1、第 卷第期 年月宝石和宝石学杂志（中英文）收稿日期：基金项目：中国地质大学（武汉）珠宝检测技术创新中心开放基金 作者简介：曹楠（），女，硕士研究生，主要从事宝石学的研究工作。：通讯作者：陈涛（），女，教授，主要从事宝石学方面的研究工作。：注胶海蓝宝石的鉴定方法注胶海蓝宝石的鉴定方法曹楠，陈涛，郑金宇，陈鑫，庄玥，王紫薇，（中国地质大学（武汉）珠宝学院，湖北 武汉 ；湖北省珠宝工程技术研究中心，湖北 武汉 ；中国地质大学（武汉）地球科学学院，湖北 武汉 ）摘要：随着海蓝宝石越来越受消费者的青睐，市场中开始大量出现经过注胶充填处理的海蓝宝石，其在一定程度上改善了海蓝宝石的耐久性与外观，但是在售卖过
2、程中仍需注明为“处理”。采用常规宝石学测试方法及傅里叶变换红外光谱仪、激光拉曼光谱仪等对注胶海蓝宝石的鉴定方法进行了深入的分析和研究。经充填处理的海蓝宝石，折射率为 ，属正常范围，但相对密度偏低（），显微放大检查常可见表面的充填物残余，裂隙处可见充填物与主体存在明显光泽差异，在裂隙深处还可见注胶气泡及蓝紫色的闪光。紫外荧 光 灯 下，充 填 物 多 沿 裂 隙 或 凹 坑 发 出 明 显 蓝 白 色 荧 光。红 外 光 谱 仪 显 示 、处的亚甲基（）与甲基（）的伸缩振动谱带，、处苯环引起的吸收峰及 处的弱吸收峰。拉曼光谱测试显示充填物主要出现 、及 、两组拉曼位移，其中 和 处为甲基（）和亚
3、甲基（）的伸缩振动，其余拉曼位移皆为苯环所致。蓝色闪光与紫外荧光均可作为注胶海蓝宝石最直观便捷的检测方式，而红外光谱和拉曼光谱测试技术为鉴定注胶海蓝宝石提供有力的科学依据。关键词：注胶海蓝宝石；放大观察；紫外荧光；红外光谱；拉曼光谱中图分类号：文献标识码：文章编号：（）：，（，；，；，）：，“”，宝 石 和 宝 石 学 杂 志（中 英 文）年 ，（），（）（），（），（）（），：；海蓝宝石是颜色为浅蓝色、绿蓝色至蓝绿色的绿柱石，为铍铝硅酸盐矿物，因其颜色明洁且透明度高，自古以来深受人们的喜爱，是除了祖母绿之外绿柱石家族中最著名的一个品种。随着市场需求的日益增大，国内海蓝宝石市场持续升温，人们对
4、海蓝宝石的了解也在不断加深，优质海蓝宝石的价格呈阶梯状上涨。在我国大多数地区，如新疆阿尔泰、四川平武等地，海蓝宝石产量较大，有较高品质者，但大多数矿区产出的品质却不是很理想，尤其原石晶体裂隙发育，严重影响到宝石的可观赏性和耐久性。优质海蓝宝石产量有限，因此注胶充填工艺应运而生。目前市场中的海蓝宝石鱼目混杂，天然及经过充填处理的宝石价格相差较大，不少商家将充填处理海蓝宝石当作天然海蓝宝石进行销售，因此为了区分二者，采用仪器检测来提供科学的鉴定依据。目前，国内外已有不少学者通过放大观察、以及红外光谱对充填处理的海蓝宝石特征进行研究，但是这些研究都只采用了部分测试方法，仍存在分析不够全面、鉴定手段欠
5、缺等问题。本文中笔者运用常规宝石学检测（折射率、相对密度、荧光观察、放大观察）与大型仪器测试（红外光谱仪、拉曼光谱仪）对注胶海蓝宝石进行系统的研究，并总结出了一套针对注胶海蓝宝石行之有效的鉴定方法。样品及测试条件1 1样品1 1样品样品来自珠宝市场的经注胶充填的块海蓝宝石原石及块海蓝宝石雕件（图），并对注胶的原石样品进行表面抛光处理。1 2测试条件1 2测试条件注胶海蓝宝石样品的外观特征及显微特征利用 显微照相机进行观察，发光性用波长为 的长波紫外荧光灯进行检测。红外光谱分析采用德国 型傅里叶变换红外光谱仪测试，样品表面抛光，测试条件：直接透射法，测试范围 ，扫描时间，分辨率。拉曼光谱测试利用
