一種紫紅色覆膜托帕石的鑒定特征

□ TEXT 張辰子 李昱瑾 劉麗（河南省巖石礦物測(cè)試中心）

一種紫紅色覆膜托帕石的鑒定特征

□ TEXT 張辰子 李昱瑾 劉麗（河南省巖石礦物測(cè)試中心）

本文選取珠寶玉石銷(xiāo)售市場(chǎng)及檢測(cè)領(lǐng)域常出現(xiàn)的一種紫紅色覆膜托帕石樣品作為研究對(duì)象，運(yùn)用紫外-可見(jiàn)光譜、X射線熒光光譜、掃描電子顯微鏡等現(xiàn)代測(cè)試方法對(duì)其寶石學(xué)特征進(jìn)行了系統(tǒng)的研究。結(jié)果顯示：1樣品基體為無(wú)色透明托帕石，覆膜層極薄，不影響樣品覆膜部位折射率及雙折射率的檢測(cè)；2樣品冠部無(wú)覆膜，腰部和亭部均有覆膜，腰部覆膜使樣品冠部亭部顏色差異減弱；3樣品所覆膜層在放大條件下可見(jiàn)明顯的紫紅色密集點(diǎn)狀色斑，無(wú)明顯劃痕；4樣品覆膜側(cè)紫外可見(jiàn)光譜吸收帶較未覆膜側(cè)發(fā)生明顯藍(lán)移（吸收峰向紫外區(qū)偏移）；5所覆膜層主要成分為金屬金、金屬銥。

1 引言

1.1 常見(jiàn)紫紅色覆膜托帕石研究目的及意義

托帕石[1]在礦物學(xué)中屬于黃玉族，為含氟和羥基的島狀鋁硅酸鹽礦物，化學(xué)成分為Al2SiO4(F,OH)2，此外還含有一些微量的Li、Be、Ga等元素。斜方晶系，非均質(zhì)體，二軸晶，正光性。自然產(chǎn)出的托帕石一般呈無(wú)色、黃棕色-褐黃色、淺藍(lán)色-藍(lán)色、粉紅色-褐紅色，極少數(shù)呈綠色色調(diào)。顏色鮮艷的寶石在市場(chǎng)上通常具有更高的價(jià)值，長(zhǎng)期以來(lái)一部分行業(yè)投機(jī)者一直致力于通過(guò)優(yōu)化處理手段改善托帕石的顏色，如：熱處理、輻照處理、擴(kuò)散處理和覆膜處理[2]。其中最為常見(jiàn)的是輻照處理和覆膜處理，大量涌入中低端寶石市場(chǎng)。筆者檢測(cè)到多粒送檢紫紅色覆膜托帕石樣品，經(jīng)詢(xún)問(wèn)，此類(lèi)樣品常購(gòu)于中低端珠寶玉石展銷(xiāo)會(huì)、網(wǎng)絡(luò)銷(xiāo)售平臺(tái)上。這種覆膜托帕石僅通過(guò)肉眼很難識(shí)別，本次研究將通過(guò)寶玉石常規(guī)檢測(cè)手段，并結(jié)合X射線熒光光譜、紫外-可見(jiàn)光光譜、掃描電子顯微鏡等大型儀器分析對(duì)覆膜托帕石的寶石學(xué)鑒定特征進(jìn)行全面的揭示。

