X射線熒光光譜技術應用于珠寶玉石鑒定的價值分析

張佑云

摘 要 采用X射線熒光光譜技術對珠寶、玉石進行鑒定，能對鑒別珠寶、玉石種類；珠寶、玉石優化處理；識別人工合成與仿制品以及鑒定類質相同的珠寶、玉石起到有效輔助作用。其后通過表層成分分析方法，為珠寶、玉石的鑒定提供了新的路徑。本文以X射線為視角，通過分析其在珠寶、玉石鑒定中的作用，總結出其具有的鑒定價值，以期為實踐中更好地利用X射線熒光管鑒定做出理論貢獻。

關鍵詞 X射線熒光光譜；珠寶玉石；鑒定

中圖分類號 TG1 文獻標識碼 A 文章編號 2095-6363（2017）16-0006-02

X射線熒光光譜技術分析又稱X射線發射光譜分析，是指：通過使用X射線確定待檢物質中含有的微量元素類別以及其具體含量的一種檢測方法。X光譜進行檢查能夠對待檢查樣本走出精確定性分析與定量分析，具有檢測方法便捷，檢測準準確度高的優點。因而在我國具體實踐中，X射線熒光光譜檢測主要應用的貴重金屬相關方面檢測。而隨著X射線熒光光譜技術在實踐中不斷發展。目前X射線熒光光譜技術也被應用于主要的珠寶玉石的檢測中，但由于其靈敏度偏低，只能用于檢測含量大于0.01%所的元素，因而在珠寶、玉石的實踐檢驗中主要將其作為輔助手段使用[1]。但隨著X射線熒光光譜技術不斷完善，其逐漸從輔助手段向主要手段進行過度，在珠寶、玉石檢測領域發揮著越來越重要的作用。

1 對珠寶、玉石的鑒別價值

用于制作珠寶、玉石的原料較為常見。目前已經的明確能夠作為珠寶、玉石的制作原理的礦物質約有230多種。這些礦物品種中，有些礦物品種之間具有明顯差異，使用常規手段進行檢驗就能對進行有效區分。以無色水晶與白水晶為例進行分析。無色水晶較白水晶在質地方面顯得更加透明，光滑與細膩。因而無需通過實驗鑒定就可以區分白水晶關于無色水晶。而以金剛石與鉆石為例進行分析：金剛石的莫氏硬度為10，高折射率為N=2.417、這是其區別于其他礦物質的主要手段。而通過這一特征，也能有效鑒別金剛石與鉆石。

但有些礦石之間的卻具有一定相似性，而這種相似性往往難以通過傳統的實驗方法予以鑒別。以無色長石與無色水晶為例進行分析，白色長石的折射率為：1.52～1.57；而無色水晶的折射率為1.544～1.553。從此可見白色水晶折射率與無色長石折射率差異在0.024至0.034之間。因而通過折射率難以鑒別無色長石與無色水晶。而無色長石的密度為2.65

g/cm3～2.7g/cm3；而無色水晶的密度為2.66g.cm3。由此可見，白色水晶物與無色長石的密度差異為0.01

g/cm3。因而通過密度也無法對無色長石與無色水晶進行判斷[2]。

而使用X射線熒光光譜技術對無色長石與無色水晶膜進行分析能夠有效鑒定二者。使用X射線熒光光譜技術對二者進行成分分析。無色水晶主要化學成分為二氧化硅，因而其在光譜上主要顯示為硅元素；而無色長石的化學成分主要為鈉、鉀、鈣、鋇以及鋁硅酸鹽等。因而其在廣譜上則會呈現為鈉、鉀以及硅元素。而依次便可以對二者進行有效區分。而同樣，上述方法具有遷移能力，同樣檢測方法也可以應用于其他物質鑒定中，如紫晶與紫色方柱石等。

2 對珠寶、玉石的優化處理價值

X射線熒光光譜定性分析主要是依賴不同元素在X射線光譜中多表現的波長不同，從而反向通過X射線多表現出的不同波長對具體元素進行判斷。在目前，X射線熒光光譜技術定性分析時主要依靠計算器對光譜進行自動識別，通過計算機極端從而給出光譜波長，進而判斷元素種類。但計算機計算也存在一定弊端，其針對元素含量較低的情況以及元素互相干擾的情況，不能進行很好計算。因而在面對復雜情況時，依然需要進行人工計算。其具體操作方法為：使用能夠對波長色散進行檢測的光譜儀，對元素晶體的間距進行檢測。將檢測器轉動2θ角，對X射線管靶材特征以及X射線和強峰伴隨線進行分析。然后對上文所轉動的2θ角注剩斜譜線。對斜譜線進行分析，但需要注意：在分析未知的斜譜線時，應充分考量樣本來源，性質等因素。陰面出現分析錯誤，同時也便于其進行綜合判斷。

