浅议珠宝检测中现代测试技术的应用

(广东省肇庆市质量计量监督检测所，广东 肇庆 526000)

1 现代测试技术对珠宝检测的作用

测试技术作为有效的鉴定珠宝的手段与方式之一，能够准确地分辨出合成珠宝与天然珠宝，并分析珠宝的成分、结构以及特点等性质。同时在进行珠宝的交易中能够为消费者提供较好地质量保障，有效树立商家的良好形象与信誉；避免不法分子的以次充好或者以假乱真现象给消费者造成的损失；可有效抵制国际非法珠宝贸易，促进国内珠宝行业的稳定发展。同时现代测试技术的运用能够有效提高对珠宝鉴定的准确性及可靠性；为较好地解决珠宝检测时遇到的难题或疑点现象；全面分析珠宝的内在成分、光学性质以及结构特点，有利于做好珠宝鉴定与分析评价等工作。

此外对珠宝的测试应确保珠宝的无损，尽量不改变珠宝的外观与形状；对珠宝的准确、客观测试对于维护消费者的合法权益、维护天然珠宝的商业价值具有重要的意义。

2 珠宝检测中现代测试技术的运用

由于折光仪及宝石显微镜等传统测试工具仅能进行定性的鉴定结果，因此利用现代测试技术对珠宝矿物的光学性质与其他的物理性质进行测定，从而较好地辨别珠宝的成分、微量元素及其的含量、结构特点等方面进行详细的划分。用于珠宝的现代测试技术主要有：电子探针技术、X线衍射技术、拉曼光谱与扫描电镜分析技术、红外吸收光谱技术、可见光谱分析以及紫外光谱技术等。以下介绍几种主要的珠宝测试技术[1]，为全面、客观地对珠宝进行鉴定提供有效的方式。

2.1 拉曼光谱技术1

2.1.1 测试天然宝石与人工合成宝石

蓝宝石具有多种颜色，并具有刚玉晶体，即A1Z03；晶体内含微量的杂质元素，这些微量元素决定了宝石的颜色。例如蓝色是由于晶体含少量的钛（Ti）与铁（Fe）；绿色者含有微量的钒(V)与Co；黄色者含微量镍（Ni）。天然的蓝宝石进行结晶之时通常会包入细线状的金红石包体；而人造的产品将会出现不同形态的氢气。天然蓝宝石与人工合成蓝宝石的拉曼特征峰也有显著性的差别：人工合成蓝宝石与天然的蓝宝石相比，人工合成宝石没有191cm-1、241cm-1以及341cm-1谱峰。因此能够根据这个特征准确地判别人工合成蓝宝石与天然的蓝宝石，图1中a表示天然的蓝宝石特征谱，b表示人工合成蓝宝石特征谱。

2.1.2 荧光光谱测试技术

部分珠宝中有来自天然海水的珍珠以及人工养殖的淡水与海水珍珠，CaCO3在2000cm-1到6000cm-1范围内产生的荧光光谱可进行鉴别。例如天然的海水珍珠中的荧光谱在4200cm-1附近出现最大值，并且荧光谱比较平整与光滑；而对于人工养殖的珍珠（海水养殖或者淡水养殖）而言，其的荧光谱中的极大值出现于3000cm-1附近。因此运用光谱中峰位的不同，能够有效鉴别天然珍珠与人工养殖珍珠。

2.1.3 用于翡翠的鉴别

拉曼光谱技术运用于高档的翡翠鉴别具有重要的经济价值，市场上较多的填充AB胶或者是环氧树脂的翡翠（B货）较多，为翡翠的真伪鉴别造成较大的困难。由于环氧树脂、AB胶、石蜡以及石蜡油的化学结构以及成分各不相同，因此运用拉曼光谱技术，能够清晰地通过拉曼光谱特征峰清晰地显示出这些特性。

