一種紫紅色覆膜托帕石的鑒定特征

□ TEXT 張辰子 李昱瑾 劉麗（河南省巖石礦物測試中心）

一種紫紅色覆膜托帕石的鑒定特征

□ TEXT 張辰子 李昱瑾 劉麗（河南省巖石礦物測試中心）

本文選取珠寶玉石銷售市場及檢測領域常出現的一種紫紅色覆膜托帕石樣品作為研究對象，運用紫外-可見光譜、X射線熒光光譜、掃描電子顯微鏡等現代測試方法對其寶石學特征進行了系統的研究。結果顯示：1樣品基體為無色透明托帕石，覆膜層極薄，不影響樣品覆膜部位折射率及雙折射率的檢測；2樣品冠部無覆膜，腰部和亭部均有覆膜，腰部覆膜使樣品冠部亭部顏色差異減弱；3樣品所覆膜層在放大條件下可見明顯的紫紅色密集點狀色斑，無明顯劃痕；4樣品覆膜側紫外可見光譜吸收帶較未覆膜側發生明顯藍移（吸收峰向紫外區偏移）；5所覆膜層主要成分為金屬金、金屬銥。

1 引言

1.1 常見紫紅色覆膜托帕石研究目的及意義

托帕石[1]在礦物學中屬于黃玉族，為含氟和羥基的島狀鋁硅酸鹽礦物，化學成分為Al2SiO4(F,OH)2，此外還含有一些微量的Li、Be、Ga等元素。斜方晶系，非均質體，二軸晶，正光性。自然產出的托帕石一般呈無色、黃棕色-褐黃色、淺藍色-藍色、粉紅色-褐紅色，極少數呈綠色色調。顏色鮮艷的寶石在市場上通常具有更高的價值，長期以來一部分行業投機者一直致力于通過優化處理手段改善托帕石的顏色，如：熱處理、輻照處理、擴散處理和覆膜處理[2]。其中最為常見的是輻照處理和覆膜處理，大量涌入中低端寶石市場。筆者檢測到多粒送檢紫紅色覆膜托帕石樣品，經詢問，此類樣品常購于中低端珠寶玉石展銷會、網絡銷售平臺上。這種覆膜托帕石僅通過肉眼很難識別，本次研究將通過寶玉石常規檢測手段，并結合X射線熒光光譜、紫外-可見光光譜、掃描電子顯微鏡等大型儀器分析對覆膜托帕石的寶石學鑒定特征進行全面的揭示。

1.2 覆膜托帕石的研究現狀

美國在幾十年前首先出現的覆膜托帕石呈彩虹狀顏色。隨著覆膜工藝技術發展，市場出現顏色均一的覆膜托帕石。1998年 Johnson稱發現粉色、橙色、紅色覆膜托帕石，膜層不致密，易產生劃痕。1999年Underwood描述了一種藍綠色、藍色覆膜托帕石。據中國地質大學（北京）珠寶學院何雪梅教授等的研究成果顯示，托帕石覆膜工藝發展至今經歷了三個階段的技術發展，體現為三代產品[3,4,5]。第一代覆膜托帕石工藝技術為低溫鍍膜，冠部和亭部均覆膜，膜層包括金屬、金屬氧化物、氮化物、硫化物。膜層與托帕石基體折射率不同而產生干涉，呈現綠色和紫色的變彩。膜層成分簡單，顏色呆板，容易脫落，耐久性差。摩氏硬度3～4。第二代覆膜托帕石亦為低溫鍍膜，冠部和亭部均覆膜，膜層成分為氧化物，膜層成分多樣，顏色呈單色紅色或藍色，比第一代膜層牢固但耐久性差。摩氏硬度4～5。第三代覆膜托帕石多由美國Signity公司生產，其工藝技術為“熱熔（Thermal color fusion）”,是新興的寶石優化處理技術，僅亭部覆膜。它是在原有工藝基礎上增加了擴散處理技術，即先將氧化物、金屬單質等噴濺或沉淀在基體表面，之后進行高溫熔結處理，使得基體和膜層之間存在一個熔結層，甚至產生擴散滲透層。膜層成分多樣，顏色豐富，鮮艷逼真柔和自然，耐久性強。摩氏硬度5～6。

2 樣品的選擇

2.1 描述

筆者在深圳、河南等地分別購入3顆紫紅色覆膜托帕石樣品（ft1；ft2；ft3），并對其中1顆（ft3）的下亭部、四邊形腰的邊部（角部未打磨）進行了打磨。肉眼觀察其外形并特征列表如下：

