鉴定珠宝还可以用鉴定钱币的方式！宝石在紫外线下也别有一番风味
紫外荧光灯是常规仪器中较为重要的一类辅助性仪器。紫外灯主要是用来观察宝石的紫外荧光的，利用宝石的发光性来进行鉴定珠宝的，但是它与显微镜和折射仪不同，它对珠宝玉石的鉴定，多数情况下，并不能起到一个决定性的作用，最重要的原因就是同一品类的宝石的紫外荧光这种性质并不稳定，比如说红宝石的荧光可以从强荧光变化为弱荧光，因此紫外荧光灯使用，常常是作为一种辅助的鉴定手段，主要用于进一步的确定已经得到的鉴定结论。下面这张图片，我们在讲解宝石发光性的时候用到过，对于红宝石的鸽血红，GRS将其分为主证鸽血红和副证鸽血红，其中主证鸽血红则具有强烈的荧光，副证鸽血红的红宝石荧光相对较弱。紫外灯鉴定宝石的理论基础非常简单，其原理与利用紫外灯鉴定人民币是一样的。在利用紫外灯鉴定人民币的时候，相应的位置会发光，则表示钱币为真，佛足额为假币。那么如果一个宝石应该有荧光，在鉴定过程中也检测到了相应的性质，则代表所做的推论正确，反之则要怀疑推论的正确性，或者推测宝石是否经历过优化处理。下图为翡翠的荧光，天然翡翠为无荧光或弱荧光，但是浸蜡翡翠则具有非常明显的荧光特征。紫外灯利用的宝石的紫外荧光性质，紫外线为波长小于紫色光，但大于X射线的电磁波，波长范围在10nm-400nm之间，但是在实际应用的范围主要在00-400nm之间，为了方便使用，人们有奖紫外线划分为三个部分，分别为短波（波长为200-280nm）、中波（280-315nm）和长波（315-400nm），不同波长的紫外线能量是不同的，随着波长的缩小而逐渐增大。但是，由于不同波长的光所对应的能量不同，能量与波长成反比，因此宝石在不同的波长紫外灯下的发光性就会有所不同，因此在测定宝石波长的时候，要固定相应的波长，其中长波固定在365nm，短波固定在253.7nm，波长的固定借助的是一种特制的滤光片。下图就是紫外灯的灯管，长波灯管发出来的光波在315nm~400nm之间，主波长为365nm；短波灯管发出来的光波在200-280nm之间，主波长为253.7nm。下图为紫外滤光片，可以过滤掉某些波长的紫外线，最终使得紫外光源发出来的光仅为365nm和253.7nm。下图就是紫外灯的一个结构分解图，主要的部件包括开关、紫外灯源（包括长波灯管和短波灯管以及滤光片）、观察窗口以及暗箱。其中窗口实际上是一个凸透镜，具有放大的效果，有利于观察宝石在紫外灯下的发光现象；暗箱的背景为黑色的，选择黑色的主要原因是颜色往往在黑色的背景下会显得更为明显（比如说黑欧泊的变彩比白欧泊的变彩更加明显），并且不影响对荧光颜色的判断（中性颜色不影响眼睛对颜色的判断，其他彩色的背景容易产生误判）。根据宝石在紫外灯下的发光强弱，将荧光分为四个等级，分别为强、中、弱、无，但是各种书籍（包括系统宝石学、宝石学教程、结晶学与矿物学等）以及其他一些宝石教育机构（GIA、IGI、GRS等）对于荧光等级的划分都没有明确的文字描述，因此对于发光强度的划分，我们引用GIA对钻石荧光登记划分作为参考。强调多次，所有的检测仪器在使用之前都需要清洁宝石，对于紫外灯来讲，钻石表面的外来物质有可能会影响宝石本身荧光的观察，因此在检测之前，必须要将宝石清洗干净；另外，如果在清洗的时候使用的是有机清洗液，必须待洗液挥发完毕后才能进行测试，因为有机清洗液具有非常强烈的荧光，对宝石的荧光观察会产生一定的干扰。2. 将宝石样品置于暗箱中的黑背景上，并关闭暗箱的门。一定要将暗箱的门关上才能很好的观察到宝石的荧光，否则外来光线的进入会让人将宝石表面的反光误认为是宝石的荧光特征。作为电器，在使用之前一定要接通电源，当检测仪器没有反应的时候，首先我们需要检查的就是仪器是否接通了电源。接通电源之后，要根据需要选择相应的紫外灯灯管，然后进行观察。4. 从玻璃窗口分别观察宝石样品在长波或短波紫外光下的发光现象。在观察宝石发光现象时，我们需要记录的内容一定要包括发光的强度、发光的颜色、发光的部位，并注意区别这些现象在不同波长下有何不同，这些内容对于结论的确定有巨大的帮助。一般情况下，宝石的荧光为整体发光，但是部分玉石由于组成的不均匀性，会导致荧光特征不一致的现象，比如说青金石中，黄铁矿、青金石这些矿物是没有荧光的，但是方解石却具有较强的荧光，所以在观察青金石的荧光时，看到星点状荧光的特征。