X射线荧光光谱仪在食品分析中的应用
张佑云
摘 要 采用X射线荧光光谱技术对珠宝、玉石进行鉴定，能对鉴别珠宝、玉石种类；珠宝、玉石优化处理；识别人工合成与仿制品以及鉴定类质相同的珠宝、玉石起到有效辅助作用。其后通过表层成分分析方法，为珠宝、玉石的鉴定提供了新的路径。本文以X射线为视角，通过分析其在珠宝、玉石鉴定中的作用，总结出其具有的鉴定价值，以期为实践中更好地利用X射线荧光管鉴定做出理论贡献。
关键词 X射线荧光光谱；珠宝玉石；鉴定
中图分类号 TG1 文獻标识码 A 文章编号 2095-6363（2017）16-0006-02
X射线荧光光谱技术分析又称X射线发射光谱分析，是指：通过使用X射线确定待检物质中含有的微量元素类别以及其具体含量的一种检测方法。X光谱进行检查能够对待检查样本走出精确定性分析与定量分析，具有检测方法便捷，检测准准确度高的优点。因而在我国具体实践中，X射线荧光光谱检测主要应用的贵重金属相关方面检测。而随着X射线荧光光谱技术在实践中不断发展。目前X射线荧光光谱技术也被应用于主要的珠宝玉石的检测中，但由于其灵敏度偏低，只能用于检测含量大于0.01%所的元素，因而在珠宝、玉石的实践检验中主要将其作为辅助手段使用[1]。但随着X射线荧光光谱技术不断完善，其逐渐从辅助手段向主要手段进行过度，在珠宝、玉石检测领域发挥着越来越重要的作用。
1 对珠宝、玉石的鉴别价值
用于制作珠宝、玉石的原料较为常见。目前已经的明确能够作为珠宝、玉石的制作原理的矿物质约有230多种。这些矿物品种中，有些矿物品种之间具有明显差异，使用常规手段进行检验就能对进行有效区分。以无色水晶与白水晶为例进行分析。无色水晶较白水晶在质地方面显得更加透明，光滑与细腻。因而无需通过实验鉴定就可以区分白水晶关于无色水晶。而以金刚石与钻石为例进行分析：金刚石的莫氏硬度为10，高折射率为N=2.417、这是其区别于其他矿物质的主要手段。而通过这一特征，也能有效鉴别金刚石与钻石。
但有些矿石之间的却具有一定相似性，而这种相似性往往难以通过传统的实验方法予以鉴别。以无色长石与无色水晶为例进行分析，白色长石的折射率为：1.52～1.57；而无色水晶的折射率为1.544～1.553。从此可见白色水晶折射率与无色长石折射率差异在0.024至0.034之间。因而通过折射率难以鉴别无色长石与无色水晶。而无色长石的密度为2.65
g/cm3～2.7g/cm3；而无色水晶的密度为2.66g.cm3。由此可见，白色水晶物与无色长石的密度差异为0.01
g/cm3。因而通过密度也无法对无色长石与无色水晶进行判断[2]。
而使用X射线荧光光谱技术对无色长石与无色水晶膜进行分析能够有效鉴定二者。使用X射线荧光光谱技术对二者进行成分分析。无色水晶主要化学成分为二氧化硅，因而其在光谱上主要显示为硅元素；而无色长石的化学成分主要为钠、钾、钙、钡以及铝硅酸盐等。因而其在广谱上则会呈现为钠、钾以及硅元素。而依次便可以对二者进行有效区分。而同样，上述方法具有迁移能力，同样检测方法也可以应用于其他物质鉴定中，如紫晶与紫色方柱石等。
2 对珠宝、玉石的优化处理价值
X射线荧光光谱定性分析主要是依赖不同元素在X射线光谱中多表现的波长不同，从而反向通过X射线多表现出的不同波长对具体元素进行判断。在目前，X射线荧光光谱技术定性分析时主要依靠计算器对光谱进行自动识别，通过计算机极端从而给出光谱波长，进而判断元素种类。但计算机计算也存在一定弊端，其针对元素含量较低的情况以及元素互相干扰的情况，不能进行很好计算。因而在面对复杂情况时，依然需要进行人工计算。其具体操作方法为：使用能够对波长色散进行检测的光谱仪，对元素晶体的间距进行检测。将检测器转动2θ角，对X射线管靶材特征以及X射线和强峰伴随线进行分析。然后对上文所转动的2θ角注剩斜谱线。对斜谱线进行分析，但需要注意：在分析未知的斜谱线时，应充分考量样本来源，性质等因素。阴面出现分析错误，同时也便于其进行综合判断。
