緬甸琥珀及其仿制品的寶石學(xué)和拉曼光譜特征

李繼紅 林勁暢

摘要：從市場(chǎng)上收集緬甸琥珀、仿制品樣品，進(jìn)行常規(guī)寶石學(xué)和拉曼光譜特征的研究。結(jié)果表明，緬甸琥珀的比重為1.04～1.06。在紫外燈長(zhǎng)波下顯強(qiáng)藍(lán)白色熒光，熒光隨琥珀內(nèi)結(jié)構(gòu)紋路不均勻分布。利用拉曼光譜儀對(duì)不同樣品進(jìn)行譜學(xué)分析，認(rèn)為在2927cm-1、1724 cm-1、1652 cm-1、1449 cm-1、1354，1297 cm-1、1206 cm-1、975 cm-1、719 cm-1有特征吸收峰。將常規(guī)寶石學(xué)方法和拉曼光譜特征結(jié)合并綜合分析，可以有效無損鑒別琥珀、柯巴樹脂、松香、塑料等。

關(guān)鍵詞：緬甸琥珀? ?拉曼光譜? ?柯巴樹脂? ?松香? ?塑料

緬甸是亞洲最著名琥珀的產(chǎn)地，緬甸琥珀屬于礦珀，是不可再生資源，它的產(chǎn)量越來越少。珠寶市場(chǎng)上出現(xiàn)了各種形形色色外觀與琥珀相似的仿制品。牟取暴利利益的驅(qū)使下，不法商販利用琥珀仿制品欺騙消費(fèi)者。為此，本文收集多種樣品，對(duì)樣品進(jìn)行多項(xiàng)寶石學(xué)參數(shù)測(cè)試，總結(jié)出緬甸琥珀及其仿制品的寶石學(xué)特征。再通過拉曼光譜測(cè)試，對(duì)比緬甸琥珀及其仿制品的拉曼光譜學(xué)差異，對(duì)緬甸琥珀及其仿制品的鑒別提供科學(xué)依據(jù)。

市場(chǎng)上各種緬甸琥珀的仿制品主要包括柯巴樹脂、松香、塑料。琥珀、柯巴樹脂、松香均為天然樹脂，而塑料是人工合成的仿琥珀材料。緬甸琥珀是天然樹脂埋在地下，經(jīng)溫度、壓力和時(shí)間等外部地質(zhì)環(huán)境因素影響下發(fā)生了徹底的物理、化學(xué)變化的天然樹脂?？掳蜆渲前胧闹参飿渲?，是琥珀形成過程的中間產(chǎn)物。松香則是現(xiàn)代樹脂，未經(jīng)歷石化作用。天然樹脂到琥珀的轉(zhuǎn)變需要經(jīng)歷幾千萬年的地質(zhì)作用過程。

一、緬甸琥珀與仿制品的常規(guī)寶石學(xué)特征

樣品總數(shù)為18件，其中天然琥珀7件（H-1～H-7）（見圖1），柯巴樹脂原石4件（K-1～K-4），熱壓柯巴樹脂2件（K-5～K-6），天然松香4（S-1～S-4）件，塑料仿琥珀1件（F-1）（見圖2）。緬甸琥珀標(biāo)本購買于騰沖琥珀市場(chǎng)，而仿制品樣品購買于廣州華林珠寶國際珠寶城。采用寶石常規(guī)檢測(cè)儀器對(duì)樣品基本寶石學(xué)性質(zhì)進(jìn)行測(cè)試，常規(guī)檢測(cè)在云南國土資源職業(yè)學(xué)院（珠寶玉石學(xué)院）寶石鑒定實(shí)訓(xùn)室完成。

經(jīng)檢測(cè)，緬甸琥珀的顏色有金黃色、茶紅色、血紅色、褐色，部分樣品晶體通透無雜質(zhì)，部分樣品可以含有氣泡、動(dòng)物肢體。半透明;樹脂光澤，部分樣品接近玻璃光澤;正交偏光鏡下全消光，可見異常消光。無解理，貝殼狀斷口;緬甸琥珀的比重為1.05～1.08，折射率通常1.54。在紫外燈長(zhǎng)波下顯強(qiáng)藍(lán)白色熒光，熒光隨琥珀內(nèi)結(jié)構(gòu)紋路不均勻分布。