1.2 覆膜托帕石的研究現(xiàn)狀

美國(guó)在幾十年前首先出現(xiàn)的覆膜托帕石呈彩虹狀顏色。隨著覆膜工藝技術(shù)發(fā)展，市場(chǎng)出現(xiàn)顏色均一的覆膜托帕石。1998年 Johnson稱(chēng)發(fā)現(xiàn)粉色、橙色、紅色覆膜托帕石，膜層不致密，易產(chǎn)生劃痕。1999年Underwood描述了一種藍(lán)綠色、藍(lán)色覆膜托帕石。據(jù)中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京）珠寶學(xué)院何雪梅教授等的研究成果顯示，托帕石覆膜工藝發(fā)展至今經(jīng)歷了三個(gè)階段的技術(shù)發(fā)展，體現(xiàn)為三代產(chǎn)品[3,4,5]。第一代覆膜托帕石工藝技術(shù)為低溫鍍膜，冠部和亭部均覆膜，膜層包括金屬、金屬氧化物、氮化物、硫化物。膜層與托帕石基體折射率不同而產(chǎn)生干涉，呈現(xiàn)綠色和紫色的變彩。膜層成分簡(jiǎn)單，顏色呆板，容易脫落，耐久性差。摩氏硬度3～4。第二代覆膜托帕石亦為低溫鍍膜，冠部和亭部均覆膜，膜層成分為氧化物，膜層成分多樣，顏色呈單色紅色或藍(lán)色，比第一代膜層牢固但耐久性差。摩氏硬度4～5。第三代覆膜托帕石多由美國(guó)Signity公司生產(chǎn)，其工藝技術(shù)為“熱熔（Thermal color fusion）”,是新興的寶石優(yōu)化處理技術(shù)，僅亭部覆膜。它是在原有工藝基礎(chǔ)上增加了擴(kuò)散處理技術(shù)，即先將氧化物、金屬單質(zhì)等噴濺或沉淀在基體表面，之后進(jìn)行高溫熔結(jié)處理，使得基體和膜層之間存在一個(gè)熔結(jié)層，甚至產(chǎn)生擴(kuò)散滲透層。膜層成分多樣，顏色豐富，鮮艷逼真柔和自然，耐久性強(qiáng)。摩氏硬度5～6。

2 樣品的選擇

2.1 描述

筆者在深圳、河南等地分別購(gòu)入3顆紫紅色覆膜托帕石樣品（ft1；ft2；ft3），并對(duì)其中1顆（ft3）的下亭部、四邊形腰的邊部（角部未打磨）進(jìn)行了打磨。肉眼觀察其外形并特征列表如下：

表Y-1 覆膜托帕石樣品的描述

2.2 顯微照相

表Y-2 覆膜托帕石樣品的顯微照相圖

3 常規(guī)寶石學(xué)特征

3.1 顏色分布

隨著我國(guó)科技的不斷發(fā)展，移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)已經(jīng)不斷走向成熟，被廣泛應(yīng)用到各個(gè)領(lǐng)域。特別是在廣播電視領(lǐng)域，更是得到了廣泛的應(yīng)用。在網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)幕A(chǔ)上，運(yùn)用了4k技術(shù)，與原來(lái)的視頻傳輸效果相比較，在很大程度上提升了視頻傳輸?shù)馁|(zhì)量以及效率。本篇文章主要討論了基于4k網(wǎng)絡(luò)的視頻傳輸在電視臺(tái)的應(yīng)用，并結(jié)合實(shí)例進(jìn)行分析，希望通過(guò)4k技術(shù)的應(yīng)用，視頻的傳輸效果更加安全可靠。綜上所述，在4k技術(shù)電視時(shí)代背景下，4k技術(shù)電視播放實(shí)踐一體化已經(jīng)成為主流，為了達(dá)到這一目標(biāo)，必須對(duì)電視制作和播出的各項(xiàng)內(nèi)容進(jìn)行整合，構(gòu)建播放實(shí)踐一體化網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，并制定統(tǒng)一的管理平臺(tái)、設(shè)計(jì)合理的制作方式，如此才能促進(jìn)4k技術(shù)電視的持續(xù)發(fā)展。

表C-1 覆膜托帕石樣品的顏色分布觀察結(jié)果

天然托帕石顏色均一，偶有雙色，但幾乎無(wú)深淺之分。樣品 ft1 、ft2經(jīng)觀察，冠部與亭部存在顏色差異。垂直臺(tái)面及轉(zhuǎn)動(dòng)亭部觀察樣品顏色分布時(shí)，冠部顏色深于亭部；從樣品側(cè)面觀察樣品顏色分布時(shí)，冠部顏色淺于亭部。樣品ft3的顏色分布大致與樣品ft1、ft2相同，只是經(jīng)過(guò)打磨的下亭部無(wú)色。由此我們初步懷疑樣品經(jīng)覆膜處理，且可以排除樣品為拼合寶石（不同觀察方向下冠部亭部深淺對(duì)比不變）。

