特殊变色蓝宝石的宝石学特征研究

陈超洋; 邵天; 黄伟志; 沈澈; 李志彬; 沈锡田

doi:10.15964/j.cnki.027jgg.2019.S1.005

特殊变色蓝宝石的宝石学特征研究

1.
中国地质大学珠宝学院，湖北武汉 430074
2.
北京科技大学土木与资源工程学院，北京100083

详细信息

作者简介:
陈超洋(1995-)，男，硕士研究生，主要从事宝石学方面的研究

通讯作者:
沈锡田(1962-)，男，教授，主要从事宝石学及矿物学研究工作。E-mail: ahshen@foxmail.com

中图分类号: P575.4;TS93
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出版历程
- 收稿日期: 2019-09-12
- 刊出日期: 2019-09-30

Gemmological Characteristic of A Special Colour-Changed Sapphire

1.
Gemmological Institute, China University of Geosciences, Wuhan 430074, China
2.
School of Civil and Resource Engineering, University of Science and Technology Beijing, Beijing 100083, China

摘要

摘要: 本文研究样品是一颗产自坦桑尼亚、具有特殊变色效应的蓝宝石，重8.86 ct，尺寸为10.59×13.82×6.35 mm，在D65光源(色温6 500 K)下呈现浅黄色，在A光源(色温2 856 K)下呈现浅紫红色。采用显微观察与拍照、激光拉曼光谱仪、傅里叶变换红外光谱仪、激光剥蚀电感耦合等离子体质谱仪和紫外-可见分光光度计针对这颗变色蓝宝石中的内含物种类、微量元素、颜色与变色成因、荧光等宝石学特征进行测试分析。显微观察显示，该特殊变色效应蓝宝石样品中含有大量片状、针状且具有金属光泽的包裹体和无色透明柱状聚成簇的晶体包裹体，拉曼光谱测试其分别为金红石和锆石；红外光谱测试显示，样品中存在高岭石的OH峰，说明其含有高岭石包裹体，但在显微镜下难以观察；该特殊变色效应蓝宝石样品的微量元素主要有Cr、V、Ti、Mg、Fe等；紫外-可见光谱中，该蓝宝石样品存在一个以560 nm为中心的宽缓吸收带，该吸收带由Cr和V造成，导致蓝宝石的变色效应。样品具有红色荧光，结合光致发光光谱与微量元素结果，红色荧光是由Cr造成。
- 蓝宝石 /
- 变色效应 /
- 内含物 /
- 宝石学特征 /
- 坦桑尼亚
Abstract: The sample in this study is a sapphire with special colour-change effect, which is from Tanzania. The sample weighs 8.86 ct and has a size of 10.59×13.82×6.35 mm. Its appearance shows light yellow under D65 light source (colour temperature 6 500 K) and light purple red under a light source (colour temperature 2 856 K). This study mainly focused on the gemmological characteristics of this sapphire sample, such as inclusions, trace elements, origin of colour and colour-changed effect, fluorescence characteristics, etc. Microscopic observation and photomicrograph, Raman spectrometer, Fourier transform infrared spectrometer, laser ablation inductively coupled plasma mass spectrometry and ultraviolet-visible spectrometer were used to test the sapphire sample. The results show that a large number of flake, needle-like inclusions with metallic luster and colourless transparent columnar crystalline inclusions can be observed under the microscope. They are identified as rutile and zircon respectively by Raman spectroscopy. There are OH peaks of kaolinite in the FTIR spectrum of this sapphire, where contains kaolinite inclusions that is difficult to observe under the microscope. The main trace elements are Cr, V, Ti, Mg, Fe. In the UV-Vis spectrum, there is an absorption band centered at 560 nm, which causes the colour-changed effect. This absorption band is caused by Cr and V. The sample has red fluorescence and red fluorescence is caused by Cr according to the PL spectrum and trace elements.
- sapphire /
- colour-changed effect /
- inclusion /
- gemmological characteristic /
- Tanzania

