琥珀热压处理新方法及鉴定特征

王雅玫, 刘芳丽, 胡贺文, 李星枰, 李妍

王雅玫, 刘芳丽, 胡贺文, 李星枰, 李妍. 琥珀热压处理新方法及鉴定特征[J]. 宝石和宝石学杂志(中英文), 2023, 25(4): 30-41. DOI: 10.15964/j.cnki.027jgg.2023.04.003
引用本文: 王雅玫, 刘芳丽, 胡贺文, 李星枰, 李妍. 琥珀热压处理新方法及鉴定特征[J]. 宝石和宝石学杂志(中英文), 2023, 25(4): 30-41. DOI: 10.15964/j.cnki.027jgg.2023.04.003
WANG Yamei, LIU Fangli, HU Hewen, LI Xingping, LI Yan. New Hot Pressing Treatment of Amber and Its Identification Characteristic[J]. Journal of Gems & Gemmology, 2023, 25(4): 30-41. DOI: 10.15964/j.cnki.027jgg.2023.04.003
Citation: WANG Yamei, LIU Fangli, HU Hewen, LI Xingping, LI Yan. New Hot Pressing Treatment of Amber and Its Identification Characteristic[J]. Journal of Gems & Gemmology, 2023, 25(4): 30-41. DOI: 10.15964/j.cnki.027jgg.2023.04.003

琥珀热压处理新方法及鉴定特征

基金项目: 

湖北省哲学社会科学计划项目 21G007

珠宝检测技术创新中心项目 CIGTXM-03-202304

中国地质大学(武汉)中央高校基本科研业务费专项资金资助项目 CUGDCJJ202221

详细信息
    作者简介:

    王雅玫(1962-), 女, 副教授, 主要从事珠宝教育和宝石学研究。E-mail: wangym@cug.edu.cn

    通讯作者:

