缅甸琥珀的宝石学性质及鉴别

2022-09-11

云南省的腾冲县被公认为是我国缅甸琥珀最大的集散地。缅甸琥珀出产在缅甸克钦邦北部的胡康河谷[1]。琥珀是稀少的有机宝石, 越来越多的人开始购买、收藏琥珀。但是, 珠宝市场上出现了品种繁多的缅甸琥珀的仿制品以及优化处理缅甸琥珀。王瑛等[2-5]测试了缅甸琥珀的宝石学特征, 认为不能简单的依据常规宝石学特征来区分缅甸琥珀与其仿制品。基于此, 本文通过对天然琥珀、优化处理及仿制品的常规仪器鉴定、红外光谱对比研究, 探讨系统简便的鉴别方法。

1 缅甸琥珀的宝石学性质

缅甸琥珀的常规宝石学测试及放大观察在云南国土资源职业学院珠宝玉石学院的宝石鉴定实训室完成。笔者所选的测试样品均为缅甸琥珀, 共有8块天然缅甸标本, 热处理缅甸琥珀、柯巴树脂、塑料、再造琥珀各一块标本 (见图1) 。

缅甸琥珀颜色呈现茶黄色、橙红色、血红色、金黄色, 晶体通透, 基本无杂质, 有的标本可以含有植物、动物标本。正交偏光镜下全消光, 常见异常消光。树脂光泽至近玻璃光泽;不透明至半透明;无解理, 贝壳状断口;缅甸琥珀的比重为1.04~1.06, 摩氏硬度为2.03~2.10, 折射率通常1.54。在长波紫外灯下具强蓝白色荧光, 部分样品有异常干涉色。

2 缅甸琥珀红外光谱测试

缅甸琥珀的红外光谱测试在昆明理工大学分析测试中心完成。采用德国Bruker公司生产的傅里叶红外光谱仪对样品进行测试, 红外仪器型号为Tensor27。红外测试在常温下进行, 采用反射法, 分辨率4cm-1, 样品扫描时间10秒, 测量范围400~4000cm-1。测试结果见图2。

对八块天然缅甸琥珀红外测试的结果表明, 缅甸琥珀的红外光谱基本一致, 明显可见在1377cm-1、1458cm-1、2866cm-1、2926cm-1处有烷烃 (C-H) 的强吸收, 在976~1227cm-1之间的一系列红外吸收谱带。

其中2926cm-1处主吸收峰为甲基 (CH3) 的不对称伸缩振动吸收导致, 2866cm-1附近的双峰为亚甲基 (CH2) 的对称伸缩振动所致, 且2926cm-1处甲基的不对称伸缩振动比2866cm-1附近亚甲基的对称伸缩振动强。C-H弯曲振动发生在1500~1300 cm-1, 其中1458cm-1处为C-H不对称弯曲振动吸收峰, 1377cm-1处为C-H对称弯曲振动吸收峰, 由此说明琥珀的基本分子骨架为脂肪族结构。在1724cm-1处有羰基 (C=O) 伸缩振动吸收峰, 在976~1227cm-1之间的一系列红外吸收谱带表明缅甸琥珀内含有醇、酯、醚等含氧结构。缅甸琥珀红外光谱中均出现1651cm-1芳香结构弱吸收峰, 说明缅甸琥珀存在少量的芳族结构, 由琥珀中含有少量煤屑等杂质所致。[6]

3 缅甸琥珀优化处理鉴别

3.1 缅甸琥珀的热处理鉴别

热处理后的琥珀颜色较深, 呈现黄带橘色。在紫外荧光灯下荧光较弱, 出现无色—弱的黄绿色。这是由于加热氧化作用C基和O基团浓度的增加对荧光起到一定的猝灭作用。琥珀荧光强度的降低和湮灭, 同时伴随着黄色荧光白垩化转变是热处理琥珀的重要佐证。[7]

从热处理缅甸琥珀样品测试的红外光谱测试结果可知 (见图3) , 对缅甸琥珀热处理越深入, 其图谱变化越显著。随着热处理的深入, 1720峰型变得尖锐陡峭, 1457、1383处的吸收峰也逐渐升高。1720峰值随温度升高, 尖锐程度更加明显。以上热处理琥珀红外光谱的变化仅限于表面氧化层。

