上海寶石鑒定機構中心談藍寶石化合物成分及檢測方法
鳴謝:GUILD寶石實驗室,以下部分內(nèi)容取材吉爾德
藍寶石是一種高價值的寶石,藍寶石的鑒定需要多方面的知識,而其中化學成分是一個重要的考量因素。本文將介紹藍寶石的化學物成分及檢測方法。
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1. 主要成分
藍寶石是屬于鋁酸鹽礦物,化學式為Al2O3。
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2. 雜質(zhì)元素
除了主要成分外,藍寶石中還常常存在著少量的雜質(zhì)元素,這些元素會影響到寶石的色彩和光澤。藍寶石顏色多種多樣,主要由于其中鉻、鈦、鐵等微量金屬離子的不同而呈現(xiàn)不同的顏色。藍色最為常見,還包括黃色、綠色、紫色、橙色、粉色、無色等。
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3. 特征
可以根據(jù)藍寶石的化學成分、顏色、透明度、硬度、比重等特征來鑒定其品質(zhì)。在實際應用中,根據(jù)它的元素組成和材質(zhì)特征可以進行檢測和鑒定,包括紅外光譜測試、紫外可見分光光度計測試等,以正確地評估它的價值和真實性。
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4.隨著寶石學的發(fā)展,珠寶鑒定儀器也隨之更新。從早期通過感官進行簡單判別,到逐漸使用小型儀器測量參數(shù),再到分析大型儀器光譜數(shù)據(jù)。隨著科技的發(fā)展,寶石學可以帶給人們的信息也越來越多。
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寶石優(yōu)化處理技術的不斷提升,新產(chǎn)地的不斷涌現(xiàn),在寶石貿(mào)易全球化的大趨勢下,寶石研究與檢測也從傳統(tǒng)的個人經(jīng)驗判斷和簡單的小型儀器,逐漸演變?yōu)楝F(xiàn)代檢測儀器和大數(shù)據(jù)庫的建立與應用,即經(jīng)驗寶石學向現(xiàn)代寶石學的轉變。
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寶石檢測從原來的富有經(jīng)驗的寶石學家的經(jīng)驗寶石學,逐漸轉變?yōu)橐源髷?shù)據(jù)庫,大型儀器測試,以及寶石學家的經(jīng)驗和專業(yè)知識技能等這三者相結合的現(xiàn)代寶石學。
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傅里葉變換紅外光譜儀(FTIR)
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紅外光譜測試在寶石檢測中基礎且重要,是現(xiàn)代寶石實驗室的基本配置之一。將測試得到的紅外反射圖譜調(diào)入GUILD寶石紅外數(shù)據(jù)庫,即可準確快速地匹配出寶石的種類。紅外反射光譜,又名指紋譜。顧名思義,寶石的反射光譜就如同人類的指紋,于同一個品種寶石而言都是獨一無二的。所以,各品種寶石的紅外光譜與其身份信息一一對應,通過紅外反射光譜可以準確地區(qū)分寶石的種類。
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紫外可見光分光光譜儀(UV-Vis簡稱紫外)
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紅外并不能檢測到可見光及紫外部分的電磁波。顏色是我們對于彩色寶石最直觀的認知,雖然我們可以直接通過肉眼區(qū)分紅橙黃綠青藍紫,但是對于顏色的成因,用肉眼觀察是無法實現(xiàn)的。同類寶石,相似的顏色,由于致色元素的不同,寶石的亞種也就不同,價值自然各異。
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X射線熒光光譜儀(EDXRF)
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紫外可以指示致色元素的種類,EDXRF不僅可以告訴我們元素的種類,還可以告訴我們元素含量的多少。EDXRF的檢出限一般為幾十到幾百個ppm(ppm:百萬分之一)。每種天然寶石的元素組成是有其特定規(guī)律的,如果忽略了這種規(guī)律的客觀性,將會出現(xiàn)對寶石的誤判。
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顯微拉曼(Micro-Raman)
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顯微拉曼將顯微鏡和拉曼光譜儀結合,可以對焦定點測試包裹體。寶石包裹體種類的判斷對產(chǎn)地判斷的指示意義重大。
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激光誘導擊穿光譜儀(LIBS)
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LIBS和XRF的功能相似,均常用于測量寶石元素種類及含量。相較于XRF,LIBS可以測到元素種類更多,甚至可以檢測到鈹(Be)等輕元素。
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Be元素的檢測對橙色、黃色藍寶石及一些“帕帕拉恰”的顏色成因檢測至關重要。傳統(tǒng)Fe-Ti擴散因為原子半徑較大,元素無法進入寶石內(nèi)部,顏色僅存在于表面或相對集中于裂隙處。因此,在顯微鏡下較易觀察到顏色沿棱線濃集的現(xiàn)象,較易鑒定。
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總之,化學分析是確定藍寶石等寶石的成分最可靠的辦法。通過X射線熒光分析、等離子體質(zhì)譜法、紫外-可見光譜等手段,可以確定藍寶石的元素含量,從而幫助判斷其地理來源、品質(zhì)和價值等。但需要注意的是,分析測試期間必須確保測試樣本取自藍寶石實物;同時,所有測試都必須由專業(yè)人員完成。