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贵金属是金、银和铂族金属的统称。贵金属及贵金属与其他元素组成的合金常用于佩戴、装饰等，称为贵金属首饰^[1-2]。随着生活水平和审美层次提高，消费者对贵金属首饰的追求不再局限于材质种类及其成色(即贵金属首饰材料中主要贵金属元素的含量)，而把颜色、设计、工艺、品牌等产品要素或无形价值也作为重要的衡量要点。贵金属合金作为首饰的主要组成材料，其颜色是影响首饰外观和展示个性化的重要因素。常见的贵金属颜色包括浅黄色、黄色、粉红色、红色、黄绿色、白色等^[3-5]。然而，命名相同的贵金属材料(如14K金、玫瑰金等)，因生产厂家、生产工艺、生产批次等不同，呈现的颜色可能会有一定的差异，甚至因颜色目视观察结果的不同，出现争议而引发消费者退货或返修等^[6-9]。而颜色既决定于外界物理刺激，又决定于人眼的视觉特性，贵金属的颜色测量和标定应符合人眼的观察结果。观察的视角不同，会得到不同的颜色效果。因此，准确测量贵金属首饰颜色，既有助于为消费者提供精准的、个性化消费保障，也能为贵金属饰品的生产和质量控制提供科学依据。

目前，对贵金属合金的研究主要针对工艺性能、含量测试和镀层性能等方面^[10-12]，而贵金属颜色的定量研究资料很少, 研究重点集中在Au-Ag-Cu、Cu-Zn-Al和Cu-Mn-Zn合金系，探讨随着元素成分和含量的变化贵金属合金的颜色变化；提出测色仪器、测色条件(包括光源的明度、色调、饱和度、测量的几何条件)和样品条件等因素会影响贵金属的颜色测试结果^[13-19]，但并未具体讨论如何影响。贵金属颜色测试仪器、方法、条件和结果表示方法的不统一，制约了珠宝首饰企业对成品颜色的测量以及在生产过程中对颜色均一性、稳定性等的控制。本研究针对贵金属合金样品，对其颜色的测试条件展开系统地研究。通过对比不同的标准色度观察者、测试仪器、样品大小和样品表面条件下的颜色结果，以期找到既具科学性又与目视观察结果更接近的测试条件，为贵金属首饰颜色的重现提供有效依据。

1. 研究样品

本研究中笔者收集了广东某两家公司生产的贵金属样品共计30件。其中，不同企业的不同砂号和喷头经后期处理的古法金磨砂样品11件(图 1)、不同颜色的14K~18K金样品7件(图 2)、成分相同但表面加工工艺不同的样品12件(图 3)。这些样品厚1.5~2.5 mm，被切割成直径26 mm~30 mm的圆形片状或20 mm×30 mm长方片状。样品涵盖了银色、浅黄色、金色、玫瑰金色等常见贵金属首饰的颜色。同时，为了进行对比分析，选用潘通国际标准金属色卡(简称“色卡”)作为测试样品(图 4)。

图 1 经不同企业的不同砂号和喷头后期处理的古法金磨砂样品(HT-GJ、TX-GJ为两家企业编号)

Figure 1. Frosted samples of "Chinese Traditional Gold" processed with different grits abrasives and nozzles from different enterprises (HT-GJ and TX-GJ are the two enterprise numbers)

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图 2 不同颜色14K~18K金样品(0N~3N为不同深浅的黄色，4N~6N为不同深浅的玫瑰金色)

Figure 2. Samples of 14K-18K gold in different colours (0N-3N are different shades of yellow. 4N-6N are different shades of rose gold colour)

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图 3 相同成分、不同表面加工工艺样品

注：J为镜面工艺, M为磨砂工艺, L为拉丝工艺

Figure 3. Samples of the same composition with differentsurface finishes

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图 4 不同色系的潘通国际标准金属色卡

Figure 4. Pantone international standard metallic colour cards in different colours

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2. 仪器及测试条件

采用岛津3700紫外-可见光分光光度计(简称“岛津3700”)和柯尼卡美能达CM-2600D测色仪(简称“CM-2600”)分别测试各样品。测试由广州番禺职业技术学院珠宝玉石及首饰检测中心完成。其中，岛津3700测试条件：测试范围380~780 nm，狭缝宽度1 nm，步长1 nm，光源为D65，标准色度观察者选用CIE1931标准色度观察者(又称2°视场)和CIE1964标准色度观察者(又称10°视场)，包含镜面反射(SCI)。CM-2600D测试条件：测试孔径8 mm，光源为D65，标准色度观察者选用CIE1931标准色度观察者和CIE1964标准色度观察者，包含镜面反射(SCI)，整个测试过程在标准灯箱条件下完成。

