人工及改善宝玉石检验(txt+pdf+epub+mobi电子书下载)

作者：李勋贵,郭杰

出版社：中国地质大学出版社

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人工及改善宝玉石检验试读：

前言

本书具有鲜明的高等职业教育特色，主要体现在以下几个方面：

第一，以工作过程中的典型任务为教材内容设计主线，以“必需，够用，适度”为原则，以珠宝检测中经常出现的典型工作任务为基础，设计了5个项目，每个项目又由4个工作任务组成，共计20个工作任务，每个工作任务由数据及现象分析、知识链接、能力训练三部分组成。通过项目教学，将知识、方法、过程和具体的任务联系起来，充分调动学生的积极性、主动性，并激发团队内部的合作精神和协作能力。

第二，贴近检测实际，精心设计了工作项目，能够满足珠宝检测机构的实际需求。

本书由李勋贵、郭杰编著，作者具有扎实的理论基础，担任人工及改善宝玉石检测教学4年，在实践中积累了丰富的经验和案例。教材经过教学实践的检验，不断进行完善和修改。

本书在编写过程中参考了国内外大量的相关文献，得到很多专家的指导，在此致以诚挚的谢意。

由于作者自身的学识水平和实践经验有限，书中定有疏漏和不妥之处，敬请有关专家、学者及广大读者不吝赐教，以便进一步改进和提高。编著者2013年12月于深圳

项目一 人工及改善翡翠检验

项目　简介

翡翠是贵重玉石之一，主要由硬玉或由硬玉及其钠质、钠钙质辉石（钠铬辉石，绿辉石）组成，具有纤维交织结构。 宝石级的翡翠颜色丰富，但是市场上以无色、绿色和红—橘黄色、紫色常见。目前，世界上至少90％的宝石级翡翠都产自缅甸。

TT宝石研究所是国内著名的宝石研究所，主要的业务范围是依据国家标准检测宝石材质，结合已知国际评价体系评价宝石质量，现受××珠宝有限责任公司委托对一批翡翠进行检验，并出具检测报告。

项目　目标与要求● 熟悉人工及改善翡翠的种类● 理解人工及改善翡翠肉眼观察特征● 熟悉人工及改善翡翠实验室常规仪器检测特征● 了解人工及改善翡翠大型仪器检测特征● 能设计并出具翡翠及其人工及改善宝石的检测报告

项目　工作任务● 人工及改善翡翠肉眼检测● 人工及改善翡翠实验室常规仪器检测● 人工及改善翡翠大型仪器检测● 出具人工及改善翡翠检测报告

任务一 人工及改善翡翠肉眼检测

任务　目标与要求● 了解人工及改善翡翠方法的原理● 熟悉人工及改善翡翠方法● 理解人工及改善翡翠的肉眼鉴别特征● 能肉眼检测人工及改善翡翠

任务　实施一、数据及现象分析

人工及改善翡翠的肉眼观察外观图，如图1-1-1至图1-1-4所示。图1-1-1　翡翠（见彩图1）图1-1-2　仿翡翠（水沫子）（见彩图2）图1-1-3　染色石英岩（见彩图3）图1-1-4　合成翡翠（GE公司合成）（见彩图4）二、知识链接：人工及改善翡翠肉眼检测要点（一）改善翡翠肉眼检测要点

优化处理（改善）（Enhancement Treatment）是指除切磨和抛光以外，用于改善珠宝玉石的外观（顔色、净度或特殊光学效应）、耐久性或可用性的所有方法。

市场上常见的改善翡翠方法有漂白+充填处理（充胶）、漂白+充填+染色处理、浸蜡处理、镀膜处理。

1. 漂白+充填处理（充胶）

漂白处理（Bleaching Treatment）：采用化学溶液对样品进行浸泡，使珠宝玉石的颜色变浅或去除杂色。

充填处理（Filling or Impregnation Treatment）：用玻璃、塑料或其他聚合物等固化材料充填多孔的珠宝玉石或珠宝玉石表面的缝隙、孔洞。

翡翠是一种集合体，漂白过程必然会破坏翡翠的结构，使得翡翠结构疏松，因此翡翠在漂白后往往要附加充填处理，以加固其结构。通常翡翠充填的物质为胶或蜡。单独地漂白处理翡翠比较少见。

漂白+充填处理（充胶）检测肉眼特征：玻璃—树脂光泽，缺失黄色，底色干净，杂质较少；透明度与结构不相配（提示性标志）。

2. 漂白+充填+染色处理

漂白处理（Bleaching Treatment）：采用化学溶液对样品进行浸泡，使珠宝玉石的颜色变浅或去除杂色。

充填处理（Filling or Impregnation Treatment）：用玻璃、塑料或其他聚合物等固化材料充填多孔的珠宝玉石或珠宝玉石表面的缝隙、孔洞。

染色处理（Dyeing Treatment）：使致色物质渗入珠宝玉石，达到产生颜色、增强颜色或改善颜色均匀性的目的。

翡翠的颜色常见的为灰绿色、蓝绿色等，并呈片状、条状不均匀地分布在翡翠中，绿色艳丽且分布均匀的翡翠价值较高，翡翠染色的目的就是为了仿制价值较高的翡翠。

漂白+充填+染色处理检测特征：底色干净，没有杂质；透明度与结构不相配，染料沿裂隙分布，颜色局部呈现丝网状分布。

3. 浸蜡处理（Waxing Treatment）

浸蜡处理：将蜡浸入珠宝玉石表层的缝隙中，用以改善外观。

浸蜡是传统玉石加工工艺的最后一个步骤，在某些低档玉石中，也通过浸蜡来替代抛光的过程。

浸蜡后的玉石，呈现明显的蜡状光泽。

4. 镀膜处理（Coating Treatment）

镀膜处理：用涂、镀、衬等方法在珠宝玉石表面覆着薄膜，以改变珠宝玉石的光泽、颜色或产生特殊光学效应。

浅色翡翠可以覆着绿色薄膜，从而有人仿冒颜色艳丽且分布均匀的高档翡翠。

肉眼观察可见表面光泽弱，无颗粒感，局部可见薄膜表面残留的刷痕、气泡，甚至薄膜磨损脱落后留下的痕迹。（二）人工合成翡翠肉眼检测要点

人工宝石（Artificial Products）：完全或部分由人工生产或制造用作首饰及装饰品的材料统称为人工宝石，包括合成宝石、人造宝石、拼合宝石和再造宝石。

市场上常见的人工合成翡翠品种有合成翡翠（高温高压法）、拼合翡翠、仿翡翠（天然宝石仿翡翠、天然玉石仿翡翠、优化处理宝石仿翡翠）

1. 高温高压合成翡翠（High Pressure and High Temperature Method）

高温高压合成翡翠是指在高温高压条件下合成翡翠的技术。在高温高压翡翠中对于该类翡翠的外观描述多为绿色且颜色不均匀，不透明-半透明，相关宝石学参数与天然翡翠趋于一致，通过大型仪器可准确区分。

对于高温高压合成翡翠而言，无法通过肉眼检测与天然翡翠区分。

2. 拼合翡翠（Mosaic Jadeite Jade）

翡翠拼合石一般上部为浅色的硬玉，下部为绿色玻璃，绿色人造钇铝榴石等粘合为一整体后，整体打磨、抛光成型二层石戒面。翡翠拼合石的制造方法很多，使用的原料也千变万化，但归根结底，翡翠的组合面漏洞较多，可以识别。组合面的绿色表面浅、底部深，横看组合面，由于反光差别，看出由两种或三种材料组成。对镶嵌好的翡翠戒面一定要认真观察。

对于拼合翡翠而言，仔细观察戒面颜色的表里变化，横看拼合面的反光差异，是否有粘合痕迹，放在油浸盒中观看结构变化，基本上能够发现翡翠拼合处理的证据。

3. 仿宝石（Imitation Stones）

用于模仿天然珠宝玉石的顔色、外观和特殊光学效应的人工宝石以及用于模仿另外一种天然珠宝玉石的天然珠宝玉石可称为仿宝石。“仿宝石”一词不能单独作为珠宝玉石名称。

常见仿翡翠的宝石种类有：（1）仿翡翠天然玉石品种：钠铬长石玉，钙铝榴石，独山玉，蛇纹石玉，玉髓，软玉等。特征对比见表1-1-1。表1-1-1　仿翡翠天然玉石品种及肉眼观察特征（2）仿翡翠天然宝石品种：祖母绿，石榴石等。特征对比见表1-1-2。（3）仿翡翠优化处理宝石品种：染色石英岩等。特征对比见表1-1-3。表1-1-2　仿翡翠天然宝石品种及肉眼观察特征表1-1-3　仿翡翠优化处理宝石品种及肉眼观察特征（4）仿翡翠人工合成宝石品种：玻璃等。特征对比见表1-1-4。

