海水珍珠的鉴定特征

□ TEXT 朱红伟 李婷 燕菲 王萍 赵潇雪 黄准（1.国家黄金钻石制品质量监督检验中心 2.山东省社会公正计量行）

近年来，珍珠的养殖技术迅速发展，淡水养殖珍珠的颜色也是越来越丰富，淡水珍珠的颜色、圆度、光洁度等各方面特征与海水珍珠越来越接近，那么对于珍珠类别的鉴定也是越来越难，如何快速无损有效的鉴定海水珍珠尤为重要。

运用LA-ICP-MS、原子吸收光谱、等离子体发射光谱、电子顺磁共振仪等仪器分析了珍珠的成分组成[1-4]，可以通过主量元素和微量元素的含量，有效鉴定海水珍珠和淡水珍珠，但是这些手段都是有损检测。如何在常规实验室条件下，通过常规设备无损、快速、有效的鉴定珍珠类别对于珠宝鉴定来说非常重要。因此笔者充分利用宝石显微镜和X荧光能谱仪，快速、无损有效的鉴定珍珠类别。

1 实验样品与方法

实验共测试百余粒海水珍珠和淡水珍珠，本文选取具有代表性的14粒进行分析。淡水珍珠8粒，包括粉紫色2粒（D1-D2），粉色珍珠2粒（D3-D4），白色2粒（D5-D6），淡黄色（爱迪生珍珠）2粒（D7-D8）；海水珍珠6粒，包括白色2粒（H1-H2），黑色2粒（H3-H4），金色2粒（H5-H6）。

利用南京宝光检测技术有限公司生产的GI-MV60型宝石显微镜观察珍珠表面特征，测试条件：配备10X与20X目镜，具有0-40X连续变焦系统，顶端配有数码相机。

利用江苏天瑞仪器股份有限公司产EDX 3000Plus X荧光能谱仪测试了样品，测试条件：室温，管压40KV，峰通道803.5，醋调码66，管流300mA，滤光片3，准直器4mm，初始化通道2210，初始化元素Ag，测量时间30s，预热时间300s，初始道50，结束道4095。实验测试了珍珠的Ca、Sr、Mn的组合关系以及Sr/Ca的计数比值。

图1 部分测试样品

图2 海水珍珠的放大观察

2 测试结果与分析

2.1 海水珍珠表面结构特征

在宝石显微镜下观察海水珍珠和淡水珍珠发现，除了常规的珍珠生长结构表面微细层纹[5]外，在海水珍珠表面还发现了存在类似于同心圆结构的特征（图2a、b、c），这种特征存在于珍珠的两端，并且两个端点的轴线与生长存在的“尾巴状”缺陷相互垂直（图2d）。

2.2 Ca、Sr、Mn的组合关系

在选取的6粒海水珍珠中，X荧光能谱均可见Ca的主量元素特征峰和Sr的微量元素特征峰。说明海水珍珠的能力色散图谱具有Ca+Sr的组合关系。在淡水珍珠的样品中，选取的8粒淡水珍珠中5粒均可见Ca的主量元素特征峰和Sr、Mn的微量元素特征峰，存在Ca+Sr+Mn的组合关系。但是在淡水珍珠粉色D4、淡黄色D7、淡黄色D8样品中，只测到了Ca的主量元素特征峰和Sr的微量元素特征峰，未见Mn的微量元素特征峰，其能量色散图谱与海水珍珠相似（图3）。

图3 样品的X荧光能谱 (D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 D8 H1 H2 H3 H4 H5 H6)

Mn元素是淡水珍珠中较为常见的微量元素之一，李立平[1]研究表明，淡水珍珠富含Mn元素，张刚生[4]研究认为淡水珍珠的Mn含量一般大于100×10-6，这个含量足以被X荧光能谱仪检测到，只有当Mn含量很低时才不能被激发。所以根据Mn的特征吸收峰判断珍珠的品种具有一定的风险。

通过目前对淡水珍珠的测试发现，绝大多数淡水珍珠都明显具有Mn的特征吸收峰，极少数淡水珍珠Mn的特征吸收峰不明显。

笔者通过对大量珍珠的测试发现，海水珍珠的Sr的Kα的吸收峰强度大于Ca的Kβ的吸收峰强度，而淡水珍珠的Sr的Kα的吸收峰强度小于Ca的Kβ的吸收峰强度。

2.3 Sr/Ca计数比率的意义

在珍珠的组成中Ca作为主量元素，Sr作为微量元素。根据前人的研究成果，在海水珍珠中Sr元素的含量远大于淡水珍珠中Sr元素含量，海水珍珠的Sr含量是淡水珍珠的5倍左右。但无论海水珍珠还是淡水珍珠Ca含量基本稳定，那么在相同的测试条件下，通过珍珠的Ca/Sr的计数比率可以有效的确定珍珠的品种。

根据Ca的Kα的区域面积（选择的峰通道范围347-388），Sr的Kα的区域面积（选择的峰通道范围1383-1443），计算Sr和Ca的区域面积比值来得到Sr/Ca的计数比值。

通过测试发现，在相同的条件下，淡水珍珠的Sr/Ca计数比率都小于0.3，而海水珍珠的Sr/Ca计数比率都大于0.3（表1）。样品D4、D7、D8虽未检测到Mn元素，但通过Sr/Ca计数比率低于0.25仍可以判定为淡水珍珠。兰延等[6]认为淡水珍珠的Sr/Ca计数比率低于0.37，海水珍珠大于Sr/Ca计数比率大于0.46。笔者所测数据与此不同，原因应该归结于X荧光能谱仪的型号不同，测量时的工作条件不同造成的。所以在利用X荧光能谱仪测试珍珠时，应该用已知标物对仪器进行必要的校准，方可使用。

表1 淡水珍珠和海水珍珠的Sr/Ca计数比率

3 结论

3.1绝大多数海水珍珠具有同心圆状的生长结构，而淡水珍珠未发现此特征。同心圆状的生长结构是判断为海水珍珠的有力证据之一。

3.2利用X荧光能谱仪，在相同的条件下测试样品发现，淡水珍珠具有Ca+Sr+Mn的组合关系，只有极少数存在Ca+Sr的组合关系。海水珍珠具有Ca+Sr的组合关系，并且海水珍珠中的Mn不能够被X荧光能谱激发，也就是检测不到Mn存在。通过测试Ca+Sr+Mn的组合关系是判断为海水珍珠有力证据之一。

3.3利用X荧光能谱仪，设定同样的工作条件，测定珍珠的Sr/Ca计数比率，可以作为判断珍珠品种的有力证据。淡水珍珠中Sr/Ca计数比率小于0.3，而海水珍珠中的Sr/Ca计数比率大于0.3。海水珍珠中的Sr/Ca计数比率大于0.3是判断为海水珍珠的有力证据之一。

在利用X荧光能谱仪测试样品判断为海水珍珠时，需要同时考虑Ca+Sr+Mn的组合关系和Sr/Ca计数比率。并且需要根据仪器的测试条件来调整计数比率的界限值，不同的测试仪器或测试条件都可以造成测试结果的偏差。为了可以更为准确的确定样品为海水珍珠还要辅助宝石显微镜，以便由于测试的偏差造成错误的判断。