關于珠寶玉石鑒定中的紅外光譜技術應用

胡衍良

摘 要：隨著人們對生活品質提出的更高要求，珠寶玉石越來越受到人們的關注，而隨之產生的就是珠寶玉石的真偽、好壞的辨別問題。紅外光譜技術作為一種高靈敏度的微量氣體檢測技術，將該技術應用到珠寶玉石的鑒定中，用以分析珠寶玉石的成分、結構，不僅能夠以此辨別珠寶玉石的種類，也能夠用以鑒定寶石的真偽、天然或是合成，同時鑒定結果的準確性也能得到保證。該文在闡述紅外光譜技術應用原理和應用方法的基礎上，對紅外光譜技術在珠寶玉石鑒定中的應用進行了分析。

關鍵詞：珠寶玉石 紅外光譜技術 鑒定 應用

中圖分類號：TS933 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）02（c）-0093-02

科學技術快速發展的今天，各種高新技術在珠寶玉石加工、合成中的使用，也增加了寶石鑒定的難度。為了更好地應對這種問題，寶石鑒定技術也應隨之進行更新，以便保證寶石鑒定結果的準確性。在珠寶玉石鑒定中，紅外光譜技術的應用可以在保證珠寶玉石完好無損的前提下，對寶石進行科學、準確、便捷地鑒定，是人們了解寶石信息的重要方法，有利于人們掌握寶石的種類和結構，而利用這種技術產生的鑒定結果也是人們辨別寶石真偽，是天然還是合成的有力依據。

1 紅外光譜技術的應用原理

紅外光譜技術作為一種高靈敏度的微量氣體檢測技術，也是目前珠寶玉石行業較常使用的一種鑒定技術，可以實現在保證寶石完好無損的前提下，對珠寶玉石進行便捷、準確地鑒定，而這種技術的應用需要依靠紅外光譜儀來實現。在珠寶玉石鑒定中，紅外光譜技術的應用原理是利用一束不同波長的紅外射線對寶石的分子進行照射，并依據寶石對某種波長紅外射線的吸收而生成紅外光譜圖，進而依此對珠寶玉石的各種特性進行鑒定。紅外光譜技術在珠寶玉石鑒定中的應用，主要是對不同寶石的紅外光吸收特征的利用，有利于鑒別寶石的種屬、真偽等特性。在珠寶玉石鑒定中，利用紅外光譜技術對寶石官能團進行分析，有助于掌握寶石的分子結構和種類。紅外光譜技術的應用基礎是鑒定人員要掌握一定的紅外光譜知識，并且要具備豐富的珠寶鑒定經驗，據此對珠寶玉石的紅外光譜圖進行分析，可以掌握珠寶玉石的分子結構信息，而這也是分析珠寶玉石種類、真偽的主要依據。現如今，紅外光譜技術已成為珠寶玉石鑒定的主要手段之一，也能夠保證鑒定結果的準確性。

2 紅外光譜技術的應用方法

紅外光譜技術是基于對紅外光的應用而產生的，從波長角度分析，紅外光譜的波長主要處于0.78～1 000 μm范圍，這代表紅外光譜的波數范圍是12 820～10 cm-1。紅外光譜的譜區主要包括3個，分別是遠紅外（400～10 cm-1）、中紅外（4 000～400 cm-1）和近紅外（12 820～4 000 cm-1）。在珠寶玉石鑒定中，對寶石分子鍵的分析主要是依靠中紅外光譜來實現，而對珠寶玉石振動特性等化學鍵信息的分析主要依靠近紅外光譜來實現。目前，紅外光譜技術的應用方法主要包括2種，即透射法與反射法。其中，透射法又分為直接透射和粉末透射；反射法又分為鏡反射、漫反射、衰減全反射和紅外顯微鏡反射。在珠寶玉石鑒定中，直接透射法作為一種無損測試分析法，能夠分析出珠寶玉石是否填充了有機高分子材料及材料類型。粉末透射法的應用需要使用到珠寶玉石的粉末，所以這種透射方法是一種有損測試法。此外，紅外光譜技術的應用特點是具備較高的準確性、高效性和便捷性，不僅能夠更加高效地完成對珠寶玉石的鑒定，鑒定過程中也比較簡單，也能夠保證鑒定結果的準確性。

