充填處理緬甸根珀的鑒別特征

吳 彤，白 瑩

(滇西應用技術大學珠寶學院，云南 騰沖 679100)

緬甸琥珀的種類繁多，其中根珀是眾多緬甸琥珀品種中較為特殊的一種[1]，緬甸根珀具有顏色豐富、硬度高的特點。但有關根珀優化處理的寶石學相關文章十分有限，對于根珀優化處理的方法、優化處理參數等內容都較少涉及。目前市場上常見的優化處理方法有染色、壓制、充填等[2]，充填又分為充膠和充油，充油有利于提高表面光澤度，充膠是由于天然根珀存在較多的裂隙和孔洞，加工過程中容易破碎，且孔洞在加工成品后也會表現出凹陷影響美觀，將膠充填至裂隙孔洞處有利于加工和增加重量，且在根珀經過酸洗后也可以采用充填處理來修補，充填處理后的根珀與天然根珀外觀基本一致，肉眼鑒別有一定難度。本文針對根珀的優化處理方法，主要通過實驗并結合相關文獻對比分析天然與充填緬甸根珀的寶石學特征、譜學特征、化學成分的異同，得到充填緬甸根珀的鑒定特征。掌握市場常見的根珀的優化處理方法、工藝參數以及優化處理根珀的鑒別特征十分重要，讓人們進一步了解緬甸根珀特性，通過天然緬甸根珀和優化處理緬甸根珀的對比研究，為天然緬甸根珀和優化處理品的鑒定提供依據，為規范市場做出貢獻。

1 樣品情況及測試方法

1.1 樣品情況

文中所用的緬甸根珀實驗樣品在云南騰沖林云琥珀市場采購所得，多為表面經過簡單拋光的弧面不規則塊狀。實驗樣品選舉了具有代表性的天然緬甸根珀和優化處理根珀總共10塊進行了實驗測試和分析，其中天然緬甸根珀3塊，編號mdtr；充膠緬甸根珀5塊，編號mdcj；充油緬甸根珀2塊，編號mdcy(圖1)。

1.2 測試方法

所有實驗均在滇西應用技術大學珠寶學院寶石實驗室完成，常規寶石學測試包括包括放大觀察，靜水稱重法，折射率測定，熒光特征觀察等。

紅外光譜測試實驗紅外光譜儀器型號：NicoletTMiS50傅立葉變換紅外光譜儀，采用反射法，樣品掃描次數：32次；分辨率：4 cm-1；測試范圍：400～3200 cm-1；測試電壓：220 V。結果用Origin軟件制圖進行分析。

成分分析實驗所用熒光光譜儀型號：QUANTX X射線能譜儀，屬于物質化學成分分析技術，實驗室有效元素測量范圍：Na11～U92。測試條件為管電壓4～12 kV；管電流1.98 mA；計數時間50s。

熒光分光光譜測試采用港東F-380熒光分光光度計，激發和發射狹縫寬度均為5 nm，掃描速度均為 1200 nm/min，電壓400 V。以380 nm為激發波長，測試樣品的發射光譜。

2 測試結果與分析

2.1 常規寶石學特征

2.1.1 放大觀察

緬甸根珀為不透明的琥珀，放大觀察發現天然緬甸根珀樣品為樹脂光澤，貝殼狀斷口，在根珀的形成過程中受到方解石的侵蝕[3]，讓根珀呈現不同程度白色和褐黃色等褐色調顏色相互的交錯紋理(圖2a)，表面存在大量裂隙(圖2b)，與白色片狀方解石交錯分布。充膠緬甸根珀樣品為樹脂光澤，可觀察到表面充膠處有明顯下凹和異常油脂光澤(圖2c)，裂隙處更加明顯，表面拋光不完全處也可存在明顯油脂光澤(圖2d)，肉眼可見的塑料感。充油緬甸根珀表面會存在所充油脂的殘余(圖2e)，裂隙處分布油脂，用紙擦去表面油脂后，放大觀察可見表面存在很多細小油脂光澤的點狀凹坑。

2.1.2 基本特征

由靜水稱重實驗數據可以得出，天然緬甸根珀平均相對密度為1.108 g/cm3，平均折射率為1.55，長波下顯示中藍白色熒光，短波下發較弱藍紫色熒光；充膠緬甸根珀平均密度為1.070 g/cm3，平均折射率為1.55，長波下顯示強藍白色—紫色熒光，短波下弱藍色熒光，充膠處明顯強藍白色熒光；充油緬甸根珀平均密度為1.039 g/cm3，平均折射率為1.53，長波下白堊色熒光，短波下弱藍紫色熒光；經過充油優化處理后緬甸根珀樣品的相對密度降低，可能是由于充入油脂后浮力的增加，樣品折射率數據沒有存在太大區別，不論是充膠，還是充油都可發現其熒光明顯增強。各項特征見表1。

表1 基本寶石學特征數據Table 1 The data sheet of basic gemological characteristics

充膠緬甸根珀不論長波還是短波下都可觀察到充膠處明顯的白堊色熒光(圖3a、3b)；充油緬甸根珀不論是在短波還是長波紫外光下所呈現的熒光明顯比天然緬甸根珀強，而且充油緬甸根珀熒光區域不連續特征更加明顯(圖3c、3d)。