6、法国 拉曼光谱仪对注胶海蓝宝石雕件进行测试，测试条件：倍物镜，激发光源 ，光栅 ，测试范围 ，采集时间，扫描次数次。第期曹楠等：注胶海蓝宝石的鉴定方法图注胶海蓝宝石样品：为原石，为雕件 结果与分析2 1常规宝石学测试2 1常规宝石学测试注胶海蓝宝石样品颜色为蓝色浅蓝色，抛光面呈玻璃光泽，内部裂隙与包裹体较多，裂隙集中区呈现出絮状外观，影响了宝石整体的透明度，为半透明微透明（图）。从表可以直观地看出注胶充填的海蓝宝石折射率与天然海蓝宝石折射率数值相差无几，且处在天然海蓝宝石的正常数值范围 （）内。通过静水称重法对样品密度进行测试，大部分样品的相对密度虽然在天然海蓝宝石密度范围（）中，但普 遍 偏
7、 低，有 个 别 样 品、和密度值均低于天然宝石。由此可知，密度测试只能作为鉴别海蓝宝石是否经过注胶充填的辅助依据。在长波与短波紫外荧光的测试中，样品多具有蓝白色荧光，而天然海蓝宝石荧光为惰性。放大检查结果显示注胶海蓝宝石原石表面附着有油脂光泽的透明物质（图），为残余的充填物，且光泽低于海蓝宝石主体的光泽。在反射光下，样品表面可见不规则细纹（图），检查裂缝，很明显看到其内部存在充填物质，一些靠近表面的裂缝和凹坑中留有淡黄色痕迹，与主体宝石有着明显的光泽差异（图，图）。在裂缝的深处，可观察到成群的气泡（图，图），转动注胶海蓝宝石样品，平行观察其内部充填裂隙面时可见蓝紫色的闪光效应（图，图），可作
8、为注胶充填处理的鉴别依据。表注胶海蓝宝石样品的常规宝石学特征 样品号颜色透明度质量折射率相对密度长波紫外灯下荧光特征短波紫外灯下荧光特征蓝色微透明 中蓝白色弱蓝白色蓝色微透明 中蓝白色弱蓝白色浅蓝色微透明 强蓝白色弱蓝白色蓝色微透明 中蓝白色弱蓝白色绿蓝色微透明 弱蓝白色弱蓝白色浅蓝色微透明 中蓝白色弱蓝白色蓝色微透明 （点测）弱蓝白色无荧光浅蓝色半透明 （点测）中蓝白色弱蓝白色蓝色半透明 （点测）中蓝白色弱蓝白色 蓝色微透明 （点测）中蓝白色弱蓝白色宝 石 和 宝 石 学 杂 志（中 英 文）年图注胶海蓝宝石样品的放大观察特征 （）注胶原石表面的充填物残余；（）表面不规则细纹；（）充填凹坑；
9、（）充填裂隙；（）注胶裂隙处的气泡；（）蓝色闪光图紫外荧光灯下注胶海蓝宝石样品的发光特征 2 2发光特征2 2发光特征在长波（）紫外荧光灯下，样品均具有蓝白色荧光，这与天然海蓝宝石的荧光惰性相区别。发光物质主要位于原石的未抛光表面以及裂隙处。裂隙内的充填物清晰可见，形成一系列蓝色线条，延伸至整个表面，处理过的裂缝越宽、越多，蓝白色荧光则越强。由图所示，注胶海蓝宝石原石样品 荧光最强，其充填程度也最高，而样品荧光较弱，充填并不充分。在注胶海蓝宝石雕件中，样品仅有延伸至表面的裂隙处具有发光特征，其余样品因裂隙发育且充填程度较高而具有较强的荧光。该方法在鉴别充填处理的海蓝宝石中最为直观便捷，但是个别
10、样品因充填不充分而荧光很弱，因此是很好的辅助鉴别方式。2 3红外光谱特征2 3红外光谱特征在反射法测试中，块样品均未显示与有机物相关的吸收峰，因此对注胶海蓝宝石原石制备成厚 的双面平行的切片，采用透射法检测。红外光谱测试结果（图）显示，其中 处的吸收与 分子的反对称伸缩振动有关，、处的弱吸收峰由 氢化合物的 伸 缩 振 动 产 生，归 属 于 （）多聚合离子的伸缩振动。除了海蓝宝石结构通道配合物的振动所引起的吸收峰外，红外 光 谱 还 出 现 、等处有机物引起的吸收峰，显示充填物为环氧树脂。块样品均具有 、处个红外吸收峰的组合，其中 处为亚甲基（）的对称伸缩第期曹楠等：注胶海蓝宝石的鉴定方法图
11、注胶海蓝宝石原石样品的红外吸收光谱 振动所致，处为亚甲基（）的反对 称 伸 缩 振 动 所 致，处 为 甲 基图激光拉曼显微照相的注胶海蓝宝石样品的裂隙 （）样品，；（）样品，；（）样品，；（）样品 ，（）的反对称伸缩振动所致。除样品 外，其 他 注 胶 海 蓝 宝 石 原 石 均 具 有 处由苯环中不饱和碳原子导致的伸缩振动所引起的锐形吸收峰，这与上述注胶原石样品充填程度最低相对应。此外，只有样品 的 红 外 光 谱 具 有 及 处的吸收峰，说明该样品的充填程度较高，属于苯环中不饱和碳原子导致的伸缩振动，虽未查到具体归属，但可作为注胶处理的辅助信息。2 4拉曼光谱特征2 4拉曼光谱特征对于海
