朱红伟,赵潇雪,李 婷,燕 菲,陈淑祥

(1.山东省社会公正计量行有限公司，山东 济南 250014；2.国家黄金钻石制品质量监督检验中心，山东 济南 250014；3.齐鲁工业大学(山东省科学院)，山东 济南 250353)

蓝宝石，是刚玉宝石中除红色的红宝石之外，其它颜色刚玉宝石的通称，主要成分是氧化铝(Al2O3)。蓝色的蓝宝石，是由于其中混有少量钛(Ti)和铁(Fe)杂质所致。优质的蓝色蓝宝石价格昂贵。蓝宝石的折光率1.76～1.77，双折射率0.008，二色性强，非均质体，主要产地有克什米尔、泰国、斯里兰卡、马达加斯加、中国昌乐[1]。近年来，彩色宝石的市场蓬勃发展，蓝宝石的仿制品以及优化处理手段也是不断改进和升级，向珠宝首饰市场及鉴定机构发出了更大的挑战，也给消费者带来了更多的困惑，由此看来，准确鉴定宝石的真伪是质检机构的首要任务，是为珠宝市场把关的第一道防线。

假蓝宝石是一种镁铝硅酸盐矿物，英文名称是Sapphirine，与蓝宝石的英文名称Sapphire相似，故名假蓝宝石。假蓝宝石晶体通透，颜色常呈现蓝色、蓝绿色、灰蓝色等，外观与天然蓝宝石也很相似，因此常被误认为蓝宝石。

假蓝宝石是极为稀少的矿物，在珠宝市场上极少见到，假蓝宝石产于富Mg-Al质的变质岩石中，与刚玉、尖晶石、堇青石等共生。世界上出产假蓝宝石的国家和地区有马达加斯加、南非、印度、格陵兰、泰国、斯里兰卡等[2-3]。

近期本实验室收到一粒样品，外观与蓝宝石极为相似，肉眼无法分辨，经常规宝石学特征测试以及红外光谱仪、X荧光光谱仪、紫外可见光谱仪、光致发光光谱仪等仪器测试，确定该样品为假蓝宝石，此鉴定，为同行质检机构的鉴定提供了一个警醒。

1 测试样品

测试样品为蓝色，带有绿色色调，透明，玻璃光泽，肉眼可见内部具有团絮状包裹体，重0.170克，0.85克拉，尺寸6.84 mm×5.30 mm×2.75 mm(图1)。

图1 测试样品

2 实验方法

2.1 常规宝石学测试

采用宝石显微镜、折射仪、密度测试、紫外灯等仪器对样品进行常规宝石学特征测试。

宝石显微镜分析采用南京宝光检测技术有限公司生产的GVMI60型显微摄像宝石显微镜，具有40倍连续变焦功能，并搭载canon佳能EOS600D照相机。

2.2 红外吸收光谱

采用德国BUKER TENSOR 27型傅里叶变换红外光谱仪，利用反射法对样品的红外吸收光谱进行测试，测试条件：室温25℃，相对湿度40%，分辨率为8 cm-1，扫描次数为64次，测量范围为400～2000 cm-1。

2.3 紫外可见光谱

采用广州标旗光电科技发展股份有限公司的GEM3000型紫外-可见光分光光谱仪，测试条件：测试范围为220 nm～1100 nm，分辨率0.5 nm，积分时间10s，平均扫描次数50，平滑宽度2，室温25℃，相对湿度45%。

2.4 光致发光光谱

光致发光光谱仪采用广州标旗光电科技发展股份有限公司PL-3000型光致发光光谱仪，测试条件：积分时间50 s，平均次数30，平滑度2，波长范围400～1000 nm，室温25℃，相对湿度45%，配备405 nm氩离子激发光源。

2.5 X射线荧光光谱

X射线荧光光谱分析采用江苏天瑞仪器股份有限公司产EDX 3000Plus X射线荧光光谱仪，测试条件：室温，管压40kV，峰通道803.5，粗调码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。

3 结果与分析

3.1 常规宝石学特征分析

样品折射率为1.703～1.718，双折射率为0.015，相对密度为3.60，摩氏硬度7～8，二色性强：浅蓝绿色-近白色，在正交偏光镜下呈现四明四暗特征，非均质体，紫外灯下无荧光反应。

在宝石显微镜下观察样品，宝石表面切磨良好，内部可见大量气液两相包体、指纹状包体、晶体包体、圆盘状包裹体(图2)。具有典型的天然宝石内部包裹体特征。

图2 放大观察(40×)

3.2 红外吸收光谱分析

样品的红外反射光谱的特征吸收峰为988 cm-1、822 cm-1、725 cm-1、606 cm-1、548 cm-1、498 cm-1、428 cm-1(图3a)， 988 cm-1、822 cm-1是由于硅酸根及Si-O-Si的伸缩振动所致，725 cm-1、606 cm-1、548 cm-1是由于Si-O-Si的对称伸缩振动所致，498 cm-1、428 cm-1是由于M-O及Si-O的振动所致[4]。样品的红外透射光谱在3100 cm-1～3700 cm-1范围内具有宽的吸收带(图3b)，样品呈现的红外吸收光谱特征与假蓝宝石的结构特征相吻合。

图3 红外吸收光谱

3.3 紫外可见光谱分析

样品的紫外可见图谱在400 nm～700 nm范围内的吸收逐渐增强(图4)，在橙红色区域吸收最强。样品呈现带绿色色调蓝色的原因，也是由于对橙红色区域的吸收所引起的。

图4 紫外可见光谱

3.4 光致发光光谱分析

样品的光致发光光谱特征具有PL峰465 nm宽带、760 nm宽带、690 nm尖锐峰。

3.5 X射线荧光光谱分析

经X射线荧光光谱分析，样品主要含有Fe和Ga元素，假蓝宝石为镁铝硅酸盐，由于镁和铝属于轻元素，超出X射线荧光光谱仪的检出范围。Fe元素作为过渡金属元素，常作为宝石致色的杂质元素存在。

图5 光致发光光谱

图6 X射线荧光光谱

4 结论

(1)该样品具有与蓝宝石相似的外观，蓝绿色，透明，玻璃光泽，折射率1.703～1.718，双折射率为0.015，相对密度为3.60，摩氏硬度7～8，常规宝石学特征与蓝宝石不同。

(2)红外吸收光谱与蓝宝石存在明显不同，特征吸收峰为988 cm-1、822 cm-1、725 cm-1、606 cm-1、548 cm-1、498 cm-1、428 cm-1，与假蓝宝石红外吸收光谱特征一致。

(3)样品的X射线荧光光谱显示具有Fe和Ga元素，金属过渡元素Fe应该是样品的致色元素。

(4)该样品宝石学名称为假蓝宝石。