陸太進
為加快提升珠寶行業科研的整體實力，保證科研工作持續和協調發展，充分發揮科學研究在推動行業發展方面的作用，結合本行業科研工作發展實際情況，我們提出了壹些科研發展規劃的設想，以明確發展的目標、方向和重點，促進科研工作長期、持續、穩定地發展。
1.行業科研發展規劃
1.1 科研發展規劃的基本原則
科研發展的基本原則是：“強化創新、突出特色、發揮優勢、整體推進、服務行業”，以技術創新為動力，以科研投入為保障，以成果獎勵為導向，樹立成果意識，推動科研工作的持續、協調發展。
1.2 科研發展規劃的主要目標
科研發展規劃的主要目標是推進我國科研工作的全面發展。
（1）加強基礎理論研究。對我國特有資源及主要市場的珠寶玉石進行詳細、系統的基礎礦物學、巖石學、寶石學研究，爭取在基礎理論研究上有所創新和突破，在實際鑒定、評級及生產上找出明確、科學的實用方法和指標。對國際上主要寶石的研究和鑒定，在基礎研究方面力爭快速趕上國際頂級研究機構水平，在應用研究上積極創新，達到先進水平。
（2）加強應用研究。加強“產、學、研”相結合，解決珠寶企業、珠寶檢測中面臨的疑難技術問題。
（3）加強科研人員和隊伍建設。建立壹支基礎研究和應用研究相結合、老中青相結合、以解決行業內實際問題為主要任務的科研隊伍，對具我國國情的重點科研難題進行攻關研究。
（4）加強科技交流與合作。定期或不定期舉辦全國性和國際性學術交流會、專題研討會，采用“請進來”和“走出去”的方法，加強科研人員之間，特別是年輕科研人員與國際同行交流的機會。
圖7-1-6 激光拉曼顯微鏡檢測鉆石
2.寶玉石專項研究
2.1 鉆石研究
2008年全球金融危機使鉆石的銷售在美國、日本、歐洲等國急劇下降，鉆石鑒定等相關研究也幾乎停滯不前。與此相反，由於中國等東方市場的經濟保持增長，鉆石的需求穩定，西方鉆石商家紛紛積極在中國推銷鉆石產品，並推出了壹些面向中國鉆石消費者的產品和行銷策劃。鑒於中國鉆石消費者對鉆石的知識、特別是對各類處理及使用高科技技術處理、優化、或標誌的鉆石認識欠缺，國家珠寶玉石質量監督檢驗中心開展了對高溫高壓處理鉆石、輻照處理鉆石、高科技新型鍍膜處理鉆石以及鉆石表面各類人工印記的詳細研究並取得了可喜的階段性成果。部分成果發表在國內相關專業雜誌和學術論文集中。
考慮到國際鉆石分級的趨勢和發展，配合《鉆石分級》國家標準的修訂工作，國家珠寶玉石質量監督檢驗中心和中國地質大學（武漢）珠寶學院近年來開展了對鉆石切工質量定量評價的研究。對國際流行的鉆石全面切工質量分級系統進行了詳細的比較分析和計算。對鉆石切割對稱性及美學等也進行了基礎研究。其部分成果為《鉆石分級》國家標準的修訂提供了技術支持。
近年來壹些鉆石首飾中遇到混雜合成碳化矽或合成鉆石的情況，國家珠寶玉石質量監督檢驗中心和廣東省珠寶玉石及貴金屬檢測中心等開展了鑒定研究，並及時將研究成果向國內外同行介紹和信息交流。
國土資源部珠寶玉石首飾管理中心和中山大學地球科學系***同申請的國家公益性行業科研項目“金伯利進程框架下鉆石產地來源及其指紋特征研究”2008年底獲得批準，2009年已全面展開研究工作。
2.2 彩色寶石研究
（1）紅藍寶石研究
目前，我國紅藍寶石的年消費額僅占珠寶消費總額的1%～2%，而在紅藍寶石市場發展成熟的歐美國家，紅藍寶石的市場份額能占到珠寶消費總額的5%～10%，這說明中國的紅藍寶石市場還有巨大的發展潛力。但現在的情況是，市場中紅藍寶石品質良莠不齊，價格差異較大，消費者對紅藍寶石市場信心不足。我國的紅藍寶石分級國家標準已完成立項申請工作，國家珠寶玉石質量監督檢驗中心對泰國紅藍寶石分級標準進行了考察和分析，與泰國寶石學院進行了互訪交流，獲得了有關紅藍寶石的大量寶貴資料。深圳市興中泰寶石有限公司對紅寶石質量評價的企業標準進行了研制，參與了與國內外有關鑒定單位和學者的討論。國家珠寶玉石質量監督檢驗中心還就紅藍寶石的產地特征鑒定等與瑞士古柏林寶石實驗室進行了詳細交流和探討。目前正在收集產地明確的各類紅藍寶石樣品以逐步建立不同產地成因紅藍寶石寶石學特征數據庫。實驗室鑒定方面，與熱處理、鈹擴散高溫熱處理、各類充填處理紅藍寶石的鑒定特征研究正在進行中，紅寶石裂隙充填物的發光特征研究取得部分成果。