若宝石样品不发光，则为惰性；若关闭紫外灯管后，宝石样品仍发光，则宝石样品具有磷光。紫外荧光在一定程度上是可以用来鉴定宝石的品种的，因为不同的宝石可能会出现不同形式的荧光，可能是颜色不同，可能是强度不同，比如说祖母绿与绿色的玻璃、蓝宝石与蓝锥矿之间的区别，就可以通过紫外荧光来进行区分。下图为鸽血红红宝石与碧玺之间的荧光对比，其中红宝石具有较强的荧光，而碧玺的荧光则较弱。但是我们要注意“帮助”两个字，紫外荧光是不可以作为确定宝石种属的决定性证据的，开篇的时候我们也讲到过，主要原因是宝石的紫外荧光性质是不够稳定的，以钻石为例，美国宝石学院曾经做过统计，大约有25% 至 35%的钻石会在一定程度上出现荧光，但是这些钻石的荧光也会有不同的强度、不同的颜色，因此只能作为一种辅助的特点。我们再看下表，红宝石和尖晶石是非常容易混淆的两个宝石，但是两个宝石的荧光特征非常相近，因此不能够将紫外荧光特征作为鉴定宝石种属的决定性证据。下图为中央电视台《消费主张》节目联合国检所做的石盐，选择了五个红色系列的宝石，包括石榴石、碧玺、尖晶石、红宝石与合成红宝石，我们可以看到，在短波下除了合成红宝石以外，其余宝石的荧光均呈惰性，但是在长波下，有一定的差异，石榴石和碧玺呈现惰性，其余三个宝石则具有中到强等级的荧光。从这个实验中我们也可以看出，利用紫外灯鉴定宝石的品种，具有很大的不确定性，因此只能作为辅助的证据。在这里同样要注意“帮助”二字，由于天然宝石与合成宝石之间的物理化学性质是基本一致的，因此荧光性质也往往会存在一定的一致性，但是天然宝石与合成宝石的生长环境会有一定的差异，而荧光除了与元素组成有关外，还与宝石的结构特征有关，所以利用紫外荧光区分天然与合成宝石，也仅仅适用部分宝石。这里仅仅举个例子：（1）天然红宝石荧光弱于合成红宝石荧光、天然祖母绿荧光弱于合成祖母绿荧光由于天然红宝石所生长的环境相对于合成红宝石会更加复杂一些，因此红宝石中会或多或少含有一些荧光的抑制剂，比如说Fe等，而合成红宝石的致色元素会更加纯粹，因此合成红宝石的荧光往往会强于天然红宝石的荧光。从上面的图片中我们也可以看到，合成红宝石的荧光会比较强。（2）天然黄色蓝宝石荧光为黄色、焰熔法合成黄色蓝宝石荧光为惰性或红色（3）天然蓝宝石呈蓝色、焰熔法合成蓝宝石呈蓝白色或绿色荧光下表为天然钻石与HPHT合成钻石以及CVD合成钻石之间的发光特征对比表，我们同样会发现，他们之间的发光特征是具有一定重叠的，因此钻石的发光特征，是不可以作为决定性证据的，必须要结合其他手段予以确认。这一点主要针对的是群镶钻石的首饰，刚刚我们也讲到了，钻石的荧光变化非常大，从发光的强度来讲，可以从无到强，从颜色来讲，包括蓝色、黄色、绿色等等，甚至有些钻石还会有黄色的磷光。因此在紫外灯下观察群镶的钻石首饰，所观察到的荧光特征一定是有所差异的。但是如果对于一些人工合成的钻石仿制品，比如说立方氧化锆（惰性或浅黄色荧光）、人造钇铝榴石（黄色荧光）、人造钆镓榴石（粉红色荧光）、无色尖晶石（蓝-白色荧光）、无色合成蓝宝石（弱蓝色荧光）等等，他们的发光性往往比较稳定，若使用同一种材料，荧光往往会呈现一致的强度和颜色，若发现均匀一致的发光特征，则可以判断为钻石的仿制品。有的同学曾经问过我这样一个问题，如果群镶的每一颗钻石都使用不同材质的钻石仿制品，或者说在群镶的首饰中，用少量的钻石仿制品或者合成钻石来替代钻石，在紫外荧光灯下也会出现荧光不一致的现象。没错，这种情况确实可能存在，所以说我依然要注意“帮助”二字，对于群镶钻石的首饰来讲，虽然有很大的用处，但依然不能够作为决定性的证据来进行判断。国检就曾经检测出来一些群镶的钻石首饰中混有一些CVD法合成的钻石。通常情况下，紫外荧光灯是主要用来判断宝石是否经过充填处理的，很多宝石在优化处理的过程中，所使用一些有机物会呈现出非常明显的荧光，比如说B货翡翠使用的充填物、拼合宝石使用的胶层、充胶处理的碧玺、南红等等。但是现在市场会出现一些使用无机胶充填的宝石，这类无机胶则是没有荧光反应的。下图为B货翡翠的荧光特征，天然翡翠的为无荧光，但是B货翡翠具有非常强烈的荧光。