天然托帕石呈玻璃光澤。樣品ft1、ft2經(jīng)觀察，均在亭部和腰部呈金屬光澤，冠部則為天然托帕石呈現(xiàn)的玻璃光澤。樣品ft3的光澤分布大致與樣品ft1、ft2相同，只是經(jīng)過(guò)打磨的下亭部和四邊形腰的邊部呈玻璃光澤。由此我們可以推斷出此類(lèi)覆膜托帕石的膜層在反射光下呈金屬光澤，且僅在腰部、亭部進(jìn)行了覆膜處理。

接下來(lái)玉敏要做的，是幫姑媽買(mǎi)鉆戒。玉敏找了老總，想打個(gè)大折。老總說(shuō)既然是你姑父，就打個(gè)大折，三十萬(wàn)吧。玉敏噘著嘴說(shuō)，這還叫大折啊，那款鉆戒是我進(jìn)的，進(jìn)價(jià)才二十二萬(wàn)。老總說(shuō)房租水電工資費(fèi)用不都得攤點(diǎn)么。玉敏說(shuō)攤?cè)f(wàn)可以了吧，二十五萬(wàn)行么？我姑父是稅務(wù)局長(zhǎng)，就管我們這片的。老總聽(tīng)說(shuō)是稅務(wù)局長(zhǎng)，馬上說(shuō)，那就二十六萬(wàn)吧，羅蘭可從沒(méi)賣(mài)過(guò)利潤(rùn)率這么低的鉆戒呢。玉敏說(shuō)謝謝老總，我會(huì)轉(zhuǎn)告姑父的。

表C-2 覆膜托帕石樣品的光澤觀察結(jié)果

3.2 光澤

根據(jù)樣本的類(lèi)別y(y∈{-1,+1})，然后通過(guò)(1)式計(jì)算出每個(gè)樣本類(lèi)別中樣本的奇異值加入新測(cè)試樣本xnew，再計(jì)算xnew的奇異值xnew。然后得到奇異值序列測(cè)試樣本的P值由隨機(jī)性檢測(cè)函數(shù)(2)式給出：

天然托帕石具有弱至中等強(qiáng)度的多色性。通過(guò)二色鏡觀察，樣品ft1、ft2、ft3均未發(fā)現(xiàn)有多色性。由此推斷，此類(lèi)覆膜托帕石的基體為無(wú)色托帕石，無(wú)色托帕石原本就沒(méi)有多色性。

3.4 發(fā)光性

本工程廠址區(qū)50年超越概率10%的地震峰值加速度為0.05g，地震基本烈度為6度，場(chǎng)地土類(lèi)別為Ⅱ類(lèi)，地面粗糙度為B類(lèi)，50年一遇基本風(fēng)壓為0.4k/m2。吸收塔塔體、煙道煙囪及塔體加強(qiáng)筋的材料均為Q235B，材料屈服應(yīng)力為235MPa，許用應(yīng)力為113MPa。

3.5 折射率

總之，本研究在神經(jīng)細(xì)胞中證實(shí)，VPA可通過(guò)激活miR-34c-5p/ATG4B信號(hào)通路而抑制自噬，這可能是其影響神經(jīng)細(xì)胞功能的一條重要通路，而靶向這一通路可能有助于改善其不良反應(yīng)。

天然托帕石折射率一般為1.619～1.627（±0.010）,雙折射率0.008～0.010.無(wú)色托帕石折射率（1.61～1.62）比紅色系托帕石折射率(1.63～1.64)低。樣品ft1、ft2、ft3經(jīng)過(guò)測(cè)試，除ft3亭部?jī)?nèi)凹不可測(cè)，均呈現(xiàn)比一般略低的折射率，由此推斷，此類(lèi)覆膜托帕石的基體為無(wú)色托帕石，其折射率指比紅色托帕石低。且樣品亭部、腰部均可讀出折射率值，推斷其所覆膜層很薄，不影響樣品折射率的測(cè)量。

