珠宝鉴定讲义.pdf

第一章珠宝鉴定概述 1珠宝鉴定的概念珠宝鉴定是根据观察、测试到的珠宝玉石的特征，对其进行定名，有时尚需进行质 量评价。珠宝鉴定是珠宝专业的一门重要专业课，是从来珠宝工作的必要的基础。2珠宝鉴定的特点、内容及要求特点：（1）无损伤鉴定；（2）必须使用专门仪器、设备（常规、大型）内容：（1）原石（料石）（2）裸石（琢件）（3）镶嵌件（饰品）需确定珠宝玉石的品种、品质、天然/合成，以及是否经过了优化、处理。要求：（1）理论实践（技能）3珠宝鉴定的步骤与方法1、总体观察，又称肉眼鉴定或经验鉴别。总体观察是缩小样品品种，选择进一步测试方法的基础，也是确定品质、加工质量 的检验方法和重点观测部位的必经过程包括：颜色、色散、光泽、琢型、透明度、掂重、特殊光学效应、拼合石等2、放大检查（从10义放大开始）（1）寻找包裹体，鉴别天然与合成；（2）查找优化、处理的迹象。3、折射率及双折射率的测定据折射率及双折率鉴别宝石，有效而准确。4、多色性无多色性：均质体或非均质体光轴方向。有多色性：二色性为一轴晶宝石。三色性为二轴晶宝石。5、补充测试（1）分光镜测试（2）紫外荧光测试（3）密度（4）其他：偏光性、滤色镜、热导性等4珠宝鉴定的注意事项1、填写送样单2、至少有三个以上的有效、关键数据3、要有第二人复查4、无损鉴定5、浸液、紫外等慎用6、要特别注意易混淆珠宝玉石的鉴别以及天然/合成、优化处理品的鉴别。5国内外宝石鉴定师资格考试简介1、FGA2、GIA3、GII4、GAC5、GC第二章珠宝鉴定仪器珠宝鉴定仪器是宝石鉴定的主要工具，熟练使用宝石鉴定仪器，准确观察、测试是 宝石鉴定人员的必备技能。1放大镜和宝石显微镜一、应用1、放大检查：观察宝石的表面特征和内部特征(1)据包裹体鉴别天然石/人工石(2)查找优化处理迹象(3)初步确定单折射、双折射并估计双折率(4)观察断口，解理以便鉴别宝石(5)观察加工质量、抛光工艺以及外部瑕疵(6)观察拼合石等2、钻石净度(用10倍放大)二、放大镜1、构造：由一个透镜或多个透镜组合而成(1)双凸透镜：由单个双凸透镜组成，价廉，常小于3倍(2)双组合镜：由两个平凸透镜组成(3)三组合镜：由一对凸透镜和两个凹凸透镜粘合而成，视域宽，质量好，10倍常 用。2、质量要求(1)无球面差(消球面差、消像差)即中央准焦后，边部也同时准焦(2)无色差：放大镜不能产生色散等的颜色(3)放大镜前工作距不小于25mm(4)常用的为10倍(5)钻石分级用放大镜必须无蓝色镀膜3、使用方法放大镜尽量贴近眼睛，宝石距放大镜2.5cli1(10义)左右观察。M=d/F M放大倍数D一明视距离(人眼看物体最清楚而不易疲劳的距离，一般为25cm)F-放大镜的焦距10义放镜的焦距为F=d/M=25cm/10=2.5cm三、宝石显微镜1、构造：宝石显微镜主要由以下几个部分组成(1)光学系统(透镜系统)：目镜、物镜、变焦系统(2)照明系统：包括底光源、顶光源、光强调节钮、电源开关等(3)机械系统：包括支架、焦距调节旋钮、锁光圈、宝石夹等放大倍数=目镜倍数义物镜倍数又变倍镜倍数(变倍镜象一个大的透镜，常用的为 2X的)2、调节与使用打开光源，清洁宝石，置宝石夹上(1)据双眼宽度调节的目镜间距(2)调节两眼焦距正确使用宝石显微镜时准焦步骤如下：a、对准目的物b、旋转准焦螺旋，使一无调焦装置的目镜准焦c、使另一具调焦装置(用准焦螺旋)的目镜准焦。d、选择照明方法(有的宝石显微镜两个目镜都具调焦装置)(3)从低放大倍数观察再到高倍放大观察(4)根据需要采用不同照明方法(5)从不同方向观察宝石(6)注意灰尘、油污与内部特征的区别3、照明方法，见教程P154、使用注意事项(自学)九种基本照明方法：亮域照明、暗域照明、垂直照明、斜照明、水平照明、偏光照 明、散射照明、点光照明、遮挡照明此外有复合照明法：亮域+斜照、暗域+斜照等2折射仪一、方法原理：根据全反射/临界角原理制成N 宝二N 棱 X sin a。宝石临界角常见的宝石临界角：钻石24。25，红蓝宝石3337/尖晶石3536,黄玉37。50，水晶4050，二、构造棱镜、工作台、刻度尺、目镜、偏光片、进光孔密封盖，浸油，标准光源:589.5nm(589nm)黄光、钠光源浸油：二碘甲烷1.74二碘甲烷+硫1.79 二碘甲烷+硫十四碘乙烯18%1.81三、精度与测量范围仪器精度为0.002观测精度为0.