研究消息

散发难闻气味的珍珠


图 1:提交进行常规鉴定的两颗珍珠的外观(侧坐及沿钻孔方向)。

简介

两颗珍珠被提交至 GIA 曼谷鉴定所进行常规宝石鉴定(图 1),接洽这项工作的宝石学家发现了它们的一个内部秘密,因此,这项工作很快变得既有趣而又让人略感不适。本文详细介绍了所用程序,以及哪些特征令这两颗珍珠从平时检测的普通珍珠中脱颖而出。

珍珠

两颗珍珠的形状都属半巴洛克,一颗更像水滴形状,另一颗看起来更像一个扁平的椭圆。提交时,前者重 20.28 克拉,后者重 18.65 克拉。20.28 克拉的珍珠颜色为银色,较小的那颗颜色为奶油色。每颗珍珠的光泽都很不错,但后来证明这是经大力磨光得到改善,借助显微镜可清楚地看出来。关于其结构的第一个细微线索是,珍珠相对于其尺寸的重量估计。相较于尺寸,这两颗珍珠都感觉偏轻,尤其是银色的珍珠,其外形就很像一颗内部可能空心的珍珠。

珍珠测试程序

提交给 GIA 的所有珍珠都会经过测试,旨在为确信地出具最终报告提供具体数据。有些程序适用于所有珍珠,有些程序只用于有此需求的珍珠。适用于所有珍珠的标准程序包括放射显微成像——了解内部结构,以及能量色散 X 射线荧光 (EDXRF) 光谱仪——揭示表面和近表面的化学性质。后一测试提供的信息可以用于区分海水珍珠和淡水珍珠。检测白色或奶油色以外的其他体色的珍珠还需使用其他测试来提供颜色成因信息,因为珍珠的颜色可以由软体动物自然产生,也可在珍珠形成之后,通过染色、辐射、漂白或不太常用的涂层等人工处理形成。

对两颗珍珠进行分析及珍珠的反应

在实验室条件下执行上述程序检测珍珠时,无论使用什么方法,通常都没有任何负面反应。因此,分析完银色珍珠欲将其取出时,抬起 EDXRF 光谱仪的盖子却看到一片非常陌生的图景,这实在相当怪异。我们看到的不是一颗未受影响的珍珠等待从分析阶段撤走,而是一颗又湿又脏的珍珠,而且非常明显,不像是分析前放进去的那颗干净珍珠。什么东西可能导致这种反应?要回答这个问题,有必要向不熟悉 EDXRF 方法的人说明一下,对于钙和锰等轻元素,必须确保样品分析室为真空环境才能获得准确的结果。因此引起了珍珠的这种反应,表明其内部结构相当混乱。但混乱只是冰山一角,因为它还伴随着一股相当难闻并持久的气味!

如果这还不够的话,当天晚些时候,将 18.65 克拉的珍珠放入样品室时,宝石学家们也在等待类似的反应。然而,这次的反应有些不同,如图 2 所示,这颗珍珠的渗出物不是以液体形式出现,而更像是凝结在表面。这在图 3 中表现得更加明显,图 3 显示有一种凝固的棕色物质明显堵住了钻孔。

 

图 2:EDXRF 样品舱内 18.65 克拉珍珠在分析后呈现的外观 。

虽然对 EDXRF 的真空环境反应异常,但光谱采集是成功的,并且得到了海水珍珠的典型数据。从珍珠的外观来看,这是最有可能的结果,但鉴定所的制度规定,即使“已知”珍珠的某种原产地(海水或淡水),但不进行测试就接受这一“事实”是不够的。因此,必须对每一颗珍珠,以及包含多颗珍珠的珠宝中随机抽取的样品进行分析。

 

图 3:对珍珠进行分析后,棕色材料堵塞并盖住了这颗 18.65 克拉珍珠的珠孔。放大 12 倍。

使用 Rensishaw InVia Raman 显微镜的 514 nm 激光对棕色材料(图 4)进一步分析,没有得到可以用来最终确定这一材料的信息。但由于两颗珍珠的臭气性质肯定是有机物,因此,这个结果并不意外。许多有机材料,包括珍珠的常见成分硬蛋白质,都不会产生可用的拉曼光谱。

