慧眼識寶——共焦顯微拉曼技術助力紅藍寶石價值鑑定

供稿 | 文軍

紅藍寶石，與鑽石、祖母綠、金綠貓眼石被列為世界五大名貴寶石，其珍貴价值毋庸置疑。

很多人認為寶石好不好主要看品質（重量、顏色、切工等），其實寶石產地也很重要。貴重寶石像紅藍寶石、祖母綠，對產地的要求都很高，那代表的是寶石的血統。

比如高級的藍寶石，公認都是克什米爾藍寶石。克什米爾產的藍寶石呈微帶紫的靛藍色，著名的矢車菊藍寶石就產於此。其次是斯裡蘭卡的皇家藍價值高，而斯裡蘭卡還有cat blue以及俗稱卡蘭的藍寶石。

絕世「克什米爾」藍寶石

傳世「皇家藍」藍寶石

紅寶石產地質地好的是緬甸，它的鴿血紅就像動脈的血色，很豔，又濃又亮，特別漂亮，但是顆粒小、雜質多，產量比較少，經常只出現在拍賣會上。莫三比克紅寶石顆粒也不是很大，但淨度比較好，顏色也比較純正。

稀世「鴿血紅」紅寶石

跨世「莫三比克」紅寶石

在天然紅藍寶石生長過程中，由於外來物種的侵入或者環境條件的變化,寶石內部會形成包裹體。紅藍寶石因外在形成環境地質條件的不同, 它的包裹體也會呈現不同特徵。通過這些特徵我們就可以判斷某一紅寶石或藍寶石的來源，做出產地鑑定啦

著名的星光紅藍寶石，就是因為含針狀或纖維狀金紅石包裹體，而產生美麗的六射星光

星光紅寶石、藍寶石

斯裡蘭卡藍寶石包裹體的天鵝絨效應

常規寶石鑑別，主要利用顯微鏡觀察其內部細小包裹體、裂隙、色帶以及寶石的表面特徵等，結果帶有主觀性，不可靠、信息量少。

近年來，人們多用共焦顯微拉曼來研究紅藍寶石包裹體。顯微拉曼光譜儀把拉曼光譜儀和光學顯微鏡耦合在一起，利用顯微鏡觀察包裹體中微小特徵的同時，還可以測量觀察區域（直徑約1微米）的拉曼光譜信號，從而對包裹體的內含物物種做出鑑別。此外也可以利用拉曼成像技術，描繪出一定範圍內的樣品成分分布。

Valentina Palanza等人就利用共焦顯微拉曼分析了一系列不同產地藍寶石的包裹體，以下是一些典型案例：

a 是斯裡蘭卡出產的藍寶石

（P1標記處的圓形區域內部為其包裹體）

b 是包裹體局部放大

c-5 為包裹體的拉曼光譜，

位於157, 335, 450, 667, 795, 1195 cm^-1 處的特徵峰歸屬於包裹體中的水鋁石礦物

而1285, 1387 cm^-1處的特徵峰歸屬於包裹體中的二氧化碳氣體。

其他幾條分別是越南銳鈦礦、斯裡蘭卡的金紅石和硫、馬達加斯加金紅石、馬達加斯加方解石。

其拉曼光譜結果如下圖所示，分別是澳大利亞藍寶石中的赤鐵礦包裹體、坦尚尼亞的金紅石和石墨、鹼性玄武巖鋯石。

顯微鏡下可見藍寶石表面下幾個微米深處的紅色包裹體，根據拉曼光譜特徵峰可以確認包裹體的成分是赤鐵礦(hematite, Fe₂O₃)。

實際研究中，由於包裹體大多位於寶石表面之下一定深度，寶石本體的拉曼信號會掩蓋包裹體內含物的信號。

HORIBA真共焦拉曼技術，引入可以調節的共焦針孔光闌，構建出共軛光學系統，在縱向上限制了樣品範圍（可以達到微米量級的縱向解析度），進行拉曼切片，從而大化了包裹體的拉曼信號，抑制了其他幹擾信號，為研究寶石包裹體提供了強有力的工具。

XploRA PLUS智能型全自動顯微拉曼光譜儀

研究這些包裹體,不僅可以幫助鑑別天然紅藍寶石的產地，區分天然寶石與人造寶石，同時還能揭示寶石形成時的物理化學條件、介質成分和性質以及後期成礦活動的特徵，從而指導寶石礦的尋找及寶石的合成和優化工作。

更多信息請參考：Valentina Palanza, et al. J. Raman Spectrosc. 2008; 39: 1007.

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