士5(刻)0.01(点)测量范围：1.3501.810(视N油的值而定)四、使用方法与操作步骤1、刻面测法(近视技术)：适用于具有较大平整、光滑刻画的宝石操作步骤：(1)用酒精棉球清洁样品和棱镜台面(2)打开光源，观察视域的清晰程度(3)滴一小滴浸液(1-2mm为宜)于棱镜中心位置(4)置宝石于油滴上，转动宝石，以使宝石与棱镜有良好的光学接触(5)眼睛靠近目镜(l-3cm)观察，在明暗交界处读数(6)转宝石360。，每转一定角度即观察和读数(也可同时旋转偏光片观察)(7)若为均质体(或集合体)，只有一条阴影边界(一个N值)(8)若为非均质体，可见到两条阴影边界，取最大值和最小值即可(二者差值为双 折率或接近最大的双折率)2、点测法(远视技术)：适用于弧面型宝石以及很小的刻面宝石(1)(4)同上(浸油少些，多会产生暗边)去掉偏光片，所见影像为圆或椭圆，眼睛距窗口约30cm左右，上下移动观察，当 影像一半亮一半暗时读数即折射率值。1/2法：影像一半亮一半暗时读数，较精确明暗法：取影像急剧地由亮转暗位置的刻度值读数，误差较大，只能参考均值法：取影像全暗与全亮时读数的平均值，误差大3、折射率值的记录(1)刻面测法：单折射宝石记录到小数点后第三位，如R.1=L718 双折射宝石记录到小数点后第三位，高值和低值之间用”或隔开，不准 用连字符。如 1.762,1.770或 1.762/1.770均可，不可记作 1.762-1.770或 1.7621.770。(2)点测法：记录到小数点后两位，后面加“点”字，如1.54(点)，必需注明为 点测法。(3)高折射率宝石:如1.79(浸油)五、注意事项1、折射率的精度和可靠性取决于(1)样品的抛光质量与平整度(2)接触液的多少，太多宝石浮起，太少接触不良(3)样品是否干净(4)测台棱镜是否干净、平整(5)光源应为黄光(钠光源)波长为589.5nm(589nm)2、观测折射率的几种特殊现象(1)假均质体现象：转动宝石360。，只有一条阴影边界，但快速转动偏光片，阴影 边界好象在上下移动。原因：非均质体宝石双折率小，如磷灰石多为0.003,符山石可小到0.001(但可 有明显可辨的弱多色性)(2)假一轴晶现象：有些二轴晶宝石的Ng与Nm或Nm与Np差值很小，当转动宝石 360。时，好象阴影边界有一条不动，另一条动。如金绿宝石(Nm接近Np)Ng 1.753-1.758Vm 1.747-1.749Np 1.744-1.747黄玉(托帕石)Ng 1.616Nm 1.609Np 1.609柱晶石Nm接近Ng(3)特殊光性方位一轴晶有时两阴影边界重合，转动宝石可消除此现象。二轴晶有时可有一条阴影边界不动，与一轴晶相似，换刻面即可解决。(4)某些具有特殊双折射率的宝石，其中一个折射率位于折射仪的测试范围之内，而另一个折射率超出了测试范围：如菱镒矿 No=1.84,Ne=1.58当转动宝石时，只有一条阴影边界，但却不停移动(N。无法观测)(5)无法读数的原因a、宝石N浸液Nb、抛光不良c、样品不在测台中央d、粒度太小e、眼睛距离、方位不对f、样品测台不洁净六、折射仪的应用(1)测折射率(2)测双折率(3)区分均质体与非均质体(4)测轴性一轴晶：一条阴影边界不动，另一条阴影边界动二轴晶：二条阴影边界都动(5)测光性正负：一轴晶正光性(U):低值不动，高值动，即NeN。一轴晶负光性(U-):高值不动，低值动，即Ne1.81）的宝石，可能会出现问题5、某些单折射的宝石如石榴石、玻璃、欧泊和琥珀可呈现任意的偏光现象6、对尺寸很小的样品，观察和解释都是很困难的7、有时受刻面影响，很难观察五、应用1、区分均质体、非均质体及多晶非均质集合体2、解析干涉图，确定轴性及光性3、检查多色性（用平行偏光相当于单偏光条件）4、检查异常消光：正交偏光镜下，将宝石转至最亮位置（或局部最亮），然后转 上偏光片90。，若视域变更亮为异常消光（异常双折射）；若不变或变暗为非均质体（双 折射宝石）（注意：最后看多色性，测是否有双折率，看重影等综合判断）6分光镜（可见光谱仪）一、原理：不同宝石致色元素不同，对可见光的吸收线吸收带位置及相对强度不同，因而可利用能形成连续光谱的分光镜观察样品在白光（700-400nm）照射下所产生的黑 色谱线或谱带的位置及相对强度来鉴别宝石。二、构造：分光镜可分为棱镜式和光栅式两类。棱镜式分光镜：狭缝：控制进光量观察透明宝石狭缝几乎闭合半透明宝石开的稍大一些一般是把狭缝关闭，稍一打开时谱线（带）最清晰透镜：棱镜：一组棱镜要求不吸收可见光特定波长，色散不太大也不太小，均质体，否则 会产生两套光谱。