珠宝行业科学研究的进展
为提高珠宝行业科研整体实力，保证科研持续协调发展，充分发挥科研对行业发展的推动作用，结合本行业科研发展的实际情况，提出科研发展规划思路，明确发展目标、方向和重点，促进科研长期持续稳定发展。
1.行业科研发展规划
1.1科研发展规划的基本原则
科研发展的基本原则是:“强化创新，突出特色，发挥优势，带动产业整体”，以技术创新为动力，以科研投入为保障，以成果奖励为导向，树立成果意识，促进科研工作持续协调发展。
1.2科研发展规划的主要目标
科研发展规划的主要目标是促进我国科学研究的全面发展。
(1)加强基础理论研究。对我国具有独特资源和主要市场的珠宝玉石进行详细、系统的基础矿物学、岩石学和宝石学研究，在基础理论研究上有所创新和突破，在实际鉴定、评级和生产中找到清晰、科学、实用的方法和指标。国际重大宝石的研究鉴定，在基础研究上力争赶超国际顶尖研究机构水平，在应用研究上积极创新，达到先进水平。
(2)加强应用研究。加强“产、学、研”结合，解决珠宝企业和珠宝检测面临的技术难题。
(3)加强科研人员和队伍建设。建立基础研究与应用研究相结合、老中青相结合、以解决行业实际问题为主要任务的科研团队，结合我国国情进行科研攻关。
(4)加强科技交流与合作。定期或不定期举办国家和国际学术交流和研讨会，采取“请进来”和“走出去”的方式，加强科研人员特别是青年科研人员与国际同行交流的机会。
图7-1-6激光拉曼显微镜检测钻石
2.宝石专题研究
2.1钻石研究
2008年，全球金融危机导致美国、日本、欧洲等国家钻石销量锐减，钻石鉴定的相关研究几乎停滞。相反，由于中国等东方市场的经济增长和对钻石的稳定需求，西方钻石商在中国积极推广钻石产品，并推出了一些针对中国钻石消费者的产品和营销计划。针对中国钻石消费者对钻石，特别是对各种经过高科技技术处理、优化或标记的钻石缺乏了解的情况，国家珠宝玉石质量监督检验中心对钻石的高温高压处理、钻石的辐照处理、钻石的高科技新型涂层处理以及钻石表面的各种人工标记进行了细致的研究，取得了可喜的阶段性成果。部分成果发表在国内相关专业杂志和学术论文上。
考虑到国际钻石分级的趋势和发展，配合钻石分级国家标准的修订，国家珠宝玉石质量监督检验中心和中国地质大学(武汉)珠宝学院近年来开展了钻石切工质量定量评价的研究。对国际流行的钻石切工质量分级系统进行了详细的比较、分析和计算。还研究了钻石切割的对称性和美学。其部分成果为钻石分级国家标准的修订提供了技术支持。
近年来，一些钻石首饰遇到了混合合成碳化硅或合成钻石。国家珠宝玉石质量监督检验中心和广东省珠宝玉石及贵金属检测中心已开展鉴定研究，并及时向国内外同行介绍研究成果和交流信息。
由国土资源部珠宝玉石首饰管理中心和中山大学地球科学系联合申请的国家公益性行业科研项目“金伯利进程框架下钻石的产地和指纹特征研究”于2008年底获批，2009年研究工作全面开展。
2.2彩色宝石研究
(1)红宝石和蓝宝石的研究
目前，我国红宝石和蓝宝石的年消费量仅占珠宝消费总量的1% ~ 2%，而红宝石和蓝宝石的市场份额却能占到欧美珠宝消费总量的5% ~ 10%，可见我国红宝石和蓝宝石市场仍有巨大的发展潜力。但目前的情况是，市场上的红宝石和蓝宝石质量良莠不齐，价格相差较大，消费者对红宝石和蓝宝石市场信心不足。中国红宝石和蓝宝石分级国家标准已申请。国家珠宝玉石质量监督检验中心对泰国红宝石和蓝宝石的分级标准进行了调查分析，并与泰国宝石学院进行了互访，获得了大量有关红宝石和蓝宝石的宝贵信息。深圳市兴众泰宝石有限公司制定了红宝石质量评定的企业标准，并参与了与国内外相关鉴定单位和学者的讨论。国家珠宝玉石质量监督检验中心还与瑞士库珀蓝宝石实验室就红宝石和蓝宝石的产地特征鉴定进行了详细的交流和探讨。目前正在收集各种产地明确的红蓝宝石样品，逐步建立不同产地红蓝宝石的宝石学特征数据库。在实验室鉴定方面，红宝石的热处理、铍扩散高温热处理和各种填充处理的鉴定特征正在进行，红宝石裂纹填充发光特征研究也取得了一定的成果。
