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珠寶知識252：珠寶考研考證篇（六十九）：紫外燈

紫外熒光燈是常規(guī)儀器中較為重要的一類輔助性儀器。紫外燈主要是用來觀察寶石的紫外熒光的，利用寶石的發(fā)光性來進(jìn)行鑒定珠寶的，但是它與顯微鏡和折射儀不同，它對珠寶玉石的鑒定，多數(shù)情況下，并不能起到一個(gè)決定性的作用，最重要的原因就是同一品類的寶石的紫外熒光這種性質(zhì)并不穩(wěn)定，比如說紅寶石的熒光可以從強(qiáng)熒光變化為弱熒光，因此紫外熒光燈使用，常常是作為一種輔助的鑒定手段，主要用于進(jìn)一步的確定已經(jīng)得到的鑒定結(jié)論。

下面這張圖片，我們在講解寶石發(fā)光性的時(shí)候用到過，對于紅寶石的鴿血紅，GRS將其分為主證鴿血紅和副證鴿血紅，其中主證鴿血紅則具有強(qiáng)烈的熒光，副證鴿血紅的紅寶石熒光相對較弱。

紫外燈鑒定寶石的理論基礎(chǔ)非常簡單，其原理與利用紫外燈鑒定人民幣是一樣的。在利用紫外燈鑒定人民幣的時(shí)候，相應(yīng)的位置會發(fā)光，則表示錢幣為真，佛足額為假幣。

那么如果一個(gè)寶石應(yīng)該有熒光，在鑒定過程中也檢測到了相應(yīng)的性質(zhì)，則代表所做的推論正確，反之則要懷疑推論的正確性，或者推測寶石是否經(jīng)歷過優(yōu)化處理。下圖為翡翠的熒光，天然翡翠為無熒光或弱熒光，但是浸蠟翡翠則具有非常明顯的熒光特征。

紫外燈利用的寶石的紫外熒光性質(zhì)，紫外線為波長小于紫色光，但大于X射線的電磁波，波長范圍在10nm-400nm之間，但是在實(shí)際應(yīng)用的范圍主要在00-400nm之間，為了方便使用，人們有獎(jiǎng)紫外線劃分為三個(gè)部分，分別為短波（波長為200-280nm）、中波（280-315nm）和長波（315-400nm），不同波長的紫外線能量是不同的，隨著波長的縮小而逐漸增大。

但是，由于不同波長的光所對應(yīng)的能量不同，能量與波長成反比，因此寶石在不同的波長紫外燈下的發(fā)光性就會有所不同，因此在測定寶石波長的時(shí)候，要固定相應(yīng)的波長，其中長波固定在365nm，短波固定在253.7nm，波長的固定借助的是一種特制的濾光片。下圖就是紫外燈的燈管，長波燈管發(fā)出來的光波在315nm~400nm之間，主波長為365nm；短波燈管發(fā)出來的光波在200-280nm之間，主波長為253.7nm。

下圖為紫外濾光片，可以過濾掉某些波長的紫外線，最終使得紫外光源發(fā)出來的光僅為365nm和253.7nm。

下圖就是紫外燈的一個(gè)結(jié)構(gòu)分解圖，主要的部件包括開關(guān)、紫外燈源（包括長波燈管和短波燈管以及濾光片）、觀察窗口以及暗箱。其中窗口實(shí)際上是一個(gè)凸透鏡，具有放大的效果，有利于觀察寶石在紫外燈下的發(fā)光現(xiàn)象；暗箱的背景為黑色的，選擇黑色的主要原因是顏色往往在黑色的背景下會顯得更為明顯（比如說黑歐泊的變彩比白歐泊的變彩更加明顯），并且不影響對熒光顏色的判斷（中性顏色不影響眼睛對顏色的判斷，其他彩色的背景容易產(chǎn)生誤判）。

