銫沸石與兩種無色透明寶石的差異性比較

熊 燕，韓立業，陳 嬋，曹韞瑜，胡軍輝

（1.廣東省珠寶玉石及貴金屬檢測中心，廣東 510080；2.青島凡奇家紡有限公司，山東 266001）

世界上寶石品種很多，為我們點綴了美好的生活。人們喜歡彩色寶石，它們的美麗、稀少和耐久，給我們創造了無限的想象空間。中國傳統的玉石市場，生命力旺盛。但是近幾年，越來越多的年輕人更喜歡彩色寶石，因為品種繁多、顏色絢麗、款式獨特的寶石飾品，更能體現他們的審美追求和個性特色。

本文以實驗室收到的三個無色透明寶石為研究對象，測試它們的寶石學特征，重點分析其紅外吸收光譜的特征和X熒光光譜特征，并比較它們的差異性，希望能用最快捷有效無損的方法將它們鑒別出來，為無色透明寶石的準確鑒定提供參考意見。

1 常規寶石學測試

選取實驗室收到的三種無色透明的寶石，進行常規的寶石學測試，對它們的寶石學特征進行比較。

1.1 肉眼觀察

三種寶石的外觀均為無色，透明，玻璃光澤。三種寶石形狀不同，分別為方形刻面型、橢圓刻面型、菱形刻面型（圖1），但三者都由內而外散發出明亮的反光，前者光澤弱，后兩者光澤相對較強（圖2）。三者都肉眼觀測無暇。僅憑肉眼觀察，無法準確區分開來。

圖1 三種無色透明的寶石Fig.1 The three colorless transparent gemstones

圖2 三種無色透明的寶石的光澤Fig.2 The luster of the three colorless transparent gemstones

1.2 常規寶石學儀器測試分析

對所選樣品進行常規寶石學測試，折射率采用直接測試法，相對密度采用靜水稱重法，并用寶石顯微鏡放大檢查它們的結構特征，具體測試結果見表1。

三者都無熒光，無明顯吸收光譜。

通過測試的數據比較得出，基本可以通過測試折射率、雙折射率、相對密度，結合偏光鏡下特征和內部包體特征，可以將它們三者區分出來。但在市場上，這三種無色透明寶石比較少見，實驗室鑒定這樣的樣品也比較少，僅通過常規測試，無法肯定地給出鑒定結果。如果這三種寶石被鑲嵌成首飾，可能受樣品狀況影響，也無法測試折射率或測不準，無法測試相對密度、偏光鏡下特征等，容易造成測試結果出現偏差。

根據測試結果查詢資料，搜集到的資料都說明以下三種寶石品種性質比較接近：

不是每一袋化肥都叫天脊化肥。天脊集團在1987年9月18日生產出第一袋硝酸磷肥，使用硝酸分解磷礦生產的硝酸磷肥同時含有硝態氮和銨態氮，以及水溶性磷和枸溶性磷，還富含中微量元素和硝酸稀土，形成了大量元素養分與其他中微量元素的協同增效作用。這是其它化肥無可替代的。

銫沸石是沸石族礦物中的一個亞種礦物，化學式為Cs（Si2Al）O6·nH2O，Cs2O的含量在23.5%～36.5%。銫沸石與方沸石NaAlSi2O6·H2O呈不完全類質同像系列，表現為Cs←→Na＋H2O之間的相互取代關系，所以銫沸石通常含一定量的Na2O；另外含有Rb、Mg等微量元素［1］。銫沸石屬等軸晶系，硬度6.5～7；具玻璃光澤，透明到微透明。相對密度為2.8～2.94，均質體，折射率1.507～1.526［2］。

硅鈹石化學成分是Be2SiO4，可含 Mg、Ca、Al、Na等元素，屬三方晶系，硬度7～8，具玻璃光澤，相對密度為2.90～3.00，一軸晶，正光性，折射率1.654～1.670（＋0.026，－0.004），雙折射率0.016［3］。

賽黃晶化學成分是CaB2（SiO4）2，屬斜方晶系，硬度7，具玻璃光澤至油脂光澤，相對密度為2.97～3.03，二軸晶，正或負光性，折射率1.630～1.636（±0.003），雙折射率0.006［3］。

根據以上數據及查詢資料，初步判斷方形刻面型寶石是銫沸石、橢圓刻面型寶石是硅鈹石、菱形刻面型寶石是賽黃晶。為了保證結果的準確性，還需要更確定的鑒定依據才能對這三個無色透明寶石準確定名。因此，我們需要對這三種無色透明寶石進行紅外光譜和X熒光光譜測試。為了方便快速地得到這三種無色透明寶石的紅外光譜鑒定特征，筆者重點分析樣品在指紋區400～2000cm－1的紅外圖譜比較。

2 紅外光譜特征

對這三種無色透明寶石進行紅外光譜測試，對它們的差異性進行比較。

2.1 測試條件

紅外光譜測試采用廣東省珠寶玉石及貴金屬檢測中心總部實驗室Thermo公司生產的NICOLET iS10型號的紅外光譜儀，在實驗過程中利用鏡反射附件，采用反射法對上述樣品的紅外吸收光譜進行測試。測試時，無需特殊制樣，直接將待測樣品放置在鏡反射附件上進行測試［4］。