（2）紅色長石的研究
近二三年來，在國內外珠寶市場上出現了壹種紅色透明長石，其天然成因引起了廣泛的爭議。對內蒙古固陽中長石及市場上出現的紅色長石是否是天然成因這壹問題，國檢中心實驗室、中國地質大學、同濟大學等單位對內蒙古固陽中長石的寶石學特征及各類紅色長石的形態學、“巖石學”和寶石學特征進行了詳細研究。
通過詳細分析該長石的化學成分、微量元素、各類光譜學特征以及長石外表殘留物等宏觀和微觀特征，認為該紅色長石樣品屬於中長石；與黃色長石樣品相比，其化學成分中Cu的質量分數遠遠高於黃色長石中的同類含量，而其他微量元素的質量分數則無明顯的差別，故認為Cu可能與其呈紅色有關；紫外－可見吸收光譜結果顯示，該紅色長石樣品在可見光區的吸收帶主要位於566納米處，推測其可能與Cu對可見光的吸收有關。
應用傳統的巖石學研究方法，通過對長石原生圍巖及其殘留物（礦物）的研究，發現其圍巖的原巖為中酸性侵入巖，圍巖中含有玻璃和氣孔，圍巖和長石表面的殘留物中含有大量的銅元素和鐵元素。研究表明：圍巖是經過了後期人為的高溫燒結作用，部分暗色礦物和外來物質（助溶劑）在燒結過程形成為玻璃，並產生大量的氣泡。進壹步測試揭示了部分所收集的紅色長石原石標本是經過高溫擴散處理過程。雖然碳酸鹽巖中的紅色長石具巖石學上天然次生成因的壹些特征，但需要進行詳細的實地地質調研等進壹步工作，以確認是否存在天然紅色的長石。
（3）碧璽充填研究
碧璽以其艷麗的顏色和豐富的色彩受到越來越多人的歡迎，價格也逐步上升，因此，碧璽的仿制品也逐漸多了起來。近期，市場上發現了壹種新型的碧璽仿制品，即壹種含有Er和Pb元素的稀土玻璃，其外觀顏色與天然碧璽的極其相似，還發現多種裂隙充填處理的碧璽。為此珠寶檢測單位正在開展找出鑒定特征的研究，且取得部分成果。
（4）祖母綠的研究
目前市場上絕大部分的祖母綠都經過了凈度改善，人們已逐漸接受這種處理方法，但都認為應該有合適的方式進行揭示。有關祖母綠充填物的討論向來是珠寶學術界和祖母綠貿易中的課題和難題，能否準確區分各種充填物是最核心的問題。有關祖母綠充填物的性質特征以及充填祖母綠的耐久性測試國外已做過較詳細的研究，但實際鑒定中仍面臨很多來自技術原因等多方面的挑戰。結合目前祖母綠市場現狀，國檢中心實驗室正對祖母綠充填物的分類和鑒定特征進行系統分析研究，尋求更可行有效的鑒定方法。研究總結了目前市場上常見的祖母綠充填物，進行分類並提供有效的實驗室鑒定方法。最新成果發現除“閃光”效應和紅外光譜特征外，發光特征對於區分祖母綠充填物、研究充填物的分布情況和充填程度也是壹種有效的檢測方法。結合放大檢查和紅外光譜能確定絕大部分的祖母綠充填物類型。但當充填物紅外光譜峰值不明顯時，需結合發光特征，顯微觀察充填物特征進行綜合判斷。目前這項工作正在積極進行中。另外，國內學者也繼續對雲南產祖母綠的地質學、礦物學、寶石學特征進行研究。
2.3 玉石研究
（1）翡翠的研究
翡翠的研究壹直是珠寶科研中的熱點。巖石學家、礦物學家、寶石學家和珠寶評估專家等對翡翠的化學礦物組成、結構特征、顏色成因、品質分級、評估等進行了詳細研究。在前幾年研究基礎上，我國香港翡翠專家歐陽秋眉女士對三種黑色翡翠（烏雞種硬玉質、墨翠綠輝石質翡翠、鈉鉻輝石質翡翠）從化學分析、礦物組成、薄片觀察、微量元素、巖石結構特征、寶石學特征等方面進行了研究並討論了可能的歸屬問題。中國地質大學（北京）珠寶學院、北京大學的學者對翡翠的結構特征開展了進壹步工作。依據其形成階段及巖相學特征將緬甸硬玉巖的結構分為三大類：原生結構、變形變質結構及後生充填結構。依據各大類結構的具體特征作了進壹步分類，對每壹結構進行了詳細的描述，並對每種結構的寶石學意義進行了討論。變形變質作用是翡翠形成必不可少的條件，指出多期、多階段性和變形機制因硬玉巖所處的位置不同而出現明顯差異，從而導致翡翠具有獨特的場口特征。
