肉眼就能分辨真假蛋白石.doc

如何用肉眼就能分辨真假【蛋白石】的方法撰文：林豐田( GIC珠寶鑑定師證書 )全球寶石鑑定研習中心講師/鑑定師 桃園縣勞工局職訓中心珠寶職業課程講師前言蛋白石(Opal)的英文譯音為歐泊，英文名稱源於拉丁文Opalus，意思是集寶石之美於一身。在寶石界中，蛋白石還有一些其它的名稱，如閃閃雲、閃山雲，這是來源於澳洲的著名產地閃電嶺。蛋白石是寶石中顏色最為絢麗者，古羅馬自然科學家普林尼早就說過：蛋白石五彩繽紛，美不勝收。蛋白石也象徵希望和幸福，帶給配戴者愛情及永遠的快樂，它被國際珠寶界列為十月誕生石。在過去，蛋白石為皇戚貴族的寶石之一，平凡老百姓不能也無法擁有它，今日它之所以能夠轉化為大眾均能擁有的寶石，得歸功於在澳洲大量發現蛋白石礦。年澳洲政府將蛋白石訂為國石，也使得它成了澳洲繼無尾熊、袋鼠之後的另一個代表。以產量來計算，在全球二個主要蛋白石產地澳洲、墨西哥，及其它零星產地如巴西、美國、宏都拉斯中，有集中在澳洲，唯一能與之抗衡的，只有以火蛋白聞名的墨西哥還佔有一席之地。蛋白石的物理化學特性1. 英文名稱：Opal2. 化學成份：SiO2nH2O3. 結晶狀態：非晶質體4. 常見顏色：可出現各種體色，白色體色可稱為白蛋白，黑、深灰、藍、綠、棕色體色可稱為黑蛋白，橙、橙紅、紅色體色可稱為火蛋白5. 光澤：玻璃至樹脂光澤6. 解理：無7. 摩氏硬度：5-68. 密度：2.159. 光性特徵：均質體10. 多色性：無11. 折射率：1.45012. 雙折射率：無13. 紫外瑩光：黑色或白色體色：無至中等的白到淺藍色、綠色或黃色瑩光，可有磷光；火蛋白：無至中等綠褐色，可有磷光14. 吸收光譜：除綠色蛋白石660,470nm吸收線外，其他不特徵15. 放大檢查：色斑呈不規則片狀，邊界平坦且較糢糊，表面呈絲絹狀外觀16. 特殊性質：磷光性17. 特殊光學效應：變彩效應，貓眼效應(稀少)(圖一)從電子顯微鏡放大可見到蛋白石球狀微粒矽土結構蛋白石的形成原因蛋白石為含水量豐富的二氧化矽化合而成，它的硬度不高，約度，因此在保存或使用上較忌刮傷或乾燥，這些特性倒是與珍珠類似。根據研究，蛋白石形成於年至億年前，而要破壞一顆澳洲蛋白石則需加熱至攝氏度以上。蛋白石的價值以完整的礦石最值錢，它可以做成寶石或雕刻品等，比較特殊的狀況是，當它仍為熔融的二氧化矽液狀物時，可能與任何材質結合，如樹木或其它礦石等。蛋白石的最大特色是其變彩（Play of Color）。變彩是怎麼來的呢?在電子顯微鏡下，可看到蛋白石的結構是由整片的球狀微粒矽土排列構成的(見圖一)，如果此片區域的微粒矽土的大小相同，則會產生光的繞射現象，就構成了蛋白石的變彩，若是球狀微粒的大小不一，就無彩斑產生；而當整片球狀微粒的大小一致時，顆粒的大小就決定了能通過這片區域的光之波長，也就是彩斑的顏色。在光線的照射下，可看見蛋白石上，紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫，七彩的變彩色斑，這是其他任何寶石均無的寶石效應，也使得蛋白石愛好者稱其為最美麗的寶石。蛋白石的主要成份為球狀的非晶質體(amorphous)二氧化矽(silica, SiO2)，內部含約10%的水，所以硬度較其他寶石差，而且不耐高熱。在顯微鏡下，結晶蛋白石呈週期性的六角(hexagonal)晶格排列，具有光子能帶結構，因此是自然界的光子晶體。二氧化矽的折射率在可見光波段為1.5，尚不足以形成絕對能隙。當二氧化矽球的直徑為138 nm時，垂直入射的能隙落在紫光區，蛋白石因發出紫色光澤，隨著二氧化矽球直徑的增加，能隙漸漸偏向紅光區。除了二氧化矽球大小之外，能隙範圍也會隨著入射角度而變，再加上大多數蛋白石都是由大小、方向不一的光子晶粒所組成的光子多晶系(photonic poly-crystals)，反射光因而呈現迷人的繽紛色彩。(圖二)吉爾森合成蛋白石幾乎每個區域都有彩斑蛋白石的品種具有變彩的蛋白石，其色澤可分為兩部份來討論，首先是其本體色，其次是變彩彩斑（Play of Color），而其價值高低也是依這兩部份來評斷。