紫色“爱迪生”珍珠的鉴定特征及其颜色成因机理探讨

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我国是世界上比较大的淡水珍珠养殖国,淡水珍珠年产量居世界第一。近年来,珠宝市场上出现了一种新品种的淡水养殖珍珠,被称为“爱迪生”珍珠。“爱迪生”珍珠是淡水有核珍珠,颗粒大,圆度好,光泽亮丽,色彩丰富,与海水珍珠相媲美,且色彩比海水珍珠丰富,是中国浙江佳丽集团历经七年研发研制而成。当前对“爱迪生”珍珠研究较少,结合我国珍珠产业的发展需求,故以此为题,并选择紫色品种与紫色淡水无核珍珠以及染紫色珍珠进行宝石学特征、结构特征、化学成分、谱学特征以及热重研究,同时对紫色“爱迪生”珍珠的颜色机理进行探讨。本文在采用10倍放大镜、宝石学显微镜等工具进行宝石学特征观察的基础上,通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线荧光光谱仪、傅里叶红外光谱仪、拉曼光谱仪、紫外-可见光光度计、阴极发光仪、热重仪进行对比研究,获得以下认识:紫色“爱迪生”珍珠大小约10mm左右,表面较为光滑,个别可见细小凹坑,整体呈现为一种带有晕彩的紫色,形状为近圆形,具有中等至强的珍珠光泽。横断面呈同心环状结构,可见由珠核和层状结构组成的呈平行台阶状的珍珠层,垂直珍珠层方向呈“叠瓦状”堆积。扫描电镜下紫色“爱迪生”珍珠的表面均可看到由排列整齐的文石晶片堆砌成近平行台阶状的文石层,每一层都清晰可见且呈现出曲线纹理,文石层的纹理间距大致相等;紫色“爱迪生”珍珠的主要化学成分为Ca CO3,此外还有许多微量元素,如Ti、Cr、Mn、Ni、Cu、Ga、Zr、Sr、Ba等;微量元素Mn、Sr和Ba的含量均表现为富集,Cr、Ni、Ga、Zr的含量较高。红外光谱显示,“爱迪生”珍珠具有696.9cm-1和714.2cm-1的CO32-离子面内弯曲振动吸收峰、860.4cm-1的CO32-离子面外弯曲振动吸收峰、1084.2cm-1的CO32-离子对称伸缩振动吸收峰、1470.9cm-1和1784.8cm-1的CO32-离子反对称伸缩振动吸收峰、3424cm-1的水分子振动吸收峰以及2899cm-1、2525cm-1的含C-H、-OH有机物振动吸收峰。拉曼光谱显示,“爱迪生”珍珠均具有文石的特征谱峰,分别为1082cm-1的CO32-对称伸缩振动吸收谱峰,700cm-1的C-O-C面内弯曲振动谱峰,以及271cm-1、264cm-1、151cm-1、150cm-1、146cm-1附近的晶格振动谱峰。差热-热重同步分析结果显示,紫色“爱迪生”珍珠粉末的热反应分为四个阶段,第一阶段(20~100℃)是吸附水逸出阶段,第二阶段(100~580℃)是蛋白质降解和文石相变阶段,第三阶段(580~750℃)是高温烧失阶段,第四阶段(750~800℃)是稳定阶段。根据对比不同深浅的紫色“爱迪生”的微量元素含量、谱学特征,发现爱迪生珍珠中微量元素Cr、Ca、Ba、Ni、Co和Mn含量越高,颜色越紫;红外吸收峰(860.4cm-1/1470.9cm-1/1784.8cm-1/2525cm-1/3424cm-1)强度也会影响紫色“爱迪生”的颜色深浅,由[CO3]2-离子的对称伸缩振动和晶格振动引起的拉曼峰强度越大,颜色越紫;珍珠本身含有的有机质也会影响颜色,与有机质相关的370nm紫外-可见光吸收峰越明显,珍珠的紫色越深。紫色“爱迪生”珍珠、紫色淡水无核珍珠和染紫色珍珠鉴定特征如下:“爱迪生”珍珠近似于圆形,无钻孔和腰线;淡水无核珍珠为椭圆形,无腰线痕迹,有钻孔,表面可见有丘疹以及凹坑,未见珠核。紫色“爱迪生”珍珠和紫色淡水无核珍珠以及染色珍珠相比,其结构更加致密。紫色“爱迪生”的Mn和Sr含量高于紫色淡水无核珍珠,可以作为鉴定区分紫色“爱迪生”珍珠和紫色淡水无核珍珠的依据。在紫外一可见吸收光谱中,紫色“爱迪生”珍珠和紫色的淡水无核珍珠都有显著的370nm吸收峰,而染色珍珠在该处的吸收峰很弱,这可以成为鉴别染色珍珠的参考依据。
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