近幾年來，國家珠寶玉石質量監督檢驗中心壹直致力於《翡翠分級》國家標準的研究工作。2009年6月，國家標準《翡翠分級》（GB/T 23885-2009）的已頒布實施。翡翠分級實物標準樣品正在研制過程中。
多年來，我國珠寶科研人員不斷地對合成翡翠進行實驗探索，為解析翡翠的成礦條件提供依據，但進展不大。
圖7-1-7和田玉科研項目合作簽約儀式
（2）和田玉真假皮色研究項目
近年來和田玉天然色皮遭遇各種各樣仿真處理技術的嚴峻挑戰。面對市場上出現的各種各樣、以假亂真的假皮，如何快速準確鑒定，不僅是珠寶企業進貨時面臨的難題，也是鑒定機構面臨的技術難題。因此，研究和田玉天然色皮的礦物學特征及其形成機理，找出和田玉天然色皮與假皮診斷性特征和技術指標，是珠寶業界急需解決的研究課題。為此，2009年8月，國檢中心與和玉緣公司進行科研合作，啟動了和田玉真假皮色鑒定特征的研究項目，也開啟了我國珠寶界“研企合作”的新模式。
（3）田黃的研究
多年來，我國珠寶科研人員對真假田黃鑒定特征的研究做了不少工作。近年，中國地質大學及北京大學學者采用X射線粉末衍射儀、掃描電子顯微鏡（配能譜儀）、紅外光譜儀分別對產自福建省壽山溪流域的田黃樣品的基體、“蘿蔔絲紋”、風化皮部分的礦物組成及其微形貌特征進行了初步研究。結果發現，田黃樣品主要由高嶺石族礦物中的地開石與珍珠陶石組成，有的樣品中還含有少量的伊利石與石英，其中在基體與“蘿蔔絲紋”部分中未發現高嶺石的存在，而在風化皮中則發現有高嶺石。田黃基體中高嶺石族礦物的晶體顆粒大小不等，結晶程度不同。有的“蘿蔔絲紋”與基體的交界處存在壹定界限。風化皮中的高嶺石族礦物由於水巖反應以及外力作用已失去了具體晶形，但在其表面凹坑中高嶺石族礦物仍保持完好的結晶形態。田黃的基礎礦物學研究還有待進壹步加強，真假田黃的鑒定研究仍是壹個繼續的課題。
（4）“黃龍玉”的調研
在中國雲南省西部邊陲與緬甸接壤的保山市龍陵縣龍新鄉壹帶，於2004年人們發現了壹種玉石品種——黃色石英質巖石。以前，人們稱這種玉石為“龍心石”，現因其顏色與產地而俗稱為“黃龍玉”。2009年11月，國家珠寶玉石質量監督檢驗中心應邀與雲南省質檢等單位組成聯合調研組，先後到“黃龍玉”礦山及成品和毛料交易市場進行了實地調研。
圖7-1-8 雲南龍陵產黃色石英質巖石
（俗稱“黃龍玉”）
龍陵縣人民政府負責人表示將積極配合國檢中心做好黃龍玉基礎性研究工作，全面做好人才培訓工作，為龍陵縣黃龍玉產業的發展提供技術人才，並希望“黃龍玉”作為壹種新的天然玉石列入國家標準。
2.4 琥珀鑒定的研究
琥珀是壹種成分復雜的天然有機物混合物，而且不同地區、不同樹種、不同年代的琥珀在成分上也會有很大程度的差別。近年來，各式各樣的天然、優化及處理的琥珀在市場上出現給鑒定提出了新的挑戰。如在琥珀的加工過程中經常會引入壹些外來物質，如拋光表面亮光膜、黏合劑等，這些都會使琥珀的常規鑒定參數發生偏移。用高壓釜多過程熱處理而成的“綠色琥珀”的鑒定，用傳統顯微鏡或者常規儀器檢測的方法時，其準確度非常低。為此國家珠寶玉石質量監督檢驗中心對各類琥珀的紅外吸收光譜進行了系統檢測，走訪了從事琥珀處理的廠商，在樣品的采集及測試方法上也進行了研究，找出了用紅外吸收光譜來鑒定處理琥珀的指標。同時，為解析琥珀處理前後的分子結構可能發生的變化，與國內外有關專家進行了技術交流和探討，部分成果需進壹步驗證以便推廣。
3.檢測技術方法研究
