一种绿松石仿品的宝石学鉴定特征

一种绿松石仿品的宝石学鉴定特征

陈 犁

（黑龙江省计量检定测试研究院，黑龙江 哈尔滨 150036）

     摘 要：随着经济的快速发展，各类珠宝玉石商品迅速走红。其中绿松石也被众多商家和消费者追捧，价格日益高涨。但绿松石的产量必竟有限，随之而来的，一些商家开始利用各种人工仿制品及天然仿冒品来以假充真，推向市场获得巨额利润。其中，一种不常见的绿松石仿制品在市场上出现了。笔者分别采用常规珠宝玉石检测仪器及傅里叶红外光谱仪（FTIR）、钨灯丝扫描电子显微镜、X射线能谱仪(EDS) 、紫外-可见光谱仪等大型仪器对仿制品的宝石学、矿物学特征进行了分析。结果表明该样品成分为明矾。而红外光谱1730 cm-1附近吸收峰表明样品经过充填处理，紫外-可见吸收光谱中在680nm处的吸收带说明样品同时经过了染色处理。

    关键词：仿绿松石；明矾；成分；充填处理，染色处理

绿松石，英文名称turquoise。又称土耳其玉，我国四大名玉之一，属于磷酸盐矿物。因其形似松球，色近松绿，故得名“松石”。通常呈块状或皮壳状隐晶质集合体，浅至中等蓝色，绿蓝色至绿色，常有斑点，网脉或暗色矿物杂质。蜡状至玻璃光泽，摩氏硬度5—6，密度2.76（+0.14，-0.36）g/cm3  ,点测法折射率值通常为1.61，偶见420nm，432nm，460nm吸收带。

绿松石常见的处理方法有三种：浸蜡，充填处理，染色处理。表面浸蜡是用蜡来封住细微的孔隙，增加表面完美度。充填处理是在表面注入无色或有色塑料或加有金属的环氧树脂等材料，来改善外观。染色处理是将无色或浅色的绿松石材料染成蓝色，蓝绿色，绿色；或用材料染成黑色以模仿暗色基质。

近年来由于绿松石的饰品的流行，绿松石价格不断上涨，绿松石的仿制品也越来越多。如人工合成松石（图1）。染色白松原料为白松，学名菱镁矿，产地内蒙辽宁……地摊，跳骚市场多见，染色而成（图2）。“帝皇石”是一种质地有漂亮线纹，可以加色的石头，可以染成万紫千红色，原料产地云南，因为松石大涨的原因，它的名字改成了帝皇松（图3）。各种人工仿品和将其它天然原石经人工处理后的仿冒绿松石在市场上层出不穷。

图1人工合成松石

图2染色白松

图3“帝皇松”

最近，笔者在市场上发现一种绿松石仿品，其颜色，光泽，质感与蓝色瓷松相似，如图4。但其折射率，密度等与绿松石有明显区别，经过检测其成分为明矾，而且经过染色、充填处理。

图4样品和天然绿松石

1  样品与测试方法

样品是一个蓝绿色鼓形珠（桶珠），不透明，蜡状光泽至玻璃光泽，粒状结构，白色斑状或脉状纹理，无黑色或黑褐色网脉，即“铁线”如图1样品。

为了得到准确的检测结果，我们首先先采用了常规珠宝检测仪器对样品进行初步测试，将测得数据与绿松石进行了对比；然后，使用红外光谱仪,扫描电子显微镜,X射线荧光能谱仪（EDXRF）及紫外可见光谱仪对样品进行进一步分析，以获得化学组成，结构及优化处理等方面的信息。

图2测试样品

2  检测及结果分析

2.1  常规宝石学测试

使用常规珠宝检测仪器，如：折射仪，宝石显微镜，电子天平，紫外荧光观察箱等对样品进行检测。

表1  样品的宝石学特性

样品为玻璃光泽至蜡状光泽，不透明，放大检查样品无明显杂质及包体，表面有白色斑状纹理，经放大观察为矿物内部细小的裂纹，由于样品可能经过浸蜡处理，检验初期白色纹理不明显，但随着蜡质的挥发裂纹逐渐明显。从常规检测数据来看，样品常规宝石学数据与绿松石有一定差距，常规检测样品未发现明显染色及充填处理痕迹。

2.2  红外光谱测试

使用美国尼高力Nicolet 6700型傅里叶变换红外光谱仪对样品进行分析，实验采用溴化钾（KBr）压片法，测试条件：取谱范围400～4 000 cm-1，仪器分辨率为8 cm-1,扫描次数32次，动镜速度0.632 9 mm/s，自动增益，测试结果见图5。