由于仿翡翠的折射率、内部结构与翡翠的不同，仿翡翠通过肉眼观察颜色、光泽、质地、内含物和外部特征来与天然翡翠区分。表1-1-4　仿翡翠人工合成宝石品种及肉眼观察特征三、能力训练：按照下列要点肉眼观察人工及改善翡翠，并将观察结果记录在表1-1-5中

利用反射光和透射光直接用肉眼观察人工及改善翡翠的颜色、光泽、透明度、内部特征、外部特征等。（1）颜色描述要点：深浅程度+次要颜色+主要颜色，颜色均匀程度。（2）透明度描述要点：透明，亚透明，半透明，微透明，不透明，透明度均匀程度。（3）光泽描述要点：玻璃光泽、树脂光泽，蜡状光泽等。（4）质地描述要点：质地致密还是疏松，肉眼是否可见矿物颗粒，粒径大小是否均匀。（5）内部特征描述要点：点状物，絮状物，块状物，解理，纹理，裂纹，净度均匀程度。（6）切磨宝石的外部特征描述要点：刮痕，抛光纹（痕），微缺口，损伤，撞击痕，酸蚀网纹。表1-1-5　人工及改善翡翠肉眼观察特征记录表注：在“其他”栏中填入下列内容之一：优化处理方法、人工合成方法、仿翡翠宝石品种。延伸阅读1优化处理的历史由于自然界中色丽正纯、晶莹透明又完美无瑕的宝石产出异常稀少，绝大多数天然宝石均有不同程度的先天缺陷，而人们对天然宝石魅力的青睐和鉴赏又主要表现在对其颜色、透明度和耐久性的苛求和挑剔，造成世界范围内优质宝石的需求日益增加，市场供求紧张，价格上涨。解决这一供求矛盾比较有效的途径就是对那些质量有缺陷的宝石进行人工优化处理，即采取加热、辐照、染色和填充处理等方法来改善宝石的颜色、净度或特殊光学现象，以及将疏松的宝石变得更加致密，以改善宝石的耐久性或可用性等措施，使那些质次的珠宝玉石显示出美丽特性而提高档次。人类对宝玉石进行优化处理由来已久，早在二万年前的山顶洞人遗址就发现了用赤铁矿染成红色用于佩带的石珠。中世纪人们采用加热的方法将玛瑙变成红色。20世纪70年代中期斯里兰卡富产一种称做“究达石”的灰白色不透明刚玉，只能做铺路的石子，通过一定的高温处理后，这种刚玉变成蓝色且完全透明的优质蓝宝石，其价值成百倍上升，这是宝石优化史上一个极为成功的例子，充分体现了宝石优化处理对宝石的实用意义和经济价值的影响。与此同时，对宝石优化工艺过程的研究及对宝石优化品进行鉴别已成为宝石鉴定和宝石学研究的一个重要内容。最早对宝石人工及改善进行系统总结的是C.Pliny（生于公元23年，卒于公元79年）。在他编写的37本书中介绍了宝石改善的技术方法，包括贴箔（foil）、油浸法（oiling）、染色（dyeing）和组合宝石（composite stones）。部分技术方法在2000年后的今天仍在应用。1880年，W.B.Dick在《狄克实用配方和工艺过程大全》中共收集有6422个配方，其中有对象牙、雪花石膏、大理石等的染色配方，有对琥珀胶结、染色及衬箔等方法 ，是一本对19世纪以前宝石人工处理的总结性专著。19世纪是宝石业的大发展时期，从1895年伦琴发明X射线，到γ射线和镭放射被发现之后的十几年中，形成了一股研究射线或粒子束对宝石影响的热潮，至今方兴未艾。1909年，W.Crookes在他关于钻石的书中指出，无色钻石被镭辐照后可产生如梦幻般美丽的绿色，但是经镭辐照的钻石有放射性，且在加热后仍不会消失。随着辐射源越来越多，有关宝石人工及改善的范围越来越大，对其改色机理的研究也日益深入，宝石改善品在珠宝市场中的地位也日渐重要。1973年，Pough等人研究一些石英样品在先辐照后加热情况下的变化时，偶然发现一颗混入的托帕石变成了蓝色，这揭开了珠宝市场大量蓝色托帕石的来源问题。因为当时并没有新的天然蓝色托帕石矿床被发现。现在有更多的经辐照和热处理的蓝色托帕石涌入市场，使其价值大大下降。我国宝玉石的改善也有悠久的历史。据考古发现，陕西西周朝古墓中，出土的15件玉器玉质细密，颜色有深叶绿、深黑、乳白等色，间或缀以藓苔斑纹，应属染色品。南北朝时期，北朝出现象牙染色工艺。据《邺中记》记载 ：“石季龙造象牙桃枝扇或绿沉色或紫绀色或郁金色。”唐宋时代的玉器处理又有进一步发展，据《据性玉论》云：“将新玉琢成器皿……有受石灰浸者，其色红如碧桃，名曰孩儿面；有受血浸者，其色赤，有浓淡之别，名曰枣皮红；此外有朱砂红、鸡血红者诸名，其色受浸之深难以深考，总名之曰十三彩。”明清两代的宝玉石改善更加普遍，但仍以染色为主。近十几年宝石人工及改善技术对珠宝界最具影响力和冲击力的是：红、蓝宝石的热处理和扩散处理；祖母绿的注油处理；钻石的裂隙充填处理；钻石的高温高压处理；绿松石的Zachery处理等。总之，世界发达国家在宝石人工及改善的发展往往以理论研究为基础，采用高新技术进行科学试验，使宝石人工及改善技术和工艺紧跟现代高科技的发展，宝石改善品的生产水平越来越高，鉴别也越来越困难。综观历史，宝石优化处理方法及技术由难至易，由最初的以染色为主发展到今天高科技的热处理、辐照处理等，使多种宝石焕发出灿烂的光辉。延伸阅读2合成翡翠的历史翡翠的合成经历了以下几个阶段：第一阶段：理论上论证了合成翡翠的可能性。早在 19 世纪末，科学家就开始了合成翡翠的研究。1963年，Bell 和Roseboom曾用实验的方法研究了硬玉的温度-压力关系曲线，发现翡翠是一种低温高压条件下产生的矿物，必须在高压条件下才能合成，这为合成翡翠的成功奠定了理论基础。第二阶段：硬玉成矿实验阶段。1984年，GE 公司宣布合成宝石级翡翠，他们将钠铝硅酸盐加温至1500℃使其熔化，冷却后粉碎，然后在高温高压下形成无数的翡翠结晶，在无数的翡翠材料中加入不同颜色的添加剂，就可以得到不同颜色的翡翠。1985年，我国吉林大学和中科院长春应用化学所、中科院贵阳地化所等单位也进行了合成翡翠的试验，首次合成了58mm×3mm直径的宝石级翡翠，此后又合成了直径达12mm、厚6mm的翡翠。但由于实验条件和设备所限，3+结晶度不好，同时，致色离子Cr难以进入其晶格中，最终合成硬玉样品属非宝石级，仅为不等量的硬玉微晶和玻璃体的混合物，难以实现硬玉由非晶质向晶质体的全面转化。第三阶段：合成翡翠及仿制翡翠的商业化实践。20世纪90年代，广东及香港的一些商家利用翡翠加工的剩余碎屑和粉末，加上粘结剂生产出一种含大量玻璃体的“合成翡翠”。第四阶段：合成宝石级的翡翠阶段。1984年，美国通用电气公司宣布合成宝石级翡翠；1987年，GIA对合成的翡翠进行了测试；2002年，GIA首次对GE宝石级合成翡翠作了简要的报导；2005年，美国专利局为合成翡翠颁发了专利（专利过期日期为2021年3月5日）；2008年，在 GIA 台湾校友举办的夏季研讨会上，一颗 GE 公司合成的翡翠在会议上引起了很大的轰动，宣告了人类在合成翡翠研究上最终取得了胜利。

任务二 人工及改善翡翠实验室常规仪器检测

任务　目标与要求● 了解人工及改善翡翠方法的原理● 熟悉人工及改善翡翠方法● 理解人工及改善翡翠的宝石实验室常规仪器鉴别特征● 能使用宝石实验室常规仪器检测人工及改善翡翠

任务　实施一、数据及现象分析

翡翠及翡翠仿制品实验室常规仪器检测特征如表1-2-1所示。表1-2-1　翡翠及翡翠仿制品实验室常规仪器检测特征表二、知识链接：人工及改善翡翠实验室常规仪器检测要点（一）改善翡翠实验室常规仪器检测要点