3.6 查爾斯濾色鏡觀察

3.3 多色性

為了進(jìn)一步觀察覆膜托帕石的表面顯微特征，分別對(duì)樣品ft1、ft2、ft3在寶石顯微鏡下進(jìn)行放大檢查，放大倍數(shù)為40倍，光源采用反射光，觀察結(jié)果如表C-7。

天然托帕石在查爾斯濾色鏡下無(wú)明顯變色現(xiàn)象。樣品ft1、ft2、ft3經(jīng)過(guò)測(cè)試，均呈現(xiàn)亮紅色，由此推斷樣品經(jīng)過(guò)處理，膜層成分使其在強(qiáng)白光照射下，經(jīng)查爾斯濾色鏡觀察呈亮紅色。

3.7 顯微觀察（40×）

赫芬頓郵報(bào)采用A/B測(cè)試，確立網(wǎng)站頭條新聞標(biāo)題的寫(xiě)法。讀者的請(qǐng)求達(dá)到服務(wù)器后，服務(wù)器會(huì)通過(guò)自動(dòng)分流技術(shù)，為不同的用戶(hù)分配不同的版本。同一新聞內(nèi)容的報(bào)道，讀者會(huì)被隨機(jī)分配到不同的標(biāo)題版本，服務(wù)器會(huì)記錄和收集讀者的閱讀行為數(shù)據(jù)，閱讀行為數(shù)據(jù)優(yōu)異的標(biāo)題將成為這條新聞的最終標(biāo)題。“進(jìn)行A/B測(cè)試時(shí)，測(cè)試用戶(hù)的選取是十分關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，為保證試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性，一是要保證一定的樣本數(shù)量，二是要考慮用戶(hù)細(xì)分”。[8]

在靜態(tài)防御體系下，系統(tǒng)脆弱性一般保持不變，若入侵者有能力針對(duì)系統(tǒng)脆弱性的變換空間發(fā)起窮舉性入侵，則入侵成功概率(attack success probability,asp)asp=1.然而在NDD體系下，脆弱性會(huì)因?yàn)镻i屬性的變換而呈現(xiàn)不確定性，因此即使實(shí)施窮舉性入侵，也不一定確保入侵成功.下面利用隨機(jī)抽樣模型計(jì)算NDD體系下的入侵成功概率.

表C-7 覆膜托帕石樣品顯微觀察結(jié)果

由顯微觀察分析，得出此類(lèi)紫紅色覆膜托帕石四個(gè)特征：

3.7.1 樣品冠部無(wú)覆膜，腰部、亭部均有覆膜。所以?xún)H從冠部觀察樣品的顏色和光澤較自然。且腰部覆膜使得鑒定者從側(cè)面觀察時(shí)不易察覺(jué)冠部亭部之間的顏色差異。

郭永旺：一方面，相關(guān)政策法規(guī)的陸續(xù)出臺(tái)；另一方面，向前推進(jìn)措施將更為具體。例如，圍繞產(chǎn)業(yè)興旺的目標(biāo)，還需做好政府監(jiān)督和市場(chǎng)引導(dǎo)，加快綠色農(nóng)藥研發(fā)、使用技術(shù)集成和推廣模式創(chuàng)新。

3.7.2 樣品所覆紫紅色膜層在放大條件下可見(jiàn)明顯的密集點(diǎn)狀色斑，可作為鑒定此類(lèi)處理托帕石的重要外觀特征。

3.7.3 反射光下從亭部觀察，膜層呈金黃色，具金屬光澤，初步分析膜層含有金屬物質(zhì)。

天然紅色系托帕石在長(zhǎng)波下呈無(wú)至中等強(qiáng)度的橙色至黃色熒光，在短波下呈無(wú)至弱的橙黃色、黃色、綠白色熒光。樣品ft1、ft2、ft3經(jīng)過(guò)測(cè)試，在長(zhǎng)波、短波紫外光下均呈惰性，沒(méi)有熒光。由此推斷，此類(lèi)覆膜托帕石的基體為無(wú)色托帕石，無(wú)色托帕石本身不具有發(fā)光性?；蛩材雍薪饘僭?，抑制發(fā)光。