(2)红色长石的研究
近两三年来，国内外珠宝市场上出现了一种红色透明长石，其天然来源引起了广泛争议。关于内蒙古固阳长石和市场上出现的红色长石是否为自然成因，国家检测中心实验室、中国地质大学、同济大学等单位对内蒙古固阳长石的宝石学特征和各类红色长石的形态特征、“岩石学”特征、宝石学特征进行了详细研究。
通过对长石的化学成分、微量元素、各种光谱特征以及宏观和微观特征的详细分析，认为红色长石样品属于中长石。与黄色长石样品相比，其化学成分中Cu的质量分数远高于黄色长石，而其他微量元素的质量分数没有明显差异，因此认为Cu可能与其呈红色有关。紫外-可见吸收光谱结果表明，红色长石样品在可见光区的吸收带主要位于566 nm处，这可能与Cu对可见光的吸收有关。
运用传统的岩石学研究方法，通过对长石原生围岩及其残留物(矿物)的研究，发现围岩原生岩石为中酸性侵入岩，含玻璃和孔隙，围岩和长石表面残留物中含有大量铜、铁元素。研究表明，后期围岩在高温下人为烧结，烧结过程中一些暗色矿物和外来物质(助溶剂)形成玻璃，产生大量气泡。进一步的试验表明，一些收集的红色长石样品经过高温扩散处理。虽然碳酸盐岩中的红色长石在岩石学上具有天然次生成因的某些特征，但是否存在天然红色长石还需要进一步的工作，如详细的野外地质调查。
(3)电气石填充的研究
碧玺因其绚丽的色彩和丰富的色彩受到越来越多人的欢迎，价格也逐渐上涨。所以碧玺的仿品也逐渐多了起来。最近市场上发现了一种新的仿电气石，即一种含有Er、Pb元素的稀土玻璃，外观颜色与天然电气石非常相似，还发现了多种经过裂纹填充处理的电气石。因此，珠宝检测单位正在开展研究，以找出鉴定特征，并取得了一些成果。
(4)祖母绿研究
目前市面上的祖母绿大多纯度有所提高，人们也逐渐接受了这种处理方式，但都认为应该有合适的方式来显现。关于祖母绿填充物的讨论一直是珠宝学术界和祖母绿贸易的话题和难题，能否准确区分各种填充物是核心问题。国外对祖母绿填充物的性质和特点以及祖母绿填充物的耐久性测试进行了详细的研究，但在实际鉴定中仍然存在很多来自技术原因的挑战。结合当前祖母绿的市场情况，国检中心实验室正在系统分析研究祖母绿填充物的分类和鉴别特征，寻求更加可行有效的鉴别方法。对目前市场上常见的祖母绿填充物进行了研究和总结，提供了分类和有效的实验室鉴定方法。最新研究结果表明，除了“闪光”效应和红外光谱特征外，发光特征也是区分祖母绿充填物、研究充填物分布和充填程度的有效检测手段。结合放大检查和红外光谱可以确定大多数祖母绿填充类型。而当填料的红外光谱峰不明显时，则需要结合发光特性，并在显微镜下观察填料的特性进行综合判断。目前，这项工作正在积极进行中。此外，国内学者继续研究云南产祖母绿的地质、矿物学和宝石学特征。
2.3玉石研究
(1)祖母绿研究
翡翠的研究一直是珠宝研究的热点。石油学家、矿物学家、宝石学家和珠宝鉴定专家对翡翠的化学矿物组成、结构特征、颜色成因、质量分类和评价等进行了详细的研究。中国香港翡翠专家欧阳秋梅女士在前人研究的基础上，从化学分析、矿物成分、薄片观察、微量元素、岩石结构特征、宝石学特征等方面对三种黑色翡翠(黑骨翡翠、白云母翡翠和钠铬翡翠)进行了研究，并探讨了可能的归属。中国地质大学(北京)珠宝学院和北京大学的学者对翡翠的结构特征进行了进一步的研究。根据其形成阶段和岩相学特征，缅甸翡翠的结构可分为三类:原生结构、变形变质结构和后生充填结构。根据各种类型构造的具体特征，本文作了进一步的分类，详细描述了每种构造，并讨论了每种构造的宝石学意义。变形变质作用是翡翠形成不可缺少的条件。指出由于翡翠所处的位置不同，多期、多阶段、变形机制明显不同，导致翡翠具有独特的特征。