    李妍(1987-), 女, 特任教授, 主要从事琥珀宝石学、琥珀文化研究。E-mail: yanli@cug.edu.cn

  • 中图分类号: TS93

New Hot Pressing Treatment of Amber and Its Identification Characteristic

  • 摘要: 近年来, 随着琥珀市场的竞争愈演愈烈, 为了降低加工成本、减少原料损耗, 市场上出现了一种新型的琥珀热压处理技术, 即将等同圆珠重量的波罗的海琥珀原料进行简单的不规则切割后, 利用不同直径圆珠模具, 经过加热、施压, 一次成形, 可批量生产出圆珠, 减少了传统圆珠加工的流程和成本。这种新技术处理的琥珀品种可以细分为金绞蜜、蜜蜡、白蜜及带原皮的白花蜜等, 粒径从12~20 mm或以上不等, 常见15 mm以上的大珠。其外观与天然琥珀极其相似, 不易识别, 破坏了琥珀市场有序良性的发展。为了认识和鉴别琥珀热压处理的新方法、新产品, 利用宝石偏光显微镜、红外光谱仪、光致发光光谱仪等仪器测试方法, 揭示了新型热压处理琥珀的鉴别特征。研究发现: (1)经过热压处理的部分琥珀圆珠, 后期会慢慢释放内压力回弹变形, 外观形状不圆, 表面可出现或浅或深的龟裂纹。新型热压琥珀的稳定性差, 若在100 ℃下加热8-10分钟琥珀圆珠即可恢复至热压前的不规则形貌。(2)转动热压处理的金绞蜜和蜜蜡圆珠时, 部分表面会呈现与琥珀光泽不同的似丝绢状光泽, 推测是因为受到定向压力产生的微细流纹所致; 透明度相对较高的琥珀, 在偏光显微镜下通过消光现象, 可以观察到原始刻面棱及模具咬合痕迹; 热压过程会改变天然蜜蜡流动纹的流动状态, 使其出现紊乱、不连续分布等现象。(3)热压处理琥珀的红外光谱与天然琥珀对比有细微的差异, 显示有热处理琥珀的红外光谱特征, 尤其是C=C双键上C-H面外弯曲振动所致的888 cm-1的吸收峰大多消失或减弱; 光致发光光谱发光峰位基本一致, 只是在同等的测试条件下, 发光强度有所减弱, 鉴定意义不大。
    Abstract: In recent years, the competition of amber market is increasingly fierce, and a new amber processing technology has emerged in the market in order to reduce the processing cost and the loss of rough amber materials. After a simple and irregular cutting of the rough Baltic amber materials with the same weight as the beads, different diameter bead molds are used to heat and apply pressure to produce the beads in mass production, and the technology reduces the process and cost of traditional beads because of its one cycle formation. The amber varieties treated by this new technology can be subdivided into translucent golden twisted beeswax amber, beeswax amber, white beeswax amber, and white flora pattern beeswax amber with original skin, with particle sizes ranging from 12-20 mm or above, and commonly above 15 mm. Its appearance is extremely similar to that of natural amber, which is difficult to identify and undermine the orderly and healthy development of the amber market. In order to understand and identify this new method and products, this research reveals the identification characteristics of this new type of hot-pressed amber by means of gemstone polarizing microscope, infrared spectroscopy and photoluminescence spectroscopy.The results show that: (1) Some hot-pressed amber beads will slowly release internal pressure and rebound and deform after being placed under natural conditions for 3-6 months, with a non-circular appearance and shallow or deep turtle cracks on the surface. Besides, the stability of the beads treated by this hot pressing is poor. If heated at 100 ℃ for 8-10 minutes, the amber beads will exhibit their irregular morphology before hot pressing treatment.(2) When turning the hot-pressed translucent golden amber and beeswax amber beads, part of the surface show a silk-like luster that is different from the amber/resin luster, which is speculated to be caused by the micro flow lines generated by directional pressure. Through the extinction phenomenon under the polarizing microscope, the original engraved edges and occlusal marks caused by mold can be observed in amber with higher transparency. (3) There are slight differences in the infrared spectra of hot-pressed amber comparing to that of natural amber, indicating the infrared spectral characteristics of heat treated amber, especially the absorption peak of 888 cm-1 caused by the out of plane bending vibration of C-H on the C=C double bond, which mostly disappears or weakens. The photoluminescence peak positions of photoluminescence spectrum are basically consistent, but under the same test conditions, the luminescence intensity is weakened, and the identification is of little significance.
  • 琥珀是不同地质时期古植物分泌的树脂形成的化石,在埋藏过程中各种地质作用下发生交联聚合反应、不断失去挥发分而逐渐成熟,是典型的多组分有机大分子聚合物[1]。琥珀的形成过程经历了复杂的生物作用和地质作用,它的一切特性都被赋上了有机生物和自然环境的双重“密码”,吸引了世界各国地质学家和古生物学家对其进行探索研究。同时,琥珀的密度轻、色彩柔和、触感温和,男女老少皆宜佩戴,在市场上受到了消费者广泛的喜爱。

    琥珀的不可再生性及常年开采导致块度大的高品质天然琥珀资源越来越少,为了满足消费者购买需求,琥珀供应商们不断推出了许多优化处理技术,其中热处理是最常见的方法。琥珀的熔点很低,一般在250~380 ℃,加热到150~180 ℃时开始软化,且琥珀属于非晶态宝石,不受晶格束缚,其形状变化受外力作用相对容易。一直以来,市场上常见的波罗的海等产地琥珀的处理、压制等优化处理手段就利用了琥珀的这些特性。在压炉中控制工艺参数,可以改善琥珀的外观,如提高透明度、改变琥珀的颜色,产生“盘状”包裹体等[2],以满足琥珀市场品种多样性的目的。除此之外,经汽化处理获得的“水煮蜜”,迎合了部分消费者对蜜蜡极端爱好的需求[3]。据Li等[4]报道,2015年底,市场上开始出现辐照处理琥珀,也多以波罗的海琥珀为原料,处理后琥珀颜色能从浅黄色提升为橙黄色、橙红色,同时伴随产生“根系”状包裹体,随着最新的辐照技术出现,通过改变辐照剂量和辐照时间,可以不产生“根系”状包裹体,且在短时间热处理获得的白花蜜的基础上叠加辐照处理,可以达到高品质琥珀的外观,其检测难度极大。

