吴 彤，白 莹
(滇西应用技术大学珠宝学院，云南 腾冲 679100)
缅甸琥珀的种类繁多，其中根珀是众多缅甸琥珀品种中较为特殊的一种[1]，缅甸根珀具有颜色丰富、硬度高的特点。但有关根珀优化处理的宝石学相关文章十分有限，对于根珀优化处理的方法、优化处理参数等内容都较少涉及。目前市场上常见的优化处理方法有染色、压制、充填等[2]，充填又分为充胶和充油，充油有利于提高表面光泽度，充胶是由于天然根珀存在较多的裂隙和孔洞，加工过程中容易破碎，且孔洞在加工成品后也会表现出凹陷影响美观，将胶充填至裂隙孔洞处有利于加工和增加重量，且在根珀经过酸洗后也可以采用充填处理来修补，充填处理后的根珀与天然根珀外观基本一致，肉眼鉴别有一定难度。本文针对根珀的优化处理方法，主要通过实验并结合相关文献对比分析天然与充填缅甸根珀的宝石学特征、谱学特征、化学成分的异同，得到充填缅甸根珀的鉴定特征。掌握市场常见的根珀的优化处理方法、工艺参数以及优化处理根珀的鉴别特征十分重要，让人们进一步了解缅甸根珀特性，通过天然缅甸根珀和优化处理缅甸根珀的对比研究，为天然缅甸根珀和优化处理品的鉴定提供依据，为规范市场做出贡献。
1.1 样品情况
文中所用的缅甸根珀实验样品在云南腾冲林云琥珀市场采购所得，多为表面经过简单抛光的弧面不规则块状。实验样品选举了具有代表性的天然缅甸根珀和优化处理根珀总共10块进行了实验测试和分析，其中天然缅甸根珀3块，编号mdtr；
充胶缅甸根珀5块，编号mdcj；
充油缅甸根珀2块，编号mdcy(图1)。
1.2 测试方法
所有实验均在滇西应用技术大学珠宝学院宝石实验室完成，常规宝石学测试包括包括放大观察，静水称重法，折射率测定，荧光特征观察等。
红外光谱测试实验红外光谱仪器型号：NicoletTMiS50傅立叶变换红外光谱仪，采用反射法，样品扫描次数：32次；
分辨率：4 cm-1；
测试范围：400～3200 cm-1；
测试电压：220 V。结果用Origin软件制图进行分析。
成分分析实验所用荧光光谱仪型号：QUANTX X射线能谱仪，属于物质化学成分分析技术，实验室有效元素测量范围：Na11～U92。测试条件为管电压4～12 kV；
管电流1.98 mA；
计数时间50s。
荧光分光光谱测试采用港东F-380荧光分光光度计，激发和发射狭缝宽度均为5 nm，扫描速度均为 1200 nm/min，电压400 V。以380 nm为激发波长，测试样品的发射光谱。
2.1 常规宝石学特征
2.1.1 放大观察
缅甸根珀为不透明的琥珀，放大观察发现天然缅甸根珀样品为树脂光泽，贝壳状断口，在根珀的形成过程中受到方解石的侵蚀[3]，让根珀呈现不同程度白色和褐黄色等褐色调颜色相互的交错纹理(图2a)，表面存在大量裂隙(图2b)，与白色片状方解石交错分布。充胶缅甸根珀样品为树脂光泽，可观察到表面充胶处有明显下凹和异常油脂光泽(图2c)，裂隙处更加明显，表面抛光不完全处也可存在明显油脂光泽(图2d)，肉眼可见的塑料感。充油缅甸根珀表面会存在所充油脂的残余(图2e)，裂隙处分布油脂，用纸擦去表面油脂后，放大观察可见表面存在很多细小油脂光泽的点状凹坑。
2.1.2 基本特征
由静水称重实验数据可以得出，天然缅甸根珀平均相对密度为1.108 g/cm3，平均折射率为1.55，长波下显示中蓝白色荧光，短波下发较弱蓝紫色荧光；
充胶缅甸根珀平均密度为1.070 g/cm3，平均折射率为1.55，长波下显示强蓝白色—紫色荧光，短波下弱蓝色荧光，充胶处明显强蓝白色荧光；
充油缅甸根珀平均密度为1.039 g/cm3，平均折射率为1.53，长波下白垩色荧光，短波下弱蓝紫色荧光；
经过充油优化处理后缅甸根珀样品的相对密度降低，可能是由于充入油脂后浮力的增加，样品折射率数据没有存在太大区别，不论是充胶，还是充油都可发现其荧光明显增强。各项特征见表1。
表1 基本宝石学特征数据Table 1 The data sheet of basic gemological characteristics
充胶缅甸根珀不论长波还是短波下都可观察到充胶处明显的白垩色荧光(图3a、3b)；
充油缅甸根珀不论是在短波还是长波紫外光下所呈现的荧光明显比天然缅甸根珀强，而且充油缅甸根珀荧光区域不连续特征更加明显(图3c、3d)。
3.1 红外光谱分析
采用傅里叶变换红外光谱仪，所测样品红外光谱(图4)测试结果显示：位于3000～2800 cm-1范围的红外吸收峰与CH2伸缩振动相关，由主峰2930 cm-1和次峰2860 cm-1两个主要的红外吸收峰组成，2930 cm-1处的红外吸收峰是CH2反对称伸缩振动所致，2860 cm-1处的红外吸收峰由CH3对称伸缩振动所致；