硬玉作为翡翠矿物的主要成分，硬玉的表示为(NaAl[Si2O6])，对于翡翠的不同品级采用激光拉曼仪扫描2个波段，同时使用200cm-1到1200cm-1的拉曼谱对翡翠是否含有硬玉成分进行测定。最后使用2800cm-1到3100cm-1波段检测翡翠是否含有环氧树脂有机基团，是否含有有机色素CH2以及有机配位基团CH3，以便有效区分A货翡翠与B货翡翠。

对于天然的A货翡翠而言，位于200cm-1到1200cm-1范围有代表硬玉晶体的2个尖锐的特征峰（结构Si-O伸缩振动及Si-O-Si弯曲振动的1041cm-1与701cm-1）。位于2800cm-1到3100 cm-1范围没有明显的拉曼谱峰，如图3所示；对于另外的一组翡翠出现硬玉晶体特征的拉曼谱峰，即1037cm-1与698cm-1。然而在2800cm-1以后也出现了2870cm-1、2916cm-1以及2940cm-1的拉曼谱峰，由此表明翡翠中含有有机胶，该组的翡翠是人工处理过的为B货翡翠。如图3所示，a表示天然翡翠即A货；b表示经漂胶处理后的翡翠即B货。

2.2 红外光谱技术

红外吸收光谱技术英文表示为IR，又可称为红外光谱，其的波长范围是0.78μm到1000μm，波数的范围是12820到10cm-1。（见表1）

2.2.1 技术鉴别应用

在天然以及合成祖母绿当中运用红外光谱技术进行测定，能够有效将祖母绿晶体当中结构水及其类型、CO2等成分鉴定出来，同时该测试技术也是准确区分合成祖母绿以及天然祖母绿的有效方法。此外天然祖母绿在2400cm-1到2500 cm-1范围出现吸收光谱；当处于3000cm-1到4000cm-1范围时出现水分子红外吸收光谱；此外由热液组合成的祖母绿处于3500cm-1附近时出现水分子红外吸收谱峰；而由熔剂法进行生产的合成祖母绿没有吸收峰，如图4（1表示熔剂法合成的祖母绿；2表示热液法合成的祖母绿；3表示天然祖母绿）。与此同时，红外光谱还可用于合成黄晶以及天然黄晶的区分，天然黄晶可见微弱的红外吸收峰，如图5所示（T表示天然的黄晶；S与C及X表示热液合成的黄晶）[2]。

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2.2.2 紫外光谱与可见光谱技术

此外紫外光谱与可见光谱技术也用于珠宝的测试以及鉴定，通常紫外光谱用于测定珠宝所含的致色元素及元素的价态。例如有色的水晶大部分是由于水晶含有微量的致色元素：铁；而在紫晶当中铁是以Fe3+的形式存在的；绿水晶与蓝色水晶则是以Fe2+形式存在，均可采用吸收光谱技术进行测试。与此同时紫外光谱以及可见光谱测试技术可用于鉴别人工合成宝石、辐照改色宝石以及部分天然宝石。天然的翡翠与染色的翡翠在可见光范围中吸收光谱各不相同，在红光波段更加明显，该情况还可在分光镜当中得到较好地观察，图6中为天然翡翠与染色翡翠的可见光吸收光谱比对情况。

图6天然翡翠与染色翡翠的可见光吸收光谱

结语

总而言之，随着经济和科学技术的快速发展，珠宝测试技术也将不断开发与完善，在今后的发展过程中珠宝的测试技术也更加简便、快速及准确，同时测试时也更能确保珠宝的完好无损。此外还能有效提高珠宝的测试技术水平以及鉴定的准确率，进一步全面推动我国珠宝行业的顺利健康发展。

[1]刘世敏.现代测试技术在宝玉石检测中的应用现状及前景[J].岩矿测试，2006,25(01):69-70.

[2]魏薇,申晓萍,李新岭,马丽媛.红外光谱技术在宝玉石检测中的应用[J].分析试验室,2009,28(S2):106-108.

[3]祖恩东,段云彪,张鹏翔.显微共焦拉曼光谱在宝石鉴定中的应用[J].岩石矿物学杂志.云南大学学报(自然科学版),2004,26(1):51-55.