珠寶玉石鑒定中紅外光譜技術的應用研究

王艷娟 張源 孟妍嬌

（蘭州資源環境職業技術學院，甘肅 蘭州 730021）

隨著現代化技術的不斷發展，在珠寶玉石合成、加工過程中，越來越多的現代化技術得以應用，從而導致鑒定珠寶玉石的難度增加。為了更有效地對珠寶玉石進行鑒定，提升鑒定的準確率，相應的鑒定技術逐漸被完善提升。其中，紅外光譜技術由于能夠快速、準確地完成鑒定工作，并且具有極高的鑒定準確率，在珠寶玉石鑒定領域被廣泛應用。因此，積極對紅外光譜技術在珠寶玉石鑒定中的應用進行研究，對于紅外光譜技術的發展有著積極的意義。

1 紅外光譜技術應用原理

現階段，在國際與國內珠寶玉石鑒定過程中，紅外光譜儀由于具有極高的檢測準確率、更短的分析檢測時限以及較高的特征性等優點，在行業中獲得了普遍的應用。與此同時，應用紅外光譜儀來對珠寶玉石進行檢測，可極大保證所檢測珠寶玉石的完好度，確保其不受損壞，以此來將準確、真實的檢定數據提供給檢測人員。

紅外光譜儀應用原理主要是將具有一定波長的紅外射線照射到需要檢定的寶石分子中，由于分子所吸收的紅外射線與寶石的構成有關，從而使得部分特定波長的紅外射線被寶石分子所吸收，進而導致這一特定分子的紅外吸收光譜由此形成，鑒定人員可根據所形成的紅外吸收光譜來對待鑒定的珠寶玉石進行鑒定與分析。另外，鑒定人員可對紅外吸收光譜帶的數目、強度以及光譜形式等進行觀察，以此完成寶石紅外吸收光譜的表征定性工作，從而幫助鑒定人員掌握與了解寶石的有關參數信息。

寶石樣品的紅外光譜檢測主要以分析珠寶玉石官能團為主，并根據官能團所表現出的各類參數信息來實現珠寶玉石類型與結構的鑒定。然而，對于解譜分析工作而言，對分析人員提出了更為嚴格的要求，如解譜人員需要具備足夠的工作經驗以及豐富的紅外光譜知識等。與此同時，紅外光譜圖對于化合物來講，普遍存在復雜的特征，并且難以從中掌握所有分子結構信息，所以對分析人員的工作經驗有著更多的要求。盡管解譜分析工作的難度較大，但是紅外光譜官能團的分析仍然是最為快速、準確的珠寶玉石鑒定方式，可對常規檢測中的弊端予以彌補，并且具有更高的分析效率，同時可以保證所鑒定珠寶玉石的完整度和具有便捷的操作性等優點。所以紅外光譜儀是目前實驗室鑒定珠寶玉石最常用的實驗設備。

2 紅外光譜技術應用方法

在現階段，透射法與反射法是紅外光譜技術運用的兩種形式。透射法可分為直接透射與粉末透射。對于反射法來講，其可分為鏡反射、漫反射、衰減全反射和紅外顯微鏡反射。在檢定珠寶玉石過程中，作為一種無損鑒定分析方法，直接透射法可以對珠寶玉石中是否存在有機高分子材料進行鑒別，而粉末透射法需要利用珠寶玉石的粉末來進行鑒別，所以其屬于有損測試方法。另外，對于紅外光譜技術而言，由于其具有高準確率以及便捷性等優勢，所以珠寶玉石的鑒定可通過紅外光譜技術快速完成，并且具有極高的準確率。

3 紅外光譜技術在珠寶玉石鑒定中的應用

3.1 寶石種屬的鑒定

紅外光的吸收效果對于不同類型的珠寶玉石所表現出的吸收特征存在一定差別。因此，在鑒定珠寶玉石過程中，鑒定可以通過紅外光譜技術所分析出的紅外光譜圖來實現，并且可將珠寶玉石的種屬進行鑒別。其中，紅外光譜技術當中的反射法是珠寶玉石種屬鑒定過程中常用的方法，即對珠寶玉石的表面進行紅外光照射，通過對反射光進行分析，實現對珠寶玉石種屬的鑒定。在對品種相似的珠寶玉石鑒定過程中，如鑒別硅灰石與和田玉時，由于彼此硬度與密度等物理特性差別不大，所以需通過紅外光譜技術對不同品種的寶石進行精準的鑒別。