表Y-1 覆膜托帕石樣品的描述

2.2 顯微照相

表Y-2 覆膜托帕石樣品的顯微照相圖

3 常規寶石學特征

3.1 顏色分布

隨著我國科技的不斷發展，移動互聯網技術已經不斷走向成熟，被廣泛應用到各個領域。特別是在廣播電視領域，更是得到了廣泛的應用。在網絡傳輸的基礎上，運用了4k技術，與原來的視頻傳輸效果相比較，在很大程度上提升了視頻傳輸的質量以及效率。本篇文章主要討論了基于4k網絡的視頻傳輸在電視臺的應用，并結合實例進行分析，希望通過4k技術的應用，視頻的傳輸效果更加安全可靠。綜上所述，在4k技術電視時代背景下，4k技術電視播放實踐一體化已經成為主流，為了達到這一目標，必須對電視制作和播出的各項內容進行整合，構建播放實踐一體化網絡系統，并制定統一的管理平臺、設計合理的制作方式，如此才能促進4k技術電視的持續發展。

表C-1 覆膜托帕石樣品的顏色分布觀察結果

天然托帕石顏色均一，偶有雙色，但幾乎無深淺之分。樣品 ft1 、ft2經觀察，冠部與亭部存在顏色差異。垂直臺面及轉動亭部觀察樣品顏色分布時，冠部顏色深于亭部；從樣品側面觀察樣品顏色分布時，冠部顏色淺于亭部。樣品ft3的顏色分布大致與樣品ft1、ft2相同，只是經過打磨的下亭部無色。由此我們初步懷疑樣品經覆膜處理，且可以排除樣品為拼合寶石（不同觀察方向下冠部亭部深淺對比不變）。

天然托帕石呈玻璃光澤。樣品ft1、ft2經觀察，均在亭部和腰部呈金屬光澤，冠部則為天然托帕石呈現的玻璃光澤。樣品ft3的光澤分布大致與樣品ft1、ft2相同，只是經過打磨的下亭部和四邊形腰的邊部呈玻璃光澤。由此我們可以推斷出此類覆膜托帕石的膜層在反射光下呈金屬光澤，且僅在腰部、亭部進行了覆膜處理。

接下來玉敏要做的，是幫姑媽買鉆戒。玉敏找了老總，想打個大折。老總說既然是你姑父，就打個大折，三十萬吧。玉敏噘著嘴說，這還叫大折啊，那款鉆戒是我進的，進價才二十二萬。老總說房租水電工資費用不都得攤點么。玉敏說攤三萬可以了吧，二十五萬行么？我姑父是稅務局長，就管我們這片的。老總聽說是稅務局長，馬上說，那就二十六萬吧，羅蘭可從沒賣過利潤率這么低的鉆戒呢。玉敏說謝謝老總，我會轉告姑父的。

表C-2 覆膜托帕石樣品的光澤觀察結果

3.2 光澤

根據樣本的類別y(y∈{-1,+1})，然后通過(1)式計算出每個樣本類別中樣本的奇異值加入新測試樣本xnew，再計算xnew的奇異值xnew。然后得到奇異值序列測試樣本的P值由隨機性檢測函數(2)式給出：

天然托帕石具有弱至中等強度的多色性。通過二色鏡觀察，樣品ft1、ft2、ft3均未發現有多色性。由此推斷，此類覆膜托帕石的基體為無色托帕石，無色托帕石原本就沒有多色性。

3.4 發光性

本工程廠址區50年超越概率10%的地震峰值加速度為0.05g，地震基本烈度為6度，場地土類別為Ⅱ類，地面粗糙度為B類，50年一遇基本風壓為0.4k/m2。吸收塔塔體、煙道煙囪及塔體加強筋的材料均為Q235B，材料屈服應力為235MPa，許用應力為113MPa。

3.5 折射率

總之，本研究在神經細胞中證實，VPA可通過激活miR-34c-5p/ATG4B信號通路而抑制自噬，這可能是其影響神經細胞功能的一條重要通路，而靶向這一通路可能有助于改善其不良反應。

天然托帕石折射率一般為1.619～1.627（±0.010）,雙折射率0.008～0.010.無色托帕石折射率（1.61～1.62）比紅色系托帕石折射率(1.63～1.64)低。樣品ft1、ft2、ft3經過測試，除ft3亭部內凹不可測，均呈現比一般略低的折射率，由此推斷，此類覆膜托帕石的基體為無色托帕石，其折射率指比紅色托帕石低。且樣品亭部、腰部均可讀出折射率值，推斷其所覆膜層很薄，不影響樣品折射率的測量。