    以上优化处理方法都是以改善、改变琥珀的外观和价值为主要目的。近年来,随着网络珠宝销售的兴起,琥珀市场的“内卷”愈演愈烈,拼价格成为市场竞争的主要营销手段,在追求更高盈利、节省原料损耗的驱使下,少数琥珀企业通过简化加工圆珠的流程,开始研究新的加工技术,直接将同等圆珠重量的原料进行简单不规则切割后,利用模具,经加热、施压,一次成形,可以快速批量生产出圆珠,省略了人工加工琥珀圆珠切料、倒角、大珠的窝圆等工序。部分商家还将热压琥珀混入到天然琥珀中销售以假乱真,侵害消费者的合法权益,破坏了市场良性发展,对市场的摧毁力很大。尤其在2020年上半年大量上市,其价格低于加工圆珠的成本价。尽管本实验室凭借检测琥珀的技术优势和检测经验,快速识别并及时拦截了该产品在琥珀市场的泛滥,但目前仍有该产品游离于市场上。经过热压处理的琥珀圆珠,最大的“后遗症”是几个月的时间内会自然释放内压力,使圆珠变形。由于模具热压处理的圆珠跟手工加工出来的圆珠极为相似,给鉴别带来了极大的难度和挑战。

    本文对热压处理圆珠琥珀的表面和内部结构特征进行了详细研究,同时对比它们与天然琥珀的红外光谱和光致发光光谱的区别,为探讨新型琥珀热压处理方法及鉴定特征提供了有参考价值的资料。

    传统热压处理的对象可以是柯巴树脂或品质不佳的琥珀或其碎料。如模拟天然埋藏过程中的温压条件,可以加速柯巴树脂的“琥珀化”转化[5-6]。而对于品质不佳的琥珀而言,热压处理是为了提高其观赏价值,主要有净化、氧化、爆花等工艺。其中,净化工艺是通过控制压炉的温度和压力,在惰性气氛环境下去除琥珀中的气泡,达到提高其透明度的目的;氧化工艺是在密闭的压炉中通入适量的氧气和氮气,使琥珀表面产生红色-深红褐色的氧化层而达到改色效果;爆花工艺是在加热、加压完成时迅速释放压炉内的气体,破坏琥珀中气泡的受压平衡状态,致使气-液包裹体膨胀、炸裂,产生盘状裂隙,即“太阳光芒”[7]

    市场常见的再造琥珀,是在一定温度、压力下,将不适合作首饰的琥珀碎块、粉末等(图 1a图 1b)放入模具中进行熔融和压合处理(图 1c图 1d)而得到的体积更大的整体。原料在放入模具前需分选,将颜色一致、透明度相似、可回收利用的颗粒分离出来,保证成品具有良好的压制效果。根据产品要求设计,再造琥珀模具常见形态有杆状、板状、圆饼状及其他工艺设计品的形态。

    图  1  再造琥珀原料及工具:(a)琥珀碎块;(b)琥珀粉末;(c)模具;(d)加温加压工具
    Figure  1.  Rough amber materials and tools for reconstructed amber: (a)amber fragments; (b)amber powder; (c)moulds; (d)heating and pressurizing tools

    对于传统热压处理琥珀的鉴别,学者们开展了广泛的研究[7-12],分别从折射率和荧光特性的变化、表面和内部特征以及谱学特征(主要是红外光谱特征)等方面给出了明确的鉴定依据。

    近年来,因为琥珀原料市场的供应量逐年减少,人工成本逐年增加,一些琥珀加工企业为了节省原料和加工成本,省略了传统圆珠加工的切方粒—倒角等流程,而是采用加热、施压技术,生产出了一种新型的热压处理琥珀(图 2),即利用琥珀圆珠直径与其质量的关系(表 1),将一定质量的不规则去皮或保留少量皮的原料压制成对应粒径的琥珀圆珠。根据原料特点的不同,可以压制出金绞蜜、白蜜等多个不同品种的琥珀圆珠。