改善翡翠实验室常规仪器检测可从以下几个方面进行。

1. 荧光

改善翡翠由于杂质元素和填充物的区别，具有不同的荧光特征，改善翡翠荧光特征如表1-2-2所示。紫外荧光只能作为辅助性的鉴定方法。表1-2-2　改善翡翠荧光特征

2. 放大观察

改善翡翠由于改善过程中的人为参与，总会留下一些特征，如酸蚀网纹、酸蚀裂隙、充胶溶蚀坑等，大部分的特征需要借助放大的仪器来观察。

改善翡翠放大观察特征如表1-2-3所示。表1-2-3　改善翡翠放大观察特征（二）人工合成翡翠实验室常规仪器检测要点

人工合成翡翠实验室常规仪器检测可从以下几个方面进行。

1. 折射率

对于人工合成翡翠而言，折射率是区分翡翠及仿翡翠非常重要的证据，人工合成翡翠折射率如表1-2-4所示。表1-2-4　人工合成翡翠折射率

2. 荧光

人工合成翡翠由于杂质元素和结构区别会具有不同的荧光特征。人工合成翡翠荧光特征如表1-2-5所示。紫外荧光只能作为辅助性的鉴定方法。表1-2-5　人工合成翡翠荧光特征

3. 放大观察

不同集合体由于组成其矿物的颗粒大小、形状、均匀程度及颗粒间相互关系等因素，不同类型集合体之间的内部特征会存在差异。人工合成翡翠放大观察特征如表1-2-6所示。表1-2-6　人工合成翡翠放大观察特征三、能力训练：按照下列要点在常规宝石实验室观察人工及改善翡翠，并将观察结果记录在表1-2-7中（1）折射率描述要点。点测法记录方式为：将测试结果保留小数点后两位数，并在最后括弧中写明点或点测，以翡翠为例：1.66（点）或者1.66（点测）。点测法精确度较低，其测试结果仅仅能够大致地判断宝石的种类，对于折射率较为相近的宝石无法区分。（2）荧光描述要点。荧光特征记录方式为LW：荧光强度、荧光颜色；SW：荧光强度、荧光颜色。（3）放大观察特征描述要点。放大观察特征记录方式：照明方式，放大倍数，描述放大特征的颜色、光泽、透明度、外形、分布情况。表1-2-7　人工及改善翡翠实验室常规仪器特征观察记录表注：在“其他”栏中填入下列内容之一：具体改善方法、具体人工合成方法、具体仿翡翠宝石品种。延伸阅读1常见改善翡翠原理及方法1. 染色处理翡翠翡翠其价值主要取决于颜色，颜色越鲜艳、越浓郁价值就越高。但大多数的翡翠原料都是白色或浅色的。染色处理就是把这些原来无色或浅色的翡翠通过人为方法使颜料染入翡翠，以仿冒质好的翡翠。染色的翡翠也称为C货。翡翠染色工艺的细节是厂家不轻易透露的秘密，根据零星的资料记载，翡翠染色处理的主要流程如下：（1）选料。一般要挑选中粗结构、有一定孔隙度的翡翠作为原料，特别致密的翡翠不能染；切磨成成品后，用稀酸洗去油污和表面杂质，再放在烤箱式炉子中烘干和加热，加热可以达到扩张孔隙的作用；然后把翡翠浸泡到准备好的染料溶液中，加热烧煮以加快染料溶液浸入翡翠的速度。（2）染料。染料的种类很多，要挑选不易褪色，颜色与天然翡翠相似，又容易浸入翡翠内部的染料。（3）染色处理。翡翠在染料中一般要浸泡至少1～2周，上了色的翡翠再经烘干，染料就沉淀在翡翠孔隙中，使翡翠产生颜色，最后进行蜡保护，使之不易再被水溶解，使颜色分布更柔和，同时提高玉件的光泽。2. 充填处理翡翠质地较差的天然翡翠饰品，在漂白后进行聚合物充填处理，达到翡翠饰品增色及改变质地的目的。此类翡翠称之为“B货”。充填处理使翡翠的颜色变得鲜艳，质地也显得纯洁透明，经过处理后翡翠的亮度和耐久性都受到影响。这种用人工的方法使翡翠内在的美显露出来的方法是值得肯定的。但有信誉的商人在销售时要予以说明，同样外观的A货与B货价值相差很大，B货要便宜得多。而现今人工方法越来越高明，肉眼观察B货几乎找不到破绽，在放大镜甚至在显微镜下观察，也需要有经验的鉴定师才能在结构上找出点毛病。充填处理用的聚合物主要为环氧树脂类、塑料类，采用煮、压入方法进行。充填处理的工艺方法：充填处理是制作B货翡翠必然的一个环节，因为经过酸洗漂白及碱洗增隙后，翡翠的裂隙和孔隙增多，致密度下降，透明度变差，必须用树脂胶进行固结，以增加强度和透明度。常用的树脂胶的种类有聚苯乙稀类树脂、邻苯二甲酸类树脂等，要求树脂为无色透明、流动性好、固结后有较大的强度。做法是把酸洗碱洗后的原料烘干，放在密封的容器中抽真空，达到一定的真空度后，在容器中灌入足够的胶使翡翠原料完全浸入胶中，然后还可以增加压力，使胶能够把所有空隙都充填到。树脂产生的影响不只是增加强度和提高透明度。树脂固结后，在孔隙中存留下来，并且使被酸洗和碱洗造成的结构特征留下来；同时处理后翡翠的化学成分和物理性质发生了一定的变化。B货翡翠含有天然翡翠所没有的树脂胶。固结的胶的硬度比硬玉的硬度小，处理后翡翠的硬度差异更大，使抛光面上出现龟裂纹状的表面特征。延伸阅读2合成翡翠原理及方法翡翠的主要成分是钠铝硅酸盐，属单斜晶系，化学式为NaAlSiO。26翡翠形成过程是在地壳构造运动的强烈地带，在高温超高压条件下，含钠的长石及铬的围岩经去硅作用形成硬玉，翡翠即是硬玉从熔融状态进行缓慢变化过程中重结晶形成的。人工合成翡翠便是模拟这种条件展开的。人工合成翡翠分为如下两大步骤：第一步是将化学试剂按配方称量混合后，在1100℃高温下熔融，使各成分充分混合成非晶态的翡翠玻璃料。第二步是将翡翠玻璃料粉末放在六面碾压机上进行高温超高压处理，使其转化成翡翠结构，也称为“脱玻化处理”。根据翡翠的矿物分子式选用硅酸钠和硅酸铝为原料，其原理是：NaSiO＋Al（SiO）＝2NaAlSiO2323326致色剂：翡色加入镍离子和锰离子。翠色加入铬离子。设备：加热炉（马弗炉）、坩锅及配套的控温系统等。（1）将原料和致色剂氧化物在研钵中磨细并搅拌均匀。（2）将混合物装入坩锅，加盖。（3）将坩锅置于马弗炉中加热到1100℃，恒温4h左右。（4）断电降温，也可立即取出坩锅急冷，使熔融体“爆裂”。（5）冷却后，开盖，取出翡翠的非晶态玻璃料。晶质翡翠的转化是在合成金刚石的六面碾压机上进行，在转化前，非晶质玻璃料要预压成型。（1）将带色的翡翠成分玻璃料（剔除粘有坩锅皮的料）在破碎机上粉碎到150目以上，通常为200目。7（2）将料置于5.9×10Pa嵌样机上加热加压预成型。（3）将预压成型的翡翠玻璃料块装入特制的高纯石墨坩锅中。（4）将组装在石墨坩锅中的预成型翡翠玻璃料装在叶蜡石孔中，空隙部分用不同大小和厚度的石墨片填满，然后在140℃烘箱中烘24h以上。9（5）将叶蜡石块放入六面碾压机的压腔中，加压到2.5×10～7.0×910Pa，加温至900℃～1500℃之间，并保持15min左右。（6）断电、卸压，打开碾压机，取出叶蜡石块，冷却后将叶蜡石打碎，取出翡翠块。（7）翡翠块表面由于石墨中碳的扩散而呈黑色，须用金刚石挫或磨盘打磨，然后再细磨及抛光即成成品。目前人工合成翡翠的方法仅限于高温超高压方法，要求比较苛刻，在合成工作上难度较大，尤其是晶质翡翠的转化条件必须是高温超高压。温度和压力太低时，翡翠块松散，结构转化不好；压力增大，可在较低的温度下使非晶态翡翠转化成晶质，温度愈高，晶质化所需压力也愈高，并且压力越大，所得产品硬度也越大。但是，温度过高，且压力过大时，叶蜡石块中的翡翠料又将呈现透明的压块，经X射线结构分析，证明又转化成非晶态了。实验产品用滤色镜观察，有的呈红色，有的呈绿色，说明有的产品中铬离子已经进入了晶格，而有些还没有进入。目前市场上尚未见合成翡翠的产品，这是因为合成品虽然在成分、结构、硬度、密度等方面与天然翡翠取得了一致，但其色不正，透明度差，达不到宝石级要求。这与晶质化过程有关。目前，合成翡翠的主要鉴别特征是：（1）透明度差、发干、不水灵。透明度主要受结晶状况的影响。（2）颜色不正，比较呆板，这与色离子的加入量及结晶状态有关。（3）没有天然翡翠那样细密的毯状结构，几乎见不到交织结构特征。这是由于合成翡翠是在短时间内在高温超高压条件下进行结构转变，没有足够的反应时间和晶体生长时间，故而结构不够细密。另外，有相当一部分合成翡翠在滤色镜下显红色，这是铬离子未进入晶格的表现，这一点也可以与天然翡翠的A货进行区别。

