具有重要的意義。

2 珠寶檢測中現代測試技術的運用

由于折光儀及寶石顯微鏡等傳統測試工具僅能進行定性的鑒定結果，因此利用現代測試技術對珠寶礦物的光學性質與其他的物理性質進行測定，從而較好地辨別珠寶的成分、微量元素及其的含量、結構特點等方面進行詳細的劃分。用于珠寶的現代測試技術主要有：電子探針技術、X線衍射技術、拉曼光譜與掃描電鏡分析技術、紅外吸收光譜技術、可見光譜分析以及紫外光譜技術等。以下介紹幾種主要的珠寶測試技術[1]，為全面、客觀地對珠寶進行鑒定提供有效的方式。

2.1 拉曼光譜技術1

2.1.1 測試天然寶石與人工合成寶石

藍寶石具有多種顏色，并具有剛玉晶體，即A1Z03；晶體內含微量的雜質元素，這些微量元素決定了寶石的顏色。例如藍色是由于晶體含少量的鈦（Ti）與鐵（Fe）；綠色者含有微量的釩(V)與Co；黃色者含微量鎳（Ni）。天然的藍寶石進行結晶之時通常會包入細線狀的金紅石包體；而人造的產品將會出現不同形態的氫氣。天然藍寶石與人工合成藍寶石的拉曼特征峰也有顯著性的差別：人工合成藍寶石與天然的藍寶石相比，人工合成寶石沒有191cm-1、241cm-1以及341cm-1譜峰。因此能夠根據這個特征準確地判別人工合成藍寶石與天然的藍寶石，圖1中a表示天然的藍寶石特征譜，b表示人工合成藍寶石特征譜。

2.1.2 熒光光譜測試技術

部分珠寶中有來自天然海水的珍珠以及人工養殖的淡水與海水珍珠，CaCO3在2000cm-1到6000cm-1范圍內產生的熒光光譜可進行鑒別。例如天然的海水珍珠中的熒光譜在4200cm-1附近出現最大值，并且熒光譜比較平整與光滑；而對于人工養殖的珍珠（海水養殖或者淡水養殖）而言，其的熒光譜中的極大值出現于3000cm-1附近。因此運用光譜中峰位的不同，能夠有效鑒別天然珍珠與人工養殖珍珠。

2.1.3 用于翡翠的鑒別

拉曼光譜技術運用于高檔的翡翠鑒別具有重要的經濟價值，市場上較多的填充AB膠或者是環氧樹脂的翡翠（B貨）較多，為翡翠的真偽鑒別造成較大的困難。由于環氧樹脂、AB膠、石蠟以及石蠟油的化學結構以及成分各不相同，因此運用拉曼光譜技術，能夠清晰地通過拉曼光譜特征峰清晰地顯示出這些特性。

硬玉作為翡翠礦物的主要成分，硬玉的表示為(NaAl[Si2O6])，對于翡翠的不同品級采用激光拉曼儀掃描2個波段，同時使用200cm-1到1200cm-1的拉曼譜對翡翠是否含有硬玉成分進行測定。最后使用2800cm-1到3100cm-1波段檢測翡翠是否含有環氧樹脂有機基團，是否含有有機色素CH2以及有機配位基團CH3，以便有效區分A貨翡翠與B貨翡翠。

對于天然的A貨翡翠而言，位于200cm-1到1200cm-1范圍有代表硬玉晶體的2個尖銳的特征峰（結構Si-O伸縮振動及Si-O-Si彎曲振動的1041cm-1與701cm-1）。位于2800cm-1到3100 cm-1范圍沒有明顯的拉曼譜峰，如圖3所示；對于另外的一組翡翠出現硬玉晶體特征的拉曼譜峰，即1037cm-1與698cm-1。然而在2800cm-1以后也出現了2870cm-1、2916cm-1以及2940cm-1的拉曼譜峰，由此表明翡翠中含有有機膠，該組的翡翠是人工處理過的為B貨翡翠。如圖3所示，a表示天然翡翠即A貨；b表示經漂膠處理后的翡翠即B貨。

2.2 紅外光譜技術

紅外吸收光譜技術英文表示為IR，又可稱為紅外光譜，其的波長范圍是0.78μm到1000μm，波數的范圍是12820到10cm-1。（見表1）

2.2.1 技術鑒別應用

在天然以及合成祖母綠當中運用紅外光譜技術進行測定，能夠有效將祖母綠晶體當中結構水及其類型、CO2等成分鑒定出來，同時該測試技術也是準確區分合成祖母綠以及天然祖母綠的有效方法。此外天然祖母綠在2400cm-1到2500 cm-1范圍出現吸收光譜；當處于3000cm-1到4000cm-1范圍時出現水分子紅外吸收光譜；此外由熱液組合成的祖母綠處于3500cm-1附近時出現水分子紅外吸收譜峰；而由熔劑法進行生產的合成祖母綠沒有吸收峰，如圖4（1表示熔劑法合成的祖母綠；2表示熱液法合成的祖母綠；3表示天然祖母綠）。與此同時，紅外光譜還可用于合成黃晶以及天然黃晶的區分，天然黃晶可見微弱的紅外吸收峰，如圖5所示（T表示天然的黃晶；S與C及X表示熱液合成的黃晶）[2]。

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2.2.2 紫外光譜與可見光譜技術

此外紫外光譜與可見光譜技術也用于珠寶的測試以及鑒定，通常紫外光譜用于測定珠寶所含的致色元素及元素的價態。例如有色的水晶大部分是由于水晶含有微量的致色元素：鐵；而在紫晶當中鐵是以Fe3+的形式存在的；綠水晶與藍色水晶則是以Fe2+形式存在，均可采用吸收光譜技術進行測試。與此同時紫外光譜以及可見光譜測試技術可用于鑒別人工合成寶石、輻照改色寶石以及部分天然寶石。天然的翡翠與染色的翡翠在可見光范圍中吸收光譜各不相同，在紅光波段更加明顯，該情況還可在分光鏡當中得到較好地觀察，圖6中為天然翡翠與染色翡翠的可見光吸收光譜比對情況。

圖6天然翡翠與染色翡翠的可見光吸收光譜

結語

總而言之，隨著經濟和科學技術的快速發展，珠寶測試技術也將不斷開發與完善，在今后的發展過程中珠寶的測試技術也更加簡便、快速及準確，同時測試時也更能確保珠寶的完好無損。此外還能有效提高珠寶的測試技術水平以及鑒定的準確率，進一步全面推動我國珠寶行業的順利健康發展。

[1]劉世敏.現代測試技術在寶玉石檢測中的應用現狀及前景[J].巖礦測試，2006,25(01):69-70.

[2]魏薇,申曉萍,李新嶺,馬麗媛.紅外光譜技術在寶玉石檢測中的應用[J].分析試驗室,2009,28(S2):106-108.

[3]祖恩東,段云彪,張鵬翔.顯微共焦拉曼光譜在寶石鑒定中的應用[J].巖石礦物學雜志.云南大學學報(自然科學版),2004,26(1):51-55.