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拉曼光谱在宝玉石鉴定中的应用

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摘要：近年来，宝玉石鉴定应用拉曼光谱技术受到越来越多业内人士的关注。本文从宝玉石鉴定出发，讨论了拉曼光谱在鉴定宝玉石中的一些特点。

关键字：拉曼光谱；宝玉石鉴定

宝石是自然界赐予人类的一种珍宝，它不仅颜色多种多样、光彩夺目，而且具有一定的收藏价值。珠宝玉石泛指一切经过琢磨、雕刻后可以成为首饰或工艺品的材料，是对天然珠宝玉石和人工宝石的统称，简称宝石。

1.宝玉石鉴定现状

传统的宝石鉴定方法，通常情况下，都是釆用放大镜、显微镜以及各种各样的专用小型仪器进行鉴定。鉴定原理主要是通过对不同试样的物理性质特征做出合理的测定而进行的。除此之外，还要仔细观察宝石的结晶形态特征、透明度以及宝石内部是否含有其他包裹体或者包裹体所含物质成分和具体分布特点。宝石矿物的物理性质的测定内容包括：硬度、颜色、折射率、密度、多色性及光性特征，也有极少数的宝石需要测量其热导性。近几年来，也有一些宝石的鉴定运用红外光谱特征和电子探针成分给予分析。而拉曼光谱这一现代化鉴定矿物的重要手段，虽然已有作者发表了很多利用拉曼光谱鉴定宝石的文章，然而由于宝石矿物的拉曼光谱数据既少又不集中，尚未形成专门的论著，因此，在宝石界未得到广泛的应用。而在1997年5月我国第一部巜珠宝玉石鉴定国家标准》中也未提及拉曼光谱数据。而且据调查，当时各个国家的珠宝玉石鉴定机构，基本上都未配备这种鉴定仪器。但是，就在近两三年前的国际珠宝玉石会上，有珠宝学家大声呼吁，并着重强调拉曼光谱在鉴定珠宝玉石中的重要意义。目前，有关仪器制造商已经将拉曼光谱仪器制作的非常精巧。同时，拉曼光谱鉴定珠宝玉石中的应用将会受到业内人士广泛的关注和认可，相信未来会得到更加广泛的应用。

2拉曼光谱的应用

经珠宝专家认证，拉曼光谱是现代化矿物鉴定的一种新型手段。其原因是由于拉曼光谱含有矿物晶体组成结构的多种信息，而且谱带特别尖锐、采集的数据极其准确，又有较好的重复性，很容易形成对比，同时，还具有非破坏性、非接触性检测等特点。一般情况下，宝玉石饰品或者玉石雕刻面，都已进行打磨抛光处理，当进行拉曼光谱时，无需专门重新制样，因此，拉曼光谱应用于宝玉石鉴定中，将会发挥其独特的作用，也将取代业内对宝玉石进行传统鉴定的一种重要补充方法。

拉曼光谱鉴定宝玉石过程中，釆用的是谱图对比法，然而，在当前国内还未正式公布和相关系统资料的状况下，有关珠宝玉石鉴定机构首先应建立初步的宝石拉曼光谱标准谱图。我国珠宝专家经过两年多的努力，广泛的收集样品，并对其进行了具有宝石鉴定特点的、认真反复的系统测试，终于对80多种不同的宝玉石，分别测量出一百多幅拉曼光谱图。而且，这些试样均己事先得到准确的鉴定，其中还有一些试样配合了X射线和电子探针等分析。这些光谱图都可为珠宝玉石提供准确的鉴定，另外，还可区别真假珠宝玉石或者是否经过人工处理等鉴别提供标准谱图。

钻石被称之为宝石之王，由于它们极其稀少、而且它的硬度可以说是举世无双的，又有比较高的折射率和较强的色散效应，光泽度非常强，是最具有魅力且极其贵重的宝石。虽然大部分钻石的颜色接近于无色，但仔细观察后会发现，其内部有五彩闪光，极个别的钻石颜色相当的鲜艳。那些具有红色、黄色、蓝色的钻石统称为彩色钻石，它们要比我们较为常见且接近于无色的钻石更加珍贵，价格上高于几倍甚至千上百倍。但是，无论是常见的钻石，还是稀少的彩色钻石，它们的拉曼光谱标准是一致的。在0-2000cm拉曼位移范围内，只在1300cm处出现一条又强又锐的谱带，这条极具代表性的特征钻石拉曼光谱是任何一种物理性质相似的仿冒品不可替代的，所以，利用拉曼光谱鉴定极其的准确。

人们最喜爱的两种宝石为红宝石和蓝宝石。这两种宝石从矿物学角度分析，属于同一种刚玉的矿物。它们之所以有红、蓝颜色之分，是由于所含微量元素的不同而引起的。经测试，不同的颜色的宝石，拉曼光谱的基本特征无太大的区别，尤其是鉴定过程中谱带的数目以及谱带所出现的频率和位置基本上都很相近，但珠宝专家发现，颜色不同的红宝石和蓝宝石，它们所反应出的激光荧光特征存在一定的差异，具有鉴定意义。进行拉曼光谱测量时，当宝石处于入射激光的照射状况下，有些试样容易被激发出荧光来，这种荧光的激发特征会以拉曼光谱基线的突起形态而反应出来，这种情况，在拉曼光谱测试中通常会视为干扰现象。而在拉曼光谱鉴定珠宝玉石中，却作为鉴定珠宝玉石的重要特征之一。颜色较为鲜艳的红宝石，具有较强的激光荧光，荧光的峰值会出现在拉曼光谱位移的420Cm处。颜色略带玫瑰色的红宝石，基本上可以说没有荧光。蓝宝石中，蓝色一般都没有荧光，颜色较深的蓝宝石，拉曼光谱测试的信号非常弱，谱峰不高。而黄色蓝宝石和金黄色蓝宝石，两者却具有较