    图  2  热压处理的琥珀圆珠:(a)热压处理金绞蜜圆珠;(b)热压处理金绞蜜珠串;(c)热压处理白蜜手串;(d)留有风化皮的热压处理琥珀
    Figure  2.  Hot-pressed amber beads: (a)hot-pressed translucent golden twisted beeswax bead; (b) hot-pressed translucent golden twisted beeswax bracelet; (c)hot-pressed white beeswax amber bracelet; (d)hot-pressed amber with weathered skin
    表  1  琥珀圆珠直径与质量对照表
    Table  1.  Comparison table of diameter and quality
    直径/mm 质量/g 直径/mm 质量/g
    3 0.015 1 18 3.265
    4 0.035 8 19 3.841
    5 0.070 0 20 4.480
    6 0.121 0 21 5.186
    7 0.192 1 22 5.962
    8 0.286 8 23 6.813
    9 0.408 4 24 7.741
    10 0.560 3 25 8.750
    11 0.745 7 26 9.843
    12 0.968 1 27 11.020
    13 1.230 9 28 12.293
    14 1.536 0 29 13.658
    15 1.890 0 30 15.120
    16 2.293 0 31 16.683
    17 2.751 0 32 18.350
    注:此质量为实心质量,非打孔后; 琥珀密度不同,质量也会有差异
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    热压处理的一般过程如下:首先,将待热压处理的原料切磨成不规则多边形柱状体,根据其质量选择合适大小的压圆模具(图 3),将待压原料装入其中,并给模具加温,当琥珀处于软化状态时再施以外力冲压,即可直接热压成不同粒径的圆珠。切除风化皮的热压产品曾在市场上大量出现(图 2a图 2b),事实上,新型热压处理的琥珀,经热压形成圆珠后会逐渐释放内部压力,在自然环境下慢慢回弹变形,表面可显现初始原料的不规则棱角和裂纹(图 4),甚至开裂。本文中笔者选择了不同粒径、有代表性的样品进行了退火实验(因为跟商家签有保密协议,热压详细技术参数不能明示),即在100 ℃下加热8~10分钟即可将圆珠恢复到初始不规则的形貌(图 5)。另外需要补充说明:琥珀热压处理新方法在前期由于技术上还没有特别优势,热压处理的琥珀原材料选择上也没有进行一个优化。热压处理技术发展前期的琥珀圆珠,在自然条件下放置3~6个月会慢慢释放内压力回弹变形,外观形状不圆,表面可出现或浅或深的龟裂纹;随着热压处理技术的发展,热压技术也在实践中不断优化,原材料上也进行的优选。后期热压出来的大部分琥珀圆珠产品的耐久性得到提升,自然条件下放置3~6个月后,圆度会发生改变,外观变得不圆,但是不会回弹到初始状态。但是不论是前期还是后期的热压琥珀圆珠,热压处理的琥珀圆珠的热稳定性差,如果在100 ℃下加热8~10分钟琥珀圆珠即可恢复至热压前的不规则形貌,就会回弹到初始的状态。

    图  3  用于热压处理的15、17mm和19 mm的不同模具结构
    Figure  3.  15, 17 mm and 19 mm moulds for hot pressing treatment
    图  4  热压处理圆珠放置3~6月自然变形:(a,b)表面可见原料不规则棱角;(c,d)回弹后表面产生裂隙
    Figure  4.  Natural deformation of the hot-pressed beads after 3-6 months: (a, b)irregular edges of rough materials on the surface; (c, d) surface cracks caused by rebounding
    图  5  热压处理圆珠(a, c, e, g)在100 ℃烤箱中加热8~10 min恢复原形(b, d, f, h)
    Figure  5.  Hot-pressed amber beads (a, c, e, g) heated in an oven at 100 ℃ for 8-10 minutes to restore their original shape (b, d, f, h)

    目前,市场上又开始用留有风化皮的原料,用上述方法生产出带皮的白花蜜,外观更接近天然品(图 2d),并在各大网络电商平台以高价进行销售。为了更好地明确新型热压处理琥珀圆珠的鉴定特征,本文中笔者对收集的样品进行了详细的观察与测试。