标尺及目镜内管（滑管）外管光栅式分光镜狭缝准直透镜绕射光栅等光栅式分光镜光谱分布均匀，但不如棱镜式清晰，只是对透明度好的宝石在红区有 吸收线者测试有利。三、操作一般使用棱镜式分光镜效果较好棱镜式分光镜又分台式分光镜和手持式分光镜两种型式，掌握手持式分光镜的使用 方法即可。操作步骤：1、据样品选择照明方法（1）透射照明法透明、半透明宝石适用（2）内反射法半透明一微透明宝石适用（3）反射光法不透明宝石适用2、一般采用透射照明法较易掌握若用反射法需将样品放在黑色背景上3、调节分光镜镜头高度，狭缝与宝石1cm土即可，若用反射法入射光与反射光呈 90角4、调节狭缝与滑管焦距狭缝关闭，稍一打开谱线、谱带最清晰调节滑管焦距，观察蓝区向上推，红区向下推5、观察谱线、谱带位置与相对强度并画图四、注意事项1、光源应为白光，连续光谱的光源（400-700nm）光源应较强，最好为冷光源，一般光源会烤热宝石，使谱线模糊甚至消失（日光、日光 灯有发射光谱不能做光源、手电白炽灯、光纤灯可以）2、勿使通过宝石以外的光进入分光镜3、样品太小时，光谱弱，不易观察4、样品透明度好，光谱清晰度好5、样品颜色深，光谱清楚6、手的血液会产生592nm的吸收线7、用毕放盒中7滤色镜一、原理某些颜色相近的样品具不同的光谱特征，所以在只能通过某些特定波长的滤色镜下 呈现不同的颜色，以此来鉴别宝石。（宝石的颜色是宝石对白光选择吸收后剩余波长混合的结果，同样的颜色，可以由 不同光谱组成，如绿色翡翠与绿色翠榴石，肉眼看都是绿色，无法区分，但前者绿色中 不含红色波长的光，而后者绿色中含少量红色波长的光，查尔斯滤色镜却可以将二者区 分开来，查氏镜下前者不变色，后者变红）二、查氏镜的构造始造于1934年，当时为了区分祖母绿及其仿制品，英国宝石检测实验室安德森与 查尔斯科技学院合作设计生产了查氏镜，也叫祖母绿滤色镜（祖母绿查氏镜下呈红色，其它绿色宝石不呈现红色，以此鉴别祖母绿与仿祖母绿，这是当时的认识，目前情况已 不是如此，例如：哥伦比亚祖母绿查氏镜下红，而印度、巴基斯坦等地祖母绿查氏镜下 不变色，翠榴石、绿色错石（某些）也可呈红色）将滤光片夹在保护玻璃片中，装在可以转入转出的塑料外壳中即组成了查氏镜。查氏镜的滤光片，仅让红光和黄绿光通过，并且通过的红光比黄绿光大得多。三、操作1、清洁样品2、将样品放在黑色板上（不反光或不影响观察的环境中）3、光源用白光、强光，且需靠近样品4、手持滤色镜尽量靠近眼睛，滤色镜离样品约30cm土处观察四、应用1、鉴定合成蓝尖晶石、蓝色玻璃、合成蓝色水晶，三者均由C。致色，故查氏镜下 艳红色，而其它蓝色宝石，如蓝宝石（浅蓝、灰蓝）、海蓝宝石（绿、黄绿）、蓝黄玉（灰蓝、泛红）2、鉴定绿色玉髓（Cr致色）变红而澳玉（Ni致色）不变色。3、鉴定染色翡翠（Cr盐染绿）变红，而有机染料染绿者不变红。4、帮助鉴定其他相似宝石，查氏镜下亮红色，则为合成祖母绿可能性极大，翠榴 石，某些绿色错石也呈粉红色，红宝石、红尖晶石红、红色石榴石黑灰。五、注意事项1、用强白光、弱手电、荧光灯不可用，直射阳光效果也差。2、经滤色镜所见颜色深度取决于样品的大小、形状、透明度及其本身颜色深度。3、由于染色剂的类型和含量的差异，每一样品的反应可以不同。4、只是辅助手续，尚需综合判断。8紫外灯（紫外荧光仪）一、原理根据宝石在长波紫外光和短波紫外光下的发光性鉴别宝石。紫外线是电磁波谱中10-400nm这一部分，位于可见光和x射线之间，波长较可见 光短，不能为人眼所观察到。当紫外光照射到某些样品时，激发样品产生一种发射可见光的现象（黄光或磷光）,荧光按是否发光及发光强度分为：无、弱、中、强，某些宝石具磷光（欧泊可有磷光，萤石可具磷光）铁是荧光的猝灭剂二、构造灯管加特制滤光片、发出长、短波紫外光紫外灯实际是一个提供紫外线的光源长波：365nm 短波：254nm（253.7nm）紫外光源暗箱观察窗口开关三、操作1、在未打开紫外灯开关前，清洁宝石并放在样品台上。2、分别按长波（LW）和短波（SW）按钮，观察荧光反应。3、如需观察磷光性，关闭开关，继续观察。四、应用1、鉴定宝石品种如：红宝石，有红色荧光红色石榴石无荧光（惰性）（铁是荧光的猝灭剂）2、帮助判别天然石、合成石如：无色蓝宝石，可有红至橙色荧光合成无色蓝宝石，可有蓝白色荧光无色尖晶石，无荧光合成无色尖晶石，蓝绿、蓝白荧光3、帮助鉴定钻石及仿制品钻石荧光性变化很大，从无到强，可见各种颜色，仿钻的CZ、YAG等则较一致。