图5 样品的红外图

从图上可以看出，该矿物的红外图谱由SO4基团内模式，OH基团和晶格振动模式组成，其中1027 cm-1归属于SO4基团的ν1（A1）对称伸缩振动，1086.97，1158.99，1228.67 cm-1归属于SO4基团的v3非对称伸缩振动，600.29，628.98，684.10 cm-1归属于SO4基团的ν4（A1+E）弯曲振动,其中SO4基团的ν2（E）在470 cm-1±的峰由于太弱而被噪点掩盖。而3486.00，3510.60 cm-1的强吸收峰为νOHOH基团伸缩振动［1］。

通过比检索闻辂等编著的《矿物的红外光谱学》及彭文世，刘高魁编著的《矿物红外光谱图集》对比样品特征吸收峰确定其与明矾（KAl(SO4)2·12H2O

）的吸收峰吻合。

其中，2925.01 cm-1处的νas（CH2）不对称伸缩振动，2 847.00 cm-1处的νs（CH2）对称伸缩振动［2］，说明样品经过浸蜡处理，即传统珠宝界所谓的“过蜡”。而1727.19 cm-1处吸收峰与ν（C=O）的伸缩振动有关，此吸收峰的存在表明样品经过人造树脂充填处理［3］。

2.3微形貌及成分分析

    使用捷克TESCAN生产的VEAG XⅡML型钨灯丝扫描电子显微镜、德国布鲁克公司QUANTAX X射线荧光能谱仪（125 eV）对样品进行成分半定量分析，分析结果见表2。

图6 样品的扫描电子显微镜图

由图6所示样品为粒状结构，矿物颗粒较为均匀，质地较细腻。

图7 样品的X射线能谱图

    从能谱仪的检测结果来看图7，样品主要由O、S、K、Al、C元素组成，且组成元素的质量份数与明矾（KAl(SO4)2·12H2O）理论值一致，见表1.

表2 样品的化学成分

2.4  紫外-可见光谱仪测试

  为了检测样品颜色成因，使用GEM3000紫外-可见光谱仪测试紫外可见光谱仪对样品进行测试。实验条件：积分时间90 ms,波长范围220～1 000 nm，平均次数20次，平滑宽度2，结果如图8。

    样品紫外-可见光谱在400～500 nm的波长内吸收峰和绿松石有差异，在680 nm吸收带显示样品经过染色处理，并且使用的染色剂与绿松石常用的染色剂相似。

图8 样品紫外-可见光谱吸收光谱

3  结论

  明矾为一种无机化合物，是含有结晶水的硫酸钾和硫酸铝复盐的无色晶体。可利用来制造皮革，造纸等。利用明矾矿经过染色充填处理来做为绿松石的仿品，在市场上并不多见，但从本次检测的样品来看仿品的外观与绿松石相似度很高，对于普通消费者来的说用肉眼把染色明矾矿与天然绿松石区分开来还是有一定难度的，但是样品无“铁线”，白色斑状纹理较明显。常规检验时，其折射率1.57～1.58（点测），密度2.65g/cm3可以迅速将其与绿松石区分开来。

  进一步经红外测试，其红外光谱470～1230 cm-1之间的SO4基团吸收峰，可以明显区别于绿松石PO4基团吸收峰，但由于同样是含水金属盐类矿物，二者在3000～3500 cm-1之间的νOHOH基团伸缩振动吸收峰有相似之处。1730 cm-1附近吸收峰表明样品经过充填处理。

  紫外-可见吸收光谱680 nm吸收带，说明样品经过染色处理，并且染色剂种类与绿松石常用的染色剂相似。但使用紫外-可见吸收光谱仪检测时需注意，样品某些位置的在430 nm处有弱的吸收趋势，这一点与绿松石有相似之处，具有迷惑性，可能是样品中杂质矿物和染色剂共同造成的。

参考文献

1.中国国家质量监督检验检疫总局，中国国家标准化管理委员会．GB/T16553-2017  珠宝玉石 鉴定．(S)．北京:中国标准出版社，2018．

2.中国国家质量监督检验检疫总局，中国国家标准化管理委员会．GB/T16552-2017  珠宝玉石 名称．(S)．北京:中国标准出版社，2018．

3.闻辂等，梁婉雪，章正刚，等.矿物的红外光谱学[M].重庆：重庆大学出版社，1989：65.

4.张蓓莉.系统宝石学［M］.2版.北京:北京地质出版社,2006:122

5.张蓓莉.系统宝石学［M］.2版.北京:北京地质出版社,2006:397

6.戴慧，亓利剑，蒋小平，等.含环氧树脂的胶黏剂充填处理及染色处理绿松石的谱学特征［A]//2013珠宝首饰学术交流会论文集[C].北京：地址出版社，2013.