    本文测试的样品共有22件,其中,15件为热压处理琥珀圆珠(编号为ram01-ram15),天然琥珀圆珠样品和水滴形琥珀吊坠样品共7件(编号为nam01-nam07),所有样品由市场、客户和热压处理琥珀的厂家提供。样品外观如图 6图 7图 8所示。

    图  6  热压处理琥珀样品
    Figure  6.  Hot-pressed amber samples
    图  7  带皮热压处理琥珀圆珠手串样品
    Figure  7.  Hot-pressed amber bracelet sample with weathered skin
    图  8  天然琥珀样品
    Figure  8.  Natural amber samples

    笔者分别对热压处理琥珀样品进行表面和内部结构特征观察(主要使用Leica M205A/DFC 550宝石显微镜和显微照相机观察样品的内部特征),同时测试它们的红外光谱和光致发光光谱,分析天然琥珀和经热压处理后琥珀的谱学特征是否存在差异,寻找鉴别依据。

    使用型号Nicolet iS5的红外光谱仪对热压处理琥珀样品和天然琥珀样品进行测试,选用反射附件,图谱经K-K转换得到样品的红外吸收光谱。测试条件:扫描电压220 V,光栅4 mm,扫描速率10 kHz,扫描8次,分辨率16 cm-1,测试范围4 000 ~ 400 cm-1

    使用型号PL-Image-Ⅱ的图像光致发光光谱仪对热压处理琥珀样品和天然琥珀样品进行测试,激发光波长405 nm,平均扫描次数33次,平滑宽度2。以上测试均在中国地质大学(武汉)珠宝检测中心广州实验室完成。

    肉眼观察发现,大多热压处理的琥珀外观同天然琥珀相似,以黄色金绞蜜和蜜蜡为主,部分可见白花蜜和白蜜,整体呈树脂光泽。但在许多半透明的金绞蜜和不透明的圆珠中,轻轻转动样品,可观察到部分颗粒表面出现似丝绢光泽的特殊闪光(图 9a图 9b),推测是由于受到压力产生的定向微细流纹所致。新型热压处理的琥珀逐渐在自然条件下放置一段时间后圆珠表面会产生或浅或深的龟裂纹(图 9c)和密集的裂隙(图 9d)。反射光下,还可观察到杂乱分布的不规整块状结构(图 9e)以及易于同再造琥珀的块状结构混淆(图 9f),推测是由于热压过程中不同部位的致密度、颜色不同的不规则柱状体,强行压成圆珠,改变了原始结构状态所致。

    图  9  热压处理圆珠样品的表面特征:(a,b)圆珠样品ram01和ram15表面似丝绢光泽; (c)圆珠样品ram14表面较深的龟裂纹; (d)圆珠样品ram03表面密集的裂隙; (e) 圆珠样品ram15表面杂乱分布的结构; (f) 圆珠样ram15类似于再造琥珀的块状结构
    Figure  9.  Surface characteristics of hot-pressed amber beads: (a, b) silky luster on the surface of amber bead samples ram01 and ram15; (c) deep tortoise cracks on the surface of amber bead sample ram14; (d) dense cracks on the surface of amber bead sample ram03; (e) randomly distributed structure on the surface of amber bead sample ram15; (f) block structure resembling reconstituted amber on the surface of amber bead sample ram15

    在偏光镜显微镜下观察其消光现象,可以发现热压琥珀圆珠样品ram05内部显示原始的刻面棱及热压模具残留的咬合线,咬合线是磨具咬口挤压造成的现象(图 10a)。偏光镜下呈现规则形状的区域及刻面棱,可作为鉴别琥珀是否经过热压处理的重要标志。对于半透明的琥珀,可见彩色干涉色局限于不同区域,说明琥珀曾遭受过外部压力的作用(图 10b)。

    图  10  热压处理琥珀圆珠样品ram05(a)和ram07(b)在偏光显微镜下的特征
    Figure  10.  Characteristics of hot-pressed amber samples ram05(a) and ram07(b) under polarizing microscope