因此可用来鉴定群镶钻石是否为钻石很有用。4、帮助判断宝石是否经过人工处理如某些B货翡翠会发（LW）中至强的黄绿或蓝白荧光硝酸银处理的黑珍珠无荧光或灰白某些天然黑珍珠可发红或浅黄白荧光5、帮助判断某些宝石产地斯里兰卡黄色蓝宝石LW黄色荧光、澳大利亚黄色蓝宝石无荧光五、注意事项1、紫外光会损伤眼睛，放样品之后再打开开关。2、透明样品与不透明样品荧光有所不同3、有时样品仅某一部分发荧光，如祖母绿中的油剂，青金石中的方解石4、同类宝石不同样品的荧光可有明显差异5、只是辅助手段，尚需综合判断9硬度笔与硬度板（略）用被测样品对已知硬度的平面型矿物硬度计（板）进行刻划比较 可以鉴定原料琢件等禁用摩氏硬度：是相对刻划硬度摩氏硬度从110的矿物名称指甲2.5 铜针3 小刀5.5 玻璃5.512345678910滑 石石膏方 解 石萤石磷 灰 石正 长 石石英黄 玉刚 玉金 刚 石 10热导仪热导仪是20世纪80年代初设计生产的，是鉴定钻石与非钻石迅速而有效的仪器。但目前合成Q-SiC的上市，为区分钻石与合成碳硅石提出了新的课题，因为二者无法 用热导仪区分。一、原理不同珠宝玉石传导热的性能不同，因此测定热导率或相对热导率可鉴别宝石。二、结构热探针电源放大器读数表（或信号灯和呼叫器）电热元件为铜针，铜针两端连接仪表形成电路，即组成了热电偶，接递电源，经预 热，铜针升至一定温度即可测试。当铜针外端与宝石表面接触时，热量传递给宝石，铜 针外端降温，温度变化通过热电偶测出，再经过放大器和信号灯，蜂鸣器显示出来。三、操作先清洁宝石1、打开开关，预热2、据室温和样品重调档3、手持仪器，两手指捏住背部三角形金属板4、垂直测试5、据开档及蜂鸣声判断日本n型热导仪的调档规定Ct t300.5123四、注意事项1、待测宝石必须干净、干燥2、电池电力应充足3、定期清洁探头，软纸轻擦即可4、不要用手拿钻石、首饰可拿托5、测试分钻，光和声可能不会很强6、应尽量垂直台面测试7、控制室内气流，避开风扇及窗口的风8、测毕将探针戴上保护套，并立即断电，电池长时间不用，应取出。五、应用1、鉴别钻石与仿钻（注意合成Q-SiC的鉴别）2、鉴别其它宝石：海蓝0.34-0.47与蓝黄玉1.59、方柱石与紫晶3、测贵金属及其含量大型仪器在宝石鉴定时，常规鉴定仪器有时不能满足要求，这时采用大型仪器常可解决问题。因此，国、内外大的宝石鉴定机构、实验室、研究所均备有各类大型仪器以做鉴定、研 究之用。一、红外光谱仪1、方法原理：物质的分子在红外线的照射下，吸收与其分子振动、转动频率一致 的红外光。利用物质对红外光区电磁辐射的选择性吸收，对珠宝玉石的组成或结构进行 定性或定量分析。红外光波长 0.75-1000 u m(0.78-1000 u m)能量均小于lev近红外区（泛频区）中红外区（基本振，动区）远红外区（转动区）波长u m0.75-2.5 um2.5-2525-1000波数cm-113334-4000&,amp;nbsp;4000-400 400-10红外光谱分析结构常以波数作横坐标，以透射百分率或吸收百分率作纵坐标作图。波数：波数是每厘米中波的数目，用cm】表示，其数值等于波长（波长以厘米为单 位）的倒数。红外区划分为三个区为近红外区、中红外区、远红外区，但只有中红外区的1250-MOchT 频区是宝石矿物鉴定的指纹区，而4000-1250cmT特征频率区主要用于宝石中可能存在 的官能团。2、仪器红外光谱仪：傅立叶变换红外光谱仪、光栅式红外光谱分析仪3、测量方法（1）无损鉴定：透射、反射、显微红外光谱。（2）有损鉴定：luni样品，研磨成粉末，掺澳化钾，压成簿片，有效性可提高8倍。4、应用(1)宝玉石品种(物相)的鉴别如钻石与CZ、YAG等红外光谱图有明显区别。矽线石、柱晶石、透辉石、S G、R I 相近，不易区别，可采用红外显微镜反射法测定矿物的频振动鉴别。(2)钻石中杂质原子的存在形式及类型划分钻石主要由碳原子组成，当其晶格中存在少量的N、B、H等杂质原子时，可使钻石 的物理性质如颜色、导热性、导电性等发生明显的变化。基于红外吸收光谱特征，有助 于确定杂质原子的成分及存在形式，并作为钻石分类的主要依据之一。