任务三 人工及改善翡翠大型仪器检测

任务　目标与要求● 了解红外光谱仪的原理● 熟悉红外光谱仪的操作流程● 理解人工及改善翡翠的红外光谱检测特征● 能使用红外光谱仪检测人工及改善翡翠

任务　实施一、数据及现象分析

天然翡翠和人工及改善翡翠的红外光谱图如图1-3-1至图1-3-4所示。图1-3-1　天然翡翠红外光谱图图1-3-2　钠铬辉石红外光谱图图1-3-3　染色翡翠红外光谱图图1-3-4　人造翡翠红外光谱图二、知识链接：红外光谱仪

红外光谱仪，全称傅立叶变换红外光谱仪（图1-3-5），被称为第三代红外光谱仪，利用麦克尔逊干涉仪将两束光程差按一定速度变化的复色红外光相互干涉，形成干涉光，再与样品作用。探测器将得到的干涉信号送入红外光谱仪原理图到计算机进行傅立叶变化的数学处理，把干涉图还原成光谱图。

用于宝石的红外吸收光谱的测试方法可分为两类，即透射法和反射法。（1）透射法。透射法分为粉末透射法和直接透射法。

粉末透射法：是一种有损测试方法，适用于原石、玉石雕件等。具体方法是将样品研磨成2μm以下的粒径，用溴化钾与样品混合并压制成薄片后测试 ，可以获得宝石指纹区的信息。

直接透射法：是一种无损测试方法，适用于薄至中等厚度的珠宝玉石原料或成品。 具体方法是将宝石样品直接置于样品台上，让红外光透过宝石，可以获得宝石中水分、有机质的特征，为某些充填处理的宝玉石中有机高分子充填材料的鉴定提供了一种便捷、准确、无-1损的测试方法。 但是由于宝石样品厚度较大，2000cm以下波数被全部吸收，因而难以得到宝石指纹区的信息。（2）反射法。适用于较大抛光平面的样品，是一种无损检测方法，适用于几乎所有的不透明或透明宝玉石、优化处理品、仿制品。

红外反射光谱的类型有镜反射、漫反射和衰减全反射。镜反射和漫反射红外光谱在宝石学中应用最多。透明或不透明宝石都可以测到这两种红外光谱，获得宝石矿物晶体结构中羟基，水分子的内、外振动，阴离子，络阴离子的伸缩或弯曲振动。

人工及改善翡翠红外光谱特征：通过红外光谱中频带的位置和强度，可以有效地区分人工及改善翡翠（图1-3-6）。图1-3-5　红外光谱透射法测试宝石示意图图1-3-6　天然翡翠与改善翡翠透射法红外光谱图-1-1-1（1）天然翡翠。特征红外峰为1162cm 、1079cm 、950cm，-1-1其中1050cm的频带最强，且400～600cm之间有四个频带： -1-1-1-1582cm、531cm、476cm、435cm，或者只有不太强烈的因少量-1-1-1蜡造成的2850cm、2922cm和2965cm的吸收峰。-1（2）漂白充填处理翡翠。最主要的吸收峰是2959cm（或-1-1-1-12966cm）、2931cm（或2924cm）和2895cm这一组，而-1-1-1-1-11510cm、1581cm、1609cm和3040cm、3060cm这两组谱带可作为鉴定漂白充填翡翠的辅助谱带，但不是必要的谱带。（3）合成翡翠。GE合成翡翠晶格内存在微量的水分子，由羟基-1-1-1伸缩振动致一组红外吸收谱带出现在3373cm、3470cm、3614cm处，证实GE合成翡翠是在中低温、高压环境和水的参与条件下结晶而成。三、能力训练：使用大型仪器检测人工及改善翡翠，并将观察结果记录在表1-3-1中

红外光谱仪操作步骤：（1）开机、预热。（2）选择并调节样品测试位置。（3）根据样品类型及测试目的，设置仪器条件及扫描参数。（4）测试样品。（5）根据所测图谱进行分析处理。表1-3-1　人工及改善翡翠大型仪器特征观察记录表延伸阅读傅立叶红外光谱图分析-1频率在4000～400cm（或者波长2500～25000nm）的红外光不足以使原子中的电子发生跃迁，但是能够引起物质分子的振动。由于每种分子具有特定的振动能级，能够选择性地吸收相应频率（或者波长）的红外光，如果记录到物质的这种吸收，就得到红外光谱。1. 红外光谱基本理论当一束红外光照射在矿物上时，矿物就要吸收一部分能量，同时将吸收的能量转变为分子振动能和分子转动能。分子振动光谱：分子振动能级比分子转动能级大，当分子振动能级跃迁时伴随有分子转动能级跃迁。分子转动光谱：出现在远红外区，它能给出分子的转动惯量、核间距离、分子的对称性。在近红外、中红外区光子激发分子振动能级的同时，也激发分子转动能级，但不能激发电子能级跃迁。当一束红外光照射在矿物上时，一种可能为矿物内部分子运动全部吸收，不再从矿物内部射出，另一种可能为红外光束强度大，部分能量被分子能级跃迁吸收，还有部分能量透过矿物。2. 红外光谱产生的条件 （1）辐射应具有能满足物质产生振动跃迁所需的能量。（2）辐射与物质间有偶合作用，没有偶极矩变化的振动不会产生红外吸收，例如一些中心对称的双原子分子，如N、O没有红外光谱。223. 红外光区的划分 红外光谱位于可见光和微波区之间，即波长约为0.78～1000μm范围内的电磁波，通常将整个红外光区分为以下三个部分：-1（1）远红外光区：波长范围为25～1000μm，波数范围为400～10cm。该区的红外吸收谱带主要是由气体分子中的纯转动跃迁、液体和固体中重原子的伸缩振动、某些变角振动、骨架振动以及晶体中的晶格振动所引起的。在宝石学中应用极少。-1（2）中红外光区：波长范围为2.5～25μm，波数范围为4000～400cm。绝大多数宝石的基频吸收带出现在该区。（3）近红外光区：波长范围为0.78～2.5μm，波数范围为12820～-14000cm，该区吸收谱带主要是宝石的倍频吸收。4. 矿物红外光谱特征矿物红外光谱能反映矿物化学成分、结构特征。矿物大多数属离子化合物，具各种阴离子团（硅酸盐、碳酸盐、硼酸盐、磷酸盐、硫酸盐、钨酸盐、钼酸盐、砷酸盐、钒酸盐、铬酸盐），振动强大、稳定。矿物红外光谱能较快地测出各种阴离子团，以阴离子团再研究相关的阳离子成分及矿物成分结构。具同一阴离子团矿物类，吸收频率、强度是一致的，因此利用矿物阴离子团及特征吸收频率，通过相应的研究能迅速测定矿物。5. 红外光谱图中相关名词波长：二个相邻波峰（波谷）之间的距离， 波长单位：微米（μ）。-1波数：单位长度波振动次数（波长倒数cm），波数单位：厘-1-1米（cm）。频率：每秒钟内振动的次数（单位时间通过固定点波数）。红外吸收光谱图：不同频率的辐射于矿物上，导致不同透射比，以纵坐标为透过率、横坐标为频率，形成矿物变化曲线，则称该矿物红外吸收光谱图。单位变换：（μ微米、μm毫微米、Å埃、cm厘米）-41μ=1000nm=10000Å=10cm-1-4-81Å=10nm=10μm =10cm4781cm=10μm =10nm=10Å-71μm =10cm6. 红外光谱在宝玉石检测中的应用宝玉石检测基本上是采用无损伤方式，随着宝玉石工艺的不断革新发展，人工优化改善充填技术日益提高。在宝玉石检测中，任何检测手段的应用在某些方面都存在局限性，红外光谱也不例外。红外光谱正常的矿物检测样品制备，需先将矿物研磨成粉末状，再渗入白色粉末状溴化钾共同研磨，在压片机上压制成测试圆形薄片，然而宝玉石饰品不可能研磨制备，因而需对饰品的一个以上或更多的抛光平面进行测试，也可能需要将饰品重新处理再进行测试，这就是红外光谱测试的局限性。红外光谱运用于宝玉石检测，用其所长，能较快准确地测定宝玉石中-±-（OH）、HO、HO、OH及高分子材料（硅基聚合物、环氧树脂、塑料），n23确定宝玉石名称及优化处理内涵。-（1）测定宝石中的羟基和水分子：天然宝石常含有OH和HO，与合成2宝石不同。例如，天然祖母绿中普遍存在吸附水，助熔剂法合成的祖母绿不含水。天然祖母绿与助熔剂合成祖母绿的区别在于天然祖母绿在3400～-1-13800cm有一强吸收峰，助熔剂合成祖母绿无3400～3800cm强吸收峰，这些吸收峰的出现与天然祖母绿中含有一定结晶水（HO）有关。2（2）区分某些天然与合成宝石：合成宝玉石虽与天然宝玉石的物理化学性质基本相同，但在某些微细方面也存在差异，这在红外光谱上有不同反映。-1-1-1-1水热法合成祖母绿具2745cm、2830cm、2995cm、3490cm吸收-1-1-1-1峰，而在天然祖母绿中2745cm、2830cm、2995cm、3490cm吸收峰是不存在的。-1-1天然绿松石中无2950cm吸收峰，注塑绿松石中具2950cm吸收峰。-1-1-1-1-1天然欧泊中无5725cm、5780cm、5810cm、5890cm、5925cm吸-1-1-1-1收峰，聚合物充填欧泊中具5725cm、5780cm、5810cm、5890cm、-15925cm吸收峰。-1-1天然紫晶中无3540cm吸收峰，合成紫晶中具3540cm吸收峰。