    透射光下用宝石显微镜观察热压处理琥珀圆珠的内部结构(图 11),发现与反射光下观察的特征相似(图 9e)。热压处理琥珀圆珠内部流纹紊乱(图 11a),沿咬合线两边的流纹分布不连续(图 11b)。在热压过程中流纹状态还会发生不自然地改变,呈现揉皱结构(图 11c),或发生重叠排列(图 11d)。杂乱分布的内部结构和不自然的流纹状态是鉴定热压处理琥珀的重要特征。

    图  11  热压处理琥珀圆珠内部结构:(a)内部流纹紊乱;(b)沿咬合线两边的流纹分布不连续;(c)流纹不自然地改变,呈现揉皱结构;(d)流纹发生重叠排列
    Figure  11.  Internal structure of hot-pressed amber beads: (a) disordered internal flow patterns; (b) discontinuous flow patterns along both sides of the occlusal line; (c)unnatural changes in flow patterns, showing a wrinkle structure; (d) overlapping flow patterns

    热压处理琥珀的原料主要是来自波罗的海,本文中的样品处理原料也是来自波罗的海琥珀。红外光谱的特征吸收峰主要集中在4个区域[13-14]:3 000~2 800 cm-1波数段有由C-H键对称伸缩和反对称伸缩振动引起的吸收峰;在1 740~1 690 cm-1波数段的1 732 cm-1的强吸收峰为酯基中碳氧双键(C=O)的所致;1 453 cm-1和1 378 cm-1附近由CH2弯曲、CH3不对称弯曲振动和CH3对称弯曲振动导致的吸收峰;由C-O伸缩振动所致的1 265 cm-1宽缓的吸收肩峰,与1 158 cm-1强的尖锐组合峰,构成“波罗的海肩”(Baltic Shoulder),可视为该地区琥珀的典型红外吸收特征峰,具有产地鉴定意义。

    本文中笔者分别测试了天然琥珀(波罗的海水滴形吊坠)和热压处理琥珀的红外吸收光谱,具体特征见图 12图 12所示天然琥珀圆珠和热压处理琥珀圆珠的红外吸收谱峰的峰位基本一致,热压处理琥珀红外吸收光谱与天然琥珀有微细差异,显示有热处理谱峰特征。尤其是C=C双键上C-H面外弯曲振动所致的888 cm-1的吸收峰与天然琥珀相比明显减弱或消失,红外光谱的细微变化也是鉴别热压处理琥珀的佐证。

    图  12  天然琥珀样品(a)和热压处理琥珀样品(b)的红外吸收光谱
    Figure  12.  Infrared absorption spectra of natural amber samples (a) and hot-pressed amber samples (b)

    在405 nm波长激发下,天然琥珀和热压琥珀普遍出现484、502 nm和522 nm三个较强的发射峰,但不同样品中3个峰的相对强弱存在差异(图 13图 14)。

    图  13  天然琥珀样品nam01和man02的光致发光光谱
    Figure  13.  Photoluminescence spectra of natural amber samples nam01 and man02
    图  14  热压处理琥珀样品中3个发射峰的荧光强度差异:(a)Int.(502 nm)>Int.(522 nm)>Int.(484 nm); (b) Int.(502 nm)≈Int.(522 nm)>Int.(484 nm); (c) Int.(484 nm)≈Int.(502 nm)>Int.(522 nm)
    Figure  14.  Fluorescence intensity difference of 3 emission peaks of hot-pressed amber samples: (a) Int.(502 nm) > Int.(522 nm) > Int.(484 nm); (b) Int.(502 nm)≈Int.(522 nm) > Int.(484 nm); (c) Int.(484 nm)≈Int.(502 nm) > Int.(522 nm)

    对于天然样品,分别测试了来自两个琥珀手串样品nam01和nam02的两个不同的圆珠的光致发光光谱,结果(图 13)发现3个峰强度特征有3种相对强弱关系:(1)Int.(502 nm)>Int.(522 nm)>Int.(484 nm);(2)Int.(502 nm)≈Int.(522 nm)>Int.(484 nm);(3)Int.(484 nm)≈Int.(502 nm)>Int.(522 nm)等。其中, 强度特征(1)和特征(2)在热压琥珀样品中也出现频率较高(图 14a图 14b),强度特征(3)则仅在热压琥珀样品ram10中有发现(图 14c)。