设计正交试验，分别研究这两种仪器、标准色度观察者、样品大小、样品表面状态等4种单因素条件下样品的色空间坐标，测试结果用Y₁₀、x₁₀、y₁₀和L^*、a^*、b^*表示。其中Y₁₀值为亮度因数，其值越高越明亮, x₁₀值表示与红色有关的相对量值, y₁₀值表示与绿色有关的相对量值；L^*值表示物体的明亮度，数值可从0变化到100，0时表示为黑色，100则表示白色, a^*值表示物体的红绿色，正值表示红色，负值表示绿色, b^*值表示物体的黄蓝色，正值表示黄色，负值表示蓝色。根据样品Y₁₀x₁₀y₁₀和L^*a^*b^*色空间坐标值差异，分析其原因。每件样品选取5个不同位置测试，并求取平均值作为分析比对的数据。

3. 结果与讨论

3.1 标准色度观察者的影响

挑选大小相同且表面状态无明显方向性特征的样品，分别选用CIE1964标准色度观察者和CIE1931标准色度观察者，光源和包含镜面反射条件相同，使用岛津3700和CM-2600对进行测试，根据测试结果，计算不同标准色度观察者条件下的色差，结果见表 1。

表 1 不同标准色度观察者色差值

Table 1. The values of chromatism between different standard chromatic observers

样品号	测试仪器	测试条件	色空间坐标						色差
样品号	测试仪器	测试条件	Y₁₀	x₁₀	y₁₀	L^*	a^*	b^*	色差
TX-GJ-2	岛津3700	1964标准色度观察者	63.71	0.418 5	0.411 0	83.81	10.36	46.75	5.21
		1931标准色度观察者	66.53	0.412 2	0.417 2	85.27	5.72	48.62
	CM-2600	1964标准色度观察者	64.69	0.414 2	0.408 1	84.33	9.88	44.95	5.10
		1931标准色度观察者	67.47	0.408 1	0.414 2	85.74	5.34	46.80
TX-GJ-4	岛津3700	1964标准色度观察者	58.69	0.416 1	0.406 6	81.12	10.78	43.44	4.87
		1931标准色度观察者	61.22	0.410 2	0.412 5	82.50	6.47	45.25
	CM-2600	1964标准色度观察者	57.37	0.416 5	0.405 6	80.39	11.21	42.84	4.78
		1931标准色度观察者	59.84	0.410 8	0.411 3	81.75	7.01	44.66
HT-GJ-1	岛津3700	1964标准色度观察者	57.20	0.411 8	0.404 3	80.29	10.01	41.32	4.69
		1931标准色度观察者	59.58	0.406 2	0.410 1	81.61	5.87	43.09
	CM-2600	1964标准色度观察者	57.06	0.411 6	0.404 3	80.21	9.95	41.24	4.70
		1931标准色度观察者	59.44	0.406 0	0.410 1	81.53	5.80	43.00
HT-GJ-2	岛津3700	1964标准色度观察者	64.55	0.408 9	0.403 8	84.25	9.58	42.16	4.93
		1931标准色度观察者	67.21	0.403 2	0.409 5	85.61	5.20	43.96
	CM-2600	1964标准色度观察者	62.82	0.406 9	0.401 0	83.35	9.83	40.37	4.72
		1931标准色度观察者	65.34	0.401 6	0.406 4	84.66	5.66	42.14
2N	岛津3700	1964标准色度观察者	70.93	0.370 7	0.379 5	87.45	4.45	26.80	2.58
		1931标准色度观察者	72.63	0.3670	0.380 8	88.27	2.09	27.43
	CM-2600	1964标准色度观察者	70.45	0.370 3	0.379 3	87.22	4.38	26.59	2.56
		1931标准色度观察者	72.13	0.366 6	0.380 5	88.03	2.04	27.22
5N	岛津3700	1964标准色度观察者	67.91	0.368 3	0.364 3	85.96	9.50	20.89	1.70
		1931标准色度观察者	69.31	0.366 2	0.364 9	86.66	8.11	21.59
	CM-2600	1964标准色度观察者	68.01	0.369 0	0.363 8	86.01	10.03	20.88	1.68
		1931标准色度观察者	69.42	0.367 1	0.364 4	86.71	8.68	21.60
005J	岛津3700	1964标准色度观察者	22.61	0.327 2	0.343 2	54.67	0.58	4.43	0.33
		1931标准色度观察者	22.74	0.325 7	0.341 8	54.80	0.28	4.49
	CM-2600	1964标准色度观察者	22.56	0.327 1	0.341 9	54.62	0.91	4.12	0.29
		1931标准色度观察者	22.68	0.325 7	0.340 5	54.75	0.66	4.20

