大溪地黑珍珠的颜色成因研究

珍珠是贝类生物分泌的有机-无机混合物。大溪地黑珍珠以独特的黑色而闻名,养殖过程复杂且周期长。本研究采用红外光谱、紫外-可见吸收光谱、激光拉曼光谱、X荧光光谱、X射线粉末衍射及扫描电子显微镜对大溪地黑珍珠样品的宝石学性质、化学成分和谱学特征进行了测试,旨在分析其颜色成因,为珍珠养殖和鉴定提供新的依据。研究结果显示,大溪地黑珍珠样品的形态各异,颜色从深黑色到灰色不等,直径一般在9.4~11.0 mm,相对密度在2.667~2.749。部分黑珍珠样品带有伴色,长波紫外光下可见暗红色或黄绿色荧光。宝石显微镜下可见螺纹和圆形凹坑等主要瑕疵,以及特征的指纹状纹理。红外光谱分析显示,所有黑珍珠样品在707、879、1483 cm^(-1)均有一致的吸收峰,分别为文石O-C-O的面内弯曲振动、O-C-O面外弯曲振动以及CO_(3)^(2-)离子的反对称伸缩振动所致(图1)。紫外-可见光谱结果表明,大溪地黑珍珠样品在280、404、493 nm和699 nm处具有特征吸收峰,其中280 nm和699 nm处的吸收峰较为显著(图2),吸收强度与黑色呈负相关。激光拉曼光谱进一步验证大溪地黑珍珠样品的主要矿物为文石,特征峰1083 cm^(-1)和703 cm^(-1)各自对应碳酸根离子对称伸缩振动和C-O-C面内弯曲振动引起。有机色素卟啉使黑色变深。能量色散X射线荧光光谱分析显示,大溪地黑珍珠样品富含多种元素,但元素的含量与珍珠的颜色深浅无明显相关。Sr/Ca比值证实大溪地黑珍珠为海水珍珠。基于X射线粉末衍射分析,样品的矿物组成主要由文石和少量方解石组成。扫描电子显微镜观察,黑珍珠样品的横截面显示白色或淡黄褐色的珠核和黑色的珍珠层,且珠核和珍珠质层间的界线非常清晰。珍珠层的颜色均匀,层厚约1 mm,结构类似砖墙,平整有序。大溪地黑珍珠表面的梯田式纹理非常明显,文石板片排列紧密,层状规则,大小相似。本研究结论:(1)大溪地黑珍珠颗粒较大,具有典型的珍珠光泽和指纹状纹理;(2)珍珠层的砖墙式结构和珠核的表面特性极其重要地影响珍珠光泽;(3)大溪地黑珍珠的主要矿物为文石,颜色成因与方解石含量和珍珠层的砖墙式结构有关;(4)大溪地黑珍珠的黑色与特定波长的紫外-可见光吸收峰强度负相关,与有机卟啉色素正相关。

四种黑色珍珠特征对比

通过显微镜、紫外荧光、阴极发光特征的观察和拉曼光谱分析,对塔希提黑珍珠、γ射线辐照淡水养殖珍珠、不同工艺染色的淡水养殖黑珍珠和染色加辐照黑珍珠这4种黑色珍珠的特征进行了对比研究.结果表明:塔希提黑珍珠在长波紫外灯下可发暗红棕色荧光,短波紫外灯和阴极射线下不发光,拉曼光谱可见文石和有机卟啉峰;辐照处理淡水养殖珍珠和染色加辐照处理淡水养殖珍珠在长波紫外灯下和阴极射线下均发强绿色光,且能观察到不同程度的表面破损和内部龟裂纹,拉曼光谱只可见文石的谱峰;染色淡水养殖黑珍珠在紫外灯下荧光不强,在阴极射线下发黄绿色光,可见表面破损.

黑色处理珍珠的拉曼光谱特征研究

珠宝市场上常见的黑色处理珍珠主要是淡水无核和有核染色珍珠、海水染色珍珠和辐照处理淡水珍珠。这些处理珍珠很容易与天然黑色的塔溪堤黑珍珠相混淆,一直是各国检测鉴定实验室关注的焦点之一。本文主要通过拉曼光谱等测试手段对淡水无核和有核染色珍珠、海水染色珍珠和辐照处理淡水珍珠进行了研究,并与塔溪堤(Tahiti)黑珍珠进行了对比。研究表明,染色处理的珍珠常出现颜色在凹坑和钻孔处富集;采用硝酸银染色的珍珠,一般会出现与染剂有关的1 352和1 587 cm-1附近的拉曼振动峰,海水染色珍珠中仍可见2 320和2 532 cm-1附近的有机峰。辐照淡水珍珠一般只可见较弱的文石1 087 cm-1附近的υ1和702~705 cm-1附近的υ4振动峰。塔溪堤黑珍珠的拉曼光谱中,会出现与其呈色相关的有机色素卟啉峰。