    从光致发光光谱的测试结果来看,405 nm激发下天然琥珀和热压琥珀的发光特性大体一致,484、502 nm和522 nm三个峰的相对强弱关系的不同是由琥珀样品本身差异所引起的,而不是热压处理的过程导致。通过光致发光光谱特征鉴别热压琥珀意义不大。

    基于前文进行的所有观察和检测,对新型热压处理琥珀圆珠的鉴别提出以下结论。

    (1) 与传统优化处理手段不同,新型热压处理主要是为了节省加工成本、降低原料损耗,成品均为圆珠,经过热压处理的部分琥珀圆珠在自然条件下放置一段时间会慢慢释放内压力回弹变形,外观形状不圆,表面可出现或浅或深的龟裂纹,改变圆珠外观。新型热压琥珀的热稳定性差,若在100 ℃下加热,8~10分钟即可恢复热压前原始单颗不规则形态。此类产品属于网络快销品,商家低价竞争,很少考虑或者不清楚圆度会变化等问题,这也是我们实验室拦截此产品,保护消费者利益,避免引起纠纷的目的。

    (2) 在光源下轻轻转动热压琥珀样品,可观察到部分颗粒表面出现似丝绢光泽的特殊闪光,推测由于受到定向压力产生的微细流纹所致。

    (3) 偏光镜显微镜下热压处理琥珀特殊的消光现象所呈现的规则形状、刻面棱和模具咬合线残留现象,可作为鉴别热压处理的诊断性依据。

    (4) 宝石显微镜反射光下观察热压处理琥珀表面的龟裂纹和密集的裂隙及杂乱分布的同再造琥珀相似的不规整块状结构,推测与热压过程中原始的不规则柱状体中不同部位的质地、颜色被强行压成圆珠,改变了原始结构所致;透射光下内部紊乱的流纹、揉皱结构、重叠排列的流纹等是鉴定热压处理琥珀的重要特征。

    (5) 热压处理琥珀红外吸收光谱与天然琥珀有微细差异,显示有热处理谱峰特征,尤其是C=C双键上C-H面外弯曲振动所致的888 cm-1附近的吸收峰与天然琥珀相比消失或减弱,红外光谱的细微变化也是热压处理琥珀的佐证。

    (6) 天然琥珀和热压琥珀的光致发光光谱发光特性较一致,均出现484、502 nm和522 nm三个峰相对强弱不等的发光中心,只是在同等测试条件下,发光强度有所减弱,鉴定意义不大。

  • 图  1   再造琥珀原料及工具:(a)琥珀碎块;(b)琥珀粉末;(c)模具;(d)加温加压工具

    Figure  1.   Rough amber materials and tools for reconstructed amber: (a)amber fragments; (b)amber powder; (c)moulds; (d)heating and pressurizing tools

    图  2   热压处理的琥珀圆珠:(a)热压处理金绞蜜圆珠;(b)热压处理金绞蜜珠串;(c)热压处理白蜜手串;(d)留有风化皮的热压处理琥珀

    Figure  2.   Hot-pressed amber beads: (a)hot-pressed translucent golden twisted beeswax bead; (b) hot-pressed translucent golden twisted beeswax bracelet; (c)hot-pressed white beeswax amber bracelet; (d)hot-pressed amber with weathered skin

    图  3   用于热压处理的15、17mm和19 mm的不同模具结构

    Figure  3.   15, 17 mm and 19 mm moulds for hot pressing treatment

    图  4   热压处理圆珠放置3~6月自然变形:(a,b)表面可见原料不规则棱角;(c,d)回弹后表面产生裂隙

    Figure  4.   Natural deformation of the hot-pressed beads after 3-6 months: (a, b)irregular edges of rough materials on the surface; (c, d) surface cracks caused by rebounding

