朱砂及其仿制品鑒別

朱紅偉,程佑法,山廣祺

(1.國家黃金鉆石制品質量監(jiān)督檢驗中心,山東省計量檢測重點實驗室,濟南 250014; 2.山東省社會公正計量行,濟南 250014)

朱砂及其仿制品鑒別

朱紅偉1,2,程佑法1,山廣祺1,2

(1.國家黃金鉆石制品質量監(jiān)督檢驗中心,山東省計量檢測重點實驗室,濟南 250014; 2.山東省社會公正計量行,濟南 250014)

對珠寶市場上出現的朱砂及其仿制品進行密度、寶石顯微鏡、紫外熒光、紅外光譜、X熒光能譜測試,結果表明：天然朱砂飾品主要成分為HgS,粒狀結構,金剛光澤,具有特征的346cm-1紅外吸收峰,在紫外燈下無熒光反應。再造朱砂是利用朱砂的碎塊與有機膠混合制成的,紫外燈下呈暗紅色熒光,紅外吸收光譜顯示朱砂的346 cm-1吸收峰,并且具有有機膠3060 cm-1、2960 cm-1、2925 cm-1、2860 cm-1、1606 cm-1、1505 cm-1、1382 cm-1吸收峰。仿制品并不含有朱砂的成分,主要是利用有機膠混合重晶石和方解石粉末制作而成,在紫外燈下呈亮紅色熒光,紅外光譜顯示有機膠、重晶石和方解石的特征吸收峰,X熒光能譜儀測試主要含有S、Ba、Ca。

朱砂;鑒別;紅外光譜

朱砂又稱辰砂,具有獨特的紅色,并具有安神、鎮(zhèn)靜、驅邪、保平安、轉運納福等功效而受到人們的喜愛。目前珠寶市場上隨處可見大量的“朱砂”飾品銷售。然而這些朱砂飾品的價格又大不相同,貴的要四五十元一克,便宜的二三元十克。

天然朱砂化學成分為HgS,三方晶系,集合體呈致密塊狀,不規(guī)則粒狀。常呈暗紅、深紅、淺紅色,金剛光澤,半透明,硬度2～2.5,相對密度8.0～8.2,具有一組完全解理[1]。在珠寶市場,由于朱砂硬度較低,天然朱砂的飾品很少出現。孫麟[2]等對朱砂的仿制品進行了測試研究,仿制品中不含有朱砂的成分。任慧聰[3]等研究結果表明人工朱砂是朱砂粉和重晶石、方解石混合而成的。而對于天然朱砂及其仿制品的綜合研究資料并未有相關報道,筆者為研究天然朱砂及其仿制品的鑒定特征,從生產朱砂飾品的廠家采購了3種具有代表性的樣品進行測試。

1 外觀特征

樣品1為平安扣,暗紅色,微透明,具有金剛光澤,硬度在2左右,刻畫時有粉末脫落。樣品2號為一條手鏈,深紅色,玻璃光澤,顏色均勻,表面光滑,硬度在2左右,刻畫時沒有粉末脫落。樣品3為雕刻珠子,紅色,顏色均勻,弱玻璃光澤,整體完美,硬度在2左右,刻畫時沒有粉末脫落。(圖1)

圖1 測試樣品Fig.1 Tested samples

2 測試方法與分析

2.1 密度分析

采用靜水稱重法測試樣品的密度,結果顯示:1號樣品密度為7.95g/cm3,2號樣品密度為4.55 g/ cm3,3號樣品密度為1.92 g/cm3。天然朱砂的密度為8.0～8.2 g/cm3,由此可見,1號樣品的密度與天然朱砂密度相一致,2、3號樣品的密度均低于天然朱砂的密度。

2.2 放大觀察

在寶石顯微鏡下仔細觀察樣品發(fā)現,樣品1表面較光滑,可見細微的龜裂紋,呈金剛光澤,粒狀結構(圖2a、b)。樣品2表面具有明顯的沙粒感,顏色分布整體均勻。隨機選取一粒將其切開發(fā)現,樣品2的內部存在暗紅色、金剛光澤、角礫狀的顆粒,與紅色基體的分界清晰,硬度在2左右,刻畫時有粉末脫落(圖2c、d、e)。樣品3表面具有明顯的粗糙感,紅色分布均勻,將其切開發(fā)現,內外均有均勻的紅色,分布均勻(圖2f、g)。由此可見,樣品1為朱砂。樣品2為再造朱砂,是利用朱砂的碎塊與有機膠混合制作而成的首飾,因有膠體加入使其密度降低。樣品3為人工仿制品。

圖2 樣品的放大觀察特征Fig.2 Characteristics of the samples under microscope

2.3 紫外熒光分析

在紫外燈下觀察樣品發(fā)現,樣品1無熒光反應(圖3a),樣品2在長波紫外線下有暗紅色熒光(圖3b),樣品3在長波紫外線下有亮紅色熒光(圖3c)。樣品2和3的熒光反應都應該是膠體存在的原因。

2.4 紅外光譜分析

實驗采用德國BUKER TENSOR 27型傅里葉變換紅外光譜儀,采用KBr粉末壓片透射法對樣品的紅外吸收光譜進行分析,測試條件:室溫25oC,相對濕度35%,分辨率為4 cm-1,掃描次數為64次,測量范圍為300～4000 cm-1。