柯巴樹脂常規(guī)的寶石學(xué)測(cè)定表明：密度為1.055g/cm3，折射率為1.54～1.53，長(zhǎng)波紫外光下呈強(qiáng)藍(lán)白色熒光，小刀切割易碎，熱針反應(yīng)具樹脂芳香氣味，滴上幾滴酒精輕輕拭擦，樣品表面變得發(fā)粘，并變得不透明。樣品中有昆蟲包體。

松香常規(guī)的寶石學(xué)測(cè)定表明：密度為1.045g/cm3，折射率為1.54～1.53，長(zhǎng)波紫外光下呈淡藍(lán)色熒光，用手可捏成粉末，熱針反應(yīng)呈芳香氣味，用滴酒精輕輕拭擦，樣品表面變得發(fā)粘，并變得不透明。

塑料常規(guī)的寶石學(xué)測(cè)定表明：密度為1.19g/cm3，折射率為1.54，長(zhǎng)波紫外光下無熒光，用小刀切割會(huì)成片剝落，灼燒時(shí)會(huì)熔化，用滴酒精輕輕拭擦，樣品表面基本沒變化。

二、緬甸琥珀的拉曼光譜測(cè)試

（一）測(cè)試條件

緬甸琥珀及其仿制品的拉曼光譜測(cè)試在昆明理工大學(xué)分析測(cè)試研究中心貴金屬檢測(cè)室完成。使用的測(cè)試儀器是HORIBA JOBIN YVON公司生產(chǎn)的LabRAM HR Evolution顯微共焦激光拉曼光譜儀。該拉曼光譜儀最大檢測(cè)范圍200nm-2100nm，配備三種波長(zhǎng)的的激光光源，本次測(cè)試默認(rèn)使用532nm激光源。

（二）測(cè)試結(jié)果及分析

拉曼測(cè)試無需制樣，屬于無損鑒定。測(cè)試?yán)庾V圖稍微有偏移屬于正常測(cè)試范圍。對(duì)緬甸琥珀樣品H1-H7選取不同部分進(jìn)行測(cè)試，選取具代表性的測(cè)試結(jié)果進(jìn)行分析（見圖3）。

結(jié)果表明：位于2927cm-1處尖銳且計(jì)數(shù)強(qiáng)度很高的譜峰并伴隨2870cm-1處的弱峰都?xì)w屬與飽和C-H鍵伸縮振動(dòng)所致;位于1724 cm-1處計(jì)數(shù)強(qiáng)度很低的弱譜峰歸屬于V（C=0）所致;位于1652 cm-1處較高的尖銳峰歸屬V（C=C）所致;位于1449 cm-1處計(jì)數(shù)強(qiáng)度高的尖銳峰和1354，1297 cm-1處底部寬緩弱峰歸屬于飽和C-H鍵彎曲振動(dòng)所致;與δ（CH）有關(guān)的峰譜位于1206 cm-1處;位于975 cm-1附近寬緩而底強(qiáng)度的譜峰歸屬于飽和C-H鍵彎曲振動(dòng)所致;δ（CC）致719 cm-1處的譜峰計(jì)數(shù)強(qiáng)度較高且尖銳;位于500 cm-1附近出現(xiàn)的一組寬緩低強(qiáng)度的重合譜峰與δ（COC），δ（CCO）有關(guān)。[1]不同品種緬甸琥珀樣品拉曼光譜基本一致。

三、緬甸琥珀仿制品的拉曼光譜特征

（一）柯巴樹脂

對(duì)六塊柯巴樹脂拉曼進(jìn)行測(cè)試，結(jié)果表明（見圖4）：柯巴樹脂與天然琥珀的拉曼圖譜較大差異在于683、732、932、964、989、1179、1226處的振動(dòng)峰，因?yàn)榭掳蜆渲木酆铣潭容^琥珀低，因此683 cm-1和732 cm-1處的振動(dòng)峰是由聚合物碳鏈上的C-C伸縮振動(dòng)引起的。932、964、989 cm-1處的振動(dòng)峰與環(huán)狀結(jié)構(gòu)呼吸振動(dòng)模式密切相關(guān)，1179、1226、1266 cm-1處的振動(dòng)峰是由環(huán)狀分子結(jié)構(gòu)中C-H面內(nèi)或面外搖擺振動(dòng)模式引起的。[2]數(shù)據(jù)表明柯巴樹脂中確實(shí)含有菇烯類物質(zhì)存在，這是緬甸琥珀與柯巴樹脂的區(qū)別之處。琥珀年代越久遠(yuǎn)其組分中菇烯類物質(zhì)越少，低于1400 cm-1的振動(dòng)峰越不明顯;并且年代越久遠(yuǎn)琥珀內(nèi)高分子的聚合程度越高，部分琥珀樣品會(huì)在200`到1400區(qū)間呈現(xiàn)較強(qiáng)的熒光包，1400 cm-1和1600cm-1波數(shù)處的兩個(gè)振動(dòng)峰也會(huì)因此而變得不明顯。K-5、K-6標(biāo)本為熱壓柯巴樹脂，其拉曼圖譜圖整體趨勢(shì)與天然柯巴樹脂相同，但1497cm-1、1615 cm-1分叉較天然柯巴樹脂明顯。