目前对于珠宝、玉石的优化处理主要是对填充珠宝、玉石，并对其表层成分进行定性处理。但这种处理方式仅能在有限范围内发挥作用。以目前对红宝石进行处理的主要方法—铅玻璃填充法为例进行分析。这种方法的具体操作为营造真空状体，见优化样本至于真空状态中，采用中低温渐进式的方式对红宝石列痕进行铅玻璃填充。采用这种方法可以有效保存红宝石内部原生晶质包体的晶体。而使用铅对红宝石进行填充，能够有效利用铅元素的反光与折射能力，使其反射功能得到有效发挥。而这种方法在实践中也取得了良好效果。通过这种方法填充的红宝石在光泽上与完好的红宝石一致。且在使用放大镜的情况下，也不易发现修复的痕迹。而使用X射线对破损珠宝与玉石进行检查，其能够通过荧光光谱仪发现铅处理的痕迹。因而使用X射线荧光光谱技术作为检查，能够有效提高检测的标准，从而倒逼实践修复方法的进步。而目前在修复时使用X射线荧光光谱技术作为参照进行分析，可以有效提升优化修复效果。
3 对珠宝、玉石人工合成品与仿制品中的识别
价值
对珠宝与玉石进行仿制的主要原因在于珠宝与玉石资源稀少，因而仿制品在外观与性质上往往十分接近真是珠宝与玉石。但制造仿制产品能够有效满足市场需求，但这带来一定道德风险与法律风险。因而应对仿制产品进行有效判断。以钻石为例进行分析：合成钻石最初使用的元素主要是玻璃为主合成的氧化锆，但由于这种元素所制造的钻石与真实钻石的外观与质地差异较大，因而在实践中被逐渐放弃。目前用以生产钻石的仿制品的宝石主要有无色锆石、无色蓝宝石、合成尖晶石、合成金红石、太酸锶、钆幏榴石、钇铝榴石等。使用这些宝石仿制的钻石在外观与质地上均与真实钻石无显著差异[3]。
而在具体检测中，有些仿制品可以通过常规检测方法予以确认，例如使用合成碳硅石制作的钻石。但有些元素却不能通过常规方法检测予以确定，例如：合成尖晶石。而使用X射线荧光光谱定技术可以有效区别合成尖晶石与钻石。通过比对合成肩颈和钻石的折射率与密度。合成尖晶石折射率为1.727，密度为3.63cm3；而钻石折射率为2.52、密度为3.53cm3。二者具有显著差异能够有效进行区分[4]。
4 对类质相同的珠宝、玉石的鉴定价值
当元素中晶体结构的质点被与其性质不同，但相类似的其他指点代替时就会发生类质同象的现象。类质相同的主要表象现象为：在晶体结构保持不变的情况下，晶格常数与元素物理性质以及元素化学性质发生了变化。而依据变化程度的不同，可以将类质相同分为完全相同与部分相同两种。类质相同对于珠宝、玉石具有重要意义。珠宝本身所呈现的光滑与细腻都与类质相同有关。因而判断珠宝属于何种类质对于珠宝制造，珠宝保存等具有重要意义。
而X射线荧光光谱技术能够有效检测珠宝的类制。其依托的基本原理是珠宝类质的“族”原理。以石榴石为例进行说明，石榴石的化学成分为：A3B2（SiO4），其中A位置主要体现为：Ca2+，而B的位置主要体现为：Al3+。A位置以Mg2+与Fe2+等二价阳离子为主，这些二价阳离子进行类质同象交换形成铝质系列；而B的位置则以Al3+于Cr3+等三价阳离子为主，这些三价阳离子进行类质同象交换形成属于为钙质系列。然后使用X射线荧光光谱技术进行检测，通过对光谱成像的分析确定受检样品属于何种石榴石。
5 结论
本文通过对X射线荧光光谱技术的分析，总结出其在珠宝、玉石鉴定中的价值。具体分析了X射线荧光光谱检测技术在鉴别珠宝、玉石种类；珠宝玉石优化处理；识别人工合成与纺织品以及鉴定类质相同的珠宝、玉石能够起到有效辅助作用。而笔者认为：随着X射线荧光技术不断发展，其将在珠宝与玉石鉴定中起到更为重要的作用。
参考文献
[1]夏清鹏.X射线荧光光谱技术在珠宝玉石鉴定中的应用[J].工程技术（引文版），2016（1）：282.
[2]杨嘉满.X射线荧光光谱技术在珠宝玉石鉴定中的应用[J].轻工标准与质量，2016（4）：64.
[3]王安琪.X射线荧光光谱微区分析在铅锌矿石鉴定上的应用[J].内蒙古煤炭经济，2015（6）：136-137.
[4]许乃岑，沈加林，张静.X射线衍射-X射线荧光光谱-电子探针等分析测试技术在玄武岩矿物鉴定中的应用[J].岩矿测试，2015，34（1）：75.endprint