下图为和田玉的贴皮处理，我们可以看到荧光是呈面状的，而不是整体发光，表明和田玉的皮色为假下图为南红玛瑙在紫外灯下的反应，可以看到在裂隙处具有非常明显的荧光，表明南红玛瑙经历过充填处理另外，经过硝酸盐处理的黑珍珠是没有荧光的，但是某些天然的黑珍珠中，却是可以有荧光的。要注意，也仅仅是某些天然的黑珍珠，因此当我们测定到黑珍珠有荧光的时候可以判断黑珍珠为天然，但是当没有测出荧光时，并不能够判断黑珍珠是否经过了优化处理。同样要注意“帮助”二字，荧光特征是不可以单独作为产地依据的，比如说斯里兰卡黄色蓝宝石呈现黄色荧光，但是澳大利亚黄色蓝宝石为无荧光，下表为不同产地刚玉宝石的发光特点。在使用紫外灯鉴定宝石的时候，我们需要注意一下几点：根据常识我们会知道，紫外线具有较强的辐射，会对眼睛和皮肤造成一定的伤害，严重时可能导致失明，因此在使用时我们需要注意，千万不要直视紫外灯灯管，一定是将宝石放置好之后，再打开灯管的开关；并且要避免紫外线对皮肤的直接照射，可以借助镊子代替手，避免将手曝光在紫外线下。另外，减少测试时间，对自己也是一种保护。我们在介绍紫外灯用途的时候，一直在强调两个字“帮助”，通过紫外灯所得到的鉴定数据全部为辅助性鉴定证据，不可以单独使用推测相关的结论。再次强调，宝石的紫外特征并不稳定，不可以作为决定性证据，必须配合其他检测数据。同一类宝石有可能会出现透明度差异较大的情况，不同及鉴别的透明度对荧光的观察会有一定的差异。透明度较高的宝石，所发出的荧光一般为整体发光，会感觉到荧光是从宝石的内部发射出来的，但是透明度较低的宝石，则给人的感觉则是从宝石的表面发出的，立体感不是很强。下图为不透明的B+C货翡翠以及红宝石、钻石的荧光特征对比。我们可以感受到不同的透明度所发出的荧光会有一定的差异。4、同类宝石的不同样品的荧光可能存在非常明显的差异。这一点我们也强调过，最典型的就是钻石，强度级别可以从无到强，跨越整个荧光等级的划分，从颜色的角度，荧光颜色也非常丰富，包括蓝色、白色、绿色、黄色等等。再比如说红宝石，荧光强度也可以从弱荧光一直跨越到强荧光，颜色可以是红色，也可以是橙色。所以说同种宝石的荧光性质并不稳定，这也就是为什么荧光特征仅仅能够作为辅助性鉴定依据的原因。虽然说不同种类宝石的荧光特征会有一定的差异，这是作为鉴定宝石品种的依据，但也仅仅是辅助性的，最重要的原因就是不同种类的宝石的荧光特征有可能非常详尽而无法区分，比如说红宝石、尖晶石的荧光会非常相似，极品鸽血红红宝石与合成红宝石的荧光强度也可能非常相近。下图为尖晶石与合成红宝石之间的荧光对比图。宝石的荧光主要与自身的化学成分以及结构特征密切相关，但是荧光的颜色与宝石本身的颜色有可能相同，也有可能不同，比如说红宝石、红色尖晶石的荧光多为红色，与宝石的体色是相同的，但是无色的钻石却可以有五颜六色的荧光特征。因此宝石的荧光的颜色与宝石的体色并不一定是一致的。下图为琥珀的荧光。以欧泊为例，欧泊的体色越深，变彩月明显，黑欧泊表面的变彩一定比无色欧泊或者白欧泊表面的变彩更加明显，这也是样品室内做成黑色的主要原因。8、在记录荧光特征时，包括三个方面：颜色、强度和部位。在这里着重强调荧光的部位，充填处理的宝石、拼合宝石往往会出现局部发出荧光的现象，但是天然的玉石中，由于组成矿物的不均一性，也可能导致宝石不是整体发光的现象，比如说青金石中的方解石具有较强的荧光，其余矿物组成则为惰性。下图为硅锌矿与方解石组成的集合体，其中硅锌矿的荧光为绿色，方解石的荧光为红色。9、荧光虽然划分等级，但不同的宝石有着不同的评价体系根据发光强度，会将荧光划分为四个等级——强、中、弱、无，但是荧光的等级并不与评价宝石品质的直接相关，例如在其他级别全部相同的前提下，荧光较强的钻石价格会相对较低，但是对于红宝石来讲，鸽血红的定义中包含着荧光，并且一定是强、红色荧光。因此不同的宝石，会有不同的评价体系，不能一概而论。好了，关于紫外灯的应用，就分享到这里，希望对大家有所帮助。参考资料《系统宝石学》、《宝石学教程》，部分图片来源于GTC官网及其他网络。
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