任务四　出具人工及改善翡翠检测报告

任务　目标与要求● 熟悉检测报告书写规范● 理解人工及改善翡翠检测报告的主要内容● 能出具人工及改善翡翠检测报告

任务　实施一、案例分析：检测报告实例

报告使用说明及免责声明：（1）注册珠宝玉石首饰质检师遵循独立、客观和公正的原则，遵循有关法律、法规和检测准则的规定，并承担相应的责任。（2）本检测报告只能用于本检测报告载明的样品，对于其他任何样品无效。（3）本报告正文4页，必须视为一个不可分割的主体。（4）本报告中检测结果仅针对在2011年一般鉴定技术条件下检测结果，如不能确定样品是否经处理时，在珠宝玉石名称中可不予表示，但必须加以附注说明且采用下列描述方式。如：“未能确定是否经过×××处理”或“可能经过×××处理”，如：“托帕石，备注：未能确定是否经过辐照处理”，或“托帕石，备注：可能经过辐照处理”。二、知识连接：宝石检测报告

珠宝检测报告是检测机构完成检测工作后向委托方提交的评估工作报告书。通过报告检测机构向委托方说明委托进行珠宝的外观状况、常规宝石检测数据、大型仪器检测数据、检测结果等。

一般来说：珠宝检测报告由封面、说明、内容三个部分组成。（1）封面主要包括：单位名称，单位地址，联系电话，传真号码，委托人。（2）说明主要包括：委托人，检测依据，检测使用仪器，检测样品数量，检测样品图片，检测结果，检测人员，检测日期。（3）内容主要包括：肉眼检测、常规仪器检测数据及结果、大型仪器检测结果、检测结论。（4）报告使用说明及免责声明。三、能力训练：根据任务委托，撰写完成人工及改善欧泊检测报告，并按照以下任务考核标准进行考核（表1-4-1）表1-4-1　任务考核标准延伸阅读其他常见染色处理宝石鉴别特征一、石英类宝石（一）玛瑙玛瑙的染色在国标中称为优化方法。可直接称其名称，在鉴定证书中不附说明。玛瑙的染色是将色料浸入玛瑙内部的孔隙，使玛瑙整体着色。1. 用于染色的玛瑙必须符合以下要求（1）结构。要求玛瑙的结构密度小，有微孔隙的这类品种易着色，而密度大的色料不易浸入，很难加上颜色。高博禹等对其结构进行电子显微镜研究，提出“三上色，五不上色”。“三上色”是指具有“人”字形肋骨状长纤维状的玛瑙能上颜色，且效果很好；具波浪状长纤维结构的玛瑙能上颜色；多世代细长纤维结构的玛瑙能上颜色。“五不上色”是指不定向短纤维粒状结构、似花斑状球粒结构、石英的他形不等粒结构的玛瑙不能上色；玛瑙中心的砂心石英颗粒不能上色；玛瑙中石英晶粒、结晶粗大、颗粒边缘界线清楚、粒间紧密、没有微孔、不能形成通道的不能上色。（2）颜色。为了使玛瑙染成人们需要的颜色，玛瑙的原料要求必须是浅色或白色的品种，且要清洗干净，若染成黑色的则玛瑙原料的颜色可深一点。（3）加热历史。待加色的玛瑙必须是没有经过焙烧的玛瑙，经过焙烧的玛瑙很难上色。2. 对色料的要求不管是采用有机染料还是无机颜料使玛瑙加色，都要求这些色料具有下列性质：（1）易溶于水或其他试剂中。（2）能与一些化学试剂作用生成不溶于水和醇的沉淀物，且沉淀物显色。（3）生成的显色物稳定性好，应不受日光、空气、水和氧化剂、还原剂作用分解破坏。3. 染色方法玛瑙的染色法归纳起来有以下三种：（1）将染色剂直接浸入玛瑙，然后进行加热分解、氧化或还原，生成呈色的氧化物。如要将玛瑙染成苹果绿色，可用硝酸镍溶液浸泡玛瑙，然后加热，生成的氧化镍呈绿色。（2）将两种可以起化学反应生成着色剂的化学试剂先后分两次浸入玛瑙，生成的着色剂经热处理可以分解成呈色氧化物或简单化合物。例如，染蓝绿色的方法，重铬酸钾与碳酸铵反应生成的重铬酸铵加热分解生成的三氧化二铬呈蓝绿色。（3）先将一种着色剂浸入玛瑙内部，然后再用一种固色剂浸泡，让着色剂与固色剂反应产生一种难溶呈色化合物，而使玛瑙着色。这种方法不需要高温加热，生成的沉淀要求稳定性好。4. 染色玛瑙的鉴别特征染色玛瑙的颜色不是玛瑙本身固有的，是人工方法的加入，且只是沉积在玛瑙孔隙内的颜色，一般可以从以下两个方面进行鉴别：（1）染色玛瑙与天然玛瑙的颜色色调不同，以前用有机染料染的玛瑙颜色与天然品差距大。有机染料颜色艳丽，但易退色，明显地呈现出“假色”。目前采用的无机颜料颜色更接近天然品，但只要认真观察也能找到区别。从常见的三种颜色观察区别如下：天然的红色玛瑙为正红色，“烧红”的也一样，颜色纯正，而人工染色的红色玛瑙则是人工加入铁离子化合物而呈的红色，这种红色常常有黄色调。蓝色玛瑙，天然产出品极少，多为一种宝石蓝的蓝色，并且常有不同程度的缠丝现象。而人工染色的蓝玛瑙由于加入了钴盐为紫罗兰色，即蓝中带有紫色调的颜色，极少数情况下出现有宝石蓝色的染色品，这需要通过进一步放大观察等测试手段来确定。绿色玛瑙的染色品与天然品颜色十分接近。但仔细观察天然品为葱心绿色，颜色柔和，而染绿色玛瑙为翠绿色，颜色较艳丽。（2）由于染色玛瑙都是经色料浸泡、干燥而呈的颜色，色料沉积在玛瑙的孔隙中，在放大的条件下可以在裂纹和孔隙内找到不均匀的色点。一般用十倍放大镜即可鉴别，精细的染色品要在宝石显微镜下观察。由于玛瑙的价值有限，一般不采用大型仪器测试。（二）玉髓玉髓的染色在国标中也称为优化，不需要说明。染绿的玉髓被用来仿制天然的绿玉髓品种。几乎所有的黑玉髓（常被错误地定为缟玛瑙）都是灰玉髓经糖或硫酸处理而成。天然绿玉髓是镍致色，而人工改色则是靠铬盐致色，所以仿制品在查尔斯滤色镜下显红色。光谱也能区别人工染色的与天然铬致色的绿玉髓。染色的在光谱的红区有三条模糊的吸收带，而天然的只有一条吸收带。（三）水晶加热的水晶如果在染料溶液中淬火，因染料渗透可得到染色的变体。这些材料有时称为“晕彩”、“彩虹”或“火石”石英。（四）虎睛石无色、浅红色、浅黄色的虎睛石可染成红色、黄色等色调。对于染色处理的虎睛石，在放大镜下，可观察到染色集中在斑点。（五）芙蓉石天然芙蓉石只有红色、粉红色、白色等；染色芙蓉石可有多种颜色。天然芙蓉石颜色鲜艳，无深浅之分，裂隙处无染色集中现象；染色芙蓉石颜色不鲜，颜色深浅不均匀，裂隙处有染色集中现象。在放大镜下观察，染色芙蓉石有染色痕迹，颜色集中在隙缝中。