（二）松香

松香與緬甸琥珀、柯巴樹脂拉曼光譜的差異在于1645左側(cè)有一個(gè)1618的側(cè)峰（見圖5），由于松香中的主要成分樹脂酸屬不飽和酸，具有共扼雙鍵，1618處的振動(dòng)峰為共扼雙鍵C=C的振動(dòng)峰。[3]而其他兩種物質(zhì)沒有該共扼雙鍵因此無存在這個(gè)位置處的振動(dòng)峰。此為松香與緬甸琥珀、柯巴樹脂的特征區(qū)別鑒定的譜學(xué)依據(jù)。

（三）塑料

塑料與天然琥珀的拉曼光譜圖存在很大的差異（見圖6），此塊塑料樣品拉曼光譜無特征吸收峰，與緬甸琥珀、柯巴樹脂和松香的特征峰不同，可輕易區(qū)分。

四、結(jié)語

（一）天然琥珀與柯巴樹脂、松香、塑料在顏色、結(jié)構(gòu)上極為相似，顏色以黃色、褐紅色為主;天然琥珀及琥珀仿制品折射率都在1.53～1.54范圍難以區(qū)分;天然琥珀的相對(duì)密度范圍在為1.05～1.08與柯巴樹脂和松香相近，而塑料的相對(duì)密度值大于天然緬甸琥珀;緬甸琥珀強(qiáng)藍(lán)白色熒光、柯巴樹脂強(qiáng)藍(lán)白色熒光、松香淡藍(lán)色熒光，塑料呈惰性熒光。

（二）對(duì)比緬甸琥珀、柯巴樹脂、松香、塑料的拉曼光譜差異十分顯著，并且對(duì)樣品不產(chǎn)生任何破壞，符合珠寶檢測(cè)中的無損鑒定，是一種理想的鑒定方法。緬甸琥珀的拉曼特征峰2927cm-1、1724 cm-1、1652 cm-1、1449 cm-1、1354，1297 cm-1、1206 cm-1、975 cm-1、719 cm-1;柯巴樹脂的拉曼特征峰683 cm-1、732 cm-1、932 cm-1、964 cm-1、989 cm-1、1179 cm-1、1226 cm-1、1497 cm-1、1615 cm-1;松香樣品的拉曼特征峰在1658 cm-1至1628 cm-1;而塑料無特征拉曼峰。研究結(jié)果表明激光拉曼光譜技術(shù)對(duì)琥珀真假和產(chǎn)地的鑒定有較好判斷能力，由于其對(duì)樣品無損傷，檢測(cè)速度快，是一項(xiàng)十分值得推廣的檢測(cè)技術(shù)。

參考文獻(xiàn)：

[1]吳文杰，王雅玫.琥珀的激光拉曼光譜特征研究[J].寶石和寶石學(xué)雜志，2014，（01）：40-45.

[2]饒之帆，謝劼，董鹍.琥珀、柯巴樹脂、松香的光譜學(xué)特征[J].光譜實(shí)驗(yàn)室，2013，（02）：720-724.

[3]Rocks J.Rintoul L.Vohwinkel F et al.The Kinetics and Mechanism of Cure of an Amino-Glycidy Epoxy Resin by a Co-Anhydride as Studied by FT-Raman Spectroscopy[J].Polymer，2004，（20）;6799-68110

（基金項(xiàng)目：云南國土資源職業(yè)學(xué)院教師科研基金項(xiàng)目（項(xiàng)目編號(hào)2018YJ03）;作者簡(jiǎn)介：[1]李繼紅，碩士研究生，礦物學(xué)專業(yè)，云南國土資源職業(yè)學(xué)院講師;[2]林勁暢，昆明理工大學(xué)分析測(cè)試研究中心。）