3 紅外光譜技術在珠寶玉石鑒定中的應用

3.1 寶石種屬的鑒定

不同類型的寶石對紅外光的吸收效果有一定的區別，其所具備的紅外吸收特征也不同。在珠寶玉石鑒定中，利用紅外光譜技術對珠寶玉石進行鑒定，并分析寶石的紅外光譜圖，可以有效地辨別珠寶玉石的種屬。對珠寶玉石種屬的鑒定主要使用到紅外光譜技術的反射法，即利用紅外光照射珠寶玉石的表面，并分析珠寶玉石表面對紅外光的反射，可以準確鑒定出珠寶玉石的種屬。尤其是對于品種相似的珠寶玉石的辨別，利用這種技術可以準確分辨出不同品種的寶石。比如，和田玉與硅灰石這兩種礦物，從密度和硬度來看，這兩種礦物極為相似，和田玉的密度是2.90～3.10，硬度是6.0～6.5；硅灰石的密度是2.75～3.10，硬度是4.5～5.5。在鑒別這兩種礦物的時候，一般的常規檢測方法很難準確辨別出兩種礦物，但利用紅外光譜技術進行鑒定，通過分析兩種礦物的紅外光譜特性，可以準確地對和田玉和硅灰石進行辨別。

3.2 天然與合成寶石的鑒定

天然珍貴的寶玉石因為缺乏資源，所以產量比較小，而這也催生出了合成寶石這種行業。從物理化學性質上來看，天然寶石與合成寶石的區別微乎其微，如果是利用一般常規的檢測方法，很難準確辨別天然寶石與合成寶石，需要依靠紅外光譜技術進行鑒定。例如，天然祖母綠與合成祖母綠從折射率、密度等物理特征上來看，合成祖母綠與天然祖母綠極為相似，利用常規檢測方法無法準確辨別某塊祖母綠是天然的還是合成的。而通過利用紅外光譜技術，從水分子伸縮振動、強度等方面對祖母綠進行檢測，并分析檢測結果，可以準確、高效地鑒別祖母綠是屬于天然還是合成，并且檢測過程也不會對祖母綠造成損壞。一般用以合成祖母綠的方法有2種，分別是助溶劑法和水熱法。利用紅外光譜技術檢測祖母綠的結晶水吸收峰，可以準確辨別天然與合成祖母綠，因為天然祖母綠的結晶水吸收峰為3 400～3 800 cm-1，但不包括3 490、2 995、2 830、2 745 cm-1等幾個點。合成祖母綠的結晶水吸收峰卻不同，其中以水熱法合成的祖母綠在幾個特定點有結晶水吸收峰，如4 357、3 490、2 995、2 745、2 830 cm-1等，而以助溶劑法合成的祖母綠沒有結晶水吸收峰。通過對祖母綠結晶水吸收峰的檢測，可以準確鑒定出天然祖母綠與合成祖母綠。此外，紅外光譜技術也可用于鑒定以水熱法合成的紅寶石、以查塔姆助溶劑法合成的紅寶石，等等。另外，利用紅外光譜技術也能夠鑒定珠寶玉石是天然還是經過優化處理。通過利用紅外光譜技術對翡翠進行檢測，并分析紅外光譜圖中3 100～2 800 cm-1的羥基吸收峰，可以準確鑒定出翡翠是否經過漂白充填處理，有利于鑒別經過優化處理的翡翠與天然翡翠。

3.3 寶石及其仿制品的鑒定

在珠寶玉石鑒定中，紅外光譜技術也常被用于鑒定珠寶玉石及其仿制品。寶石及其仿制品在外觀、特殊性質等方面都極為相似，利用常規檢測方法很難準確辨別寶石是正品還是仿制品，但通過利用紅外光譜技術，則可以準確鑒定寶石及其仿制品。例如，鉆石與合成立方氧化鋯，合成立方氧化鋯雖是對鉆石的仿制，但無論是外觀，還是特質都沒有太大的區別，而利用紅外光譜技術對兩種物質進行檢測，通過分析兩種物質的紅外反射測試結果，可以準確、快速地對鉆石和合成立方氧化鋯進行鑒定。此外，紅外光譜技術也可用于鑒定紫晶與紫色方柱石、琥珀與硬樹脂仿制品，等等。

4 結語

在珠寶玉石鑒定領域，紅外光譜技術作為一種重要鑒定手段，通過分析珠寶玉石的官能團信息及化學成分，可以準確鑒定出珠寶玉石的化學成分，并為珠寶玉石真偽、天然與合成的鑒定提供支持。同時，利用紅外光譜技術鑒定珠寶玉石，不僅能夠在不損傷珠寶玉石的前提下，提高鑒定速度，也能夠保證鑒定結果的準確性，而這也為紅外光譜技術在珠寶玉石鑒定中的應用奠定了基礎。

參考文獻

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