珠宝玉石鉴定中红外光谱技术的研究

唐瑟悦

桂林市产品质量检验所 广西桂林 541000

珠宝玉石行情一直处于上涨状态，主要是因为近年来我国经济迅速增长，让人民群众解决了基本的温饱问题之后，将眼光放在了金银首饰、名包名表这些能够体现主人身份的奢侈品上面来，而珠宝玉石因为外观大气美丽，又兼具一定的理疗温养功效，深受国内外消费者的喜爱，但是，珠宝玉石造假成风，外观凭借肉眼极难辨别真伪。在这样的情况下，更加准确又不伤害珠宝玉石的鉴别技术就显得非常重要[1]。

1 红外光谱技术原理

红外光谱技术之所以在珠宝玉石鉴定工作中应用广泛，主要是因为红外光谱技术操作简单耗时少，能够很快得到鉴定结果；结果准确度高，基本不会出错；对宝石本身没有损伤。正是这样优良的特点，让珠宝玉石鉴定工作十分依赖红外光谱技术。

红外光谱技术对珠宝玉石能够起到鉴别的作用，最主要的原因是因为宝石分子本身会对不同波长的红外线进行吸收，通过大量的实验，我们就可以得到某一种珠宝玉石通常吸收的红外线波长是多少，这样，当仪器发射出不同波长的红外线照过宝石后，比对照射前后光谱，就能得出被吸收的红外线的波长数值，通过比对，就能得到被检测的珠宝玉石的种类了。

通过不断的实验得到的结果表明，红外线的照射虽然导致了宝石分子吸收了一部分特定波长党的红外射线，但是并不会对宝石的分子结构造成破坏和影响，因此，采用红外光谱技术对珠宝玉石进行鉴定，是不会损伤玉石的。

另外，由于红外光谱技术在珠宝玉石鉴定领域越来越成熟，应用越来越频繁，导致业内已经得到了市面上常见的各种珠宝玉石的对应红外波长，只要跟结果进行比对，通过经验分析，就能快速的得到结果。

2 红外光谱技术的应用

2.1 关于合成宝石和天然宝石的区分

随着科学技术的发展，一方面珠宝玉石的加工工艺越来越进步，而人造珠宝玉石工艺也几乎能够达到以假乱真的地步。比如说，人造的祖母绿宝石，甚至能让很多检测仪器都鉴别不出真伪。这是因为人工合成的祖母绿宝石的折射率与天然宝石极为接近，而且密度也相差无几，而传统的珠宝玉石鉴别技术，主要就是基于密度和折射率差异进行判断的。这时候我们就会发现，传统的鉴别技术很难对两者进行区分。

目前的人工合成祖母绿主要通过水热法和助溶剂法，这两种方法虽然原理并不相同，但是都会让人工合成的祖母绿宝石的密度和折射率十分接近天然祖母绿宝石，这时候不论是通过肉眼观察还是使用一些传统的仪器进行测试，都很难将二者区分开来，这也是为什么我们在旅游的时候容易被当地的小摊贩骗的原因，那些看起来成色非常不错，摸上去质地也很纯粹的祖母绿宝石，实际上都是人工合成的，成本只有天然祖母绿宝石的千分之一，而上当者往往还觉得占了大便宜[2]。

当我们分别对天然祖母绿和人造祖母绿使用红外光谱技术进行分析时则会发现，二者所吸收的红外射线波长完全不同，通过光谱直接就能对二者进行区分。

2.2 鉴别优化处理的珠宝玉石

人们通过对一些劣质的宝石进行优化处理之后，就可以冒充优良品质的同类宝石，这种常见的一次充好行为，因为优化处理技术高超，给传统的珠宝玉石鉴定技术带来了巨大的挑战。通过对次品玉石使用高分子材料浸染等处理方法，就能让他们的密度和折射率与优良品相似，使用红外光谱技术对这类珠宝玉石进行鉴定，我们会发现，两者的吸收峰出现的波段并不相同，以此就能检验出次品了，这也是珠宝玉石鉴定时常用的鉴别次品的方法。

2.3 相似品种的珠宝玉石以及仿制品的区分

由于品种相似而导致这类珠宝玉石之间的物理特征差别不大，再加上外观难以直接分辨，也多消费者都吃过偷天换日的亏，而对这类珠宝玉石进行红外光谱分析，则能够发现他们吸收的红外射线的波段差异，从而对他们的品种进行快速的区分。

另一方面，现在市面上有很多厉害的仿制品，通过肉眼和传统的鉴别技术很难鉴定。例如有人就会用合成立方氧化锆冒充钻石，其外观十分接近钻石，就连硬度也能跟钻石媲美，在对其进行鉴定时，如果使用传统的光照检测折射率、测试硬度等方法，很难区分也容易对玉石造成损伤，而因为两种物质的分子具有很大差异，使用红外光谱技术分析，就能很轻易的将两者区分开来。业内也常用红外光谱技术区分人工合成的塑料、树脂等冒充的琥珀。

2.4 类质同象珠宝玉石的研究

类质同象珠宝玉石是非常特殊并且具有研究意义的一大类珠宝玉石，他们的晶体结构十分相似，甚至连分子、原子的排布也有极大的相似之处，只不过会有一些线性变化。正因为他们的晶体结构过于接近，导致了他们的物理属性十分接近，所以类质同象的珠宝玉石在过去一直被误认为是同一种类的玉石。随着科学技术的进步和红外光谱技术的出现，越来越多的类质同象珠宝玉石得到了鉴别和确认。其中比较著名的是石榴石中的镁铝-铁铝石榴石系列以及长石类的钠钙长石系列等。他们虽然晶体结构极为相似，但是因为吸收的红外线波峰存在差异，因此通过红外光谱技术就能轻而易举的进行辨别[3]。

综上所述，随着时代的发展和我国经济的进步，珠宝玉石学科越来越受到关注，成为了新兴行业。这其中，珠宝鉴定专业因为其权威性广受关注，珠宝鉴定工作也需要更加便捷、准确的鉴定方法对珠宝玉石进行真伪辨别、类型区分等工作。而珠宝玉石鉴定工作的前提也一定是不能损伤珠宝玉石本身。显然，这些需求与红外光谱技术的特征十分吻合，正是因为这样的原因，红外光谱技术也成为了国内外十分常用的珠宝玉石鉴定手段。