首先，可在“測量”工作欄中選擇“檢查信號”即可觀察樣品的圖譜，該過程僅需一秒鐘。對于熟練使用紅外光譜儀并善于分析紅外圖譜的檢測師，即可通過“檢查信號”窗口的紅外圖譜對寶石品種進行判斷。其次通過觀察樣品的圖譜，可對樣品進行詳細測試并保存所得到的紅外圖譜，然后進行結果分析，根據測試掃描次數不同，每件樣品的測試完成時間大約為4～32秒不等，因此，紅外光譜測試是比較快速有效的。本次實驗測試條件：分辨率為4cm－1，測試范圍為400～4000cm－1，掃描次數為32次。室內溫度24℃，濕度55%。

2.2 結果分析

根據前人對銫沸石的指紋區紅外吸收光譜的歸屬，銫沸石是含Cs的鋁硅酸鹽類礦物，其低頻區表示整個分子結構特征，Si－O－Si的伸縮振動位置為1110～1020cm－1［1］，方形刻面型寶石是銫沸石，它的紅 外 吸 收 譜 帶 出 現 在 1059cm－1、759cm－1、716cm－1、691cm－1、618cm－1、447cm－1處（圖3）。

根據前人對硅鈹石的指紋區紅外吸收光譜進行的歸屬［5］，橢圓刻面型寶石是硅鈹石，它的紅外吸收譜 帶 出 現 在 1050cm－1、1014cm－1、954cm－1、912cm－1、903cm－1、836cm－1、786cm－1、744cm－1、723cm－1、694cm－1、642cm－1、595cm－1、425cm－1處（圖4）。

圖5 賽黃晶的紅外吸收光譜圖Fig.5 IR absorption spectra of Danburite

通過以上測試我們發現，不同的寶石品種，其對應的指紋區的峰形和峰值不同。對于熟練使用紅外光譜儀并善于分析紅外圖譜的檢測師，即可通過“檢查信號”窗口的紅外圖譜，根據圖譜的峰形和峰值快速判斷寶石的品種。而且，通過紅外光譜儀反射法，對樣品進行詳細測試并保存所得到的紅外圖譜，然后進行結果分析，根據各種寶石指紋區特征的紅外光譜圖，就能準確快速地將它們鑒別出來。

3 X熒光光譜測試

通過常規手段和紅外光譜分析，得出結論：方形刻面型寶石是銫沸石、橢圓刻面型寶石是硅鈹石、菱形刻面型寶石是賽黃晶。為了結果的準確性，我們進一步對這三種無色透明寶石進行X熒光光譜測試，對它們的差異性進行比較。

3.1 測試條件

X熒光光譜測試采用廣東省珠寶玉石及貴金屬檢測中心總部實驗室Thermo公司生產的ARL QUANT’X型號的X熒光光譜儀，在實驗過程中利用不同的電壓和濾片，對上述樣品的X熒光光譜進行測試。測試時，無需特殊制樣，直接將待測樣品放置在樣品倉內進行測試。對樣品進行詳細測試并保存所得到的圖譜，然后進行結果分析。

圖6 銫沸石的X熒光光譜圖Fig.6 The X fluorescence spectra of Pollucite

對方形刻面型寶石進行測試，結果顯示方形刻面型寶石的主要組成元素是Cs，還有Na、Si、Al等，同時還測出微量元素Rb。該測試結果與谷文婷對銫沸石的鑒定特征的研究結果基本一致［1］。楊岳清等人在1995年對福建南平花崗巖中的小粒狀銫沸石的研究結果顯示，礦物主要成分組成為Cs2O，Al2O3，SiO2，Na2O，Rb2O等，與我們的結果也基本是吻合的［7］。因此，X熒光光譜測試結果驗證了方形刻面型寶石是銫沸石。

對橢圓刻面型寶石進行測試，測試結果僅能顯示該樣品的主要組成元素是Si，還有少量Ag、Mo、Mg等。因儀器測試條件的限制，用X熒光光譜儀測不出Be元素。因此，X熒光光譜測試結果驗證了橢圓刻面型寶石硅含量很高。

圖7 硅鈹石的X熒光光譜圖Fig.7 The X fluorescence spectra of Phenakite

圖8 賽黃晶的X熒光光譜圖Fig.8 The X fluorescence spectra of Danburite

圖9 賽黃晶的X熒光光譜圖Fig.9 The X fluorescence spectra of Danburite

對菱形刻面型寶石進行測試，在不同的電壓和濾鏡下，測試結果僅能顯示該樣品的主要組成元素是Ca、Si，還有少量Ag、Mo、Mg等。同時還測出微量元素Ce。因儀器測試條件的限制，用X熒光光譜儀測不出B元素。因此，X熒光光譜測試結果驗證了菱形刻面型寶石Ca、Si含量很高。

X熒光光譜測試因樣品本身所含化學元素測試條件的限制，不能測出寶石所有的化學元素，但是能夠大概測出其主要組成元素，對常規的寶石學測試和紅外光譜測試有較好的輔助驗證測試效果。

4 結果與討論

（1）實驗室收到的這三個無色透明的寶石分別是銫沸石、硅鈹石和賽黃晶。它們三者在外觀上難以區分。通過常規的寶石學測試方法，能夠大致將他們區分開。

（2）通過紅外光譜儀和X射線熒光光譜儀測試，分析它們的譜圖特征，能夠準確將它們鑒定出來。實驗室在鑒定相似寶石時，需要常規測試和大型儀器測試相結合，才能準確有效區分寶石品種。

（3）市場上的寶石品種逐漸增多，每個產地都能找到特殊的寶石品種，實驗室在收到不常見的寶石時，一定要多分析測試數據，以便得到準確結論。