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结果(表 1)显示：不同的标准色度观察者测试同一样品，得到的颜色结果不一致，色差大小不一，但变化趋势相同，均为L^*值和b^*值变大，a^*值变小。黄色的古法金样品TX-GJ-2、TX-GJ-4和HT-GJ-1、HT-GJ-2色差值都很大，超过3。浅黄色和玫瑰金色K金样品2N和5N次之，色差值在1.5 ~3.0之间。而银色样品005J色差值最小，小于0.5。这是由于在视场变大时，蓝绿区域差别更明显^[18]，所以黄色样品色差值更大。而银色样品005J由于其为中性灰色系列，无明显色相，使用不同的标准色度者来测试时色空间坐标较为接近，因此色差值最小。同时，色差与目视观感之间也存在一定的对应关系^[20]，见表 2。从表 2中可看出，除样品005J外，其他样品的颜色结果差异，目视观察均可发现颜色差异。

表 2 色差值与目视观感之间的对应关系

Table 2. Correspondence between values of chromatism and visual perception

色差ΔE	目视观感颜色差别
ΔE≤0.5	可忽略
0.5＜ΔE≤1.5	轻微
1.5＜ΔE≤3.0	可察觉
3.0＜ΔE≤6.0	可识别
6.0＜ΔE≤12.0	大
ΔE＞12.0	非常大

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前人^[21-24]研究表明，人眼对颜色的分辨力会受到视场大小的影响，人眼用小视场观察颜色时辨别差异的能力较弱。同时，观察者视场的变化色度图也会出现变化，虽然引起的变化比较小，但通过视场的增大，颜色匹配精度也随之提高，而CIE1964标准色度观察者的表现优于其他颜色匹配函数，更能准确模拟人眼的颜色感觉，辨别色差的能力也随之提高，结果的可重复性更好。因此，选择CIE1964标准色度观察者为测试条件，可以更好的还原测试所得色空间坐标与实际样品的颜色。

3.2 测试仪器的影响

挑选表面无明显方向性特征的样品，选用CIE1964标准色度观察者，光源和包含镜面反射条件相同，分别使用岛津3700和CM-2600对进行测试，并计算件内色差和平均值的色差，结果见表 3。

