上:常见珠宝的特征光谱-说说珠宝鉴定
王安妮
[摘 要]光谱光度分析法是生物化学方面非常有效的分析方法之一。未知物质可通过它们吸收紫外光、可见光或红外光的特有光谱来加以鉴定，并由此追溯到它的结构。基于此，文章就光谱光度法在珠宝鉴定中的应用进行简要的分析，希望可以提供一个有效的借鉴，从而更好地促进珠宝鉴定技术水平的提升。
[关键词]光谱光度法；珠宝鉴定；应用
中图分类号：O657.3；TS934.3 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）31-0395-01
1.光谱光度法与以往光谱分析的区别之处
当物质与辐射能相互作用时，物质内部发生能级跃迁，根据能级跃迁所产生的辐射能强度随波长变化所得的图谱称为光谱。利用物质的光谱进行定性、定量和结构分析的方法称为光谱分析法，即光谱光度法。按辖射源的波长不同，可分为红外光谱法、可见光谱法、紫外光谱法、射线光谱法等。
当某一化合物在紫外一可见光区没有明显吸收，而所含的杂质有较强吸收，那么含有少量杂质就可从光谱中检查出来。以此，在宝石鉴定方面，紫外一可见吸收光谱的应用是极为普遍的。例如，翡翠中铁产生437nm诊断峰。然而，对于被扩散蓝宝石来说，由于其致色机理与天然蓝宝石致色机理不同，从而缺乏该特征吸收峰。因此，以往图谱分析法无法对被扩散蓝宝石的鉴定起到有效作用。
但是，光谱光度法对于杂质的检测除了针对特征峰的定性分析外，另有对于杂质元素半定量分析。当化合物在某一波长处有较强的吸收峰，而所含杂质在此波长处无吸收或吸收很弱，则测得样品的吸光系数将降低；若杂质在此波长处比该化合物有更强的吸收，则测得的吸光系数将增大。有吸收的杂质也将使化合物的吸收光谱变形。这些都可作为检查杂质是否存在的依据。依据此理论，笔者认为，蓝色调天然蓝宝石与处理蓝宝石之间致色因素的不同，可能导致吸收光谱的变化。根据对吸收谱线变化的分析，可以对其进行鉴定区分。
2.以红外光谱技术在珠宝玉石鉴定中的应用为例分析
2.1 红外光谱技术的应用原理
红外光谱技术作为一种高灵敏度的微量气体检测技术，也是目前珠宝玉石行业较常使用的一种鉴定技术，可以实现在保证宝石完好无损的前提下，对珠宝玉石进行便捷、准确地鉴定，而这种技术的应用需要依靠红外光谱仪来实现。在珠宝玉石鉴定中，红外光谱技术的应用原理是利用一束不同波长的红外射线对宝石的分子进行照射，并依据宝石对某种波长红外射线的吸收而生成红外光谱图，进而依此对珠宝玉石的各种特性进行鉴定。红外光谱技术在珠宝玉石鉴定中的应用，主要是对不同宝石的红外光吸收特征的利用，有利于鉴别宝石的种属、真伪等特性。在珠宝玉石鉴定中，利用红外光谱技术对宝石官能团进行分析，有助于掌握宝石的分子结构和种类。红外光谱技术的应用基础是鉴定人员要掌握一定的红外光谱知识，并且要具备丰富的珠宝鉴定经验，据此对珠宝玉石的红外光谱图进行分析，可以掌握珠宝玉石的分子结构信息，而这也是分析珠宝玉石种类、真伪的主要依据。
2.2 红外光谱技术的应用方法
红外光谱技术是基于对红外光的应用而产生的，从波长角度分析，红外光谱的波长主要处于0.78～1000μm范围，这代表红外光谱的波数范围是12820～10cm-1。红外光谱的谱区主要包括3个，分别是远红外（400～10cm-1）、中红外（4000～400cm-1）和近红外（12820～4000cm-1）。在珠宝玉石鉴定中，对宝石分子键的分析主要是依靠中红外光谱来实现，而对珠宝玉石振动特性等化学键信息的分析主要依靠近红外光谱来实现。目前，红外光谱技术的应用方法主要包括2种，即透射法与反射法。其中，透射法又分为直接透射和粉末透射；反射法又分为镜反射、漫反射、衰减全反射和红外显微镜反射。在珠宝玉石鉴定中，直接透射法作为一种无损测试分析法，能够分析出珠宝玉石是否填充了有机高分子材料及材料类型。粉末透射法的应用需要使用到珠宝玉石的粉末，所以这种透射方法是一种有损测试法。此外，红外光谱技术的应用特点是具备较高的准确性、高效性和便捷性，不仅能够更加高效地完成对珠宝玉石的鉴定，鉴定过程中也比较简单，也能够保证鉴定结果的准确性。
