玉石鉴定中X射线荧光光谱技术的应用

摘要： 结合珠宝玉石检验鉴定工作中经常使用的x射线荧光光谱仪，简要介绍了X射线荧光光谱技术的原理及其在珠宝玉石鉴定中作为辅助鉴别手段的应用。使用X射线荧光光谱技术对样品进行表层成分分析，为珠宝玉石鉴定工作遇到的一些情况，如相似宝石品种的鉴别，优化处理宝石的检验等提供辅助鉴定依据。

关键词： X射线荧光光谱；珠宝玉石；鉴定X射线荧光光谱技术

【中图分类号】TS934.3

【文献标识码】B

【文章编号】2236-1879（2017）09-0169-01

目前广泛用于对样品的主要成分进行无损的定量和定性分析，具有快速简便、检验结果相对准确的优良特点。在国内的主要检验机构，一般主要应用于贵金属饰品的检测，但随着X荧光技术的不断发展和操作人员对于相关仪器性能的不断了解和开发，X荧光技术在珠宝玉石检验领域作为一种辅助鉴定手段，发挥着越来越大的作用。

1X射线荧光光谱检测的原理

X射線荧光是一种由于原子内部结构变化所导致的现象。当照射原子核的X射线能量与原子核的内层电子能量在同一数量级时，核的内层电子共振吸收射线的辐射能量后发生跃迁，在内层电子轨道上留下一个空穴，处于高能态的外层电子跳回低能态的空穴，将过剩的能量以X射线的形式放出，所产生的X射线即为代表各元素特征的X射线荧光谱线。只要测出一系列X射线荧光谱线的波长，即能确定元素的种类；测得各元素荧光辐射强度，即可确定该元素的含量。

2相似宝石品种的鉴别

目前能够做宝石原料的矿物品种大概有230余种，其中不乏有较多的相似品种。这些相似品种有时通过实验室的常规检测手段来加以区别相当困难。例如，无色水晶与无色长石的鉴别，因为两者都为无色透明的晶体，折射率值范围接近（水晶为1.544～4.553，长石为1.52～1.57），密度范围接近（水晶为2.66，长石为2.65～2.7g/cm3）。通过使用X荧光技术对水晶和长石进行成分分析，水晶的化学成分为二氧化硅，在X射线荧光光谱仪上主要表现为硅元素；长石的化学成分为钠、钙、钾和钡的铝硅酸盐，在X射线荧光光谱仪上主要表现为钙、钾、硅元素。依据检测的谱图，可以轻易的将两者区分开。同理用上述方法可以区分紫晶和紫色方柱石，矽线石猫眼与辉石猫眼等相似宝石品种。

3优化处理宝石的检验

主要是针对充填处理的宝石样品表层成分进行定性分析。例如，目前市场上存在的铅玻璃充填处理红宝石，由于该方法是在真空环境中，采用中低温加热对样品的裂隙进行铅玻璃充填，宝石内部的原生晶质包体可以保存较好的晶形，同时，高铅玻璃具有高折射率，充填部位的光泽与红宝石的光泽相近，单纯依靠放大检查不易被发现，但是，对于可疑样品通过采用X射线荧光光谱仪分析，通常可以观察到铅含量异常，这就为鉴定铅玻璃充填红宝石提供了检验依据。

4天然宝石与人工合成品、仿制品的鉴别

一些高档宝石的资源稀少，这就促使其合成品和仿制品研究的发展。开发仿制品的目的，是尽量与被仿制品在外观和特殊性质上接近。以钻石为例，从最初的玻璃制品，合成立方氧化锆，到这些年出现的合成碳硅石，无论在外观上，还是钻石的特有性质上，尽量与钻石相似。在检测中，通过仔细观察，将两者区别分开来并不是困难的事情，如果使用X射线荧光光谱仪作为辅助检验方法对仿制品进行表层成分的定性分析，再结合放大检查的现象，基本上可以确定仿制品的正确名称。

5结束语

宝石鉴定是宝石学重要的研究内容。随着科学技术的发展，伪造仿制处理的水平越来越高，如何摆脱以往单一的鉴定模式，无损、快捷、高效地鉴定宝石将是未来面临的重要研究课题。只有深入研究宝石的内在成分和结构、物理光学性质，才能对在宝石鉴定中遇到的新问题进行综合、深入、广泛的研究。X射线荧光光谱技术在宝石检测中的应用还在不断发展、完善，未来该检测技术将能更好地解决宝石检测中的难点和疑点问题，使宝石鉴定更准确、高效、快捷。

参考文献

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