    图  5   热压处理圆珠(a, c, e, g)在100 ℃烤箱中加热8~10 min恢复原形(b, d, f, h)

    Figure  5.   Hot-pressed amber beads (a, c, e, g) heated in an oven at 100 ℃ for 8-10 minutes to restore their original shape (b, d, f, h)

    图  6   热压处理琥珀样品

    Figure  6.   Hot-pressed amber samples

    图  7   带皮热压处理琥珀圆珠手串样品

    Figure  7.   Hot-pressed amber bracelet sample with weathered skin

    图  8   天然琥珀样品

    Figure  8.   Natural amber samples

    图  9   热压处理圆珠样品的表面特征:(a,b)圆珠样品ram01和ram15表面似丝绢光泽; (c)圆珠样品ram14表面较深的龟裂纹; (d)圆珠样品ram03表面密集的裂隙; (e) 圆珠样品ram15表面杂乱分布的结构; (f) 圆珠样ram15类似于再造琥珀的块状结构

    Figure  9.   Surface characteristics of hot-pressed amber beads: (a, b) silky luster on the surface of amber bead samples ram01 and ram15; (c) deep tortoise cracks on the surface of amber bead sample ram14; (d) dense cracks on the surface of amber bead sample ram03; (e) randomly distributed structure on the surface of amber bead sample ram15; (f) block structure resembling reconstituted amber on the surface of amber bead sample ram15

    图  10   热压处理琥珀圆珠样品ram05(a)和ram07(b)在偏光显微镜下的特征

    Figure  10.   Characteristics of hot-pressed amber samples ram05(a) and ram07(b) under polarizing microscope

    图  11   热压处理琥珀圆珠内部结构:(a)内部流纹紊乱;(b)沿咬合线两边的流纹分布不连续;(c)流纹不自然地改变,呈现揉皱结构;(d)流纹发生重叠排列

    Figure  11.   Internal structure of hot-pressed amber beads: (a) disordered internal flow patterns; (b) discontinuous flow patterns along both sides of the occlusal line; (c)unnatural changes in flow patterns, showing a wrinkle structure; (d) overlapping flow patterns

    图  12   天然琥珀样品(a)和热压处理琥珀样品(b)的红外吸收光谱

    Figure  12.   Infrared absorption spectra of natural amber samples (a) and hot-pressed amber samples (b)

    图  13   天然琥珀样品nam01和man02的光致发光光谱

    Figure  13.   Photoluminescence spectra of natural amber samples nam01 and man02

    图  14   热压处理琥珀样品中3个发射峰的荧光强度差异:(a)Int.(502 nm)>Int.(522 nm)>Int.(484 nm); (b) Int.(502 nm)≈Int.(522 nm)>Int.(484 nm); (c) Int.(484 nm)≈Int.(502 nm)>Int.(522 nm)

    Figure  14.   Fluorescence intensity difference of 3 emission peaks of hot-pressed amber samples: (a) Int.(502 nm) > Int.(522 nm) > Int.(484 nm); (b) Int.(502 nm)≈Int.(522 nm) > Int.(484 nm); (c) Int.(484 nm)≈Int.(502 nm) > Int.(522 nm)

    表  1   琥珀圆珠直径与质量对照表

    Table  1   Comparison table of diameter and quality

    直径/mm 质量/g 直径/mm 质量/g
    3 0.015 1 18 3.265
    4 0.035 8 19 3.841
    5 0.070 0 20 4.480
    6 0.121 0 21 5.186
    7 0.192 1 22 5.962
    8 0.286 8 23 6.813
    9 0.408 4 24 7.741
    10 0.560 3 25 8.750
    11 0.745 7 26 9.843
    12 0.968 1 27 11.020
    13 1.230 9 28 12.293
    14 1.536 0 29 13.658
    15 1.890 0 30 15.120
    16 2.293 0 31 16.683
    17 2.751 0 32 18.350
    注:此质量为实心质量,非打孔后; 琥珀密度不同,质量也会有差异
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  • 收稿日期:  2023-06-18
  • 刊出日期:  2023-07-30

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