3.2 天然與合成寶石的鑒定

由于珠寶玉石的產量較低，在一定程度上提升了其經濟價值。珠寶玉石的銷售價格提升，為珠寶玉石合成行業的存在提供了空間。此外，隨著科學技術水平的不斷提升，合成寶石與天然寶石的區分難度急劇增加，使得珠寶玉石的鑒別難以通過常規的鑒定方法來實現。隨著紅外光譜技術的不斷完善，將其應用在珠寶玉石鑒定中由于有著良好的鑒定效果，所以其在現階段鑒定珠寶玉石過程中有著廣泛的應用。

在對天然祖母綠與合成祖母綠鑒定過程中，由于其物理特性近乎一致，如折射率與密度等，所以常規鑒定手段無法對兩者進行有效的鑒別。運用紅外光譜技術可以準確地對祖母綠中的水分子伸縮振動與強度等方面進行分析，并根據分析結果準確地對天然與合成祖母綠進行鑒別，同時不會對祖母綠有任何程度的破壞。

在合成祖母綠過程中，主要會應用到助溶劑法以及水熱法。利用紅外光譜技術，可對祖母綠中結晶水吸收峰進行鑒別，以此得到更為真實的鑒定結果。另外，以天然的祖母綠為例，通常其結晶水吸收峰介于3500～3700cm-1的范圍內，如果祖母綠由助溶劑法所合成，其結晶水吸收峰則不存在，所以這可作為區分祖母綠是天然還是人工合成的必要條件。在紅外光譜技術的幫助下，對祖母綠的結晶水吸收峰加以檢測，可以使檢定準確率大幅度提升。另外，對于鑒別水熱法以及助溶劑法合成的紅寶石而言，紅外光譜技術同樣可以對其進行準確的鑒定。另外，如果要對天然寶石以及優化處理后的寶石加以區分，同樣可用紅外光譜技術來實現。例如，對翡翠進行鑒定過程中，利用紅外光譜技術來得到翡翠中羥基吸收峰的光譜圖，并進行分析，以此來對翡翠是否經過漂白填充處理進行區分，最終實現對天然翡翠以及優化處理的翡翠的鑒定工作。

3.3 寶石及其仿制品的鑒定

除了對合成與天然珠寶玉石進行鑒定外，紅外光譜技術同樣可在珠寶玉石與仿制品之間的鑒定中予以應用。通常來講，天然珠寶玉石與其仿制品在性質與外觀中存在較多的相似，通過經驗以及常規鑒定措施難以準確地進行分辨，需要在鑒別真偽過程中對紅外光譜技術進行應用。例如，在對鉆石與合成立方氧化鋯鑒定過程中，盡管合成立方氧化鋯與鉆石在外觀與物理特性上的區別微乎其微，但是通過合理運用紅外光譜技術，可以對鉆石與合成立方氧化鋯進行紅外反射，以此來對紅外反射結果進行分析，實現鉆石與合成立方氧化鋯的準確鑒別。另外，在鑒別紫晶與紫色方柱石、琥珀與硬樹脂仿制品時，同樣可通過運用紅外光譜技術得到準確且有效的鑒定結果。

3.4 類質同象寶玉石的研究

所謂類質同象，通常指的是在晶體結構中，原位置的部分離子、原子或分子被與其性質近似的其它離子、原子或分子所取代，而晶體結構的化學鍵和結構類型保持基本不變，僅在密度、折射率等方面存在變化的現象。因此，在鑒定類質同象珠寶玉石過程中，可通過紅外光譜儀對各種類質同象的珠寶玉石加以鑒定，并且有著極高的鑒定準確率。

由此可見，在鑒定珠寶玉石過程中，為了提升鑒定的準確程度，對紅外光譜技術加以應用是極其重要的。在紅外光譜技術的幫助下，可對所鑒定珠寶玉石的化學成分以及官能團信息進行詳盡準確的分析，幫助鑒定人員更加準確地對珠寶玉石的化學成分進行掌握，有助于提升珠寶玉石真偽的辨別程度。另外，在應用紅外光譜技術時，可以有效保證所鑒定珠寶玉石的完好度，不對其進行損壞，有效提升鑒定準確性與效率，使得在鑒定珠寶玉石領域中紅外光譜技術有著更為廣泛的應用。■