3.6 查爾斯濾色鏡觀察

3.3 多色性

為了進一步觀察覆膜托帕石的表面顯微特征，分別對樣品ft1、ft2、ft3在寶石顯微鏡下進行放大檢查，放大倍數為40倍，光源采用反射光，觀察結果如表C-7。

天然托帕石在查爾斯濾色鏡下無明顯變色現象。樣品ft1、ft2、ft3經過測試，均呈現亮紅色，由此推斷樣品經過處理，膜層成分使其在強白光照射下，經查爾斯濾色鏡觀察呈亮紅色。

3.7 顯微觀察（40×）

赫芬頓郵報采用A/B測試，確立網站頭條新聞標題的寫法。讀者的請求達到服務器后，服務器會通過自動分流技術，為不同的用戶分配不同的版本。同一新聞內容的報道，讀者會被隨機分配到不同的標題版本，服務器會記錄和收集讀者的閱讀行為數據，閱讀行為數據優異的標題將成為這條新聞的最終標題?！斑M行A/B測試時，測試用戶的選取是十分關鍵的環節，為保證試驗結果的準確性，一是要保證一定的樣本數量，二是要考慮用戶細分”。[8]

在靜態防御體系下，系統脆弱性一般保持不變，若入侵者有能力針對系統脆弱性的變換空間發起窮舉性入侵，則入侵成功概率(attack success probability,asp)asp=1.然而在NDD體系下，脆弱性會因為Pi屬性的變換而呈現不確定性，因此即使實施窮舉性入侵，也不一定確保入侵成功.下面利用隨機抽樣模型計算NDD體系下的入侵成功概率.

表C-7 覆膜托帕石樣品顯微觀察結果

由顯微觀察分析，得出此類紫紅色覆膜托帕石四個特征：

3.7.1 樣品冠部無覆膜，腰部、亭部均有覆膜。所以僅從冠部觀察樣品的顏色和光澤較自然。且腰部覆膜使得鑒定者從側面觀察時不易察覺冠部亭部之間的顏色差異。

郭永旺：一方面，相關政策法規的陸續出臺；另一方面，向前推進措施將更為具體。例如，圍繞產業興旺的目標，還需做好政府監督和市場引導，加快綠色農藥研發、使用技術集成和推廣模式創新。

3.7.2 樣品所覆紫紅色膜層在放大條件下可見明顯的密集點狀色斑，可作為鑒定此類處理托帕石的重要外觀特征。

3.7.3 反射光下從亭部觀察，膜層呈金黃色，具金屬光澤，初步分析膜層含有金屬物質。

天然紅色系托帕石在長波下呈無至中等強度的橙色至黃色熒光，在短波下呈無至弱的橙黃色、黃色、綠白色熒光。樣品ft1、ft2、ft3經過測試，在長波、短波紫外光下均呈惰性，沒有熒光。由此推斷，此類覆膜托帕石的基體為無色托帕石，無色托帕石本身不具有發光性?；蛩材雍薪饘僭兀种瓢l光。

3.7.4 膜層劃痕少，膜層比一般有機覆膜硬度高。

4 紫外可見光譜分析

使用GEM-3000紫外可見分光光度計對樣品ft1的冠部、亭部，樣品ft2的冠部、亭部，樣品ft3的冠部、冠部斜刻面、上亭部、下亭部進行分別測試。測試條件：積分時間100毫秒，平均次數20，平滑寬度2，光源拉曼波長785.73，光譜校正系數1.5，波段200-1100。測試結果如圖UV-1所示，再分別選取冠部譜線和亭部譜線進行分別分析，如圖UV-2、圖UV-3所示?？梢姽诓孔V線均出現以540～550nm為中心的吸收帶，除樣品ft3的下亭部（經打磨）呈現以520nm為中心的吸收帶外，樣品亭部譜線均出現以500～515nm為中心的吸收帶。覆膜部位的紫外可見光光譜吸收出現藍移現象。

圖UV-1 覆膜托帕石樣品紫外可見光分析圖譜（全）

圖UV-2 覆膜托帕石樣品紫外可見光分析圖譜（冠部）

圖UV-3 覆膜托帕石樣品紫外可見光分析圖譜（亭部）

5 X射線熒光光譜分析

使用X-8800型號X射線熒光光譜儀對樣品ft1的冠部、亭部，樣品ft2的冠部、亭部，樣品ft3的冠部、上亭部、下亭部、腰部進行分別測試,多點測試取平均值。測試條件：時間50，管壓40，管流371，粗調碼66，細調碼1.063445，濾光片3，準直器4。檢測結果如表X-1所示覆膜亭部的Au、Ir元素含量明顯高于未覆膜冠部。樣品ft3的下亭部、四邊形腰的邊部雖然經過打磨，但Au、Ir元素含量并未見明顯減少，推測樣品為第三代覆膜托帕石，經熱擴散處理，元素滲透到顏色層以下。