表 3 不同仪器测试的色差值

Table 3. The values of chromatism for different instruments

样品号	测试仪器	测试次数	色空间坐标						件内色差	色差
样品号	测试仪器	测试次数	Y₁₀	x₁₀	y₁₀	L^*	a^*	b^*	件内色差	色差
TX-GJ-1	岛津3700	1	55.98	0.413 4	0.405 4	79.60	10.12	41.73	0.48	0.46
		2	55.85	0.413 2	0.405 4	79.53	10.05	41.66
		3	56.27	0.416 2	0.408 3	79.77	10.10	41.73
		4	55.62	0.414 3	0.405 7	79.40	10.28	41.97
		5	56.36	0.411 3	0.404 2	79.82	9.84	40.97
		平均	56.02	0.413 7	0.405 8	79.62	10.08	41.61
	CM-2600	1	56.43	0.412 6	0.404 6	79.86	10.15	41.39	0.50
		2	55.77	0.413 8	0.404 2	79.48	10.68	41.38
		3	55.33	0.4144	0.405 0	79.23	10.56	41.66
		4	55.35	0.413 3	0.404 2	79.24	10.46	41.17
		5	55.89	0.413 6	0.404 5	79.55	10.49	41.48
		平均	55.75	0.413 5	0.404 5	79.47	10.47	41.42
HT-GJ-4	岛津3700	1	59.89	0.409 6	0.399 6	81.78	11.12	39.88	0.48	0.38
		2	60.10	0.409 1	0.399 5	81.89	10.96	39.78
		3	60.14	0.409 1	0.399 0	81.90	11.15	39.64
		4	60.41	0.409 0	0.399 6	82.06	10.92	39.86
		5	60.43	0.408 9	0.400 0	82.07	10.75	39.96
		平均	60.19	0.409 1	0.399 5	81.94	10.98	39.82
	CM-2600	1	60.34	0.408 7	0.399 2	82.02	10.95	39.66	0.40
		2	60.61	0.409 4	0.399 5	82.17	11.12	39.97
		3	61.00	0.408 2	0.398 8	82.38	11.01	39.50
		4	60.98	0.409 2	0.399 4	82.37	11.11	39.95
		5	60.89	0.408 6	0.399 0	82.32	11.05	39.66
		平均	60.76	0.408 8	0.399 2	82.25	11.05	39.62
4N	岛津3700	1	69.19	0.369 4	0.368 8	86.60	8.17	22.77	0.30	0.40
		2	69.65	0.369 8	0.368 9	86.82	8.31	22.92
		3	69.49	0.369 8	0.369 0	86.74	8.28	22.94
		4	68.72	0.369 9	0.369 3	86.37	8.18	22.97
		5	69.57	0.369 5	0.368 9	86.78	8.19	22.84
		平均	69.32	0.369 7	0.369 0	86.66	8.23	22.89
	CM-2600	1	69.34	0.369 7	0.369 7	86.67	7.93	23.13	0.47
		2	69.25	0.369 6	0.369 7	86.63	7.91	23.12
		3	69.88	0.369 9	0.369 6	86.94	8.05	23.22
		4	70.14	0.369 8	0.369 6	87.07	8.05	23.20
		5	69.32	0.369 6	0.369 8	86.66	7.87	23.15
		平均	69.59	0.3697	0.3697	86.79	7.96	23.16
001M	岛津3700	1	40.61	0.4018	0.4106	69.90	3.93	36.68	0.24	0.16
		2	40.91	0.4018	0.4107	70.11	3.95	36.79
		3	40.70	0.4017	0.4105	69.96	3.91	36.67
		4	40.80	0.4018	0.4105	70.04	3.93	36.72
		5	40.81	0.4020	0.4106	70.04	3.96	36.78
		平均	40.77	0.4018	0.4106	70.01	3.94	36.73
	柯尼卡	1	41.22	0.4018	0.4104	70.33	4.02	36.83	0.47
	CM-2600	2	41.03	0.4018	0.4103	70.20	4.01	36.75
		3	40.77	0.4022	0.4107	70.01	4.03	36.84
		4	40.56	0.4022	0.4105	69.87	4.07	36.73
		5	40.93	0.4023	0.4105	70.13	4.09	36.84
		平均	40.90	0.4021	0.4105	70.11	4.04	36.80

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结果(表 3)显示：同一样品使用相同仪器进行测试时，件内色差变化范围为0.24~0.50，说明仪器测试结果的重现性很好；同一样品使用不同仪器测试时，色差变化范围为0.16~0.46，说明所选用的岛津3700和CM-2600均能对贵金属样品进行颜色测试，并且测试结果较为一致(色差均小于0.5，为目视观察可忽略的色差^[21])，因此，只要采用规定的测试条件，在测试时可以根据样品的条件选择任意设备。

为了更直观地观察测试结果，将上述样品的色空间坐标L^*、a^*、b^*投点到CIE L^*a^*b^*颜色空间中，见图 5。从图中可以看出，同一样品的投点位置相对集中，且越集中说明其色差越小。

图 5 不同仪器测试样品颜色的CIE L^*a^*b^*空间投点图

Figure 5. CIE L^*a^*b^* spatial projections of the colour of samples tested by different instruments

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3.3 样品大小的影响

考虑到贵金属样品在切割过程中表面可能因高温或受力而产生氧化或者变形，这些因素对颜色结果都有影响^[25]，因此为了保证颜色的均一性且方便切割，本项测试选用和贵金属颜色和观感最接近的潘通国际标准金属色卡作为样品，挑选银白色、金黄色和玫瑰金色3个不同色系的色卡，按照覆盖仪器测试孔面积的30%，分别剪成5 mm×25 mm和1.8 mm×8 mm的条状，其中, 5 mm×25 mm用于岛津3700, 1.8 mm×8 mm用于CM-2600。选用CIE1964标准色度观察者进行测试，光源和包含镜面反射条件相同，测试数据如表 4所示，并计算其色差。

