2023年红外光谱国标下的珠宝玉石检测方法

发表时间: 2023-09-29 14:57

今日本人在线上查阅了即将于2023年12月1日即将实施的新一版珠宝玉石鉴定的国家标准。

标准号:GB/T 42645-2023 珠宝玉石鉴定 红外光谱法

标准号:GB/T 42645-2023 珠宝玉石鉴定 紫外光谱法

昨天又在国家文物局的公众号上浏览到了一篇关于文物保护方面的科技手段的最新研发成果的报告。

今日把这两篇对照着看,给大家简要分析一下异同点,以及对未来实施过程中可能出现的效果预判。由于鄙人不是理科生,涉及到光学原理的细节可能无法班门弄斧。只能就事论事的从一个收藏者的角度,做一些基础性的关切。具体各项细节的解释,建议大家还是咨询有关部门。

一、先说《GB/T 42645-2023》,跟2017及以前版本的国标有较大的不同就是按照检测仪器进行了分拆,一种仪器一个标准,大量细节都配了标准图谱,比以前肯定是检测的准确度会有提升。

二、然后我们来说说,有无涉及老翡翠和老宝石过检的安排。

结论是,翡翠部分是有的,宝石部分则不明显。

在翡翠的部分,首先,这一版的国标明确了普通有机物(比如人员体脂、各种的蜡)和充填有机物的谱线区别,具体分类如下:

宝石的部分为何笔者说不明显呢。宝石的部分区分了天然宝石、辐照处理、水热法、助溶剂法等合成宝石的谱线区别,但是并未涵盖培育类宝石,在紫外光谱法的国标中,则更简略,只是提到了黄绿色和黄色蓝宝石合成宝石缺乏450谱线,但是并未明确到底是何种方法合成的。

三、下面是笔者对于上述两版国标的理解,和未来检测过程中可能出现的情况的预判:

1、首先,我们没法了解采样完整与否的问题(其实现在连到底有无采老翡翠的样都不清楚,只是说看起来像是这方面的安排)。而新版国标中对于非充填类有机物的概括比较笼统,只有一张红外图谱,明确了三个在2850、2920、2960三个部分容易出现峰值。这三个峰值是否能涵盖所有的老翡翠中含有的天然有机物,笔者只能说不确定。因为假设样本量齐全,都在这三个峰值附近,就是可涵盖,反之,如果采样不全,假设出现了其他处的峰值,检测结果就交给了检测员裁决,是不是会一峰否决,不清楚,但是这种可能性是存在的。

2、后面谈到充填物的时候,侧重提到了4500+附近的峰值,和其他的3000+与2000+峰处出现的关系问题。如果充填物的比例较高,则有可能4500+附近的峰值很突出,而2000-3000这部分的峰值被冲掉不出现,而如果充填物的比例较低,则有可能不出现4500+这部分峰值。具体比例的数值没有明确,所以我理解,应该是说,充填类物在比例不高的情况下也有可能呈现出和天然翡翠相似的谱线。当然这个对于老翡翠并不算什么负面消息,只是提到这种可能的情况。

所以,结合上面两点,如果出现既非明显的环氧树脂类充填物峰值,又出现了非明显的天然有机物比如人类体脂类的峰值,如何判断,可能是重中之重。假设这类峰值出现在3000-4000段,则大概率会被认为是充填物。

我们当然是倾向于如果没有明确的“充填物峰值”则不能给B+C货证书的“无罪推定”原则,但是具体执行中到底如何,证书上会不会附载红外图谱,都还不清楚。另外,大部分的老百姓估计也如我一般,假设出现了非标化峰值,我们是搞不清楚到底如何产生的,需要专业人士来判断。

3、关于宝石类,首先如前所述,目前看到红外紫外两版国标并未区分合成类宝石和培育类,至于后续的会不会有安排则不清楚。

但是另一个也很要命的问题就是,红外版国标中提到,刚玉经过无氢参与的热过程后,如助溶剂合成品,某些扩散处理品,其光谱与天然光谱非常接近。如下是经过热处理、助溶剂和成品和扩散处理品的红外图谱(图A.17),再下一图是天然光谱图(图A.15),大家可以自行比对:

4、结论:假设没有其他辅助设施,仅靠红外、紫外两版国标,笔者觉得,老翡翠和老宝石是否能全部轻松过检,大家还是无法得出一个百分百明确的结论的,也就是说,留给操作人员的余地依然较大。

四、NGTC还发布了另一条新闻:珠宝玉石首饰国检集团深圳研究所有限公司(以下简称珠宝国检集团研究所)研发的黄金珠宝智能检测科技产品,专门应用于黄金珠宝时尚行业的新一代单波长激发能量色散X射线荧光光谱仪【1】——贵金属成分分析仪HPG-2030和X Focus-α于2023年9月7日正式发售。

但是X射线荧光光谱仪有无2023国标,笔者尚未找到。

五、国家文物局在文物保护方面的一些科研新成果:

文章的前言对于背景所作介绍:9月26日至27日,文物保护技术装备学术研讨会在重庆市召开,与会嘉宾围绕党的十八大以来,我国文物保护装备产业化及应用工作已取得的成果与成效,立足新形势新要求,分析我国文物保护装备产业发展面临的机遇与挑战,探讨高新技术装备持续赋能文物事业高质量发展的趋势与路径。现采撷研讨会部分发言,以飨读者。

下面是节选的部分正文:

(一)陈和生 中国科学院院士

工欲善其事,必先利其器。中国科学院高能物理研究所是我国从事粒子物理研究、先进加速器物理与技术研究及开发利用、先进射线技术研究与应用的综合性研究基地,是我国基础科学研究领域最大的研究所,拥有十余个大科学装置,运用核技术进行文物保护研究及其设备研发已有四十多年的历史,经验丰富,获得了大批重要成果。报告分享了国际上基于大科学装置开展的文物研究案例以及中国散裂中子源和北京高能同步辐射光源未来可能提供的研究手段,并围绕X射线荧光、CT成像技术、穆斯堡尔谱、缪子成像等其他核分析技术在考古和文物保护研究中的应用情况进行了介绍。中国散裂中子源、北京高能同步辐射光源等大型基础科学设施就像“超级显微镜”,是研究物质微观结构的理想探针,帮人类揭开微观世界的神秘面纱,这样的“超级显微镜”也是文物和考古研究的理想工具。中子衍射可以研究石、金、瓷晶体结构,中子成像可以研究内部的微观结构,中子反射可以研究表面、界面的结构,中子振动可以研究组分和化学键。文物的不可再生性和珍贵的属性决定了只能采用无损的研究手段,核分析技术的无损性和高穿透性极其适合文物保护和研究,因为中子没有物理损伤和热反应,穿透力强,能够进行地域和年代的识别。

中国科学院高能物理研究所于2023年获批建设“文物领域核技术与装备国家文物局重点科研基地”,依托大科学装置,围绕X射线CT成像技术、X射线荧光分析技术、辐照灭菌技术、宇宙线探测技术、穆斯堡尔谱技术、中子活化分析技术在文物领域的应用开展科学研究及装备研发,为我国文物保护和研究提供国际领先的技术和手段。

笔者评论:这篇文章未涉及红外仪器,而是侧重于X射线荧光分析技术和“超级显微镜”等光学成像设备。“超级显微镜”可以在不同尺寸上,最小到微观粒子(分子、原子等)-中等到晶体结构-大到宝石内含的天然包裹体和伴生矿等,都可以看得到。我们知道,国际范围内通行的检测技术,在分辨天然宝石、合成宝石、培育类宝石时,一看有无一些处理手段的物理、化学残留(比如光照可能导致晶体结构破裂,助溶剂法会留下助溶剂的残余物);二看晶体是否具有天然生长晶体的特征和结构(比如培育类宝石的梨形晶体,与天然生长的晶格结构就有较大不同);三看宝石类是否具备天然的伴生矿,伴生矿还可以昭示产地特征。

X射线荧光光谱仪、红外光谱仪、拉曼光谱仪等,都是光谱分析法,只是激发方式不同,对照的标准光谱数据库不同等方面的差异。但是无论那种光谱仪,用来明确究某些宝石是不是刚玉类、硬玉类,都是可以的。X射线荧光光谱仪的特点就是还能明确化学成分及其比例,可以侧面佐证是否有助溶剂等化学成分残留。

而“宇宙线探测技术”,自然是可以测出陨石类宝石了。不过NGTC最近也发布了第一份自然资源类的陨石鉴定证书,但是怎么检测的没有提到,他们目前使用的是团体标准和企业标准,没有上升到国标级别。

综上,笔者觉得,把老翡翠和老宝石交给国家文物局的这个综合体系检测,是更妥帖的。但是我们也没法说自然资源部的国标就不妥帖,因为只见到了2023国标两种仪器的版本,这两版本可能导致的相关问题也已在上述一一阐明。

另外,国家文物局的这篇文章,仅提及了他们的一部分科研成果,对于文物类的检测,比如之前文章曾反复提到过的有机物检测的科研项目、微痕鉴定技术等,都没有在这篇文章中提及。

(二)大数据技术在文博行业的应用与展望

张继军 中国华录集团有限公司副总经理

中华人民共和国成立以来,我国在多次文物普查以及大型文物工程中积累了非常丰富的海量数据,需要新的大数据工程进行治理与应用。本次报告从大数据技术三大工程出发,对文博大数据的治理与应用进行展望。

首先是“纳百川,修堤筑坝”,建设底层大数据存储与算力平台,夯实文博大数据基础设施。华录蓝光技术、超级智能存储产品,以及在全国20个省、自治区、直辖市落地的近30个数据中心,正在践行这一理念。

其次是“通支流,水系疏浚”,通过进一步数据治理,为海量的文博数据建立“线上+线下”开放共享的数字资源体系,构建文博大数据管理平台,让我国文物数据及文化工程的研究成果可以全面、精准、便捷地流动到数据的需求端。目前,面对文物数据采集缺乏统一标准、文物数据孤岛化严重、文物数据基础设施与管理亟待升级、文物数字化区域发展不平衡突出、文物数据专用工具欠缺、文物资源活化能力不足等问题,华录“易治”数据管理平台可提供业务、数据中台服务,以及智能运算、软件工具服务。华录“文物数据银行”探索将文物数据资产化的途径,实现文物数据的全生命周期管理,支持数据资产的评估、确权、监督管理、安全等关键功能。

这部分的节选内容,笔者想要强调,文物鉴定涉及到大量的数据库比对工作,尤其是瓷器、书画类,所以这个部分的进展,其实对于整个鉴定体系,也是不可忽视的。

综上所述,两部门都在科学鉴定方面,付出了不少心血、经费,和时间,并且想民众所想,是非常值得肯定的。但从鉴定角度,国家文物局已经做到了人有我有,而对于文物类的鉴定和保护,其相关技术和数据库,必然是最详实而齐全的。

笔者的倾向已经毋庸置疑了,不过我不是有关部门,给不了任何建议,作为普通百姓,只能继续围观。