3 大型儀器測試

3.1 紅外光譜分析

采用傅里葉變換紅外光譜儀，所測樣品紅外光譜(圖4)測試結果顯示：位于3000～2800 cm-1范圍的紅外吸收峰與CH2伸縮振動相關，由主峰2930 cm-1和次峰2860 cm-1兩個主要的紅外吸收峰組成，2930 cm-1處的紅外吸收峰是CH2反對稱伸縮振動所致，2860 cm-1處的紅外吸收峰由CH3對稱伸縮振動所致；1720 cm-1處的紅外吸收峰是酯類羰基C=O伸縮振動所致[4-5]；1460 cm-1和1380 cm-1處的紅外吸收峰是烷烴的彎曲振動所致；位于1460 cm-1處的紅外吸收峰與CH2彎曲振動及CH3不對稱彎曲振動有關，而位于1380 cm-1處的紅外吸收峰則由CH3對稱彎曲振動所致，這表明根珀的基本骨架是脂肪烴結構；1030 cm-1處的紅外吸收峰是酯類C—O—C伸縮振動所致；1228、978 cm-1處的紅外吸收峰是由C—O伸縮振動所致[6-8]。所測樣品2500～2000 cm-1范圍內均可見微弱紅外吸收峰，所對應官能團為三鍵和累積雙鍵，C≡C、C≡N、N=C—O、O=C=O等[9]。

對比天然緬甸根珀與充膠緬甸根珀的紅外光譜圖(圖4)可以得出，在指紋區紅外光譜范圍內充膠緬甸根珀的紅外吸收峰明顯增多出現1240、1180、1103、827 cm-1強紅外吸收峰，1240 cm-1與1180 cm-1紅外吸收峰歸屬于C—C伸縮振動所致，1103 cm-1紅外吸收峰歸屬于C—O伸縮振動所致，827 cm-1紅外吸收峰歸屬于C—H面外彎曲振動所致，且與天然根珀相比出現1510、1610 cm-1強吸收峰，紅外吸收峰的增多和強度增強，可能是由于所充填的物質所致或者與充填時的處理工藝有關。

由圖4可知，充油處理后歸屬于醇類C—O伸縮振動引起的紅外吸收范圍1000～1260 cm-1的吸收峰有合并的趨勢，且相對強度增強，位于1750 cm-1的由酯類羰基C=O伸縮振動所致的紅外吸收峰吸收強度明顯增強，結合前人研究[10]，可判定緬甸根珀1750 cm-1處的紅外吸收峰強度的增大與其發生了氧化作用有關，表明了C=O官能團濃度增多，可能是由于在充油過程中進行了氧化加熱，就寶石的充油工藝而言，可能是在充油過程中，為讓所充油脂能更好的滲透寶石，所以進行了加熱。

3.2 X射線熒光光譜分析

緬甸根珀中礦物包裹體主要為方解石、黃鐵礦、磷灰石和硅酸鹽礦物[1]。經過Low Za、Low Zb、Low Zc方法對7件緬甸根珀樣品的主要元素Ca、Fe、Si等進行測試并比較分析，此方法條件下易激發出元素Cl、K、Ca、Fe、Cu、Al、Si、Mg、S、Ti。充填的物質主要為有機物，而使用的X射線熒光光譜儀儀器局限性，無法測試C、H、O。測量得出緬甸根珀樣品所含元素為 Cl、K、Ca、Fe、Cu、Al、Si、Mg、S、Ti等(圖5)，經過充膠，充油，烤色后的緬甸根珀所檢出的化學成分與天然緬甸根珀相比未見明顯差異。

3.3 F-380熒光分光光度計分析

樣品在380 nm波長的激發光照射下，其熒光光譜如圖6所示。很多能發出熒光的物質的發射熒光光譜只有一個熒光帶，不像激發光譜存在多個激發帶，這是因為物質在吸收了光后，分子可以由基態躍遷到幾個不同的電子激發態，然后呈現多個激發峰值，而在發射波長下只有第一電子激發態的最低震動能級降落至基態，所以熒光光譜通常只呈現一個熒光帶[11]。將數據整理后得出表2，通過表2中數據和圖6可以得出其整體形狀及波峰橫坐標位置幾乎相同，波峰的位置約維持在430 nm。

表2 熒光光譜數據匯總Table 2 Summary of fluorescence spectral data

4 結論

本文對天然緬甸根珀及其充填處理品的寶石學特征和譜學特征進行研究和分析，閱讀文獻并結合對樣品的實驗數據的分析對比天然緬甸根珀及其優化處理品進行鑒別，得出以下結論：

(1)充膠緬甸根珀表面會表現為異常的油脂光澤，有明顯下凹且下凹處顯示異常白堊色熒光,紅外吸收峰增多1240、1180、1103、827、1510、1610 cm-1強紅外吸收峰，可能是由于充填物質引起的紅外吸收峰，這可以作為鑒定充膠根珀的特征。

(2)充油緬甸根珀相對密度會有所降低，可觀察到樣品表面的殘余油脂，將油脂擦去后會有黏手感，整體熒光增強，1000～1260 cm-1范圍的吸收峰有合并的趨勢，且相對強度增強，位于1747 cm-1的紅外吸收峰吸收強度明顯增強，且峰型變得尖銳，可作為鑒別充油緬甸根珀的輔助鑒別依據。

(3)對于本文的實驗結果進行分析討論后，實驗中所用X射線熒光能譜儀的局限性(儀器所測元素范圍為Na～U)，是否能通過本次實驗所測范圍外的元素來判斷根珀樣品是否經過了充填還值得去研究；相比天然緬甸根珀，充膠緬甸根珀的紅外光譜測試結果指紋區顯示紅外吸收峰明顯增多，紅外吸收峰的增多和強度增強是否是由于充填工藝引起也有待探討。