圖3 樣品熒光特征Fig.3 Characteristics of the samples under fluorescence

圖4 樣品的紅外吸收光譜Fig.4Infrared spectra of the samples

測試結果顯示,樣品1的紅外吸收光譜特征與天然朱砂的紅外吸收光譜特征相符,具有346cm-1的特征吸收峰(圖4a)。樣品2除了具有346 cm-1的朱砂特征吸收峰外,同時具有有機膠體的特征吸收峰3060 cm-1、2960 cm-1、2925 cm-1、2860 cm-1、1606 cm-1、1505 cm-1、1382 cm-1,進一步證實樣品2為再造朱砂(圖4b)。樣品3的紅外光譜中未出現朱砂的346 cm-1的特征吸收峰,說明樣品3中并不含有朱砂。但樣品3中明顯具有有機膠的吸收峰3060 cm-1、2959 cm-1、280 cm-1、1730 cm-1,此外樣品3中還含有重晶石和方解石[4]。重晶石的紅外特征吸收峰為1180 cm-1、1120 cm-1、1084 cm-1、634 cm-1、613 cm-1,方解石的紅外特征吸收峰為1448 cm-1、878 cm-1(圖4c)。從紅外光譜的測試情況也可以看出,樣品1、2、3的成分差別造成密度的差別,進一步說明與密度測試結果的一致性。

2.5 X熒光能譜分析

采用Thermo Quan X EC型能譜儀測試。測試條件:銠靶,電壓20 k V,電流為儀器自動控制,在真空狀態(tài)下選擇無濾片進行測試。元素定性借助儀器軟件自動尋峰功能和手動尋峰功能相結合的方式進行標注。

測試樣品1、2、3時電流分別自動調整為0.02、0.08、0.04m A。樣品1和2主要含有S和Hg元素,樣品3未檢測到Hg元素,對樣品3中的自動尋峰的Ti進行手動尋峰校正,應該為Ba元素。樣品3中含有大量的Ba,并還含有Ca(圖5)。結果說明,樣品1和2含有朱砂,而樣品3中不含有朱砂。測試的結果與紅外光譜分析結果相一致。

圖5 樣品的X熒光能譜Fig.5 X-ray fluorescence spectra of the samples

3 結 語

(1)測試結果顯示:樣品1為天然朱砂飾品,樣品2為再造朱砂飾品,樣品3為朱砂的仿制品。天然朱砂具有金剛光澤,粒狀結構,刻畫時有粉末脫落,再造朱砂和仿制品沒有此特征。

(2)利用密度法可以有效地鑒定天然朱砂飾品,再造朱砂、朱砂仿制品的密度明顯低于8.0 g/cm3。

(3)利用寶石顯微鏡觀察天然朱砂具有粒狀結構,顏色均勻,表面可見龜裂紋,刻畫有粉末脫落。再造朱砂內部可見朱砂顆粒,呈暗紅色,金剛光澤,角礫狀。朱砂仿制品整體顏色均勻,刻畫無粉末脫落。在長波紫外燈下,天然朱砂沒有熒光反應,再造朱砂具有暗紅色熒光,仿制品具有亮紅色熒光。

(4)利用紅外光譜,X熒光能譜可以有效地確定飾品中是否含有朱砂和有機膠。

[1] 張蓓莉.系統(tǒng)寶石學[M].北京:地質出版社,2006.

[2] 孫麟,楊明星,杜彬彬,等.一種商業(yè)名為“朱砂”首飾材料的鑒定特征[J].寶石和寶石學雜志.2014(4):54-60.

[3] 任慧聰,于方,王時麒,等.人造”朱砂”的鑒定特征.巖石礦物學雜志.2014(S2):161-164.

[4] 凌瀟瀟,王時麒,吳瑞華.一種仿孔雀石材料的寶石學特征研究[J].寶石和寶石學雜志,2008.10(3):27-30.

Identification of Cinnabar and Its Imitation

ZHU Hong-wei1,2,CHENG You-fa1,SHAN Guang-qi1,2
(1.National Gold&Diamond Testing Center,Key Laboratory for Metrology and Measurement of Shandong Provincial,Jinan,China 250014; 2.Shandong Provincial Metrological Industry of Social Justice,Jinan,China 250014)

Cinnabar and its imitation on the market has been tested by density,gem microscopes,ultraviolet fluorescence,infrared spectroscopy and X-ray fluorescence spectroscopy and the result shows that the natural cinnabar consists mainly of HgS and presents granular structure,adamantine luster and a characteristic infrared absorption peak of 346cm-1and has no fluorescence reaction under ultraviolet light.Reengineering cinnabar is manufactured by mixing cinnabar fragments with organic adhesive,which presents kermesinus fluorescence under ultraviolet light.346 cm-1absorption peak of cinnabar as well as 3060 cm-1,2960cm-1,2925cm-1,2860cm-1,1606cm-1,1505cm-1,1382cm-1absorption peak of organic glue can be observed under infrared absorption spectra.The imitation is a combination of barite and calcite powder by organic adhesive without any cinnabar constituent.It presents a bright red fluorescence under ultraviolet light.Characteristic infrared absorption peaks of organic adhesive,barite and calcite can be observed under infrared absorption spectra.X fluorescence spectrometer shows that it consists mainly of S, Ba and Ca.

cinnabar;identification;infrared spectroscopy

TS933

A

1673-1433(2017)01-0059-05

2016-09-20

朱紅偉(1982-),男,本科,工程師,主要從事珠寶玉石鑒定和教學。

朱紅偉,程佑法,山廣祺.朱砂及其仿制品鑒別[J].超硬材料工程,2017,29(1):59-63.