根據(jù)寶石在紫外燈下的發(fā)光強(qiáng)弱，將熒光分為四個(gè)等級，分別為強(qiáng)、中、弱、無，但是各種書籍（包括系統(tǒng)寶石學(xué)、寶石學(xué)教程、結(jié)晶學(xué)與礦物學(xué)等）以及其他一些寶石教育機(jī)構(gòu)（GIA、IGI、GRS等）對于熒光等級的劃分都沒有明確的文字描述，因此對于發(fā)光強(qiáng)度的劃分，我們引用GIA對鉆石熒光登記劃分作為參考。

紫外燈應(yīng)該如何使用呢？其具體的使用步驟如下：

1. 清洗寶石樣品。

強(qiáng)調(diào)多次，所有的檢測儀器在使用之前都需要清潔寶石，對于紫外燈來講，鉆石表面的外來物質(zhì)有可能會影響寶石本身熒光的觀察，因此在檢測之前，必須要將寶石清洗干凈；另外，如果在清洗的時(shí)候使用的是有機(jī)清洗液，必須待洗液揮發(fā)完畢后才能進(jìn)行測試，因?yàn)橛袡C(jī)清洗液具有非常強(qiáng)烈的熒光，對寶石的熒光觀察會產(chǎn)生一定的干擾。

2. 將寶石樣品置于暗箱中的黑背景上，并關(guān)閉暗箱的門。

一定要將暗箱的門關(guān)上才能很好的觀察到寶石的熒光，否則外來光線的進(jìn)入會讓人將寶石表面的反光誤認(rèn)為是寶石的熒光特征。

3. 接通電源，按下波段選擇開關(guān)。

作為電器，在使用之前一定要接通電源，當(dāng)檢測儀器沒有反應(yīng)的時(shí)候，首先我們需要檢查的就是儀器是否接通了電源。接通電源之后，要根據(jù)需要選擇相應(yīng)的紫外燈燈管，然后進(jìn)行觀察。

4. 從玻璃窗口分別觀察寶石樣品在長波或短波紫外光下的發(fā)光現(xiàn)象。

在觀察寶石發(fā)光現(xiàn)象時(shí)，我們需要記錄的內(nèi)容一定要包括發(fā)光的強(qiáng)度、發(fā)光的顏色、發(fā)光的部位，并注意區(qū)別這些現(xiàn)象在不同波長下有何不同，這些內(nèi)容對于結(jié)論的確定有巨大的幫助。一般情況下，寶石的熒光為整體發(fā)光，但是部分玉石由于組成的不均勻性，會導(dǎo)致熒光特征不一致的現(xiàn)象，比如說青金石中，黃鐵礦、青金石這些礦物是沒有熒光的，但是方解石卻具有較強(qiáng)的熒光，所以在觀察青金石的熒光時(shí)，看到星點(diǎn)狀熒光的特征。

5. 現(xiàn)象解釋

若寶石樣品不發(fā)光，則為惰性；若關(guān)閉紫外燈管后，寶石樣品仍發(fā)光，則寶石樣品具有磷光。

寶石的熒光有哪些用途呢？

1、幫助鑒定寶石品種

紫外熒光在一定程度上是可以用來鑒定寶石的品種的，因?yàn)椴煌膶毷赡軙霈F(xiàn)不同形式的熒光，可能是顏色不同，可能是強(qiáng)度不同，比如說祖母綠與綠色的玻璃、藍(lán)寶石與藍(lán)錐礦之間的區(qū)別，就可以通過紫外熒光來進(jìn)行區(qū)分。下圖為鴿血紅紅寶石與碧璽之間的熒光對比，其中紅寶石具有較強(qiáng)的熒光，而碧璽的熒光則較弱。

但是我們要注意“幫助”兩個(gè)字，紫外熒光是不可以作為確定寶石種屬的決定性證據(jù)的，開篇的時(shí)候我們也講到過，主要原因是寶石的紫外熒光性質(zhì)是不夠穩(wěn)定的，以鉆石為例，美國寶石學(xué)院曾經(jīng)做過統(tǒng)計(jì)，大約有25% 至 35%的鉆石會在一定程度上出現(xiàn)熒光，但是這些鉆石的熒光也會有不同的強(qiáng)度、不同的顏色，因此只能作為一種輔助的特點(diǎn)。