珠寶的檢測技術主要為各類圖像及光譜無損檢測方法。近幾年，國外在珠寶檢測方法上的研究主要局限於儀器的自動化改良上，而在基本原理方法等研究上進展很少。最近幾年，我國在積極利用和學習先進的大型無損檢測儀器的同時，積極開發自主創新用於珠寶界的新型儀器和設備。其中，珍珠自動化分選設備的成功研制、光學相幹層析技術（O CT）觀察測量珍珠層厚度和缺陷儀器的開發成功，標誌著我國在圖像類珠寶無損檢測儀器領域取得了領先成果。
3.1 珍珠自動化分選設備的成功研制
2009年1月17日，東方神州集團舉辦“珍珠自動化分選設備研制成功、萬畝珍珠立體化生態養殖基地建成新聞發布會”，宣布自動化分選設備研制成功。
珍珠自動化分選設備是經過該公司三年努力自主研發的，壹組針對6～12毫米規格淡水珍珠的不同光潔度、形狀、光澤度、顏色等指標進行自動分選的設備，自動分選速度達到1顆/秒，第二階段指標分選準確率不低於95%。每次設備故障處理時間不大於4小時（采用備件制）。並且整機要求用電腦自動化控制，分選層次可人工分段設定，操作簡便，性能穩定可靠，使用壽命達到5年以上。
以9毫米珍珠分選為例。每小時加工量4.06千克，8小時工作分選32.48千克，年生產300天單班生產可分選10噸。這將改變以往珍珠行業人工密集型狀況，大大減少企業的用工成本，提高工作效率。
珍珠自動化分選設備的成功研制，將使我國珍珠加工進入機械化時代，是珍珠業具有裏程碑意義的現代化產業革命。另壹方面，機械化分選檢測的標準印證了國家珍珠實物標樣出臺的意義，結束了國內、國際珍珠終端消費領域無法評判質量價值的歷史。
3.2 光學相幹層析無損成像儀（OCT）的成功研制
光學相幹層析成像儀（O CT）最初應用在生物醫學領域，是壹種新型的診斷病變的無損圖像技術。2006年初，國家珠寶玉石質量監督檢驗中心、清華大學深圳研究生院、深圳莫廷影像技術有限公司開始合作，率先將O CT引入珠寶領域，並開發出全世界第壹臺近紅外珍珠無損成像檢測儀。經過4代樣機的發展，2009年生產的O SG-1000Ⅰ、II型光學相幹層析儀，分辨力達到0.015毫米，理論測量範圍分別為0.06～2.5毫米和0.06～5.5毫米。但根據所測寶石品種的不同，實際測量深度不等。
圖7-1-9 OSG-1000Ⅱ珍珠分級儀器
圖7-1-10 OCT用於珍珠珠層測厚的成像圖
與其他珠層測厚方法相比，光學相幹層析技術具有圖像清晰直觀，無輻射，測量珠層厚度快速、準確、無損、安全等優勢。光學相幹層析成像技術（O CT）是壹種對物體進行層析成像的新技術。作為壹種高分辨率成像的無損檢測手段，O CT可用來鑒別真假珍珠、區別海水有核珍珠與淡水無核珍珠、測定珍珠層厚度，並可用於探討珍珠生長動力學規律，具有較廣闊的應用前景。
3.3 其他無損圖像類技術的開發和應用
近年來，國內外珠寶玉石市場上出現了多種表面處理或優化過的商品，如多層表面鍍膜、無機染色、離子註入改色、人工印記等。傳統的寶石顯微鏡由於其放大倍率及分辨力的局限已不能有效地觀察到此類局部經處理過的珠寶材料表面的微細鑒定特征。為此，我國珠寶科技工作者正積極開拓高倍率、高分辨力顯微鏡在珠寶檢測中的應用。如使用微分幹涉顯微鏡觀測天然和合成珠寶表面生長、溶蝕、變形的微觀形貌特征，找出切磨寶石表面覆膜、染色等處理特征；觀察切磨寶石各類表面脈理和人工印記特征等。高倍率、高分辨力顯微鏡在珠寶研究和鑒定中的應用研究將有利於我們解決珠寶鑒定中的壹些難題。
另外，遼寧丹東市寶協正試圖將成熟的X射線檢測技術應用到珠寶檢測領域，開發的X射線珠寶鑒別儀使大型無損檢測儀器小型化、智能化。國內珠寶檢測機構近年來對壹些操作便利的光譜類儀器，如光纖光譜儀、攜帶式紅外光譜、拉曼散亂光譜儀進行了開發性應用研究，取得了壹些實效性成果。在貴金屬首飾檢測中，國家首飾質量監督檢驗中心開展了鉑釕合金標樣的研制等研究。國檢中心開展了中低檔貴金屬首飾中可能存在的有害元素如何檢測的探討研究。