二、钻石蓝色或紫色染料被涂在颜色不好的钻石的亭部，这将中和不好看的黄色调，使钻石显白色。将有裂隙的钻石染成黑色、粉色来充当天然彩色钻石。1. 染色黑色钻石与天然黑色钻石的区别方法染色钻石薄的部分通常是浅绿色。天然钻石薄的部分透过来的颜色为浅灰色。人工染色黑色钻石的黑颜色浓而不透光。天然黑色钻石其颜色表现为一条深、一条浅不均匀的黑色（也称色带）。2. 天然粉红色钻石与处理粉红色钻石的区别方法天然粉红色钻石的特点是在光谱中不出现592nm谱线，经过处理的粉红色钻石一般呈浅褐粉红色，在光谱中出现592nm谱线。天然粉红色钻石颜色鲜艳，表里颜色一致，刻划、加热、酸中煮都不褪色。染色的粉红色钻石表里颜色不一致，有颜色集中现象，刻划、加热、酸中煮均褪色。三、绿柱石类宝石对无色、有裂隙的绿柱石类宝石用有色的石腊、清漆、合成树脂混合进行染色处理，可改变原宝石的颜色、裂隙度、光泽，掩盖宝石中疵点、缺陷等来充当好宝石。具体操作方法可参见玛瑙一节，绿柱石一般只染成绿色或蓝色，其他颜色很少用，且由于绿柱石为单晶体无孔隙，仅是天然或人工裂纹浸入颜色，所以绿柱石的染色只是作为加强颜色的补救措施，很少用于将无色的染成有色的。染色处理绿柱石鉴别特征：（1）染色祖母绿其吸收光谱将是模糊的或缺失，而非天然祖母绿的Cr谱。（2）对于染色绿柱石观察裂隙中的染色物残留，从而判断是否染色。（3）对于已经镶嵌的绿柱石观察镶好的戒面背面是否有染料，从而判断是否染色。四、岫玉天然岫玉颜色鲜艳，透光性好，色调均匀。经过改色处理的岫玉，染色后出现染料集中现象。透光性差，色调不均。质地粗糙，手感差，光泽发呆。五、珊瑚碳酸盐型珊瑚可被染色。放大观察可见方解石颗粒间、裂隙内等处颜色深，用蘸有丙酮的棉签可擦下染色剂。天然黑色珊瑚有光泽，染色后无光泽。六、其他宝石1. 绿松石 选用浅绿色、月白色松石放入蓝色苯胺染料中，或是用带有颜色的材料，如蓝色的蜡，或者蓝色的塑料等注入的方法进行人工染色。如果在染过色的绿松石上滴一滴氨水，染的蓝色就会褪掉。对染色的绿松石除了要进行常规的宝石物理性质测试外，人们还采用了红外光谱与X射线衍射相结合的方法进行鉴定。2. 青金石品质差的青金石常染色，以提高颜色效果。仔细地观察被染色的材料会发现颜色沿缝隙富集。当这些缝隙相交时可形成网络图案。染料能被浸有合适溶液（如丙酮）的棉签擦洗掉。日常生活中可用毛笔尖蘸上一点指甲油去除剂在青金石样品上轻轻摩擦，观察毛笔尖上是否有浅蓝色痕迹，若有浅蓝色痕迹，可以证明是染色青金石。如果材料曾经上蜡，丙酮将无法检验染剂的存在，因此在进行检测之前应仔细地检查青金石的表面。如发现有蜡，在宝石的检测部位应局部加热去除蜡层或用合适的溶剂清除之。这种测试方法应在样品不引人注目的部位进行。3. 白玉、青白玉天然白玉、青白玉，其色调纯正、细腻、油感强，其中有杂色者，用放大镜观察无染色迹象。经过染色处理的白玉、青白玉其色调浓淡分明，在放大镜下可观察到颜色痕迹，并看到许多裂隙中藏有染色的斑点。4. 方解石、冰洲石天然无色透明，若有色者颜色鲜艳，色泽均匀，无条带现象，无染色痕迹，个别有条带。染色方解石、冰洲石其色泽深浅分明，有染色斑迹，在放大镜下可观察到细微裂隙中的染色剂分布及浓艳斑点，以此来判断之。5. 琥珀可被染色处理以改善其颜色，特别是为了产生绿颜色，或为了给人以“陈年老货”的观感而将它的表面染成红褐色。没有检测方法可用于验证是否用了这一方法。6. 象牙可被染成各种颜色，然而没有一种能与天然致色的材料相像。

项目二 人工及改善欧泊检验

项目　简介

欧泊是贵重宝石之一。主要由非晶质体的蛋白石SiO·nHO组成，22含水量不定，一般为4％～9％，最高可达20％，另有少量石英、黄铁矿等次要矿物。 宝石级的欧泊多有变彩，随着不同的观察角度可看到不同颜色。博学的罗马学者普林尼（Pliny）把欧泊石描述为“红宝石的火，紫水晶的亮紫色，及绿宝石的海绿色，所有色彩不可思议地联合在一起发光。”所以，欧泊又被称为具有一千种颜色的宝石。目前，世界上欧泊的主要产地有澳大利亚、非洲等。

TT宝石研究所是国内著名的宝石研究所，主要的业务范围是检测宝石材质、评价宝石质量，现受某女士委托对于一批欧泊进行检验，并出具检测报告。

项目　目标与要求● 熟悉人工及改善欧泊的种类● 理解人工及改善欧泊肉眼观察特征● 熟悉人工及改善欧泊实验室常规仪器检测特征● 了解人工及改善欧泊大型仪器检测特征● 能设计并出具欧泊及其人工及改善宝石的检测报告

项目　工作任务● 人工及改善欧泊肉眼检测● 人工及改善欧泊实验室常规仪器检测● 人工及改善欧泊大型仪器检测● 出具人工及改善欧泊检测报告

任务一 人工及改善欧泊肉眼检测

任务　目标与要求● 了解人工及改善欧泊方法的原理● 熟悉人工及改善欧泊方法● 理解人工及改善欧泊的肉眼鉴别特征● 能肉眼检测人工及改善欧泊

任务　实施一、数据及现象分析

人工及改善欧泊的肉眼观察外观图，如图2-1-1至图2-1-4所示。图2-1-1　合成欧泊原料（见彩图5）图2-1-2　天然欧泊原石（见彩图6）图2-1-3　合成欧泊（1）（见彩图7）　图2-1-4　合成欧泊（2）（见彩图8）二、知识链接：人工及改善欧泊肉眼检测要点

变彩效应为欧泊增添了不少魅力，当光照射在欧泊内部二氧化硅小球三维空间规则堆积结构表面时，由于二氧化硅小球堆积的空隙及二氧化硅小球对光的反射，产生干涉或衍射作用，使得欧泊表面产生的颜色或一系列颜色随观察方向不同而变化，如图2-1-5和图2-1-6所示。图2-1-5　不同光源角度欧泊变彩颜色不同（见彩图9）图2-1-6　电子显微镜下欧泊的内部结构（见彩图10）（一）改善欧泊肉眼检测要点

常见欧泊改善方法有糖处理和烟处理两种，这些处理方法仅适用于疏松多孔的成品欧泊。

经过糖处理的材料常含类似胡椒粉的小黑点状包体，烟处理的常呈深色补丁状颜色外观，这些特征通过放大和反射光照射就可观察到。此外，所有这些处理后的效果仅保留在表层处，因此佩戴一段时间后就会脱落。（二）人工合成欧泊肉眼检测要点