我們再看下表，紅寶石和尖晶石是非常容易混淆的兩個(gè)寶石，但是兩個(gè)寶石的熒光特征非常相近，因此不能夠?qū)⒆贤鉄晒馓卣髯鳛殍b定寶石種屬的決定性證據(jù)。

下圖為中央電視臺《消費(fèi)主張》節(jié)目聯(lián)合國檢所做的石鹽，選擇了五個(gè)紅色系列的寶石，包括石榴石、碧璽、尖晶石、紅寶石與合成紅寶石，我們可以看到，在短波下除了合成紅寶石以外，其余寶石的熒光均呈惰性，但是在長波下，有一定的差異，石榴石和碧璽呈現(xiàn)惰性，其余三個(gè)寶石則具有中到強(qiáng)等級的熒光。從這個(gè)實(shí)驗(yàn)中我們也可以看出，利用紫外燈鑒定寶石的品種，具有很大的不確定性，因此只能作為輔助的證據(jù)。

2、幫助判別某些天然與合成寶石

在這里同樣要注意“幫助”二字，由于天然寶石與合成寶石之間的物理化學(xué)性質(zhì)是基本一致的，因此熒光性質(zhì)也往往會存在一定的一致性，但是天然寶石與合成寶石的生長環(huán)境會有一定的差異，而熒光除了與元素組成有關(guān)外，還與寶石的結(jié)構(gòu)特征有關(guān)，所以利用紫外熒光區(qū)分天然與合成寶石，也僅僅適用部分寶石。這里僅僅舉個(gè)例子：

（1）天然紅寶石熒光弱于合成紅寶石熒光、天然祖母綠熒光弱于合成祖母綠熒光

由于天然紅寶石所生長的環(huán)境相對于合成紅寶石會更加復(fù)雜一些，因此紅寶石中會或多或少含有一些熒光的抑制劑，比如說Fe等，而合成紅寶石的致色元素會更加純粹，因此合成紅寶石的熒光往往會強(qiáng)于天然紅寶石的熒光。從上面的圖片中我們也可以看到，合成紅寶石的熒光會比較強(qiáng)。

（2）天然黃色藍(lán)寶石熒光為黃色、焰熔法合成黃色藍(lán)寶石熒光為惰性或紅色

（3）天然藍(lán)寶石呈藍(lán)色、焰熔法合成藍(lán)寶石呈藍(lán)白色或綠色熒光

下表為天然鉆石與HPHT合成鉆石以及CVD合成鉆石之間的發(fā)光特征對比表，我們同樣會發(fā)現(xiàn)，他們之間的發(fā)光特征是具有一定重疊的，因此鉆石的發(fā)光特征，是不可以作為決定性證據(jù)的，必須要結(jié)合其他手段予以確認(rèn)。

3、幫助鑒定鉆石及其仿制品

這一點(diǎn)主要針對的是群鑲鉆石的首飾，剛剛我們也講到了，鉆石的熒光變化非常大，從發(fā)光的強(qiáng)度來講，可以從無到強(qiáng)，從顏色來講，包括藍(lán)色、黃色、綠色等等，甚至有些鉆石還會有黃色的磷光。因此在紫外燈下觀察群鑲的鉆石首飾，所觀察到的熒光特征一定是有所差異的。

但是如果對于一些人工合成的鉆石仿制品，比如說立方氧化鋯（惰性或淺黃色熒光）、人造釔鋁榴石（黃色熒光）、人造釓鎵榴石（粉紅色熒光）、無色尖晶石（藍(lán)-白色熒光）、無色合成藍(lán)寶石（弱藍(lán)色熒光）等等，他們的發(fā)光性往往比較穩(wěn)定，若使用同一種材料，熒光往往會呈現(xiàn)一致的強(qiáng)度和顏色，若發(fā)現(xiàn)均勻一致的發(fā)光特征，則可以判斷為鉆石的仿制品。