蛋白石的本體色，較常見的為白色，黑色，橘紅色，透明無色幾種。1白色的蛋白石是市面上較為普遍的，而若白蛋白上沒有彩斑，則稱為波次蛋白石（Potch），比較沒有商業價值。2黑色蛋白石通常被認為較貴重，因為其上的變彩在黑色的本體色襯托之下，顯得份外亮麗，但通常，所謂的黑色蛋白石並不必得呈墨黑色，只要本體色呈深色，一般也都歸類為黑蛋白。3橘紅色的蛋白石稱為火蛋白（Fire Opal），主要產於墨西哥，因其氧化鐵含量的多寡，使得顏色呈現深紅色至淺黃色的不同色調。4本體色為透明的蛋白石稱為透明蛋白石（Crystal Opal），若具有亮麗的變彩，也是相當受人喜愛的蛋白石品種而墨西哥所產的透明蛋白石，其本體色特別澄透，被稱為水蛋白（Water Opal）。(圖三)吉爾森合成蛋白石表面的蜥蜴皮結構如何用肉眼就能分辨出真假蛋白石的方法筆者根據理論與實務經驗，針對市面上所出現的合成蛋白石及其仿製品與與優化處理、拼合等方法，教導消費者如何用肉眼來鑑別真假蛋白石的方法，逐一為您解開其中的堂奧。1吉爾森合成蛋白石：其基本成份與原理，和天然蛋白石相同，也是在其結構中，藉仿製天然蛋白石的微粒狀矽土以產生變彩，只是其組成內沒有水分，也因此不須擔心水分失去後，可能會造成的質變。從外形上來看，吉爾森蛋白石的變彩相當亮麗，甚至遠超過一般蛋白石，但仔細觀察，就能用肉眼將之區別開來。(1)只要從不同方向觀察，會發現吉爾森合成蛋白石在每一塊區域上都會有彩斑，而且彩斑的形狀雖然是不規則的，但不會有特別大或特別小的區塊，天然蛋白石要想在每塊區域都有彩斑，其等級可是相當高，相當昂貴的，而且，彩斑的大小也很少像吉爾森蛋白石那樣一致。 (見圖二)(圖四)合成火蛋白(2)吉爾森蛋白石色斑結構很特殊，斑塊界線分明邊緣呈鋸齒狀進而產生一種鑲嵌狀的感覺稱為蜥蜴皮結構(見圖三)；而合成火蛋白可見到苔蘚狀多棱的包裹體(見圖四)。2斯洛克姆石：這種乍看起來極像，其質地是一種特殊的玻璃，放入長條狀或片狀的閃光物質，使其模仿蛋白石變彩的閃光效應，但斯洛克姆石無法仿製出如吉爾森蛋白石的變彩區塊。要分辨斯洛克姆石和天然蛋白石，放大觀察我們會發現到斯洛克姆石這些彩片具有固定不變的界限，邊緣相對整齊，它缺少天然蛋白石的結構特徵，更像一片片皺起的有色金屬片，並可見到氣泡(見圖五)。(圖五)斯洛克姆石3拼合石：在收購蛋白石時除了應該注意是否為合成品也該注意是否有夾層處理？較常見的優化處理拼合石，有分二層石和三層石兩種(Doublet or Triplet)。所謂的二層石，是將一片薄的蛋白石貼在另一材料的底托上，此底托通常選用黑色的瑪瑙，因其硬度夠，且上層的蛋白石在黑色的背景襯托之下，更能見其變彩。三層石則是在蛋白石層上，再加一層水晶，以做保護之用，若用放大鏡觀察，常可在水晶與蛋白石之間發現被擠壓的氣泡。(圖六)三層拼合石我們要分辨是否為拼合石，要用強頂光放大檢查，可看到接縫中有球形或扁平狀氣泡，如果是三層石，從側面看其頂部不顯變彩，折射率高於蛋白石，也會看到接縫。(見圖六)拼合石的價格比起原本的蛋白石低得多，且又有底托及上層水晶的保護，很適宜用做首飾。(圖七)糖酸處理蛋白石4糖酸處理：還有另外一種優化處理的方法，由於黑蛋白石的市場價值高，因此也曾出現以加工法使其變黑，以增加其價值性，稱之為糖化處理Sugar Treated Matrix，它利用硫酸與糖的化學反應而產生黑色，澳洲的安達莫卡蛋白石(Andamooka Opal)，其優化處理仿照了黑瑪瑙的染色處理方式。安達莫卡蛋白石本身是多孔隙的岩片，而被蛋白石成份侵入，造成隱約可見的蛋白光，但其本體色不夠深，不能將蛋白石的變彩強烈地表現出來，因此其優化處理的目的便是將其染黑，使其更美觀。開始的步驟先將安達莫卡蛋白石浸入温糖水中，之後風乾，使糖份進入母岩孔隙；再將母岩置入硫酸中，糖的化學式是C6H12O6，碰到硫酸後會脫水，只剩下黑色碳粒(C)，如此便將母岩染黑了。我們放大觀察會發現色斑呈破碎小塊，並局限在蛋白石的表面，結構為粒狀，可見小黑點狀碳質染劑在隙縫中聚集(見圖七)。維護保養蛋白石應注意事