(3)优化处理宝玉石的鉴别如翡翠B货、C货以及镀膜翡翠的鉴定B货注胶(环氧树脂等)翡翠2500-4000cm-1有明显的羟基峰蜡 2800-3200cm-l树脂 3200cnfi铅玻璃充填的翡翠应选放大观察)(4)测试宝石中的羟基、水分子以鉴别天然与合成如祖母绿与助熔剂法祖母绿及水热法祖母绿的鉴别。欧泊、合成欧泊、紫晶、合成 紫晶等。&,nbsp;(5)仿古玉的鉴别对老化、做旧处理的玉器，利用“漫反射红外附件”可对其玉质进行鉴定。二、拉曼光谱仪1、方法原理光照射在物质上，除按几何规律传播的光线之外，还存在散射光，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体或填充物。2、仪器：激光拉曼光谱仪3、测量方法：快速、无损、精确、微区4、应用(1)包裹体研究可分析距宝石表面5mm范围内的包体，固相与流体包体均可确定其成分、成因等。拉曼光谱测试辽宁50号岩管中金刚石常见包体类型为橄榄石、铅铁矿、铅镁铝榴 石、镁铝榴石、金属硫化矿物、石墨及流体包体。(2)鉴别天然与合成可以鉴定助熔剂法合成红宝石中的助溶剂残余物等。(3)优化处理宝石的鉴别如树脂充填翡翠、铅玻璃充填处理红宝石、钻石等。(4)相似宝玉石品种的鉴定由于各硅酸盐类宝石中分子的基团的特征振动频率存在明显差异，导致各自拉曼光 谱的表征不一。可有效鉴别：黑色翡翠、黑色角闪石质玉、黑色钠辂辉石质玉、黑色蛇纹石质玉及 黑色软玉等黑色相似玉种。三、电子探针1、方法原理电子探针X射线显微分析仪是微区化学成分分析法，可在一个微米级的范围内用电 子束激发样品产生特征X射线信号，其波长、强度分别与元素的种类和浓度（含量）相 关，从而进行定性、定量分析。电子探针成分分析一般是借助于入射电子束，作用于样品表面产生的特征X射线的 波长和强度来实现的。电子探针定性分析的原理是根据莫塞莱定律：（1/入）1/2=K（Z-c）入为特征X射线的波长Z为原子序数k为常数（取决于线系,如对L线系，K=2.48X1015）根据莫塞莱定律，通过测定x射线的波长，即可确定样品中含有哪些元素，这就是 电子探针定性分析的原理。将样品中所测得的某元素的特征X射线强度与标准样品中相同元素的特征X射线强 度相比，得到X射线强度比，将该比值进行原子序数修正、吸收修正和荧光效应修正。从而得到该元素在样品中的实际含量，这就是所谓的电子探针精确定量分析。2、仪器电子探针显微分析仪：波谱仪（波长分散谱仪）能谱仪（能量色散谱仪）波谱仪（WES）:一般说来，入射电子束激发宝石产生的特征x射线是多波长的。波谱仪利用某些分光晶体对x射线的衍射作用来达到使不同波长分散的目的，通过测量 对应某元素的适当谱线的x射线强度就可以得到这种元素的定量结果。为了排除波谱仪 在检测不同元素谱线时条件不同所产生的影响，一般采用化学成分已知的标样进行标 定。能谱仪（EDS）:能谱仪与波谱仪不同，它是利用特征x射线能量不同而进行展谱 分析的方法，当高能电子束轰击宝石样品时，宝石样品中各种元素都被激发而放射出不 同能量的x射线，能谱仪将这些x射线收集起来，按能量大小，将其分类并快速显示出 谱线再加以检测，从而进行定性定量分析。波谱仪分辨能力强，还会做精确的定量分析，而能谱仪能进行多元素快速定性和定 量分析，但精度比波谱仪差。3、测量方法特点：（D微区、微量：微是电子探针的主要特点，电子探针的检测极限约为100X10、所分析的微区只有几个立方微米，它已成为研究新、杂、微、细矿物和固溶体的最有效 手段。也是研究微量元素的主要方法。（2）简便快捷，一般电子探针都配备了光学显微镜，可以一面观察，一面分析，可 以有效地避开包裹体、缝隙和穿插连生矿物，选取理想的分析区域，几分钟之内即可得 到定量分析结果，非常迅速、简便。（3）适用范围宽，准确度高电子探针定性分析元素范围为Be-U（第4号-92号元素）定量分析元素范围一般为Na-U（11号-92号元素）（4）有多种分析方式，能利用多种信息，可以进行点、线、面的分析，能得到试样 微区化学成分，表面形貌和结构特征等多种信息。(5)不损坏样品，样品分析具有无损性，分析后可完整保存或继续进行其他测试，这对于鉴定珠宝玉石、稀世珍品、博物馆珍藏等特别有用。方法：电子探针做成分分析的3种基本方法是：定点分析、线分析和面分析。其中面分 析能得到样品的形貌像和某一元素的成分分布像，两者对比可以清楚地看到样品中部分 的成分变化。