3.7.4 膜層劃痕少，膜層比一般有機(jī)覆膜硬度高。

4 紫外可見(jiàn)光譜分析

使用GEM-3000紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)對(duì)樣品ft1的冠部、亭部，樣品ft2的冠部、亭部，樣品ft3的冠部、冠部斜刻面、上亭部、下亭部進(jìn)行分別測(cè)試。測(cè)試條件：積分時(shí)間100毫秒，平均次數(shù)20，平滑寬度2，光源拉曼波長(zhǎng)785.73，光譜校正系數(shù)1.5，波段200-1100。測(cè)試結(jié)果如圖UV-1所示，再分別選取冠部譜線和亭部譜線進(jìn)行分別分析，如圖UV-2、圖UV-3所示?？梢?jiàn)冠部譜線均出現(xiàn)以540～550nm為中心的吸收帶，除樣品ft3的下亭部（經(jīng)打磨）呈現(xiàn)以520nm為中心的吸收帶外，樣品亭部譜線均出現(xiàn)以500～515nm為中心的吸收帶。覆膜部位的紫外可見(jiàn)光光譜吸收出現(xiàn)藍(lán)移現(xiàn)象。

圖UV-1 覆膜托帕石樣品紫外可見(jiàn)光分析圖譜（全）

圖UV-2 覆膜托帕石樣品紫外可見(jiàn)光分析圖譜（冠部）

圖UV-3 覆膜托帕石樣品紫外可見(jiàn)光分析圖譜（亭部）

5 X射線熒光光譜分析

使用X-8800型號(hào)X射線熒光光譜儀對(duì)樣品ft1的冠部、亭部，樣品ft2的冠部、亭部，樣品ft3的冠部、上亭部、下亭部、腰部進(jìn)行分別測(cè)試,多點(diǎn)測(cè)試取平均值。測(cè)試條件：時(shí)間50，管壓40，管流371，粗調(diào)碼66，細(xì)調(diào)碼1.063445，濾光片3，準(zhǔn)直器4。檢測(cè)結(jié)果如表X-1所示覆膜亭部的Au、Ir元素含量明顯高于未覆膜冠部。樣品ft3的下亭部、四邊形腰的邊部雖然經(jīng)過(guò)打磨，但Au、Ir元素含量并未見(jiàn)明顯減少，推測(cè)樣品為第三代覆膜托帕石，經(jīng)熱擴(kuò)散處理，元素滲透到顏色層以下。

表X-1 覆膜托帕石樣品X射線熒光光譜分析

6 掃描電鏡觀察

使用SUPRA55FESEM熱均發(fā)射掃描電子顯微鏡結(jié)合X射線熒光能譜儀，在高壓：20.0kV；脈沖：14.85kcps；放大倍率：36X測(cè)試條件下對(duì)樣品ft1、ft2、ft3覆膜的亭部分別測(cè)試。測(cè)試結(jié)果分別如圖S-1，S-2，S-3所示。觀察到元素Au呈點(diǎn)狀分布，且ft3的亭部Au元素含量并沒(méi)有因?yàn)橄峦げ看蚰ザ鴾p少。推測(cè)樣品為第三代覆膜托帕石，經(jīng)熱擴(kuò)散處理，元素滲透到顏色層以下。

圖S-1 覆膜托帕石樣品ft1掃描電鏡觀察（亭部）

圖S-2 覆膜托帕石樣品ft2掃描電鏡觀察（亭部）

圖S-3 覆膜托帕石樣品ft3掃描電鏡觀察（亭部）

7 結(jié)論

本次研究結(jié)果表明，此類(lèi)珠寶玉石銷(xiāo)售市場(chǎng)及檢測(cè)領(lǐng)域常出現(xiàn)的紫紅色覆膜托帕石為第三代覆膜托帕石，基體為無(wú)色透明托帕石，冠部無(wú)覆膜，腰部和亭部均有覆膜，所覆膜層以金屬金、金屬銥為主。