表 4 测试面大小对色差值的影响

Table 4. The effect of test surface size on chromatism values

色卡编号	测试仪器	测试条件	色空间坐标						色差
色卡编号	测试仪器	测试条件	Y₁₀	x₁₀	y₁₀	L^*	a^*	b^*	色差
10104C	岛津3700	完全覆盖测试孔	58.89	0.3088	0.3275	81.23	-0.75	-1.94	1.97
		覆盖测试孔30%	58.60	0.3120	0.3318	81.07	-1.14	-0.02
	CM-2600	完全覆盖测试孔	59.12	0.3089	0.3276	81.35	-0.79	-1.89	1.81
		覆盖测试孔30%	58.42	0.3120	0.3318	80.97	-1.08	-0.14
10126C	岛津3700	完全覆盖测试孔	42.03	0.3990	0.4187	70.89	0.64	38.92	0.64
		覆盖测试孔30%	41.85	0.4007	0.4199	70.77	0.81	39.52
	CM-2600	完全覆盖测试孔	42.71	0.3991	0.4187	70.74	0.89	38.89	0.60
		覆盖测试孔30%	41.57	0.4010	0.4197	70.58	0.96	39.47
10137C	岛津3700	完全覆盖测试孔	42.08	0.3649	0.3582	70.92	9.07	15.55	0.75
		覆盖测试孔30%	41.93	0.3667	0.3599	70.82	9.06	16.29
	CM-2600	完全覆盖测试孔	41.95	0.3647	0.3575	70.94	9.26	15.27	1.15
		覆盖测试孔30%	41.60	0.3672	0.3601	70.60	9.17	16.37

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结果(表 4)显示：使用岛津3700和CM-2600，样品能否完全覆盖仪器测试孔，所得颜色结果不一致，色差范围从0.60~1.97，说明样品尺寸是否能完全覆盖仪器的测试孔对测试结果有一定影响，且色差均大于0.5，属于目视观察可察觉到颜色的轻微差别。由于仪器测得的为平均颜色，所以样品的测试面积的大小对测试结果有影响。若样品尺寸太小，无法覆盖仪器测试孔时，一种情况是仪器中的测试光斑仅部分照射到样品上，部分照射到环境背景上，此时仅从样品上反射回的光线并不能准确反映样品的真实颜色，测试结果有明显的偏差。另一种情况是仪器中测试光斑可以全部照射到样品上，但因样品尺寸无法完全覆盖仪器测试孔，从样品表面反射回的光线仅部分被仪器的积分球采集，部分进入环境背景中，此时测得的结果也非样品的真实颜色。因此，考虑到测试结果的准确性，要求样品尺寸应能完全覆盖仪器的测试孔。

3.4 样品表面条件的影响

ISO 8654-2018中的样品条件为：“被测样品的测量面应平整并经过抛光。测量面不应有缺陷。经过处理(抛光并冲洗)直至得到镜面(Y值达到稳定)。”所有的样品要求在测试前需经过预处理，该处理方法对具有镀层或者覆盖层的贵金属是破坏性的，且不适用于成品贵金属首饰。

为了确定样品表面条件对贵金属颜色的影响程度，挑选成分相同但表面加工工艺不同的样品，肉眼目视观察后再使用岛津3700、CIE1964标准色度观察者进行测试，光源和包含镜面反射条件相同，结果数据见表 5。

表 5 样品表面条件对色差值的影响

Table 5. The effect of sample surface conditions on chromatism values

样品号	色空间坐标						色差	备注
样品号	Y₁₀	x₁₀	y₁₀	L^*	a^*	b^*	色差	备注
HT-GJ-3	57.89	0.4163	0.4047	80.68	11.46	42.65	2.59	用100^#砂进行表面处理
HT-GJ-4	59.87	0.4103	0.4005	81.77	10.98	40.35		用80^#砂进行表面处理
001L	41.47	0.4037	0.4102	70.50	4.65	37.21	9.13	拉丝纹水平方向
001L	31.46	0.3984	0.4077	62.89	3.45	32.32		拉丝纹垂直方向
002L	24.90	0.3475	0.3426	56.98	7.17	6.96	6.28	拉丝纹水平方向
002L	19.25	0.3438	0.3420	50.98	5.72	5.81		拉丝纹垂直方向

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肉眼目视观察对比发现：样品HT-GJ-3会略黄，而样品HT-GJ-4则更亮一些；而样品001L和样品002L，从不同方向进行观察时，明显感觉亮度有差异。