4、应用(1)鉴别钻石与仿钻石成分测试可准确鉴别钻石与仿钻石(2)鉴定宝石矿物的种类成分分析可准确确定石榴石的种属，如镁铝一镒铝石榴石等(3)鉴别天然宝石与合成宝石天然宝石与合成宝石尽管物理性质、化学性质相似，但生长环境却完全不同，化学 性质必然会有一定差异，尤其是微量元素方面，天然宝石常含丰富的微量元素，合成宝 石只限于某种合成方法所特有的少数微量元素，因此成分分析可鉴别二者。(4)探讨宝玉石矿物的生长环境如对新疆“西瓜”碧玺(玫瑰色内核和黄绿色外层)，结合x射线透射形貌分析，得到了电气石颜色分带，结构分带与组成分带三者之间的对应关系，并据此定量地推断 出晶体生长的全过程为：初期生长内核轻微溶蚀、交代、沉积一再生长(外缘层)，成矿溶液由初期富镒、铝、锂、贫铁、镁、钛，到后期的富铁、镁、钛、贫镒、铝、锂 为特征。(5)宝玉石矿物中包裹体的鉴定若有包裹体在已抛光宝玉石表面暴露，则可进行电子探针分析确定包裹体的成分，从而区分宝玉石的产地。四、x射线荧光光谱仪1、方法原理X射线荧光光谱是通过X射线管发出的初级X射线激发样品中的原子，产生的荧光 X射线通过探测器的测量，记录其波长和强度，进行元素的定性、定量分析：X射线(xo.001-10nm)是一种波长很短的电磁波，介于紫外线和r射线之间。在高真空的x射线管内，当由几万伏高电压加速的一束高速运动的电子流投射到阳 极金属靶(如鸽靶、铜靶等)上时，电子的动能部分转变成X光辐射能，并以X射线形 式辐射出来。从金属靶射出的X射线主要由两类波长、强度不等的X射线组成，即连续 X射线谱及特征X射线谱。连续X射线谱指在X射线波长范围内，由其短波限开始并包 括各种X射线波长所组成的光谱。特征X射线谱则指当加于X光管的高电压增至一定的 临界数值时，使高速运动的电子动能足以激发靶原子的内层电子时，便产生几条具一定 波长且强度很大的谱线，并叠加在连续X射线谱上，由特征X射线组成的光谱称为特征 X射线谱。特征X射线谱源自原子内层的跃迁。当，高速运动的电子激发原子内层电子，而导 致X射线的产生，这种X射线称为“初级X射线”。若以初级X射线为激发手段，用以 照射宝石样品，会造成宝石的原子内的电子发生电离，使内层轨道的电子脱离原子，形 成一个电子空位，原子处于“激发态”，这样外层电子就会自动向内层跃迁，填补内层 电子空位，进而发射出一定能量的X射线。由于它的波长和能量与原来照射的X射线不 同，即发现“次级X射线”。人们将这种由于X射线照射宝石而产生的次级X射线称为 X射线荧光。通常X射线荧光只包含特征X射线谱，而缺乏连续X射线谱。只要测出荧光X射线的波长，就可以知道元素的种类，这就是荧光X射线定性分析 的基础。此外，荧光X射线的强度与相应元素的含量有关，据此，可以进行元素定量分 析。X光荧光（XRF）光谱产生的原因是：荧光的产生是由于初始X射线光子能量足够大,以致可以在样品中产生电子一空穴，导致二次辐射（荧光）的产生。2、仪器X射线荧光光谱分析仪：波长色散光谱仪、能量色散光谱仪（1）波长色散光谱仪波长色散光谱仪是通过分光晶体对不同波长的X射线荧光进行衍射而达到分光的目 的，然后用探测器探测不同波长处的X射线荧光强度，这项技术称为波长色散X射线荧 光光谱仪，其主要由X射线发生器、分光系统（晶体分光器）、准直器、检测器、多递 脉冲分析器及计算机组成。（2）能量色散光谱仪又称能量色散X射线荧光光谱仪。它是利用荧光X射线具有不同能量的特点，将其分开并检测，不必使用分光晶体，而是依靠半导体探测器来完成。这种半导体探测器有锂漂移硅探测器、锂漂移错探测器、高能错探测器等。X光子射到探测器后形成一定数量的电子一空穴时，电子一空穴对在 电场作用下形成电脉冲，脉冲幅度与X光子的能量成正比。在一段时间内，来自宝石的 荧光X射线依次被半导体探测器检测，得到一系列幅度与光子能量成正比的脉冲，经放 大器放大后送到多道脉冲分析器（，通常要1000道以上）。按脉冲幅度的大小分别统 计脉冲数，脉冲辐度可以用X光子的能量标度，从而得到计数率随光子能量变化的分布 曲线，即X光能谱图。能谱图经计算机进行校正，然后显示出来，其形状与波谱类似，只是横座标是光子的能量。能量色散的最大优点是可以同时测定样品中几乎所有的元 素。因此，分析速度快。另一方面，由于能谱仪对X射线的总检测率比波谱高，因此可 以使用小功率X光管激发荧光X射线。另外，能谱仪没有光谱仪那么复杂的机械机构，因而工作稳定，仪器体积也小。缺点是能量分辨率差，探测器必须在低温下保存，对轻 元素检测困难。主要由X射线发生器、检测器、放大器、多道脉冲分析器和计算机组成。