有的同學(xué)曾經(jīng)問過我這樣一個(gè)問題，如果群鑲的每一顆鉆石都使用不同材質(zhì)的鉆石仿制品，或者說在群鑲的首飾中，用少量的鉆石仿制品或者合成鉆石來替代鉆石，在紫外熒光燈下也會出現(xiàn)熒光不一致的現(xiàn)象。沒錯(cuò)，這種情況確實(shí)可能存在，所以說我依然要注意“幫助”二字，對于群鑲鉆石的首飾來講，雖然有很大的用處，但依然不能夠作為決定性的證據(jù)來進(jìn)行判斷。國檢就曾經(jīng)檢測出來一些群鑲的鉆石首飾中混有一些CVD法合成的鉆石。

4、幫助判斷寶石是否經(jīng)過人工處理

通常情況下，紫外熒光燈是主要用來判斷寶石是否經(jīng)過充填處理的，很多寶石在優(yōu)化處理的過程中，所使用一些有機(jī)物會呈現(xiàn)出非常明顯的熒光，比如說B貨翡翠使用的充填物、拼合寶石使用的膠層、充膠處理的碧璽、南紅等等。但是現(xiàn)在市場會出現(xiàn)一些使用無機(jī)膠充填的寶石，這類無機(jī)膠則是沒有熒光反應(yīng)的。

下圖為B貨翡翠的熒光特征，天然翡翠的為無熒光，但是B貨翡翠具有非常強(qiáng)烈的熒光。

下圖為和田玉的貼皮處理，我們可以看到熒光是呈面狀的，而不是整體發(fā)光，表明和田玉的皮色為假

下圖為南紅瑪瑙在紫外燈下的反應(yīng)，可以看到在裂隙處具有非常明顯的熒光，表明南紅瑪瑙經(jīng)歷過充填處理

另外，經(jīng)過硝酸鹽處理的黑珍珠是沒有熒光的，但是某些天然的黑珍珠中，卻是可以有熒光的。要注意，也僅僅是某些天然的黑珍珠，因此當(dāng)我們測定到黑珍珠有熒光的時(shí)候可以判斷黑珍珠為天然，但是當(dāng)沒有測出熒光時(shí)，并不能夠判斷黑珍珠是否經(jīng)過了優(yōu)化處理。

5、幫助鑒別某些寶石的產(chǎn)地

同樣要注意“幫助”二字，熒光特征是不可以單獨(dú)作為產(chǎn)地依據(jù)的，比如說斯里蘭卡黃色藍(lán)寶石呈現(xiàn)黃色熒光，但是澳大利亞黃色藍(lán)寶石為無熒光，下表為不同產(chǎn)地剛玉寶石的發(fā)光特點(diǎn)。

在使用紫外燈鑒定寶石的時(shí)候，我們需要注意一下幾點(diǎn)：

1、避免直視紫外燈，避免直接照射皮膚

根據(jù)常識我們會知道，紫外線具有較強(qiáng)的輻射，會對眼睛和皮膚造成一定的傷害，嚴(yán)重時(shí)可能導(dǎo)致失明，因此在使用時(shí)我們需要注意，千萬不要直視紫外燈燈管，一定是將寶石放置好之后，再打開燈管的開關(guān)；并且要避免紫外線對皮膚的直接照射，可以借助鑷子代替手，避免將手曝光在紫外線下。另外，減少測試時(shí)間，對自己也是一種保護(hù)。

2、紫外熒光僅僅作為一種輔助性的鑒定證據(jù)。

我們在介紹紫外燈用途的時(shí)候，一直在強(qiáng)調(diào)兩個(gè)字“幫助”，通過紫外燈所得到的鑒定數(shù)據(jù)全部為輔助性鑒定證據(jù)，不可以單獨(dú)使用推測相關(guān)的結(jié)論。再次強(qiáng)調(diào)，寶石的紫外特征并不穩(wěn)定，不可以作為決定性證據(jù)，必須配合其他檢測數(shù)據(jù)。

