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夜明珠的新技術應用

     Filled Calcite with Pronounced Phosphorescence

※ 本篇重點節錄自賴泰安寶石鑑定中心發表於美國GIA G&G 2017 Spring春季號雜誌刊登內容。

集合中國歷史文化的神秘傳奇-夜明珠

寶石的光學特性往往也造就了它的另類價值,例如現象石的呈現即是一例;星光、貓眼、變色、遊彩變化…...等等,有些是來自於寶石與光線互動所形成的特殊光學效應,而有些則是來自於寶石自身結構的內含物。另外如螢光 (Fluorescence) 與磷光 (Phosphorescence) 一樣可能造就出寶石的光學魅力;螢光為寶石受紫外線輻射下所放射出可見光的反應,常見紅寶石的螢光反應是因為存在過渡元素鉻,當它介入其它元素就會干擾鉻的螢光反應,例如鐵,就會使得鉻移轉至鐵的能量以小量熱的形式釋出,螢光反應也會受到影響。

 

螢光必須是物質受光線照射吸收能量後,以物質本身特性的能階將光線釋放出來。當釋放出的光線在可見光範圍,便是我們眼中所見到的螢光;而當沒有光線照射時,便沒有光線激發出來,若激發源除去後,物質仍可繼續發光則稱為磷光。過去曾報導過有關中國人古老神秘傳說中的發光石,即市場俗稱的廣義夜明珠,有些來自於寶石本身的螢光或磷光現象,但也有很多是藉由人工處理來製造出它的發光特性。

 

本中心鑑定的這顆自稱“夜明珠”,即強調自身所具備的特殊發光性。這顆球狀的鑑定物重約796.71克拉、直徑約4.8公分,帶有油脂光澤的白色,局部表面經過雕刻且在刻紋塗上一層金色顏料;常規鑑定得到的折射值約為1.59(spot)、淨水法測得比重約為2.66,其材質確認為方解石,而從紅外線及拉曼光譜亦得到相同的驗證。螢光測試在長短波下均無反應,再從常規測試亦未得到客戶所描述的發光現象;以磷光測試將該物件移至完全暗黑的環境後,又確實產生強烈的發光現象,若以高能量雷射筆照射(UV 405nm),其發光效應更為顯著。

發光球雕刻紋內藏玄機

從該物件的發光現象來分析,發光源是來自於寶石的內部,但可明顯觀察到它由內向外發光的特性,是不同於磷光現象吸收激發源後自體發光的現象;尤其當發光效應慢慢遞減時,更清楚可以看到來自球體核心是最後消失的發光源頭,這種發光現象顯然與正常的螢光或磷光反應不同,於是進一步的檢測就成了接下來非常重要的工作。

 

從顯微放大觀察球體結構後發現,其雕刻圖騰附近有填補過的痕跡,再從這填補處放大觀察可以看到樹脂與球體之間的色差以及許多小氣泡。了解這樣的結構關係後,再一次觀察測試它的“發光”效果時,可以留意到該樹脂填補處的亮度異常高於其它球體部位。

 

 

夜明珠仿造技術層出不窮

過去在市場中被稱為夜明珠的物件,多數是來自於本身具有強烈螢光反應的螢石,或是來自於被處理過的結果,例如藉由稀土元素(Eu)、(Dy)、(Nd)等的覆膜處理。

 

本案例物件的外表結構為方解石材質,從EDXRF分析得到表面主要化學成分為鈣Ca(98-99%),其它次要化學組成中未偵測有任何(Eu)、(Dy)、(Nd)等稀土元素,故知該球體的外表結構並不具發光特性,其發光源是來自被加工過的球體內部;筆者亦受理相同客戶的另一顆類似物件,其球體材質鑑定為硬玉材質,內部也是使用同樣的人工加工方式使其擁有發光特性。

近年來,隨著人們追求稀有寶石的熱情不減、以及商業交易多元的發展下,具有發光特性的寶石(或俗稱的夜明珠)也擁有它特殊的交易市場,其中當然也延伸出許多仿品與加工品。用科學的角度來看待具有發光特性材料的應用,無論取材自大自然的發光稀有元素,或是人工化學材料的使用,它可以藉由不同的變造方式來增加寶石的發光特性,即便是從結構體外表或內部。本文所使用的技術採用注入發光物質於寶石內部,再將處理後的洞口填補輔以刻紋修飾,讓寶石具有類似磷光反應的發光效果,這樣的處理方式有別於過去的處理發光球,是值得密切留意。

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