1720 cm-1处的红外吸收峰是酯类羰基C=O伸缩振动所致[4-5]；
1460 cm-1和1380 cm-1处的红外吸收峰是烷烃的弯曲振动所致；
位于1460 cm-1处的红外吸收峰与CH2弯曲振动及CH3不对称弯曲振动有关，而位于1380 cm-1处的红外吸收峰则由CH3对称弯曲振动所致，这表明根珀的基本骨架是脂肪烃结构；
1030 cm-1处的红外吸收峰是酯类C—O—C伸缩振动所致；
1228、978 cm-1处的红外吸收峰是由C—O伸缩振动所致[6-8]。所测样品2500～2000 cm-1范围内均可见微弱红外吸收峰，所对应官能团为三键和累积双键，C≡C、C≡N、N=C—O、O=C=O等[9]。
对比天然缅甸根珀与充胶缅甸根珀的红外光谱图(图4)可以得出，在指纹区红外光谱范围内充胶缅甸根珀的红外吸收峰明显增多出现1240、1180、1103、827 cm-1强红外吸收峰，1240 cm-1与1180 cm-1红外吸收峰归属于C—C伸缩振动所致，1103 cm-1红外吸收峰归属于C—O伸缩振动所致，827 cm-1红外吸收峰归属于C—H面外弯曲振动所致，且与天然根珀相比出现1510、1610 cm-1强吸收峰，红外吸收峰的增多和强度增强，可能是由于所充填的物质所致或者与充填时的处理工艺有关。
由图4可知，充油处理后归属于醇类C—O伸缩振动引起的红外吸收范围1000～1260 cm-1的吸收峰有合并的趋势，且相对强度增强，位于1750 cm-1的由酯类羰基C=O伸缩振动所致的红外吸收峰吸收强度明显增强，结合前人研究[10]，可判定缅甸根珀1750 cm-1处的红外吸收峰强度的增大与其发生了氧化作用有关，表明了C=O官能团浓度增多，可能是由于在充油过程中进行了氧化加热，就宝石的充油工艺而言，可能是在充油过程中，为让所充油脂能更好的渗透宝石，所以进行了加热。
3.2 X射线荧光光谱分析
缅甸根珀中矿物包裹体主要为方解石、黄铁矿、磷灰石和硅酸盐矿物[1]。经过Low Za、Low Zb、Low Zc方法对7件缅甸根珀样品的主要元素Ca、Fe、Si等进行测试并比较分析，此方法条件下易激发出元素Cl、K、Ca、Fe、Cu、Al、Si、Mg、S、Ti。充填的物质主要为有机物，而使用的X射线荧光光谱仪仪器局限性，无法测试C、H、O。测量得出缅甸根珀样品所含元素为 Cl、K、Ca、Fe、Cu、Al、Si、Mg、S、Ti等(图5)，经过充胶，充油，烤色后的缅甸根珀所检出的化学成分与天然缅甸根珀相比未见明显差异。
3.3 F-380荧光分光光度计分析
样品在380 nm波长的激发光照射下，其荧光光谱如图6所示。很多能发出荧光的物质的发射荧光光谱只有一个荧光带，不像激发光谱存在多个激发带，这是因为物质在吸收了光后，分子可以由基态跃迁到几个不同的电子激发态，然后呈现多个激发峰值，而在发射波长下只有第一电子激发态的最低震动能级降落至基态，所以荧光光谱通常只呈现一个荧光带[11]。将数据整理后得出表2，通过表2中数据和图6可以得出其整体形状及波峰横坐标位置几乎相同，波峰的位置约维持在430 nm。
表2 荧光光谱数据汇总Table 2 Summary of fluorescence spectral data
本文对天然缅甸根珀及其充填处理品的宝石学特征和谱学特征进行研究和分析，阅读文献并结合对样品的实验数据的分析对比天然缅甸根珀及其优化处理品进行鉴别，得出以下结论：
(1)充胶缅甸根珀表面会表现为异常的油脂光泽，有明显下凹且下凹处显示异常白垩色荧光,红外吸收峰增多1240、1180、1103、827、1510、1610 cm-1强红外吸收峰，可能是由于充填物质引起的红外吸收峰，这可以作为鉴定充胶根珀的特征。
(2)充油缅甸根珀相对密度会有所降低，可观察到样品表面的残余油脂，将油脂擦去后会有黏手感，整体荧光增强，1000～1260 cm-1范围的吸收峰有合并的趋势，且相对强度增强，位于1747 cm-1的红外吸收峰吸收强度明显增强，且峰型变得尖锐，可作为鉴别充油缅甸根珀的辅助鉴别依据。
(3)对于本文的实验结果进行分析讨论后，实验中所用X射线荧光能谱仪的局限性(仪器所测元素范围为Na～U)，是否能通过本次实验所测范围外的元素来判断根珀样品是否经过了充填还值得去研究；
相比天然缅甸根珀，充胶缅甸根珀的红外光谱测试结果指纹区显示红外吸收峰明显增多，红外吸收峰的增多和强度增强是否是由于充填工艺引起也有待探讨。