波长色散光谱仪使用分光晶体，各元素的谱线进入探测器之前已被分光，探测器每 次只能接受某一波长的谱线；而能量色散光谱仪使用的探测器和多道脉冲分析器，直接 测量不同能量的元素的特征X谱线的能量。3、测量方法是快速、无损、高精度和适用性强的一种检测方法。针对性：11号一92号元素（Na-U）分析浓度：100ICT级精度：千分之几4、应用（1）贵金属首饰成色检测如使用241Ani放射性同位素源，适合于激发能量较高的Au（L系）、Ag（K系）、Pt（L 系）、Pd（K系）荧光，可用于贵金属成色分析。（仪器有标准样品进行校正）（2）测定宝玉石中主元素，鉴别外观相似的宝玉石（3）测定宝玉石中微量元素，鉴别宝石矿物的亚种如红宝石波谱图上出现铅和铝峰；蓝宝石波谱图上出现铝、铁和钛峰。(4)宝石产地、产状的识别如泰国红宝石有高铁含量，缅甸抹谷红宝石具有高钱含量。海水养殖珍珠锯比镒高淡水养殖珍珠镒比锯高(5)合成宝石的鉴定如天然尖晶石与合成尖晶石具有不同的镁铝含量比值在合成钻石中经常可检测到含有Ni、，Co或Fe等元素(6)优化处理宝石的鉴定如检测银盐染色黑珍珠中的银五、阴极射线发光仪1、方法原理通过电子束轰击样品使之发光，以研究其成分，晶体形态及二者相互关系等特征。阴极发光是从阴极射线管发出的具有较高能量的加速电子束激发宝玉石矿物的表 面，电能转化为光辐射而产生的发光现象。即物质在电子束轰击下产生的一种发光现象。通常发生的是可见光(也可以是紫外光或红外光)，不同宝玉石由于含有不同的激活剂 元素，因而产生不同的阴极发光，其光波波长和强度与该物质的成分、结构、微量杂质 等有关，所以，可以利用阴极发光的颜色及其强度等信息，研究宝玉石矿物晶格中的缺 位(如电子一空穴心)以及杂质离子。不同成因的宝玉石矿物在电子轰击下会发，出不 同颜色或不同强度的可见光，同时一些与生长环境有关的晶体结构或生长纹也可得到显 示。因此，其可以用来鉴定宝玉石矿物，确定宝玉石中微量杂质离子的种类、价态、配 位体的对称性。2、仪器阴极射线发光仪组成：显微照相系统(包括偏光显微镜)冷阴极电子枪样品室控制系统真空泵3、测量方法成本低、无损、快捷、制样简单4、应用(1)在钻石鉴别和研究中的应用a.天然钻石生长环带研究和探讨形成环境的物理化学条件的变化由于钻石生长环境的变化，物质成分的供应也产生变化，因此钻石在阴，极发光下 显示不同的颜色和不同生长纹。阴极发光环带结构特征综合体现了各种地质事件，对研 究和探讨形成环境的物理化学条件的变化有着重要的意义。b.区分天然与合成钻石生长环境的不同，所接受的杂质成分含量的不同，造成天然和合成宝玉石在生长结 构上有不同的生长区，且具有规则的几何图形(受生长区控制)。常见的八面体生长区 呈十字交叉状分布于晶体的角顶，发深蓝色和浅蓝色的光(Collins A.T.,1989)o在 电子束激发下，天然钻石多发出相对均匀的中强蓝色一灰蓝色光，并显示规则或不规则 的生长环带结构；由于合成钻石晶体多以聚形(八面体和立方体)为主，在不同的生长 区则发出不同颜色的光，并显示几何对称的生长分区结构，如100生长区发黄绿色光，分布于其中四个角顶，呈对称分布，为十字交叉状。籽晶幻影区发黄色光(或弱发光)，位于晶体中心呈正方形。而111生长区呈环带分布。C.区别处理前和处理后的钻石同一颗钻石样品，在高温高压处理前的阴极发光为黄色，经高温高压处理后的阴极 发光为蓝色。d.钻石的缺限中心研究宝玉石在阴极射线激发下可以发射出色调、谱位及强度不等的光，可利用阴极发光 的图彩和阴极发光光谱的表征，揭示缺陷中心及发光机理。当辐照源的高能粒子进入钻 石，会形成电子缺陷心，从阴极发光谱中可识别出ND1心(发光峰位于388nm)和S1 心(发光峰位于515-520nin),NDI心主要出现在la型钻石中，具有重要的标型鉴定意 义。S1心属于一种典型的辐射损伤心，一般发射强蓝绿色光(据开利剑，2000)。(3)翡翠的阴极，发光a.翡翠的阴极发光特征一鉴别翡翠与仿翡翠及相似玉石在阴极发光下翡翠的主要矿物成分硬玉通常发暗至中亮绿至黄绿色光；当硬玉成分 较纯时发亮紫红色光；当硬玉中不含铁而含钙和镒时往往发中至亮紫蓝色光和白色光；依据阴极发光图像能较好地区分翡翠和其他相似玉石和仿制品(张鼐等，2000,)b.鉴别A、B、C货翡翠在阴极显微镜下翡翠的结构清楚可见，A、B、C货各有其明显的区别特征：A货：翡翠因杂质成分不同，其发光各有特色。