寶石鑒定的神器——XRF熒光光譜儀
說到珠寶鑒定師,,你一定認為是一群擁有火眼金睛,一眼辨真假的孫悟空,。如果你要這樣夸小吉,,我也是不反駁噠o(* ̄▽ ̄*)ブ
在科技快速發(fā)展的21世紀,珠寶鑒定師的日常除了肉眼觀察和常規(guī)寶石學特征測試,,還會用到現(xiàn)代儀器對寶石結(jié)構(gòu)和成分進行分析,,例如FTIR、XRF,、EPMA等等,。
今天,大家一起來了解在元素測試方面十分厲害的XRF~
用途一:判定寶石亞種
01,、石榴石族寶石的亞種判定
石榴石族礦物存在著廣泛的類質(zhì)同象替代,,因此每一種石榴石的化學成分亦有較大變化。
其中翠榴石(鈣鐵榴石)和沙弗萊石(鉻釩鈣鋁榴石)同屬綠色系的石榴石,。翠榴石含Cr,,具有鮮嫩的綠色調(diào)和*的火彩(色散值0.057,高于鉆石),,沙弗萊石由于含Cr,、V而呈現(xiàn)鮮艷的綠色,凈度通常也很高,,因此這兩種綠色寶石都非常受歡迎,。
但是翠榴石的產(chǎn)量稀少,且難有大晶體產(chǎn)出,,1克拉以上的優(yōu)質(zhì)翠榴石已經(jīng)非常難得,。因此,翠榴石和沙弗萊石在市場上的價值也存在差異,。
二者顏色相近,,由于同屬石榴石族,存在一些共性,,因此肉眼區(qū)分會有不確定性,。雖然通過折射率、包裹體等特征能將二者區(qū)分,,但是成分分析無疑是準確的證據(jù),。
利用XRF可以分析石榴石是鈣鋁榴石還是鈣鐵榴石,再加上顏色和其它致色元素的共同判定(表1),,就能準確地將兩種石榴石分開,。
02,、帕拉伊巴碧璽的判定
帕拉伊巴碧璽是碧璽中的名貴品種,因早產(chǎn)出于巴西的帕拉伊巴州而得名,,后來指富Cu(銅),、Mn(錳)的藍色、綠色,、藍紫色碧璽,。
通常情況下, Cu(銅),、Mn(錳)元素的含量約在幾千ppm,,以此與Fe致色的藍色碧璽區(qū)分(表2)。
用途三:研究彩色寶石顏色成因
01,、西瓜碧璽(多色碧璽)的顏色成因
碧璽顏色十分豐富,,是不可多見的能承包彩虹色的寶石品種。由于電氣石色帶十分發(fā)育,,常在一個單晶體上出現(xiàn)紅色,、綠色的二色SE帶或三色SE帶,或以C軸為中心由里向外形成色環(huán),,外紅內(nèi)綠則稱西瓜碧璽,,曾因深受慈禧太后的喜愛而廣為人知。
顏色優(yōu)質(zhì)凈度高的大顆粒多色碧璽價格昂貴,。它的漸變色也引起了我們對于顏色成因的好奇,,因此用XRF對一些西瓜碧璽進行了元素線掃描分析。
我們發(fā)現(xiàn),,F(xiàn)e(鐵)和Mn(錳)元素的含量,,隨著顏色由紅向黃再向綠色的過渡均呈現(xiàn)上升趨勢,其中以Fe元素的幅度較大,,而其他元素無明顯規(guī)律(圖6),。
因此我們有理由相信,F(xiàn)e元素對多色碧璽的呈色具有重大意義,。具體如何影響,,有待進一步測試研究。
02,、藍方石的呈色機理
藍方石屬于方鈉石族礦物,,是一種非常稀少的寶石,寶石級產(chǎn)出極低,,顆粒通常很小,,超過1克拉的可謂極其罕見。
藍方石呈現(xiàn)深邃的藍色,,甚至比藍寶石的藍更多了一種帕拉伊巴藍的霓虹感,,外觀十分美麗,。
GUILD實驗室有幸收到一顆0.34克拉的藍方石戒指(圖7),,我們對它進行了寶石學測試,。
藍方石的理想化學式為(Na,Ca)4-8Al6Si6(O,S)24(SO4,Cl)1-2,我們測得的主量元素比例與之相符,,結(jié)合其他寶石學特征,,可確定這是一顆藍方石。
查爾斯濾色鏡下樣品呈現(xiàn)鮮艷的紅色(圖8),,而我們可以看到在UV-VIS(紫外-可見)的測試中,,除了紅區(qū)和藍區(qū),其他區(qū)域的光都被吸收(圖9),,恰好與在日光下和濾色鏡下的呈色相呼應,。
而后對它進行了XRF測試(表3),綜合判定,,我們有理由認為藍方石呈現(xiàn)藍色與Fe元素有關(guān),。
總 結(jié)
XRF作為一種相對耗時少,無損,,制樣簡單的元素分析儀器,,在彩色寶石的檢測工作中發(fā)揮了不少的作用,而微量元素分析也越來越重要,。
GUILD實驗室近40年來致力于建立和完善寶石數(shù)據(jù)庫,,豐富完備的寶石數(shù)據(jù)庫是寶石鑒定和產(chǎn)地判定準確性的科學保障。
注:如無特殊說明,,文中的數(shù)據(jù)均為半定量方法測試,。