表X-1 覆膜托帕石樣品X射線熒光光譜分析

6 掃描電鏡觀察

使用SUPRA55FESEM熱均發射掃描電子顯微鏡結合X射線熒光能譜儀，在高壓：20.0kV；脈沖：14.85kcps；放大倍率：36X測試條件下對樣品ft1、ft2、ft3覆膜的亭部分別測試。測試結果分別如圖S-1，S-2，S-3所示。觀察到元素Au呈點狀分布，且ft3的亭部Au元素含量并沒有因為下亭部打磨而減少。推測樣品為第三代覆膜托帕石，經熱擴散處理，元素滲透到顏色層以下。

圖S-1 覆膜托帕石樣品ft1掃描電鏡觀察（亭部）

圖S-2 覆膜托帕石樣品ft2掃描電鏡觀察（亭部）

圖S-3 覆膜托帕石樣品ft3掃描電鏡觀察（亭部）

7 結論

本次研究結果表明，此類珠寶玉石銷售市場及檢測領域常出現的紫紅色覆膜托帕石為第三代覆膜托帕石，基體為無色透明托帕石，冠部無覆膜，腰部和亭部均有覆膜，所覆膜層以金屬金、金屬銥為主。

其常規寶石學鑒定特征與天然托帕石略有不同：1顏色分布：紫紅色集中在腰部及亭部；2光澤：亭部及腰部具有金屬光澤；3無多色性；4發光性：長、短波紫外光下均呈惰性；5折射率：與天然無色托帕石折射率值一致，略低于天然紫紅色托帕石；6查爾斯濾色鏡下呈亮紅色；7顯微觀察：紫紅色膜層在放大條件下可見明顯的密集點狀色斑，反射光下膜層呈金黃色具金屬光澤，膜層劃痕少。

基于現實調查的數據分析，我們對中小學師生的創新現狀進行調查，準確把握實驗起點。1998年9月，選取重慶42中、53中、沙坪壩區實驗一小起始年級班進行實驗前測。2001年，對重慶、新疆、廣東及我國香港地區的實驗學校進行大樣本調查，收到有效問卷47 548份，分析數據近1 000萬條，寫出了報告，得到了專家的認可。

其大型儀器鑒定特征與天然托帕石出現差異：1.紫外可見光譜分析：覆膜部位紫外可見光光譜吸收出現以540～550nm為中心向以500～515nm為中心的藍移現象；2.X射線熒光光譜分析：覆膜亭部的Au、Ir元素含量明顯高于未覆膜冠部；3.掃描電鏡觀察到膜層上Au元素呈點狀分布，且Au元素有一定深度的滲透。

致謝：首先感謝河南省金銀珠寶飾品質量監督檢驗中心我的領導丁廣慧、彭晶晶及檢測室主任郭球珍，他們對我的指導和鼓勵，使我得以在工作中積累經驗、發現問題，于是有了以上問題的探討。感謝河南省巖石礦物測試中心巖礦鑒定主任周姣花，指導我操作掃描電鏡，對于以上研究起到了重要的作用。感謝中國地質大學（北京）何雪梅教授不吝賜教，答疑解惑，使我對于以上研究的國內外現狀有了更加深刻的理解。感謝鄭敬詒職業技術學校的李萌琳老師，贈送ft3樣品并為我打磨。

[1]張蓓莉.系統寶石學[M].第二版.北京：地質出版社,2006：316-319.

[2]王海燕.鍍膜托帕石膜層結構分析[D].北京：中國地質大學（北京），2009：1-8.

[3]何雪梅，王薇薇，申麗璇.TCF與鍍膜托帕石的對比研究[C].2009中國珠寶首飾學術交流會論文集，2009：72-77.

[4]申麗璇，何雪梅.美國TCF托帕石的耐久性研究[C].中國珠寶首飾學術交流會論文集，2009：78-82.

[5]何雪梅，王金環，王海燕.鍍膜黃玉及其特征分析[J].中國寶玉石，2007：48-51.

[6]Harald Gabasch等.Coloring Of Topaz By Coating And Diffusion Processes：An X-Ray Photoemission Study Of What Happens Beneath The Surface[C].Notes & New Techniques，2008：148-154.

張辰子（1988-），女，河北地質大學寶石學學士，中國地質大學（北京）工程碩士在讀，現為河南省巖石礦物測試中心河南省金銀珠寶飾品質量監督檢驗中心珠寶鑒定師，研究方向為珠寶鑒定、教學。