市场上常见的欧泊人工合成方法有拼合处理欧泊、化学沉淀法合成欧泊、仿欧泊。

1. 拼合处理欧泊（Mosaic Opal）

把两种或两种以上的宝石材料用人工方法拼合在一起而制成宝石成品，称为拼合处理。常见的有双层拼合宝石和三层拼合宝石（简称双层石和三层石）。上、下两层的称为双层石，如绿柱石—祖母绿双层石。三层的则称为三层石，欧泊常会出现双层石和三层石。

目前市场上最常见的拼合宝石就是欧泊。因为欧泊主要为表生沉积成因，常在砂岩中呈细脉状产出，开采出的欧泊很多都太薄，不能琢磨成整个宝石。这时可以用粘合剂把它和玉髓或劣质欧泊片粘接在一起，作为欧泊两层石；或在欧泊两层石的顶部加一个石英或玻璃顶帽来增强欧泊的坚固性，而成为欧泊三层石。 还有的情形是，把带脉石的欧泊一起切磨成蛋面，其底部是脉石。

对于拼合欧泊而言，利用反射光观察欧泊的腰部，很容易见到拼合欧泊的接缝处。

2. 化学沉淀法合成欧泊（CVD法）

化学沉淀法是指一种经化学反应和沉淀，进而加热加压合成非单晶质宝石的方法。

电子显微镜的应用，发现了欧泊内部结构的奥秘，也为欧泊的合成提供了理论依据。1972年合成欧泊由吉尔森（Pierre Gilson）首次合成成功，它是用化学沉淀固结的方法合成的。1974年才开始投入市场。目前，合成欧泊已有的品种包括白欧泊、黑欧泊和火欧泊。主要产自法国、日本、俄罗斯和中国。日本和中国生产的相对密度较低的欧泊，是灌注了塑料成分的合成欧泊。

对于化学沉淀法合成欧泊而言，利用反射光观察，其变彩的颜色饱和度高，变彩颜色丰富，不同变彩色斑间具有清晰的边界，变换角度观察时，变彩颜色变化趋于一致，从任意方向都能轻易观察变彩效应。

3. 仿欧泊（Imitation Opals）

常见仿欧泊的宝石种类有：（1）天然宝石：变彩拉长石、彩斑菊石等。（2）人工合成宝石：玻璃等。

常见仿欧泊的肉眼检测要点：

变彩拉长石：晕彩拉长石的变彩是单一的、特定方向的整片颜色，不像欧泊成丝片状和斑杂状的色斑。

彩斑菊石： 彩斑菊石是一种菊石化石，表面具有变彩的薄层，有橙红、黄、绿、蓝绿等多色变彩，但是变彩薄层容易碎裂，常有龟裂的裂隙。

斯若坎玻璃：20世纪70年代出现的一种欧泊仿制品，有分别模仿白欧泊和黑欧泊的两个品种。模仿白欧泊的斯若坎玻璃为灰白色半透明至乳浊状的亚透明，变彩是由玻璃中含有的极薄的金属片碎块对光线产生的干涉作用引起的。金属片的最大宽度约0.5mm。模仿黑欧泊的斯若坎玻璃为不自然的黑色，金属片比白色的小，变彩的彩斑显得更为细碎。三、能力训练：按照下列要点肉眼观察人工及改善欧泊，并将观察结果记录在表2-1-1中

利用反射光直接用肉眼观察人工及改善欧泊的颜色、变彩效应、光泽、琢型、欧泊的腰部。（1）颜色描述要点：欧泊通常是根据体色的深浅及色调将其分为黑欧泊、白欧泊或火欧泊。（2）变彩效应描述要点。变彩效应对于欧泊的琢型没有限制，主要可从以下几个方面描述：变彩的亮度，变彩的颜色，变彩的区域（色斑的图案），变彩的一致性，变彩的方向性。（3）光泽描述要点：玻璃光泽或树脂光泽。（4）琢型描述要点：腰部的形状+刻面型或者腰部的形状+弧面型。（5）欧泊腰部描述要点：是否具有拼合缝。（6）透明度描述要点：透明，半透明，不透明。表2-1-1　人工及改善欧泊肉眼观察特征记录表注：在“其他”栏中填入下列内容之一：优化处理方法、人工合成方法、仿欧泊宝石品种延伸阅读常见改善欧泊原理及方法1. 染色处理欧泊欧泊染色的方法很多，这大概是由欧泊多孔的性质所决定的。由于黑色的欧泊备受人们喜爱，最常见染出的是黑色的欧泊。多采用糖酸方法。这种方法可将澳大利亚Andamooka的脉石欧泊染黑，这种欧泊中含有许多高岭石，高岭石散射的白光使欧泊的颜色暗淡，变彩不明显。经染黑后，那些过多的白光被沉积在孔隙中的黑色炭所吸收，于是增强了欧泊的颜色，使其很像高品级欧泊。2. 糖酸染色处理（1）预制清洗，在低于100℃温度下烘干。（2）将欧泊放置于体积为其2～3倍的葡萄糖乳糖溶液中，再添加少许几滴硫磺酸，浸入糖浸液后，欧泊与周围的糖物质分开。（3）将浸液加热至105℃，10～12h，直至液体蒸发，然后升温至125℃固化，最后脱水，慢慢冷却，等欧泊冷却后迅速擦净多余的表面糖汁。（4）将欧泊仔细冲洗后，再在碳酸盐溶液中迅速漂洗一下，减少使欧泊颜色加深的C元素的含量至适当，显著增强其变彩效应，有C元素侵入的欧泊要先冷却后再在水柱下清洗去除残留的硫磺酸。这样染色就完成了，还可进一步抛光做成成品。浸泡中溶液渗透的程度取决于欧泊孔隙的大小、多少和浸泡时间的长短。即使渗入欧泊内部的黑色不多，表层的黑化也会使欧泊的表面发生巨大的变化。另外，染黑色欧泊的其他染料还有苯胺染料和硝酸铬、硝酸银等。烟处理法不如糖处理法运用得普遍，有几种不同的烟处理方法，其中一种是将欧泊用纸包裹，覆上铝箔，或用废弃的机油浸泡，在外面包裹一层棕色的纸。加温直到纸变成为糖处理欧泊中经常出现的C元素。3. 充填处理欧泊品质不太好的欧泊，经油和水处理可掩饰欧泊中存在的裂缝和孔隙，出现颜色或美丽的变彩。但是油或水常常在较短的时间内迅速干枯或流失，颜色和变彩也随之消失。目前人们采用一种塑料来填充，可以解决这个问题。将塑料填充到白垩状劣质蛋白石的裂隙中，使蛋白石变得极为透明，并且产生明亮的色彩。尽管这种方法的细节没有公开，但应包括清洗、干燥、真空填充、抛光几个步骤。填充的材料一般为氧化硅、硅烷、硅质聚合物等。

任务二 人工及改善欧泊实验室常规仪器检测

任务　目标与要求● 了解人工及改善欧泊方法的原理● 熟悉人工及改善欧泊方法● 理解人工及改善欧泊的宝石实验室常规仪器鉴别特征● 能使用宝石实验室常规仪器检测人工及改善欧泊

任务　实施一、数据及现象分析

人工及改善欧泊常规仪器检测特征，如表2-2-1所示。表2-2-1　欧泊和人工及改善欧泊实验室常规仪器检测特征表选自薛琴芳《天然欧泊、合成欧泊、塑料欧泊的鉴别研究》，宝石和宝石学杂志，1999年6月第1卷第2期。二、知识链接：人工及改善欧泊实验室常规仪器检测要点（一）改善欧泊实验室常规仪器检测要点

改善欧泊在实验室的检测主要从以下几个方面进行。

1. 放大观察特征

内含物是指宝石内部与主体宝石有成分、结构或相态差异的内部缺陷及内部包含的物质。

欧泊的变彩可以认为是一种光学性质内含物，通过观察欧泊变彩的亮度、颜色、区域（色斑的图案）、方向性、变彩的一致性，可以有效区分欧泊及改善欧泊。

改善欧泊的放大观察特征如表2-2-2所示。表2-2-2　改善欧泊的放大观察特征

2. 荧光

改善欧泊由于杂质和结构的区别，会有不同的荧光特征。改善欧泊的荧光特征如表2-2-3所示。表2-2-3　改善欧泊的荧光特征

3. 折射率

对于人工合成欧泊而言，折射率是区分欧泊和仿欧泊非常重要的证据。改善欧泊的折射率如表2-2-4所示。表2-2-4　改善欧泊的折射率（二）人工合成欧泊实验室常规仪器检测要点

人工合成欧泊在实验室的检测主要从以下几个方面进行。

1. 放大观察特征

部分仿欧泊及改善欧泊中存在气泡、黑色斑点等欧泊中极为少见的物质性内含物，通过观察这些特征可以快速地区分出改善欧泊与欧泊、仿欧泊与欧泊。人工合成欧泊的放大观察特征如表2-2-5所示。

