中国地质大学(武汉)珠宝学院, 湖北 武汉 430074
采用常规宝石学测试方法, 结合能量色散型X射线荧光光谱仪、 激光拉曼光谱仪、 傅里叶变换红外光谱仪、 荧光光谱仪等测试分析方法, 对天然及充填处理摩根石的谱学特征进行了对比研究, 旨在研究充填处理摩根石的宝石学、 谱学特征及探寻有效的无损鉴别充填处理摩根石的方法。 结果表明, 充填处理摩根石的折射率在1.57左右, 略低于天然摩根石折射率; 充填处理摩根石相对密度为2.71~2.76。 天然摩根石在长波和短波紫外荧光下都不发光, 充填处理摩根石在长波和短波紫外荧光下均显示弱至中等的白色荧光, 个别样品的荧光沿裂隙分布; 放大观察后, 部分充填处理摩根石表面可见细网纹状开放裂隙, 且在裂隙中可见充胶痕迹。 能量色散型X射线荧光光谱仪测试显示天然摩根石及充填处理摩根石中均含有Si, Al, Rb和Cs等元素。 天然摩根石与充填处理摩根石的激光拉曼光谱无明显差异, 激光拉曼光谱仪对于区分天然摩根石与充填处理摩根石效果不明显。 天然摩根石的红外光谱在1 300~400 cm-1间, 主要为Si—O—Si环、 Be—O和Al—O的基团振动; 在4 000~2 000 cm-1官能团区有CO2产生的2 359 cm-1吸收和NaH产生的3 110和3 168 cm-1特征吸收峰。 充填处理摩根石除了摩根石本身基团振动吸收外, 在2 870, 2 930和2 965 cm-1普遍存在(—CH3—)、 (—CH2—)吸收; 在3 035和3 057 cm-1存在苯环引起的吸收。 三维荧光光谱图分析显示天然摩根石荧光非常弱, 无特征荧光中心, 相对强度在500以内; 充填处理摩根石的荧光中心主要为410 nm左右的单荧光中心和440和465 nm的双荧光中心, 相对强度在2 000以上。 充填处理摩根石的荧光中心相对强度明显高于天然摩根石, 归因于充填处理过程中添加的有机胶中的芳香族化合物所致。 红外吸收光谱及荧光光谱测试技术可作为区分天然摩根石和充填处理摩根石的快捷有效的无损检测手段。
摩根石 充填处理 红外光谱 三维荧光光谱 Morganite Filling treatment Infrared spectrum Three dimensional fluorescence spectrum
1 中国地质大学珠宝学院, 湖北 武汉 430074
2 滇西应用技术大学珠宝学院, 云南 腾冲 679100
以市场上铅玻璃充填红宝石为研究对象, 对其充填量的特征进行了相关研究。 测试了其常规宝石学参数, 包括: 折射率、 偏光性、 紫外荧光、 可见光谱等。 同时利用微照相、 X射线荧光光谱仪、 红外光谱仪对其充填量特征进行深入研究。 样品的宝石学常规参数通过多次测试求其平均值得到最终结果。 经分析, 充填处理过的样品与天然红宝石的宝石学参数相吻合, 少数几颗在偏光测试中呈现出全亮, 这可能与充填物集中于台面分布有关。 X射线荧光光谱显示样品中铅的峰高而且峰形尖锐, 说明充填量多而明显。 同时利用显微放大观察了所有样品的充填量的内外部特征并进行了对比研究, 发现其充填内外部特征表现为充填裂隙、 凹坑、 气泡、 雾状结构的充填物、 蓝色闪光效应和充填空洞, 且充填量越多, 这些充填特征越明显。 通过对比台面以及底面充填裂隙的大小、 形态和数量; 内部充填气泡多少和大小形态; 暗域漫反射照明下黄色充填物的明显程度和分布面积; 蓝色闪光效益的明显程度可以来区分不同样品不同充填量的差别。 红外光谱测试结果显示3 424, 2 920, 2 851以及2 600 cm-1处的吸收峰, 2 920cm-1为硬水铝矿的吸收峰, 2 851 cm-1为红宝石其他内含物的吸收峰。 3 424和2 600 cm-1为典型铅玻璃充填物的指示峰, 其中3 424 cm-1为充填物水分子的振动吸收峰, 2 600 cm-1为Si—OH的吸收峰。 研究发现若以2 600 cm-1充填物特征指示峰为例, 样品的充填量不同, 该峰的峰形强度以及峰高也不一样。 以2 600 cm-1充填物特征吸收峰为标准, 得出不同样品的此峰高值的柱状图, 因峰高值与充填量成正比关系, 所以此峰高图可以指示得出充填量的变化量。 通过图对比看出样品R-6较R-3峰高值较低, R-3峰高值较R-5低, R-5峰高值最高, 说明R-6充填量较R-3充填量较少, 而R-5充填量最多, 这与前面显微放大观察大部分结论相符合。 通过以上研究与分析, 可以得出铅玻璃充填物基本不影响红宝石本身的宝石学参数特性, 且其分布内外部充填特征基本上可以区别充填量的多少, 但对于充填都过于严重的红宝石却具有局限性。 红外光谱在一定程度上弥补了这个缺陷, 通过对充填物指示峰的峰高计算可以区分充填量之间的微小差别。 这也在一定程度上为铅玻璃充填红宝石的定量分级打下来基础。
红宝石 铅玻璃 充填处理 充填量特征 Ruby Lead glass Filling treatment Characteristics of fillings 光谱学与光谱分析
2019, 39(4): 1274
