Gemmological Characteristic of Orange-Red Tridacna

砗磲贝是一种珍贵的有机宝石品种，一般为白色，品质高者，洁白如玉。砗磲与珍珠、琥珀、珊瑚一起被誉为四大有机宝石。同时，砗磲还是佛家圣物，与金、银、琉璃、玛瑙、珊瑚、珍珠并称为佛家七宝。

以前由于开采难度低，资源相对丰富，致使砗磲贝的价值较低，相关研究也相对较少，自2000年收藏热开始后价格逐年攀升，2014年砗磲工艺品“锦绣前程”更是以天价成交，引起商业和学术界的广泛关注。利益驱使下大量不当开采使得砗磲资源遭到一定程度的破坏，目前，砗磲已经列入《濒临野生动植物种国际公约》并予以保护。

砗磲贝的品种繁多，世界范围内发现的砗磲有近10种，而我国砗磲目前主要来源于黄岩岛和南沙群岛，仅有6种^[1]。市场上的商业名称，如“血砗磲”“金丝砗磲”“玉化砗磲”，这些都属于市场流通的商业销售名称，都不属于砗磲物种的生物学分类。

由于利益的驱使，目前市场上也出现了一些砗磲仿制品，如“万宝螺”仿“血砗磲”^[1]，染色海螺仿“金丝砗磲”^[2]等，北京国首珠宝检测有限公司就一批有色砗磲样品进行系统的实验室检测，通过宝石显微镜下观察、红外光谱及显微激光拉曼检测，分析砗磲矿物组成、宝石学特征及其颜色成因。

1.   样品及测试方法

1.1   样品特征

从送检的大批量砗磲贝样品中选取典型的橙红色砗磲样品及部分金丝砗磲样品(图 1，图 2)，橙红色砗磲挂件3件(样品T-1，T-2, T-3)，橙红红色-浅红色砗磲项链1串(样品T-4)以及金丝砗磲挂件2件(样品T-5，T-8)，项链1串(样品T-6)，圆珠1颗(样品T-7)为本次的研究对象。

Figure  1.  Tridacna samples

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Figure  2.  Tridacna samples

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宝石显微镜下观察发现，橙红色砗磲样品呈现油脂-珍珠光泽，深至浅的橙红色，饱和度高，颜色艳丽(图 1)。其中砗磲样品T-3的颜色分布较均匀(图 1c)，放大检查，表面平行层状结构由分期生长形成。金丝砗磲样品(图 2)呈油脂光泽，白色-浅黄色，浅黄色部分较透明，玉化程度较好，白色部分层状结构明显。

1.2   测试方法

红外光谱分析使用德国布鲁克公司生产的Tensor27型傅里叶变换红外光谱仪。测试条件：反射法，分辨率8 cm^-1，扫描时间8 s，测试范围400~4 000 cm^-1，扫描次数32次。

拉曼光谱分析使用Theromo Scientific DXR型共聚焦显微激光拉曼光谱仪, 对砗磲样品进行拉曼光谱分析，测试条件：激发光源532 nm，功率5 mW，扫描时间1 s，扫描次数30次，狭缝50 μm，测试范围50~3 500 cm^-1。

2.   结果与讨论

2.1   基本特征

砗磲样品呈现油脂光泽，不透明-微透明。橙红色砗磲样品T-1至T-4基本不透明，而金丝砗磲样品T-5至T-8的黄色部分透明度相比于白色基底高。透射光下，层状结构明显。常规宝石学测试测得样品的折射率为1.56(点测)。

砗磲样品在紫外荧光灯下呈现蓝白色荧光，有分区现象，玉化程度高、结构细腻的金丝部位紫外荧光明显强于其基底部位，说明荧光强弱现象与砗磲的颜色和透明度有关系，且长波下荧光强度一般强于短波，短波下荧光惰性，与前人^[3]研究资料相符。

2.2   红外光谱分析

红外光谱(图 3)显示，所有砗磲样品的主要成分均为文石相，碳酸根弯曲振动出现在701，712 cm^-1(面内弯曲振动v₄)以及854，872 cm^-1(面外弯曲振动v₂), 反对称伸缩振动(v₃)位于1 446、1 795 cm^-1, 对称伸缩振动(v₁)位于1 082 cm^-1，可与方解石区分。另外，无机文石在705 cm^-1处峰位常分裂成双峰，位于700 cm^-1和712 cm^-1。测试结果显示与文石的标准红外光谱一致。

Figure  3.  Infrared spectrum of the sample

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2.3   拉曼光谱分析

利用共聚焦显微激光拉曼光谱仪对砗磲样品T-1至T-8的不同颜色区域进行测试，结果(图 4，图 5)显示1 085、705、152 cm^-1处的尖锐拉曼峰。其中，1 085 cm^-1处特征峰由CO₃^2-阴离子团的对称伸缩振动v₁产生，705 cm^-1处特征峰由CO₃^2-阴离子团的反对称伸缩振动v₄产生，而275、208、192、152 cm^-1均为文石矿物晶格振动所引起。这些拉曼峰的强度和半高宽等特征均与文石特征峰吻合，由此判断样品的主要成分为CaCO₃，且以无机文石相形式存在。除了文石特征峰外，样品T-1至T-4的橙红色部分与T-1、T-2白色部分的拉曼光谱存在显著差异。橙红色区域拉曼特征峰还出现特有的由C-C单键伸缩振动引起的1 130 cm^-1处拉曼峰，C=C双键伸缩振动引起的1 520 cm^-1 处吸收峰。经前人研究^[4-7]发现，这两个峰属于天然有机色素(类胡萝卜素)特征峰，表明样品的颜色与有机色素类胡萝卜素有关，属于天然有机色素致色。

Figure  4.  Raman spectrum of the orange-red parts of tridacna sample T-1 to T-4

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Figure  5.  Raman spectrum of the white parts of tridacna sample T-1 and T-2

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为了进一步分析样品的颜色成因，对金丝砗磲样品T-5至T-8浅黄色部分进行显微激光拉曼光谱分析(图 6)发现，金丝砗磲浅黄色部分与橙红色砗磲有所不同，未发现天然有机色素特征峰(1 130 cm^-1和1 520 cm^-1)，仅有文石特征峰。可见金丝砗磲浅黄色成因与天然有机色素无关，具体成色机理尚不明确。

Figure  6.  Raman spectrum of the yellow parts of tridacna sample T-5 to T-8

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3.   结论

对颜色鲜艳的橙红色砗磲进行显微镜下观察、红外光谱及显微拉曼光谱分析，得出以下结论。

(1) 镜下观察结果显示，橙红色砗磲为油脂-珍珠光泽，深-浅的橙红色，饱和度高，颜色艳丽，表面层状结构，颜色分布较均匀，遇酸起泡。

(2) 光谱学分析显示，橙红色砗磲主要成分为碳酸钙，以文石的形式存在。

(3) 橙红色砗磲的颜色成因与天然有机色素(类胡萝卜素)有关，属于天然有机色素致色。金丝砗磲玉化的颜色成因与天然有机色素无关。

综上所述，此次橙红色样品经鉴定为天然颜色成因的砗磲。