12、蓝宝石雕件，红外光谱透射法不能很好的透过，因此进行拉曼光谱检测。拉曼光谱不受样品雕工的限制，可以直接测试样品延伸至表面的裂隙处，从而有效地判断样品是否经过充填处理。图为注胶海蓝宝石雕件裂隙处在拉曼显微放大 倍、倍的表面成像图，其中标记处为拉曼激光定位处。拉曼光谱可以准确地定位在海蓝宝石裂隙的充填物上。由图像显示，裂隙充填物的光泽明显低于宝石主体，且二者存在细微的颜色差异（图）。对比样品 抛光平面的拉曼光谱（图）发现，注胶雕件样品在裂隙处的检测都出现了充填物的特征拉曼位移（图 图）。海蓝宝宝 石 和 宝 石 学 杂 志（中 英 文）年图注胶海蓝宝石样品的拉曼光谱 石的拉曼位移峰主要位于 、及 处
13、，其中 、处拉曼峰和 环的弯曲振动有关，处拉曼峰为 的对称伸缩振动所致、处拉曼峰是 的非对称伸缩振动，处拉曼峰被归属为通道内 的型 水。充 填 物 主 要 出 现 、及 、处两组拉曼位移组合。前三条强谱带皆与苯基有关，、处属苯基中具有共价键的伸缩振动所致，处属苯环的 面 内 弯 曲 振 动 所 致；后 三 条 强 谱 带 处 属苯环的 伸 缩振 动 所 致，和 属甲基（）和亚甲基（）的伸缩振动所致。这是环氧树脂的特征拉曼光谱。结论（）注胶充填的海蓝宝石折射率在正常值范围内，其相对密度普遍偏低，可作为辅助鉴别依据。放大观察可看到表面的充填物残余、与主体宝 石有光 泽 差 异 的裂 隙充填物及气泡
14、和蓝 色闪光。（）海蓝宝石呈荧光惰性，而注胶充填的海蓝宝石中充填物多位于裂隙或凹坑中，因此荧光特征是沿着缺陷分布的。但是紫外荧光测试也有一定的局限，即当充填不充分时，荧光特征并不明显甚至无荧光特征。（）红外光谱检测显示充填物的特征谱带，样品均具有 、处三个红外吸收峰的组合，为（）与（）的伸缩振动；个别样品在 和 存在苯环引起的吸收与 处的弱吸收峰。（）拉曼光谱测试显示了除了其本身结构基团的拉 曼 位 移 外，注 胶 海 蓝 宝 石 明 显 多 出 了 、及 与苯基有关的 谱 带 与 和 处（）和（）的伸缩振动引起的拉曼位移。该方法不受样品形状的限制且可以快速无损准确地定位到裂隙充填物。第期曹楠
15、等：注胶海蓝宝石的鉴定方法参考文献：张蓓莉系统宝石学版北京：地质出版社，：，（）王雅玫，杨明星中低档宝石的充填处理宝石和宝石学杂志（中英文），（）：，（）：，（）李建军，刘晓伟，程佑法，等充填海蓝宝石的特征及鉴定中国宝石，（）：，（）：（），（）：王铎，陈征，邓常劼，等宝石有机胶充填的探讨宝石和宝石学杂志（中英文），（）：，（）：（）贾琼，李国贵，李雪明，等 漂白充填海蓝宝石的特征与鉴定 宝石和宝石学杂志（中英文），（）：，（）：（）中国国家标准化委员会 珠宝玉石 鉴定 北京：中国标准出版社，：，（）亓利剑，叶松，向长金，等 绿柱石通道中配合物的振动光谱和辐照裂解地质科技情报，（）：，（）：（）杨渊不同有机物充填翡翠红外光谱及其谱峰归属分析上海：同济大学，：，（）涂彩，汤红云，陆晓颖，等利用拉曼光谱鉴别优化处理宝玉石上海计量测试，（）：，（）：（），（）（）：，（）：杨如增，杨松红外光谱和拉曼光谱在热处理海蓝宝石鉴定中的应用宝石和宝石学杂志（中英文），（）：，（）：（）戴苏兰，曲蔚，夏玉梅，等 碧玺充填处理鉴定与充填程度分级研究 矿物岩石，（）：，（）：（）祖恩东，陈大鹏，张鹏翔 翡翠货的拉曼光谱鉴别 光谱学与光谱分析，（）：，（）：（）