仔细清洁珍珠使其恢复之前的光泽是一个必要步骤,但在此之前,我们先进行了放射显微成像分析,观察其内部结构。这是鉴定所有珍珠的关键一步。考虑到两颗珍珠在化学研究过程中的反应,而且较大的那颗珍珠为银色(这是许多空心珍珠的典型颜色),几乎可以肯定,每颗珍珠都有内部空洞/洞痕。剩下的唯一疑问在于珍珠的大小和特征的形成,以及它们能否证明这些珍珠是天然的还是以某种方式养殖的。结果非常有趣。

 

图 3:堵塞并盖住 18.65 克拉珍珠珠孔的棕色材料特写。放大 21 倍。

首先检测了银色珍珠,立即发现其内部有一个很大的孔洞,而且孔洞的形状与珍珠的实际形状非常类似(图 5)。多年的经验表明,基本上,大珍珠中的大孔洞往往与珍珠的形状相似,且常见于形状为半巴洛克至巴洛克的珍珠,是天然珍珠的一个典型特征(Kennedy(肯尼迪),1998 年)。另外两个方向的放射显微成像图(图 6 和图 7)显示了较大的三维洞痕结构,以及洞痕区域中显而易见的同心结构区,这足以让我们得出结论:有机臭气以及形成这一特殊珍珠的刺激物更可能是有机物,而且是偶然现象。因此,GIA 证书上的结论是“天然空心珍珠”。

事实证明,较小的那颗珍珠的内部结构也很有趣(图 8)。但这颗珍珠的原产地更具争议性,因此,根据操作 X 射线仪器的宝石学家的经验,为了提供足够的视觉线索以便得出结论,显然还需要其他方向的图像,因此将珍珠移动至五个不同位置
 

图 5:放射显微成像显示,内部孔洞较大,有一些朝向外部边缘的结构内壁。
图 6:90° 到第一个方向上的放射显微成像
Figure 7: Microradiograph taken in the third direction (down the drill‐hole). The drill‐hole is the small black circle towards the center.
图 8-12 可在以上图库中找到。

并对每一位置进行了仔细的放射显微成像分析,提供有用的图像供宝石学家得出结论。显微 这颗珍珠和之前那颗珍珠有明显的结构差异:孔洞的大小、孔洞的形状/轮廓,其次是孔洞的内部结构。虽然孔洞的内部特征可能有很大差异,但首先要关注的是孔洞的整体形状和大小。不同于之前那颗珍珠,这颗珍珠的孔洞轮廓更不规则,所占面积更小,看起来更具无核养殖珍珠的特征,虽然尺寸较大,但其品种可能是业内通常所说的“克旭珠”。虽然它具有与第一颗珍珠类似(但并不完全相同)的有机臭气,但这颗珍珠完全不同,因此,GIA 出具的是无核养殖珍珠的证书。

总结

提交进行常规鉴定的两颗珍珠非常有趣,结果比想象的更有意思。在常规化学分析过程中发现,两颗珍珠均为空心,并且对 EDXRF 光谱仪样品室的真空条件有负面反应。这是提交鉴定的珍珠中第一次出现这样的反应,也表明某些材料的宝石学分析过程中可能发生惊喜。虽然业内以前也遇到过某些释放难闻气味的珍珠(作者不详,1982 年),但都是在钻孔/加工过程中,内部孔洞被打破并接触到那些元素时才散发出来的。在常规测试中产生有机成分,刺激了执行鉴定的宝石学家的嗅觉,这两颗珍珠是我们所知的第一例。

Kennedy, S. J.(肯尼迪 , S. J.),(1998 年)Pearl identification(《珍珠鉴定》),Australian Gemmologist(《澳洲宝石学家》),第 20 卷,第 1 期,第 2‐19 页
作者不详, (1982 年)Gem Tade Lab Notes: Unusual natural pearl (《宝石业实验室笔记:非同寻常的天然珍珠》),Gems & Gemology(《宝石与宝石学》),第 18 卷,第 2 期,第 105 页

Farn, A. E.(法恩,A.E.),(1986 年),Pearls: Natural, Cultured and Imitation(《珍珠:天然珍珠、养殖珍珠及仿品》),巴特沃思出版公司 (Butterworths)。
Strack, E.(斯特拉克, E.),(2006 年),Pearls(《珍珠》),Ruhle‐Deibener‐Verlag 出版公司。