3.2 缅甸琥珀与再造琥珀的鉴别

它们的主要区别如下:

(1) 内部特征:再造琥珀可见浑浊的粒状结构, 间隙之间放大观察不连续, 较明显的流动构造, 并产生云雾状相间的条带。若处理不够彻底, 压制过程中可含气泡。 (2) 压制琥珀的颜色一般为橙黄、橙红色, 天然琥珀颜色更丰富。 (3) 再造琥珀的密度比天然缅甸琥珀低, 一般为1.03~1.06 g/。 (4) 正交偏光镜下, 再造琥珀表现为异常双折射。 (5) 在短波紫外光下, 再造琥珀表现为明亮的白垩蓝色荧光, 比天然缅甸琥珀荧光强。 (6) 由图4所测试的红外光谱图可知, 再造琥珀具备天然琥珀的大体性质, 但1719单峰值较高、1459、979, 其中888为固定峰值。

4 缅甸琥珀的仿制品鉴别

4.1 缅甸琥珀与柯巴树脂的鉴别

柯巴树脂由于质地较软, 石化程度极低, 不容易抛光, 内含物通常为白色。将乙醚等有机溶液擦拭柯巴树脂表面, 柯巴树脂会被腐蚀而变得粘手。柯巴树脂表面擦拭酒精后会变发粘或不透明。在短波紫外光下, 柯巴树脂发比天然琥珀明亮的白色荧光。从红外测试结果可知 (见图5) , 柯巴树脂在3076、1685、888有异常峰值。其中3076、1685同时显现说明该样品为柯巴树脂。

4.2 缅甸琥珀与塑料的鉴别

塑料仿琥珀容易区分, 放大观察可见明显的流动构造或不规则气泡。但现今的塑料制品更为逼真。塑料制品在紫外荧光灯下不具备荧光表现, 呈现不变色的情况。塑料的折射率约在1.50~1.66之间变化。塑料具有可切性, 易切割, 并出现“毛边”。从塑料测得的红外测试光谱图可知 (见图6) , 该样品的塑料在2000以下有一系列杂乱的吸收峰, 从此可以将其区分开来。

5 结论

(1) 缅甸琥珀的比重为1.04~1.06, 摩氏硬度为2.03~2.10。折射率通常1.54。在长波紫外灯下多具强蓝白色荧光, 部分样品有异常干涉色。

(2) 缅甸红外光谱中, 1377cm-1、1458cm-1、2866 cm-1、2926cm-1处有烷烃 (C-H) 的强吸收, 在976~1227cm-1之间的一系列红外吸收谱带。其中1458cm-1具有一定的产地意义。

(3) 热处理缅甸琥珀、再造琥珀较难检测, 可以通过红外光谱进行鉴定区分。随着热处理的深入, 1720峰型变得尖锐陡峭, 1457、1383处的吸收峰也逐渐升高。1720峰值随温度升高, 尖锐程度更加明显。再造琥珀具备天然琥珀的大体性质, 但1719单峰值较高、1459、979, 其中888为固定峰值。

(4) 天然缅甸琥珀与柯巴树脂、塑料等琥珀仿制品可以通过常规检测以及红外光谱进行鉴定。柯巴树脂在1746、1685、1378、1311有异常峰值, 其中1465、888同时显现说明该样品为柯巴树脂。塑料在1732出现较高峰值, 1285异常峰值、746、703具有两项特殊峰值, 与天然缅甸琥珀存在较大异常差异。

摘要：从市场上收集缅甸琥珀、优化处理及仿制品样品, 进行常规宝石学和红外光谱特征的研究。结果表明, 缅甸琥珀的比重为1.041.06, 摩氏硬度为2.032.10。在长波紫外灯下多具强蓝白色荧光, 部分样品有异常干涉色。利用红外光谱仪对不同样品进行谱学分析, 认为在2926cm-1、2866cm-1、1458cm-1、1377cm-1处有强吸收, 其中1458cm-1具有一定的产地意义。将常规宝石学方法和红外吸收光谱特征结合并综合分析, 可以有效鉴别琥珀、压制琥珀、天然柯巴树脂、人工树脂等。

关键词：红外光谱,优化处理,仿制品,鉴别,缅甸琥珀