大型仪器

在宝石鉴定时，常规鉴定仪器有时不能满足要求，这时采用大型仪器常可解决问题。因此，国、内外大的宝石鉴定机构、实验室、研究所均备有各类大型仪器以做鉴定、研究之用。

一、红外光谱仪

1、方法原理：物质的分子在红外线的照射下，吸收与其分子振动、转动频率一致的红外光。利用物质对红外光区电磁辐射的选择性吸收，对珠宝玉石的组成或结构进行定性或定量分析。 红外光波长0.75-1000μm(0.78-1000μm) 能量均小于1ev

波长μm 波数cm-1 近红外区（泛频

区） 0.75-2.5μm 13334-4000

中红外区（基本振, 动区） 2.5-25 &, amp;, nbsp; 4000-400 远红外区（转动

区） 25-1000 400-10

红外光谱分析结构常以波数作横坐标，以透射百分率或吸收百分率作纵坐标作图。 波数：波数是每厘米中波的数目，用cm-1表示，其数值等于波长（波长以厘米为单位）的倒数。

红外区划分为三个区为近红外区、中红外区、远红外区，但只有中红外区的1250-400cm-1频区是宝石矿物鉴定的指纹区，而4000-1250cm-1特征频率区主要用于宝石中可能存在的官能团。 2、仪器

红外光谱仪：傅立叶变换红外光谱仪、光栅式红外光谱分析仪 3、测量方法

(1)无损鉴定：透射、反射、显微红外光谱。

(2)有损鉴定：1μm样品，研磨成粉末，掺溴化钾，压成簿片，有效性可提高8倍。 4、应用

(1)宝玉石品种（物相）的鉴别

如钻石与CZ、YAG等红外光谱图有明显区别。矽线石、柱晶石、透辉石、S·G、R·I相近，不易区别，可采用红外显微镜反射法测定矿物的频振动鉴别。 (2)钻石中杂质原子的存在形式及类型划分

钻石主要由碳原子组成，当其晶格中存在少量的N、B、H等杂质原子时，可使钻石的物理性质如颜色、导热性、导电性等发生明显的变化。基于红外吸收光谱特征，有助于确定杂质原子的成分及存在形式，并作为钻石分类的主要依据之一。 (3)优化处理宝玉石的鉴别

如翡翠B货、C货以及镀膜翡翠的鉴定。B货注胶（环氧树脂等）翡翠在2500-4000cm-1有明显的羟基峰；蜡在2800-3200cm-1；树脂>3200cm。(铅玻璃充填的翡翠应选放大观察)

(4)测试宝石中的羟基、水分子以鉴别天然与合成： 如祖母绿、助熔剂法及水热法祖母绿的鉴别。欧泊、合成欧泊、紫晶、合成紫晶等。

(5)仿古玉的鉴别：对老化、做旧处理的玉器，利用“漫反射红外附件”可对其玉质进行鉴定。

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二、拉曼光谱仪

1、方法原理

光照射在物质上，除按几何规律传播的光线之外，还存在散射光，其中非弹性的拉曼散射光，能提供分子振动频率的信息。拉曼光谱能迅速定出分子振动的固有频率，判断分子的对称性，分子内部作用力的大小及一般分子动力学的性质，能无损快速地鉴定珠宝玉石及其内部包体或填充物。

2、仪器：激光拉曼光谱仪

3、测量方法：快速、无损、精确、微区 4、应用 (1)包裹体研究

可分析距宝石表面5mm范围内的包体，固相与流体包体均可确定其成分、成因等。 拉曼光谱测试辽宁50号岩管中金刚石常见包体类型为橄榄石、铬铁矿、铬镁铝榴石、镁铝榴石、金属硫化矿物、石墨及流体包体。

