微区 X 射线荧光光谱法在宝石学中的应用——第三部分：对耳环上的珍珠进行无损元素分析

XGT-9000 （图2）是一款能量色散X射线荧光显微镜（micro-XRF），采用微光斑上照射，并配备电动XYZ平台。微光斑设计便于对特定表面进行成像，例如珍珠的球形表面或珠宝上的小宝石，无需将其与周围装饰部件分离。电动XYZ平台可同时分析样品盘上的多颗珍珠。

我们准备了两款不同的珍珠耳环。一款是带有鉴定证书的著名海水珍珠耳环（下文称为耳环A）。另一款是仿珍珠耳环（下文称为耳环B）。我们没有拆卸或移除耳环的任何部件。

研究人员将两只耳环同时放置在样品架上。分析在“部分真空”条件下进行，即用一层薄膜将光学系统（真空环境）和样品室（常温环境）隔开。与完全真空条件相比，部分真空条件有助于减少珍珠珍珠层中珍珠质的水分流失。此外，珍珠的珍珠层中含有文石（CaCO3）晶体结构[6]，这种结构可能会导致X射线衍射，从而对光谱中的荧光X射线峰产生不必要的干扰。因此，研究人员在分析过程中使用了初级X射线滤光片来减少这种不必要的干扰。详细的分析条件如图3所示。

图 3a 显示了海水珍珠耳环 A 的照片和 X 射线荧光光谱图。光谱图显示出明显的钙 (Ca) 峰，钙是珍珠的主要成分。研究人员也检测到了锶 (Sr) 峰，但未检测到明显的锰 (Mn) 峰。该结果与文献 [3, 4] 中报道的同类型海水珍珠的成分趋势一致。

图 3b 显示了仿珍珠耳环 B 的照片和 X 射线荧光光谱图。光谱图中铅 (Pb) 的峰值很高，这在珍珠中并不常见，尽管也检测到了钙 (Ca)、锰 (Mn) 和锶 (Sr) 的微弱峰值。铅的存在与文献 [7] 中报道的仿珍珠可能使用的材料成分一致。

因此，即使不移除装饰部分，使用 HORIBA 的微型 XRF XGT-9000 进行元素分析，也能在 30 秒内显示真海水珍珠耳环和仿珍珠耳环之间的元素差异。

[1] 美国宝石学院，“珍珠宝石 | 珍珠石 | 珍珠宝石”，GIA.edu。[在线]。网址：https://www.gia.edu/pearl（2024 年 7 月 19 日访问）。

[2] M. Manutchehr-Danai，《宝石与宝石学词典》，柏林，海德堡：施普林格出版社，2009 年。

[3] C. Zhou、E. Yazawa 和 M. Dragone，“具有非典型珠核的大型淡水养殖珍珠”，宝石与宝石学，第 60 卷，第 1 期，2024 年春季。

[4] K. Wada 和 T. Fujinuki，“控制珍珠中微量元素含量的因素”，日本宝石学会杂志，第 1 卷。 13、没有。 1-4，第 3-12 页，1988 年。

[5] HORIBA，“用于法医学珍珠鉴定的X射线显微分析”，HORIBA XGT应用说明，XGT-07。[在线]。网址：https://www.horiba.com/int/scientific/applications/others/pages/x-ray-micro-analysis-for-pearl-characterisation-in-forensic-science/（访问日期：2024年7月19日）

[6] R. Ozaki、K. Kikumoto、M. Takagaki、K. Kadowaki 和 K. Odawara，“珍珠的结构颜色”，科学报告，卷。 11、没有。 1，第 15445 条，2021 年。

[7] J. Hanano、M. Wildman 和 PG Yurkiewicz，“马略卡仿珍珠”，宝石与宝石学，第 26 卷，第 3 期，1990 年秋季。

应用案例 XGT37 (2025)