结果(表 5)显示：样品HT-GJ-3和HT-GJ-4号样品色差为2.59，说明颜色结果目视观察时可察觉其差异；且样品HT-GJ-3的L^*值比样品HT-GJ-4的低，而b^*值高，说明样品HT-GJ-3号样品亮度略差，且更偏黄色。样品001L和002L拉丝纹水平方向和垂直方向的L^*、a^*和b^*值均有明显差别，且色差分别为9.13和6.28，说明颜色有明显差异；同时拉丝纹水平方向时，其L^*值明显高过拉丝纹垂直方向，说明拉丝纹水平方向时，亮度更高，这也与肉眼目视观察结果一致。

结合样品状态，样品HT-GJ-3和HT-GJ-4号样品的区别仅为在最后加工工序中采用了不同粒度的喷砂工艺处理，处理后样品表面的粗糙度不一致，导致其颜色结果不同，说明表面处理工艺对饰品颜色有明显影响。在测试过程中发现，样品HT-GJ-3和HT-GJ-4号不同方向上和位置上的颜色测试结果接近，说明相同的喷砂工艺处理后的贵金属合金颜色无明显方向上的差异，均匀性和测试结果的复现性较好。结果显示，拉丝样品001L和002L，测试方向对颜色结果的影响明显，是由于光线照射到样品反射后的角度和被仪器积分球的采集到的光线的强度都发生变化，因此颜色结果不同。说明样品表面条件对贵金属颜色有明显影响，并且仪器的测试结果也能准确地反映样品颜色的差异。对成品贵金属首饰而言，表面常通过不同的加工工艺而呈现个性化的外观。其中镜面抛光和磨砂工艺无明显的方向性区别，因此在测试其颜色时，只需样品表面测试区域宜均匀、平整、洁净、无缺陷即可，且无需其他预处理。若成品贵金属首饰样品表面具有方向性的纹饰(如拉丝)等工艺时，在测试时应说明测试时选择的区域和方向。

4. 结论

通过对不同样品颜色测试条件的分析，得到以下结论。

(1) 分光光度计或测色仪，均能对反射率较高且(或)表面加工工艺不同(镜面、磨砂、拉丝等)的贵金属颜色进行颜色测试，且结果的重复性、再现性较高。同时，采用不同类型的测色设备，色空间坐标的色差均小于0.5，说明准确性较高。

(2) 不同的测试条件对贵金属的颜色结果有显著影响，适宜的测试条件：选用CIE1964标准色度观察者；样品大小应能完全覆盖仪器测试孔；样品表面测试区域宜均匀、平整、洁净、无缺陷，无需其他预处理。样品表面具有方向性的纹饰时，需说明测试时选择的区域和方向。当采用该测试条件时，可得到与目视结果更为接近的色空间坐标。

图 1 D65下蓝宝石样品的颜色(a)、A光源下蓝宝石样品的颜色(b)和紫外荧光灯下蓝宝石样品的颜色(c)(陈超洋拍摄)

Figure 1. Colour of sapphire sample respectively under D65 light source (a), under light source A (b) and under ultraviolet fluorescence (c) (Photo by Chen Chaoyang)

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参考文献(1)

[1]	陈超洋, 黄伟志, 邵天, 等. 特殊变色蓝宝石的紫外-可见光光谱研究[J]. 光谱学与光谱分析, 2019, 39(8): 2 470-2 473. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-GUAN201908029.htm

施引文献(2)

期刊类型引用(2)

1.	朱红伟，程佑法，李婷，马霄，丁秀云，范春丽，赵潇雪，陈淑祥，胡建华. 水热法合成的一种新型祖母绿宝石学及光谱学特征. 岩矿测试. 2023(02): 307-316 . 百度学术
2.	盛志远，辛虹瑾，付东阳，罗艳梅，叶鹏. 天然祖母绿和助熔剂法培育祖母绿的鉴别方法探究. 工业技术创新. 2022(04): 109-113 . 百度学术

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1. 研究样品
2. 仪器及测试条件
3. 结果与讨论
3.1 标准色度观察者的影响
3.2 测试仪器的影响
3.3 样品大小的影响
3.4 样品表面条件的影响
4. 结论

特殊变色蓝宝石的宝石学特征研究

作者简介: 陈超洋(1995-)，男，硕士研究生，主要从事宝石学方面的研究

通讯作者: 沈锡田(1962-)，男，教授，主要从事宝石学及矿物学研究工作。E-mail: ahshen@foxmail.com

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