在阴极显微镜下以发暗绿一黄绿色 光带紫蓝色光为主，个别的发葡，萄红色和白色光。B货：发均匀的亮绿一黄绿色光，晶体周边常被溶蚀成港湾状或参差状，裂缝充填,有胶，可发绿色的光，裂缝两侧的晶体溶蚀现象明显。C货：主要的阴极发光特征是裂缝发育且不发光，染料在裂缝向颗粒间隙渗透的特 征在阴极发光下清晰可见。(3)锡石的阴极发光与成因研究按阴极发光的特征将锡石分两种不同的成，因类型：伟晶岩型锡石和热液型锡石。综上述，阴极发光在宝玉石中的应用有：(1)鉴别相似的宝玉石(2)鉴别天然与合成的宝玉石(3)鉴别优化、处理的宝玉石(4)研究宝石的形成环境与成因等六、扫描电镜(SEM)电子显微镜：是指利用高速运动的电子束来代替光波的一种显微镜。一般光学显微 镜不能分辨小于其照明光源波长一半的微细结构。由于电子束具有波动特性，其波长仅 为可见光波的十万分之一(约0.053),故大大提高了显微镜的分辨本领，能观察宝玉 石等物质的极为微细的结构状态，以及其表面微细缺陷观察和内部包裹体研究等。电子显微镜的类型主要有：透射电子显微镜，扫描电子显微镜(SEM)1、透射电子显微镜即通常所说的电子显微镜。其主要由光学系统、真空系统、供电控制系统和辅助系 统等四大部分组成。电子光学系统是电子显微镜的主要组成部分，其工作原理与光，学 显微镜相似，电子枪连续发射电子束，就相当于光学显微镜的光源；电磁透镜相当于光 学透镜。整个电子显微镜的工作系统处于真空之中。由电子枪发射出的电子束穿过极薄 的宝玉石透明样品，经电磁透镜聚焦后，即可在荧光屏上显示出被放大的图象。2、扫描电子显微镜(SEM)扫描电子显微镜由电子光学系统、扫描系统、信号检测系统、样品室和样品台、真 空系统等组成。它兼具有电子显微镜、电子探针分析仪、电子衍射分析仪的性能，可利 用高能电子束轰击宝玉石样品后所产生的二次电子、背散射电子、吸收电子、透射电子 等作为信息，从而对样品的微观表面形态和结构进行观察及研究。它也可以利用其产生 的特征X射线，通过能谱仪分析其能量或波长，以获得被测宝玉石矿物的化学成分及其 相对含量。放大倍数10万30万倍高能电子束与样品相互作用并从样品中激发出各种信息。对于宝石工作者，最常用 的是二次电子、背散射电子和特征X射线。(做形貌观察主要用二次电子和背散射电子)扫描电子显微镜除了可运用于宝玉石的表面形貌外，它经常带能谱(EDS)做成分 分析。七、X射线衍射仪1、方法原理：由于X射线的波长与结晶物质内部的原子(或离子)大小相近，因此可产生定向反 射一衍射，据衍射图样可对结晶质的晶体结构及物相进行鉴别。X射线是波长约0.oriooa的电磁波。用于测定晶体结构的X射线，波长为0.502.50&,这个波长范围与晶体点阵面的间 距大致相当。X射线的散射分为相干散射和非相干散射两种。相干的光子进行相互干涉并产生一 些衍射现象。由X射线管产生的X射线包含两部分：一部分是具有连续波长的“白色”X射线，另一部分是由阳极金属材料成分决定的有一定波长的特征X射线。X光在晶体中的衍射一定要满足布拉格方程2d(hkl)sin 9 n二n入,此方程中符号的 物理意义：(1)d(hkl)晶面间距(晶体点阵中原子面间距)(2)9衍射角(3)n衍射级数，可取1,2,3整数(4)入-x射线波长2、仪器X射线衍射仪3、测量方法多晶X射线衍射仪法分为多晶照相法和多晶X射线衍射仪法两种。X光的衍射图的 横坐标表示衍射角为2。，纵坐标表示衍射强度I。多晶X衍射仪法是物相鉴定的最好方法，除了戒面，耳环和小的挂件等多晶质组成 的玉石可以不破坏样品外，对宝石的鉴定则需要破坏样品，碾成粉晶(约0.5克)样品。4、应用对宝玉石的晶体结构及物相进行鉴别(1)确定宝玉石种属(2)鉴别天然与合成宝玉石(3)鉴别同质多象矿物蓝晶石、红柱石、矽线石等(4)测定宝石矿物晶胞参数等(5)鉴别粘土矿物，如地开石、高岭石、珍珠陶土等第三章宝石鉴定基础 1计量单位、计量法及国家行业有关标准一、计量单位法定计量单位:千克 kg克 g毫克 mg升 L毫升 mL米 m厘米 cm毫米 mmnm千克是质量单位，等于国际千克原器的质量千分之一千克，即l/1000kg千分之一克为1毫克，即l/1000g,1/1,000,000kg一升等于一立方分米（1dm3）5即1/lOOOm3一毫升等一立方厘米（1cm3）,即1/1000L长度单位（公制长度主单位）1cm=l/100m1mm=l/1000mlum=106mInm=109m摄氏温度单位：摄氏度K热力学温