(2)鉴别天然与合成：可以鉴定助熔剂法合成红宝石中的助溶剂残余物等。 (3)优化处理宝石的鉴别：如树脂充填翡翠、铅玻璃充填处理红宝石、钻石等。

(4)相似宝玉石品种的鉴定：由于各硅酸盐类宝石中分子的基团的特征振动频率存在明显差异，导致各自拉曼光谱的表征不一。可有效鉴别：黑色翡翠、黑色角闪石质玉、黑色钠铬辉石质玉、黑色蛇纹石质玉及黑色软玉等黑色相似玉种。

三、电子探针

1、方法原理

电子探针X射线显微分析仪是微区化学成分分析法，可在一个微米级的范围内用电子束激发样品产生特征X射线信号，其波长、强度分别与元素的种类和浓度（含量）相关，从而进行定性、定量分析。

电子探针成分分析一般是借助于入射电子束, 作用于样品表面产生的特征X射线的波长和强度来实现的。

电子探针定性分析的原理是根据莫塞莱定律： (1/λ)1/2 = K(Z-σ)

λ为特征X射线的波长，z为原子序数，k为常数（取决于线系，如对Kα线系，K=2.48×1015，σ＝1），根据莫塞莱定律，通过测定X射线的波长，即可确定样品中含有哪些元素，这就是电子探针定性分析的原理。

将样品中所测得的某元素的特征X射线强度与标准样品中相同元素的特征X射线强度相比，得到X射线强度比，将该比值进行原子序数修正、吸收修正和荧光效应修正。从而得到该元素在样品中的实际含量，这就是所谓的电子探针精确定量分析。 2、仪器

电子探针显微分析仪：波谱仪（波长分散谱仪）

能谱仪（能量色散谱仪）

波谱仪（WES）：一般说来，入射电子束激发宝石产生的特征X射线是多波长的。波谱仪利用某些分光晶体对X射线的衍射作用来达到使不同波长分散的目的，通过测量对应某元素的适当谱线的X射线强度就可以得到这种元素的定量结果。为了排除波谱仪在检测不同元素谱线时条件不同所产生的影响，一般采用化学成分已知的标样进行标定。

能谱仪（EDS）：能谱仪与波谱仪不同，它是利用特征X射线能量不同而进行展谱分析的方法，当高能电子束轰击宝石样品时，宝石样品中各种元素都被激发而放射出不同能量的X射线，能谱仪将这些X射线收集起来，按能量大小，将其分类并快速显示出谱线再加以检测，从而进行定性定量分析。

波谱仪分辨能力强，还会做精确的定量分析，而能谱仪能进行多元素快速定性和定量分析，但精度比波谱仪差。 3、测量方法 特点：

(1)微区、微量：微是电子探针的主要特点，电子探针的检测极限约为100×10-6，所分析的微区只有几个立方微米，它已成为研究新、杂、微、细矿物和固溶体的最有效手段。也是研究微量元素的主要方法。

(2)简便快捷，一般电子探针都配备了光学显微镜，可以一面观察，一面分析，可以有效地避开包裹体、缝隙和穿插连生矿物，选取理想的分析区域，几分钟之内即可得到定量分析结果，非常迅速、简便。

(3)适用范围宽，准确度高：电子探针定性分析元素范围为Be-U（第4号-92号元素）

定量分析元素范围一般为Na-U（11号-92号元素）

(4)有多种分析方式，能利用多种信息，可以进行点、线、面的分析，能得到试样微区化学成分，表面形貌和结构特征等多种信息。

(5)不损坏样品，样品分析具有无损性，分析后可完整保存或继续进行其他测试，这对于鉴定珠宝玉石、稀世珍品、博物馆珍藏等特别有用。

方法：电子探针做成分分析的3种基本方法是：定点分析、线分析和面分析。其中面分析能得到样品的形貌像和某一元素的成分分布像，两者对比可以清楚地看到样品中部分的成分变化。 4、应用

(1)鉴别钻石与仿钻石

成分测试可准确鉴别钻石与仿钻石 (2)鉴定宝石矿物的种类

成分分析可准确确定石榴石的种属，如镁铝—锰铝石榴石等