2. 荧光

人工及改善欧泊由于杂质和结构的区别，会具有不同的荧光特征。人工合成欧泊的荧光特征如表2-2-6所示。表2-2-5　人工合成欧泊的放大观察特征表2-2-6　人工合成欧泊的荧光特征

3. 折射率

对于人工合成欧泊而言，折射率是区分欧泊和仿欧泊非常重要的证据。人工合成欧泊折射率如表2-2-7所示。表2-2-7　人工合成欧泊折射率三、能力训练：按照下列要点在常规宝石实验室观察人工及改善欧泊，并将观察结果记录在表2-2-8中表2-2-8　人工及改善欧泊实验室常规仪器特征观察记录表注：在“其他”栏中填入下列内容之一：具体改善方法、具体人工合成方法、具体仿欧泊宝石品种。（1）内含物描述要点：

1）物质性内含物描述要点：颜色、光泽、透明度、外形、分布情况。

需要注意：除了在某些宝石中特征的内含物我们可以通过外观判别它是哪一种矿物之外，其他宝石的内含物成分在未经分析测试之前，是不能够简单地通过颜色、光泽、透明度等外观描述来判断内含物具体是哪一种矿物。

2）光学性质内含物描述要点：颜色变化情况、色块或色斑的外形轮廓。针对欧泊需要描述色块或色斑的外形轮廓是否具有棱角。（2）荧光描述要点。LW：荧光强度、荧光颜色；SW：荧光强度、荧光颜色。（3）折射率描述要点。点测法记录方式：将测试结果保留小数点后两位数，并在最后括弧写明点或点测，以欧泊为例：1.45（点）或者1.45（点测）。点测法精确度较低，其测试结果仅仅能够大致地判断宝石的种类，对于折射率较为相近的宝石无法区分。延伸阅读化学沉淀法合成欧泊原理及方法欧泊的合成方法是严格保守的工业秘密，一般认为合成欧泊的生产过程可分为三步：首先形成细粒的二氧化硅化合物，并在水和酒精的溶液中均匀地分布；然后加入碱（如氨），使它们发生反应生成二氧化硅球粒；最后设法让这些球粒紧密堆积、脱水、固结。1. 形成二氧化硅胶体球一般是用某些高纯度的有机硅化物（可用蒸馏法制取），如四乙基正硅酸酯［（CHO）Si］，通过有控制的水解作用生成单色二氧化硅球体。通254常使（CHO）Si以小滴形式分散在乙醇的水溶液中，加入氨或其他弱碱并254搅拌，使其转化为含水的二氧化硅球体，反应式为：（CHO）Si+2HO→SiO+4CHOH2542225反应过程中必须小心控制搅拌速度和反应物浓度，以使制备的二氧化硅球体具有相同的尺寸。按所要求得到的欧泊的种类不同，球体直径在200～300nm不等。2. 二氧化硅球体的沉淀 使分散的二氧化硅球体在控制酸碱度的溶液中沉淀。这一过程可能要超过一年的时间。一旦沉淀，这些球体便会自动呈现最紧密排列的形式。3. 球体压实 这一步是使产品达到宝石级要求的关键，也最为困难。可对其施加静水压力，将其压实。加压时将其放入钢制活塞内，加入传压液体，当加入的液体量增多时，静水压力沿各个方向施加在沉淀的球体上，而不致于使其畸变。加压过程中可加入二氧化硅硅胶以填充球体间隙。也可以将沉淀的球体堆积物加热到不太高的温度，将其烧结。

任务三 人工及改善欧泊大型仪器检测

任务　目标与要求● 了解拉曼光谱仪的原理● 熟悉拉曼光谱仪的操作流程● 理解人工及改善欧泊的拉曼光谱检测特征● 能使用拉曼光谱仪检测人工及改善欧泊

任务　实施一、数据及现象分析

不同地区欧泊拉曼光谱特征如表2-3-1所示。表2-3-1　不同地区欧泊拉曼光谱特征注：W—弱吸收；VW—极弱吸收；SH—肩峰二、知识链接：激光拉曼光谱

印度物理学家拉曼（C.V. Raman）于 1928年发现拉曼效应，并因此在1930年获得诺贝尔物理学奖。20世纪60年代以来激光的发现和发展，给拉曼光谱的产生提供了一种理想的单色光源，使之成为具有实用性的测试技术。

光照射在物质上，除按几何规律传播的光线之外，还存在着散射光，其中非弹性的拉曼散射光能提供分子振动频率的信息。拉曼光谱能迅速定出分子振动的固有频率，判断分子的对称性、分子内部作用力的大小及一般分子动力学的性质。能无损快速地鉴定珠宝玉石及其内部包裹体或填充物。

人工及改善欧泊拉曼光谱检测特征如下：（1）天然欧泊（包括贵欧泊与火欧泊）的红外光谱谱形基本相-1-1-1似，从4000cm以下全吸收，在5300～6000cm和4000～5000cm-1两区间均呈现宽阔的透明区。在5000～5300cm区间有极强的吸-1-1-1收，在4400cm和4500cm附近常出现较弱的吸收。在320～410cm-1为硅的振动峰，在3000～3500cm有一很宽峰（为水的振动峰）。在-1400cm处也存在一宽峰，产生原因是氧化锆。天然火欧泊基本不出-1-1现4400cm和4500cm处的较弱吸收峰。-1（2）合成贵欧泊的图谱有两类。一类从2000cm以下全吸收，-1-1-13670～3685cm间有强吸收峰，2665cm和2265cm处附近有两个次-1-1-1级峰。另一类合成欧泊还有5806cm、5734cm的双峰，4697cm的-1-1-1-1-1低宽峰和4398cm、4343cm、4255cm、4166cm、4078cm等吸收峰（图9-10）。这些吸收峰与塑料中的聚丙烯和聚苯乙烯谱峰相似，因此此类合成品为塑料灌注充填的合成欧泊，其相对密度值通常偏-1-1低。此外，人工合成欧泊在600cm处有峰，在3000～3500cm范围没有明显的水峰。-1-1（3）聚合物仿造欧泊石，拉曼光谱在2862cm和2949cm处出峰；另外如同天然欧泊。-1-1-1-1（4）合成火欧泊有5950cm、5878cm、5815cm、5800cm、-1-1-1-15625cm（伴有5125cm）、4371cm和4675cm的吸收峰，这与充填的有机物质有关。三、能力训练：使用大型仪器检测人工及改善欧泊，并将分析观察结果填入表2-3-2中

拉曼光谱仪操作步骤为：（1）开机、预热。（2）选择并调节样品测试位置。（3）根据样品类型及测试目的，设置仪器条件及扫描参数。（4）测试样品。（5）根据所测图谱进行分析处理。表2-3-2　人工及改善欧泊大型仪器特征观察记录表延伸阅读激光拉曼光谱原理及应用1. 基本原理 拉曼效应是光子与物质的分子发生非弹性碰撞后改变了入射光频率的现象。（1）弹性碰撞。光子和分子之间没有能量交换，仅改变了光子的运动方向，其散射频率等于入射频率，称为瑞利（Rayleigh）散射。（2）非弹性碰撞。光子和分子之间在碰撞时发生了能量交换，既改变了光子的运动方向，也改变了光的频率，使散射频率和入射频率有所不同，称为拉曼（Raman）散射。（3）拉曼散射的特点。当散射光的频率低于入射光的频率时称为斯托克斯（Stokes）散射，相应的谱线称为斯托克斯线。若散射光的频率高于入射光的频率，将这类散射线称之为反斯托克斯线。由于常温下分子通常都处在振动基态，所以拉曼散射中以斯托克斯线为主，反斯托克斯线的强度相对较低，一般很难观察到。斯托克斯线和反斯托克斯线统称为拉曼光谱。拉曼效应引起的光的频率变化称为拉曼位移，拉曼位移由宝石晶体结构的振动能级所决定，与入射光的频率无关。2. 宝石学应用 拉曼探针可以方便地鉴定宝石表面、甚至内部没有暴露到表面的固相、液相和气相包体的分子振动的光谱特征，可以应用于鉴定有机物充填处理的各种宝石，如翡翠、祖母绿、绿松石、铅玻璃充填处理的红宝石和钻石等。拉曼光谱还可鉴定染色处理黑珍珠和海水养殖黑珍珠。普通染色珍珠除了具-1-1有很强的荧光背景和明显的文石的峰704cm和1083cm外，在1400～-11600cm处还有几个染剂的峰，与天然黑珍珠的拉曼光谱明显不同。

试读结束[说明：试读内容隐藏了图片]

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