2.3 红外光谱技术在珠宝玉石鉴定中的应用
2.3.1 区分天然与合成宝石
对于一些内部几乎无瑕疵，或含有的包裹体较难辨别的宝石，常规的宝石检测仪器往往不能准确鉴别。如鉴别天然与合成祖母绿。祖母绿的合成方法有助熔剂法、水热法，合成祖母绿的折射率、密度等物理特征与天然祖母綠很接近，利用红外光谱中水分子伸缩振动和合频振动峰位及强度不同的特征，能在很短的时间内提供快速、准确且无损的鉴别。天然祖母绿在3400～3800cm-1有结晶水吸收峰，助熔剂祖母绿无水吸收峰，而水热法合成的祖母绿在4357、4052、3490、2995、2830、2745cm-1有吸收峰，天然祖母绿在3490、2995、2830、2745cm-1处吸收峰不存在。
2.3.2 鉴别优化处理的宝玉石
对于用塑料和树脂等高分子材料浸染或充填的宝玉石材料，如翡翠、欧泊、绿松石、水晶等，用红外光谱可以进行准确、快捷、无损检测。B货翡翠的鉴别是红外光谱仪目前在宝石学领域中较常应用的一项鉴定内容，天然A货翡翠在2600～3200cm-1区间透过率好，B货充填的环氧树脂属芳烃类有机物，因而在2800～3100cm-1之间有一组特征吸收峰，通过检测这组吸收峰可将其与未经处理的A货翡翠区分开。
2.3.3 区分相似品种的宝玉石和仿制品
一些相似的宝玉石品种的物理特性、光学性能相近，常常因外观造型的局限性，常规仪器较难检测区分，但是利用红外光谱仪却能轻易地进行区分，如钻石和仿制品合成立方氧化锆、紫晶和紫色方柱石、矽线石猫眼和柱晶石猫眼等，另外，对琥珀与硬树脂或塑料仿制品等也能迅速地鉴别开来。
2.3.4 类质同象宝玉石的研究
类质同象是指晶体结构中的某些离子、原子或分子的位置一部分被性质相近的其他离子、原子或分子所占有，但是晶体的结构类型、化学键类型等保持不变或基本不变，仅晶胞参数和折射率、密度等物理性质随置换数量的改变而作线性变化的现象。类质同象对于宝玉石具有重要的意义，如研究确定类质同象系列中宝石种的名称，典型的有石榴石类的铁铝-镁铝榴石系列、方柱石类的钠柱石-钙柱石系列、长石类的钠钙长石系列和钾钠长石系列，使用红外光谱仪可进一步来准确确定各系列的宝石种名称。
2.3.5 宝石及其仿制品的鉴定
在珠宝玉石鉴定中，红外光谱技术也常被用于鉴定珠宝玉石及其仿制品。宝石及其仿制品在外观、特殊性质等方面都极为相似，利用常规检测方法很难准确辨别宝石是正品还是仿制品，但通过利用红外光谱技术，则可以准确鉴定宝石及其仿制品。例如，钻石与合成立方氧化锆，合成立方氧化锆虽是对钻石的仿制，但无论是外观，还是特质都没有太大的区别，而利用红外光谱技术对两种物质进行检测，通过分析两种物质的红外反射测试结果，可以准确、快速地对钻石和合成立方氧化锆进行鉴定。
综上，对于千变万化的天然宝石来说，吸光光度法只是从物理角度出发的一种分析手段。红外光谱技术在宝玉石中的应用研究还在不断的开发和完善，可以预期，红外光谱技术在未来将发挥越来越大的作用，进一步提高我国珠宝玉石的鉴定技术水平。
参考文献
[1] 李昭然.论科技进步对高端珠宝鉴定的影响[J].黑龙江科技信息，2016，07：29.
[2] 金纯.如何识别真假珠宝鉴定证书[J].中国防伪报道，2016，07：111-114.endprint
