原标题：紫外-可见光谱检测技术在珠宝玉石鉴定中的应用

随着珠宝玉石市场的繁荣发展和玉器收藏的持续升温，珠宝玉石饰品受到越来越多人们的购买和珍藏。大部分天然珠宝玉石的价格比较昂贵，而玉器市场上除了天然珠宝玉石，还存在合成的、优化处理的、仿制的珠宝玉石，如何对它们进行无损、快速、准确的判断和鉴定，是一个至关重要的问题。紫外-可见吸收光谱检测技术是根据不同物质对紫外可见光（波长范围10 nm~780 nm）特有的吸收光谱特征，通过紫外-可见分光光度计对物质的成分、结构和物质间的相互作用进行检测和研究，具有操作简便、准确度高、灵敏度好、快速无损等优点，是珠宝玉石常规检测手段的有效补充。

1 紫外-可见光谱检测技术的方法及特点

按照紫外-可见分光光度计结构可分为单光束、准双光束、双光束和双波长四种，根据珠宝玉石样品的透明度、大小、形状、厚度等特点，选择合适的样品固定夹和实验条件对样品进行透射或反射测试。

1.1 直接透射法

采用直接透射方法测试珠宝玉石样品时，应尽量使样品的最大光面让光束透过。同时在大样品室中，应使样品尽量靠近测试台。直接透射法适合透明至半透明珠宝玉石的无损测试，但获得的珠宝玉石光谱信息相对有限，不适合测试底部包镶的样品，对于不透明样品的测试需要使用粉末压片透射法。

1.2 反射法

利用反射附件，如多用途大样品室和积分球装置，对样品进行反射测试，并且在测试时宝石样品不需要倾斜放置，即可进行0°和10°角测试，适合测试透明至不透明的珠宝玉石样品。

2 紫外-可见光谱检测技术在珠宝玉石鉴定中的应用

2.1 有助于鉴定宝石的品种

测试样品的紫外-可见吸收光谱特征，并与紫外-可见吸收光谱谱图库进行分析比对，进而推测出宝石的品种。或者利用Color analysis软件对样品进行测试，对测试结果CIEXYZ、CIEL＊a＊b＊等参数数值，进行比对和分析，找出不同宝石的差异量值。如和田玉、蛇纹石、石英岩、玻璃等相似玉石的紫外-可见吸收光谱谱图所表征的特征吸收峰位明显不同，如图1所示。对于同一种玉石的不同颜色品种，如和田玉中的碧玉和青玉品种，某些青玉在外观特征上与碧玉非常相似，除了通过X荧光光谱仪定性测试样品的元素组份外，还可以通过两者的紫外-可见吸收光谱特征和颜色三刺激值CIEXYZ、CIEL＊a＊b＊等，计算得出各颜色参数，进而对颜色量化参数进行比对和分析。

本文使用日本岛津公司的紫外-可见分光光度计，型号UV-2700。使用分立的双光束，钨灯和氘灯。实验条件：测定方法为透射法，狭缝5.0 nm；波长范围为380~780 nm，扫描速度为中速，采样间隔为0.5 nm。

上图 和田玉、蛇纹石、石英岩和玻璃的紫外-可见吸收光谱图

2.2 有助于鉴定天然宝石与合成宝石、天然宝石与优化处理宝石

利用直接透射法或反射法，对比珠宝玉石样品的谱学特征，能有效地区分某些宝石的天然或是合成以及是否经过人工优化处理。

如对比天然黄色系列钻石及其HPHT合成、HPHT处理和辐照退火处理样品的紫外-可见吸收光谱特征，可以得出（1）天然的淡黄色Ia型钻石样品显示有双原子氮（477 nm、463 nm、452 nm）、三原子氮（415 nm）和集合体氮导致的吸收；（2）橙黄色HPHT合成钻石在590 nm~493 nm波段的变化趋势表明钻石样品是由单原子氮导致的吸收，同时在500 nm以下逐渐透过，表明钻石样品的颜色肯定是橙黄色，综合两方面的信息得出由单原子氮致色的橙黄色钻石样品是由高温高压合成的；（3）经过HPHT处理和辐照退火处理的黄色钻石显示有天然的双原子氮、三原子氮所导致的吸收，同时也显示有经过高温高压处理（986 nm）和辐照退火处理（594 nm）的证据[1]。通过测试合成钻石的紫外-可见吸收光谱特征，可以得出表征合成钻石的足够证据，特别是对CVD合成钻石的检测，具有很大的说服力。

天然红色绿柱石仅显示Fe及Mn元素所致的吸收谱，水热法合成红色绿柱石则显示特征的Co、Fe元素所致的吸收谱[2]。

黄色蓝宝石的天然、热处理和辐照处理三者的紫外-可见吸收光谱明显不同。谱图信息表明三者都有由O2-→Fe3+电荷迁移产生的紫外区吸收，天然黄色蓝宝石在375 nm、387 nm和450 nm处有吸收窄带（由Fe3+的d电子跃迁所致）；热处理黄色蓝宝石只有紫外区吸收；辐照处理黄色蓝宝石在387 nm和450 nm处吸收谷弱，并有以405 nm（可能是空穴心所致）和580 nm（由Fe2+→Ti4+电荷迁移所致）为中心的吸收宽带[3]。

2.3 珠宝玉石颜色成因的研究

紫外-可见吸收光谱在研究珠宝玉石颜色呈色机理方面具有很大的优势。通过分析珠宝玉石的紫外-可见吸收光谱谱图信息，分析特征的吸收峰位、峰强，可以对宝石的颜色进行系统研究，并对宝石的颜色质量进行分级和评价。如对山东黄色蓝宝石、缅甸抹谷红宝石、哥伦比亚祖母绿等具有产地意义宝石的致色机理进行探讨，有助于对它们的彩色品种进行质量分级和市场价格评估；对和田玉中白色-青白色-青色系列对应颜色的定量表征参数进行深入分析，有助于对和田玉实物标准样品的赋值、制定和复制。

3 结语

随着珠宝玉石鉴定技术的发展和细化，紫外-可见吸收光谱检测技术不仅是鉴定珠宝玉石的有效手段之一，也是准确、快速、无损鉴定珠宝玉石的重要补充，特别是在合成宝石和宝石优化处理检测以及致色机理分析方面的研究都非常重要和关键，具有广阔的应用前景。

参考文献

[1]亓利剑. 珠宝玉石质检师继续教育培训内容. 北京. 2013. 10.

[2]张蓓莉. 系统宝石学[M]. 北京: 地质出版社, 2006.5.

[3]谢意红. 紫外-可见分光光度计在优化处理宝石鉴定中的应用[J]. 分析仪器, 2003. (2): 31-33.

作者：申晓萍

文章来源于：国家和田玉检验中心