绿松石及仿制品中组成元素检测方案(能散型XRF)

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SSL-CA14-794Excellence in Science Excellence in ScienceEDX-019 岛津企业管理(中国)有限公司分析中心Shimadzu(China)CO.，LTD. Analytical Applications Center上海市徐汇区区州路180号B2栋http：//www.shimadzu.com.cn咨询电话：021-34193996Hotline：021-34193996Building B2， No.180 Yizhou Road， Shanghai 能量色散型X射线荧光分析仪鉴别一种仿制绿松石 EDX-019 摘要：绿松石是一种含水的铜铝磷酸盐类矿物，化学式为 CuAl，(PO4)4(OH)g5Hz0，是深受人们喜爱的传统宝石类型，随着绿松石的市场热度和价格一路走高，市场上出现了多种仿冒绿松石，高仿真度无法从外观区分。本文使用岛津EDX-7000 仪器分析绿松石成分，发现一种仿制绿松石，成分中有很高的 Ba、S、Sr元素含量，与绿松石的主要组成元素Al、Cu、P存在很大差异性。经过筛查比对分析，发现与重晶石的成分和谱图吻合度高，鉴定该种“绿松石”是以重晶石 BaSO等为主要原料的仿制品。 关键词：仿制绿松石能量色散型X射线荧光分析仪 绿松石是一种传统宝石，有着悠久的使用和佩戴历史，深受人们喜爱。绿松石是一种含水的铜铝磷酸盐类矿物，化学式为 CuAl，(PO4)4(OH)g·5H20，化学式组成的理论成分P0s 为 34.12%、Al，0为 36.84%、CuO为9.57%、H，O为 19.47%。自然界产出的绿松石与理论成分可能存在差别。绿松石质地不很均匀，颜色有深有浅，绿松石可见天蓝色、淡蓝色、绿蓝色、绿色、带绿的苍白色。铜导致了蓝色，铁在化学成分中可以替代部分铝，使绿松石呈现绿色。当铜的含量较多，铁的含量较少时，往往呈现蓝色；当铜的含量较少，铁的含量较多时，往往呈现蓝绿色、浅绿色等。除了铜和铁，绿 实验部分 1.1仪器 岛津EDX-7000能量色散型X射线荧光分析仪。 1.2分析条件 靶材：Rh 电压：15kV，50 kV 滤光片： None电流： Auto准直器：3mm分析时间：50s 1.3实验样品 实验样品包括：1#为仿制绿松石样品，外观呈浅蓝色，表面具有不规则黑色条纹。2#为市售绿松石饰品，表面抛光处理，呈浅蓝色。3#为有切割面的绿松石原石，呈浅蓝色。4#为重晶石参照样品。 1.4样品前处理 样品表面清洁，无需特别处理，样品放在迈拉膜上直接测试。 结果与讨论 2.1 样品测试结果 岛津EDX-7000 能量色散型X射线荧光分析仪，使用绿松石定性定量分析条件分析1#样品，分析结果主要含有Ba、S、Sr等元素成分，缺少绿松石成分常见含有的Al、P元素成分， Cu 成分含量极低，不同于绿松石为铜铝磷酸盐类矿物的元素成分。 图2实验样品测试结果和谱图 使用绿松石定性定量分析条件分析2#和3#样品，分析结果中包都含有 Al、P、Cu等铜铝磷酸盐的组成元素，Al，03、P，0成分分析结果与铜铝磷酸盐理论含量接近，绿松石原石中包含部分 Zn 的元素成分。 图3实验样品测试结果和谱图 文献报道，珠宝市场有一种以矿物重晶石粉末为主要原料的仿制绿松石。矿物重晶石主要含有 BaSO4，可伴生含有 Sr、Si、Ca等成分。取4#重晶石样品采用相同的分析条件，分析结果中可见 Ba、S、Sr、Si的元素成分，和1#仿制绿松石元素组成具有一致性。 图4实验样品测试结果和谱图 2.2样品测试图谱分析 绿松石饰品和绿松石仿制品成分分析结果存在较大差异，仿制绿松石中缺少绿松石特征的Al、P谱峰， Cu 特征峰不足，两者的谱图多处存在较大的差异性。 图5绿松石饰品和仿冒绿松石的比较图谱 绿松石饰品和绿松石原石组成元素基本一致，绿松石原石另外含有Zn 元素。两种样品的谱图中，绿松石的Al、P、Cu 特征谱峰明显，谱图吻合度高。 图6绿松石饰品和绿松石原石的比较图谱 仿制绿松石和重晶石成分分析结果一一，谱图中明显可见Ba、S、Sr等元素特征谱峰，仿制绿松石和重晶石的谱图呈现很高的一致性。 图7绿松石仿制品和重晶石的比较图谱 据文献报道一种绿松石仿制品主要以重晶石粉末为主，混合有机物为粘结剂，经过固化成型而制得21，可以根据需要添加不同颜料调整仿制品颜色。以上分析结果表明，绿松石仿制品和重晶石成分谱图具有一致性，该“绿松石”属于以重晶石为主要原料制造的仿制品。重晶石含有杂质时多为灰白色，该绿松石仿制品经过了染色处理为浅蓝色调。天然绿松石含无机 Cu 元素呈现蓝色色调，绿石石制制品中Cu素素缺少(不足)，不是蓝色色调形成的原因，分析数据中未见其他突出的致色无机元素，推测该绿松石仿制品是添加了有机颜料形成的蓝色。 结论 岛津X射线荧光分析仪 EDX-7000， 使用无标样FP法条件分析绿松石的成分，发现一种绿松石样品的元素组成与绿松石理论化学式差异很大。经与重晶石参照样品的比对分析，鉴定该样品是以重晶石粉末为主要原料的仿制品。EDX 系列能量色散型X射线荧光分析仪具有分析速度快、无员，经济、环境友好的特点，适用于绿松石等珠宝类样品的成分鉴定分析。 ( 参考文献 ) ( [1]邓谦，陈岩.绿松石仿制品一充填处理重晶石.珠宝与科技--中国国际珠宝首饰学术交流会论文集(2017)， 375-377. ) ( [2]祝琳，何，杨明星，狄敬如，卢勒，沈锡田.一种仿绿松石材料的宝石学特征.宝石和宝石学杂志， 2017，15 ( 6) ： 1 5-20. ) 内置FP法可以实现样品的快速成分分析，区分和鉴定样品材质的差异性。具有分析速度快、无损，经济、环境友好的特点，适用于绿松石等珠宝类样品的成分鉴定分析。