目前對于珠寶、玉石的優化處理主要是對填充珠寶、玉石，并對其表層成分進行定性處理。但這種處理方式僅能在有限范圍內發揮作用。以目前對紅寶石進行處理的主要方法—鉛玻璃填充法為例進行分析。這種方法的具體操作為營造真空狀體，見優化樣本至于真空狀態中，采用中低溫漸進式的方式對紅寶石列痕進行鉛玻璃填充。采用這種方法可以有效保存紅寶石內部原生晶質包體的晶體。而使用鉛對紅寶石進行填充，能夠有效利用鉛元素的反光與折射能力，使其反射功能得到有效發揮。而這種方法在實踐中也取得了良好效果。通過這種方法填充的紅寶石在光澤上與完好的紅寶石一致。且在使用放大鏡的情況下，也不易發現修復的痕跡。而使用X射線對破損珠寶與玉石進行檢查，其能夠通過熒光光譜儀發現鉛處理的痕跡。因而使用X射線熒光光譜技術作為檢查，能夠有效提高檢測的標準，從而倒逼實踐修復方法的進步。而目前在修復時使用X射線熒光光譜技術作為參照進行分析，可以有效提升優化修復效果。

3 對珠寶、玉石人工合成品與仿制品中的識別

價值

對珠寶與玉石進行仿制的主要原因在于珠寶與玉石資源稀少，因而仿制品在外觀與性質上往往十分接近真是珠寶與玉石。但制造仿制產品能夠有效滿足市場需求，但這帶來一定道德風險與法律風險。因而應對仿制產品進行有效判斷。以鉆石為例進行分析：合成鉆石最初使用的元素主要是玻璃為主合成的氧化鋯，但由于這種元素所制造的鉆石與真實鉆石的外觀與質地差異較大，因而在實踐中被逐漸放棄。目前用以生產鉆石的仿制品的寶石主要有無色鋯石、無色藍寶石、合成尖晶石、合成金紅石、太酸鍶、釓幏榴石、釔鋁榴石等。使用這些寶石仿制的鉆石在外觀與質地上均與真實鉆石無顯著差異[3]。

而在具體檢測中，有些仿制品可以通過常規檢測方法予以確認，例如使用合成碳硅石制作的鉆石。但有些元素卻不能通過常規方法檢測予以確定，例如：合成尖晶石。而使用X射線熒光光譜定技術可以有效區別合成尖晶石與鉆石。通過比對合成肩頸和鉆石的折射率與密度。合成尖晶石折射率為1.727，密度為3.63cm3；而鉆石折射率為2.52、密度為3.53cm3。二者具有顯著差異能夠有效進行區分[4]。

4 對類質相同的珠寶、玉石的鑒定價值

當元素中晶體結構的質點被與其性質不同，但相類似的其他指點代替時就會發生類質同象的現象。類質相同的主要表象現象為：在晶體結構保持不變的情況下，晶格常數與元素物理性質以及元素化學性質發生了變化。而依據變化程度的不同，可以將類質相同分為完全相同與部分相同兩種。類質相同對于珠寶、玉石具有重要意義。珠寶本身所呈現的光滑與細膩都與類質相同有關。因而判斷珠寶屬于何種類質對于珠寶制造，珠寶保存等具有重要意義。

而X射線熒光光譜技術能夠有效檢測珠寶的類制。其依托的基本原理是珠寶類質的“族”原理。以石榴石為例進行說明，石榴石的化學成分為：A3B2（SiO4），其中A位置主要體現為：Ca2+，而B的位置主要體現為：Al3+。A位置以Mg2+與Fe2+等二價陽離子為主，這些二價陽離子進行類質同象交換形成鋁質系列；而B的位置則以Al3+于Cr3+等三價陽離子為主，這些三價陽離子進行類質同象交換形成屬于為鈣質系列。然后使用X射線熒光光譜技術進行檢測，通過對光譜成像的分析確定受檢樣品屬于何種石榴石。

5 結論

本文通過對X射線熒光光譜技術的分析，總結出其在珠寶、玉石鑒定中的價值。具體分析了X射線熒光光譜檢測技術在鑒別珠寶、玉石種類；珠寶玉石優化處理；識別人工合成與紡織品以及鑒定類質相同的珠寶、玉石能夠起到有效輔助作用。而筆者認為：隨著X射線熒光技術不斷發展，其將在珠寶與玉石鑒定中起到更為重要的作用。

參考文獻

[1]夏清鵬.X射線熒光光譜技術在珠寶玉石鑒定中的應用[J].工程技術（引文版），2016（1）：282.

[2]楊嘉滿.X射線熒光光譜技術在珠寶玉石鑒定中的應用[J].輕工標準與質量，2016（4）：64.

[3]王安琪.X射線熒光光譜微區分析在鉛鋅礦石鑒定上的應用[J].內蒙古煤炭經濟，2015（6）：136-137.

[4]許乃岑，沈加林，張靜.X射線衍射-X射線熒光光譜-電子探針等分析測試技術在玄武巖礦物鑒定中的應用[J].巖礦測試，2015，34（1）：75.endprint