3、判斷寶石熒光時(shí)，需要考慮樣品的透明度

同一類寶石有可能會出現(xiàn)透明度差異較大的情況，不同及鑒別的透明度對熒光的觀察會有一定的差異。透明度較高的寶石，所發(fā)出的熒光一般為整體發(fā)光，會感覺到熒光是從寶石的內(nèi)部發(fā)射出來的，但是透明度較低的寶石，則給人的感覺則是從寶石的表面發(fā)出的，立體感不是很強(qiáng)。下圖為不透明的B+C貨翡翠以及紅寶石、鉆石的熒光特征對比。我們可以感受到不同的透明度所發(fā)出的熒光會有一定的差異。

4、同類寶石的不同樣品的熒光可能存在非常明顯的差異。

這一點(diǎn)我們也強(qiáng)調(diào)過，最典型的就是鉆石，強(qiáng)度級別可以從無到強(qiáng)，跨越整個(gè)熒光等級的劃分，從顏色的角度，熒光顏色也非常豐富，包括藍(lán)色、白色、綠色、黃色等等。再比如說紅寶石，熒光強(qiáng)度也可以從弱熒光一直跨越到強(qiáng)熒光，顏色可以是紅色，也可以是橙色。所以說同種寶石的熒光性質(zhì)并不穩(wěn)定，這也就是為什么熒光特征僅僅能夠作為輔助性鑒定依據(jù)的原因。

5、不同類型的寶石的熒光特征有可能極為相似。

雖然說不同種類寶石的熒光特征會有一定的差異，這是作為鑒定寶石品種的依據(jù)，但也僅僅是輔助性的，最重要的原因就是不同種類的寶石的熒光特征有可能非常詳盡而無法區(qū)分，比如說紅寶石、尖晶石的熒光會非常相似，極品鴿血紅紅寶石與合成紅寶石的熒光強(qiáng)度也可能非常相近。下圖為尖晶石與合成紅寶石之間的熒光對比圖。

6、寶石熒光的顏色可能與本身的顏色不同

寶石的熒光主要與自身的化學(xué)成分以及結(jié)構(gòu)特征密切相關(guān)，但是熒光的顏色與寶石本身的顏色有可能相同，也有可能不同，比如說紅寶石、紅色尖晶石的熒光多為紅色，與寶石的體色是相同的，但是無色的鉆石卻可以有五顏六色的熒光特征。因此寶石的熒光的顏色與寶石的體色并不一定是一致的。下圖為琥珀的熒光。

7、黑色的背景有利于寶石熒光的觀察

以歐泊為例，歐泊的體色越深，變彩月明顯，黑歐泊表面的變彩一定比無色歐泊或者白歐泊表面的變彩更加明顯，這也是樣品室內(nèi)做成黑色的主要原因。

8、在記錄熒光特征時(shí)，包括三個(gè)方面：顏色、強(qiáng)度和部位。

在這里著重強(qiáng)調(diào)熒光的部位，充填處理的寶石、拼合寶石往往會出現(xiàn)局部發(fā)出熒光的現(xiàn)象，但是天然的玉石中，由于組成礦物的不均一性，也可能導(dǎo)致寶石不是整體發(fā)光的現(xiàn)象，比如說青金石中的方解石具有較強(qiáng)的熒光，其余礦物組成則為惰性。下圖為硅鋅礦與方解石組成的集合體，其中硅鋅礦的熒光為綠色，方解石的熒光為紅色。

9、熒光雖然劃分等級，但不同的寶石有著不同的評價(jià)體系

根據(jù)發(fā)光強(qiáng)度，會將熒光劃分為四個(gè)等級——強(qiáng)、中、弱、無，但是熒光的等級并不與評價(jià)寶石品質(zhì)的直接相關(guān)，例如在其他級別全部相同的前提下，熒光較強(qiáng)的鉆石價(jià)格會相對較低，但是對于紅寶石來講，鴿血紅的定義中包含著熒光，并且一定是強(qiáng)、紅色熒光。因此不同的寶石，會有不同的評價(jià)體系，不能一概而論。

好了，關(guān)于紫外燈的應(yīng)用，就分享到這里，希望對大家有所幫助。

參考資料《系統(tǒng)寶石學(xué)》、《寶石學(xué)教程》，部分圖片來源于GTC官網(wǎng)及其他網(wǎng)絡(luò)。

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