其常規(guī)寶石學(xué)鑒定特征與天然托帕石略有不同：1顏色分布：紫紅色集中在腰部及亭部；2光澤：亭部及腰部具有金屬光澤；3無(wú)多色性；4發(fā)光性：長(zhǎng)、短波紫外光下均呈惰性；5折射率：與天然無(wú)色托帕石折射率值一致，略低于天然紫紅色托帕石；6查爾斯濾色鏡下呈亮紅色；7顯微觀察：紫紅色膜層在放大條件下可見(jiàn)明顯的密集點(diǎn)狀色斑，反射光下膜層呈金黃色具金屬光澤，膜層劃痕少。

基于現(xiàn)實(shí)調(diào)查的數(shù)據(jù)分析，我們對(duì)中小學(xué)師生的創(chuàng)新現(xiàn)狀進(jìn)行調(diào)查，準(zhǔn)確把握實(shí)驗(yàn)起點(diǎn)。1998年9月，選取重慶42中、53中、沙坪壩區(qū)實(shí)驗(yàn)一小起始年級(jí)班進(jìn)行實(shí)驗(yàn)前測(cè)。2001年，對(duì)重慶、新疆、廣東及我國(guó)香港地區(qū)的實(shí)驗(yàn)學(xué)校進(jìn)行大樣本調(diào)查，收到有效問(wèn)卷47 548份，分析數(shù)據(jù)近1 000萬(wàn)條，寫(xiě)出了報(bào)告，得到了專(zhuān)家的認(rèn)可。

其大型儀器鑒定特征與天然托帕石出現(xiàn)差異：1.紫外可見(jiàn)光譜分析：覆膜部位紫外可見(jiàn)光光譜吸收出現(xiàn)以540～550nm為中心向以500～515nm為中心的藍(lán)移現(xiàn)象；2.X射線熒光光譜分析：覆膜亭部的Au、Ir元素含量明顯高于未覆膜冠部；3.掃描電鏡觀察到膜層上Au元素呈點(diǎn)狀分布，且Au元素有一定深度的滲透。

致謝：首先感謝河南省金銀珠寶飾品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心我的領(lǐng)導(dǎo)丁廣慧、彭晶晶及檢測(cè)室主任郭球珍，他們對(duì)我的指導(dǎo)和鼓勵(lì)，使我得以在工作中積累經(jīng)驗(yàn)、發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，于是有了以上問(wèn)題的探討。感謝河南省巖石礦物測(cè)試中心巖礦鑒定主任周姣花，指導(dǎo)我操作掃描電鏡，對(duì)于以上研究起到了重要的作用。感謝中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京）何雪梅教授不吝賜教，答疑解惑，使我對(duì)于以上研究的國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀有了更加深刻的理解。感謝鄭敬詒職業(yè)技術(shù)學(xué)校的李萌琳老師，贈(zèng)送ft3樣品并為我打磨。

[1]張蓓莉.系統(tǒng)寶石學(xué)[M].第二版.北京：地質(zhì)出版社,2006：316-319.

[2]王海燕.鍍膜托帕石膜層結(jié)構(gòu)分析[D].北京：中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京），2009：1-8.

[3]何雪梅，王薇薇，申麗璇.TCF與鍍膜托帕石的對(duì)比研究[C].2009中國(guó)珠寶首飾學(xué)術(shù)交流會(huì)論文集，2009：72-77.

[4]申麗璇，何雪梅.美國(guó)TCF托帕石的耐久性研究[C].中國(guó)珠寶首飾學(xué)術(shù)交流會(huì)論文集，2009：78-82.

[5]何雪梅，王金環(huán)，王海燕.鍍膜黃玉及其特征分析[J].中國(guó)寶玉石，2007：48-51.

[6]Harald Gabasch等.Coloring Of Topaz By Coating And Diffusion Processes：An X-Ray Photoemission Study Of What Happens Beneath The Surface[C].Notes & New Techniques，2008：148-154.

張辰子（1988-），女，河北地質(zhì)大學(xué)寶石學(xué)學(xué)士，中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京）工程碩士在讀，現(xiàn)為河南省巖石礦物測(cè)試中心河南省金銀珠寶飾品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心珠寶鑒定師，研究方向?yàn)橹閷氳b定、教學(xué)。