珠寶科普 | 琥珀與柯巴樹脂

2021-03-01 珠寶學友會


琥珀

柯巴樹脂外觀與琥珀沒有差別,也是漂亮的寶石,但是,為何在琥珀市場上,人們認為柯巴樹脂是假冒的琥珀,要區分出來?這要從琥珀的形成過程,柯巴樹脂寶石性質與琥珀的差異,以及人們文化的認知三方面說起。

植物中分泌的樹脂在空氣中凝固成固體,在凝固過程中失去揮髮油,這些固態物質類似松香,通常由樹脂酸、樹脂醇、樹脂烴以及它們的高分子聚合物等組成。在地質作用下,這些固體樹脂埋藏於地下,這一階段為柯巴樹脂的形成階段(半石化樹脂)。在這一階段中, 萜烯類揮發分、空氣等進一步逃逸,部分集中成大氣泡分布於樹脂中。樹脂酸、樹脂醇、樹脂烴以及它們的高分子聚合物成固態狀態,發生聚合反應,形成半成熟的石化樹脂(柯巴樹脂)。再經過上千萬年以上的進一步石化,揮發分及空氣在一定的溫壓條件下,進一步逃逸,部分被擠壓成微米級、納米級細小的氣泡,密集分布(表現為流紋、不透明的蜜蠟),而萜烯類樹脂有機聚合物(C、H、O的有機聚合物)進一步交聯形成三維立體網狀大小結構的有機聚合物,最終形成琥珀。在這一過程中,C進一步聚集,O的成分減少,有機高分子結構更加緊密,化學成分更加穩定,樹脂的硬度增高,隨著石化的過程,物理化學也相應發生變化。


柯巴樹脂

琥珀的形成經過四個階段。液態樹脂(植物正常代謝,分泌由萜烯類、木脂素等多種化學成分組成的物質)→固態樹脂(現代樹脂)→半石化樹脂(柯巴樹脂)→石化樹脂。

琥珀是樹脂的石化結果,柯巴是這一石化過程的中間產物,是半成熟的石化樹脂。

石化樹脂的過程是由埋藏環境的外部溫壓作用,以及樹脂內部化學反應改變樹脂的成分與結構。王雅玫在《琥珀寶石學》中,對柯巴樹脂與琥珀的成分與結構進行了研究。柯巴樹脂屬於高分子有機化學成分,由C、H、O組成的碳氫化合物,以羧基、酯基分子團存在,含少量的N、S等。這些分子團(官能團C=C,C-O,C-H)進行聚合,以鍵相連結。石化琥珀的過程是半日花烷型二萜大分子鏈之間交叉連接,C-C單鍵組成一個三維的聚合網。石化琥珀的過程,C的含量增加,O的含量減少。柯巴樹脂主要化學元素的質量分數C=73.92%.  H=9.67%.  O=13.33%。琥珀:C=77.45~80.34%.  H=10.12~10.83%.  O=5.34~10.12%。從柯巴樹脂到琥珀,化學成分上O減少,C增加,分子結構上,C-C發生交聯形成三維聚合網。

琥珀

天然樹脂凝固變硬後埋藏於地下,經過幾百萬年至上千萬年的聚合作用和脫揮發分作用,形成柯巴樹脂。柯巴樹脂轉化成琥珀的過程,有機分子發生進一步的聚合交聯形成琥珀。按目前的地質學研究,這一過程達數千萬年之久。

琥珀市場一角


二、柯巴樹脂寶石性質(材料特性)與琥珀有明顯的差異

柯巴樹脂是非成熟的琥珀,地質作用的時間長短不同,化學成分及有機分子的結構不同,反映在材料性質寶石特徵上,柯巴樹脂與琥珀有明顯的差異。根據王雅玫《琥珀寶石學》,有如下差異。

①形成年齡不同。柯巴樹脂幾百年~1千萬年。琥珀一千五百萬年到一億多年。

②化學成分有差別。柯巴樹脂與琥珀同樣含有C、O、H主要元素及極微量的N、S,但柯巴樹脂相對低C,高O,揮發性萜烯類化合物含量更高。

③琥珀的顏色多樣,有黃色系、褐黃色系、紅色系、白色系及各種混合色。柯巴樹脂常見淺黃-黃色和棕褐色,總體顏色偏淺。

④光澤及透明度。琥珀為樹脂光澤,拋光後呈強樹脂光澤,柯巴樹脂為弱樹脂光澤。前者為不透明-透明,後者多為透明。

⑤密度。琥珀為1.08g/cm3,柯巴樹脂1.0~1.03g/cm3,大多低於琥珀。

⑥硬度。摩氏硬度,琥珀Hm=2~2.5,緬甸琥珀可達3。柯巴樹脂Hm=1.5~2.0,易被指甲刻劃。

⑦軟化溫度。琥珀加熱150~180℃時開始軟化,250~380℃之間時熔融。柯巴樹脂110℃開始軟化,180℃熔融。

⑧內部特徵。柯巴樹脂的突出特點是常見大而圓的氣泡,且成群密集分布,內部流紋相對平直,常常含非常豐富的近代物種昆蟲包裹體,且個體較大,包裹體周圍常見紅色氧化暈圈。琥珀常見雲卷紋,瑪瑙狀流紋(由不同密集程度的微米級細泡所致)。不透明的琥珀由微米-納米級氣泡對光線的反射漫射所致,透明的琥珀內部結構為片層狀顯微形貌結構。

⑨分析醇(酒精)反應。酒精滴在琥珀上,琥珀不受腐蝕,揉搓無粘滯感。將酒精滴在柯巴樹脂上,柯巴樹脂與酒精發生反應,表面呈黏性且手指搓動有黏稠感,手指按壓過後能顯示指紋。

⑩加工工藝性。琥珀可精細雕刻,雕刻加工過程不黏工具。柯巴樹脂的熔點、硬度低於琥珀,加工雕刻時易黏工具,無法雕刻,雕刻線條粗糙,長時間暴露在空氣中,會發黏,甚至會自然開裂。

柯巴樹脂

從上述柯巴樹脂與琥珀材料的性質,以及寶石特徵表現分析,柯巴樹脂的寶石性能遠不及琥珀,硬度低、加工性能雕刻工藝差,易受酒精腐蝕,軟化溫度低,光澤暗弱……總之,柯巴樹脂的寶石性質、耐用性遠不及琥珀,因此,市場上有必要區分這兩者。除了客觀的材料性質上的差異,形成的時間長短不同,有「新」「老」之別。「新」「老」的文化也影響消費觀念。


琥珀



在玉器行業,「老」代表結構緊密、質地好,「老」通常被認為品質高。如翡翠的老坑種,老種料,和田玉中的老料,老礦料。相反,「新」代表結構疏鬆、品質差,如新山玉,新礦料。中國文化中「老」就是成熟,就是可靠。柯巴樹脂形成的時間短,是「新」的材料,琥珀形成時間長,是「老」的材料。只有形成時間足夠長,石化的變質作用才能徹底,寶石才能成熟。柯巴樹脂的材料物性遠不及琥珀,人們的文化認知上它是未成熟的貨品,其價值沒法與琥珀相提並論,所以市場上要區分開來。

GTC原創,作者尚絅,轉載請註明出處。

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