近年来，国家珠宝玉石质量监督检验中心一直致力于玉石分类国家标准的研究。2009年6月，国家标准《玉石分类》(GB/T 23885-2009)颁布实施。翡翠分级标准样品正在研制中。
多年来，中国珠宝研究者不断探索合成翡翠，为分析翡翠的成矿条件提供了依据，但进展甚微。
图7-1-7和田玉科研项目合作签约仪式
(2)和田玉真假皮色研究项目
近年来，和田玉的天然色皮遇到了各种仿真加工技术的严峻挑战。面对市场上出现的各种假皮，如何快速准确地鉴别，不仅是珠宝企业进货时面临的难题，也是鉴定机构面临的技术难题。因此，研究和田玉自然色皮的矿物学特征和形成机理，找出和田玉自然色皮和假皮的诊断特征和技术指标，是珠宝行业迫切需要研究的课题。因此，2009年8月，国检中心与和裕源公司进行科研合作，启动了和田玉真假皮色鉴定特征研究项目，也开启了我国珠宝行业“研企合作”的新模式。
(3)田黄研究
多年来，中国珠宝研究者对真假田黄的鉴别特征做了大量工作。近年来，中国地质大学和北京大学学者分别利用X射线粉末衍射仪、扫描电镜(配有能谱仪)和红外光谱仪对福建寿山溪谷田黄样品的基质、“萝卜纹”和风化皮的矿物组成和微形貌特征进行了研究。结果表明，田黄样品主要由高岭石矿物中的地开石和珍珠石组成，部分样品还含有少量的伊利石和应时，其中基质和“萝卜丝纹”部分未发现高岭石，但在风化表皮中发现高岭石。田黄基质中高岭石矿物的粒度不同，结晶程度也不同。有些“萝卜丝”与母体有一定的界限。由于水岩反应和外力作用，风化表皮中的高岭石矿物失去了特定的晶型，但在地表凹坑中仍保持完整的晶型。田黄的基础矿物学研究有待进一步加强，真假田黄的鉴别仍是一个持续的课题。
(4)对“黄龙玉”的考察
2004年，在中国云南省西部边境与缅甸接壤的保山市龙陵县龙信乡发现了一种玉石——黄色应时岩。以前，人们称这种玉为“龙心石”，但由于其颜色和产地，现在人们俗称它为“黄龙玉”。2009年6月5438+065438+10月，邀请国家珠宝玉石质量监督检验中心与云南质检等单位组成联合调研组，赴“黄龙玉”矿山及成品、羊毛交易市场，
图7-1-8云南龙陵黄色应时岩
(俗称“黄龙玉”)
龙陵县人民政府负责人表示，将积极配合国检中心做好黄龙玉的基础研究，全面做好人才培养，为龙陵县黄龙玉产业发展提供技术人才，并希望“黄龙玉”作为新的天然玉石纳入国家标准。
2.4琥珀鉴定研究
琥珀是天然有机物的复杂混合物，不同地区、不同树种、不同年代的琥珀在成分上会有很大差异。近年来，市场上出现了各种天然、优化、处理的琥珀，这对鉴定提出了新的挑战。比如琥珀加工过程中，经常会引入一些外来物质，如抛光表面亮膜、粘合剂等，会使琥珀的常规鉴定参数出现偏差。用传统显微镜或常规仪器检测时，高压釜多工序热处理制成的“绿琥珀”的鉴别准确率很低。为此国家珠宝玉石质量监督检验中心系统测试了各种琥珀的红外吸收光谱，走访了从事琥珀处理的厂家，也研究了样品采集和测试方法，找出了用红外吸收光谱鉴别琥珀处理的指标。同时，为了分析琥珀处理前后分子结构可能发生的变化，与国内外相关专家进行了技术交流和探讨，部分成果需要进一步验证才能推广。
3.检测技术与方法研究
珠宝检测技术主要包括各种图像和光谱无损检测方法。近年来，国外对珠宝检测方法的研究主要局限于仪器的自动化改进，在基本原理和方法的研究方面进展甚微。近年来，我国在积极使用和学习先进大型无损检测仪器的同时，积极研发自主创新的珠宝行业新型仪器设备。其中，珍珠自动分选设备和用于观察测量珍珠层厚度和缺陷的光学相干层析仪(O CT)的研制成功，标志着我国在图像珠宝无损检测仪器领域取得了领先的成就。
3.1珍珠自动分拣设备研制成功
2009年6月5438+10月65438+7月，东方神州集团召开全自动珍珠分拣设备研发成功暨万亩立体生态珍珠养殖基地落成新闻发布会，宣布全自动分拣设备研发成功。
珍珠自动分拣设备是公司经过三年努力自主研发的。一组设备自动对规格为6 ~ 12mm的淡水珍珠进行光洁度、形状、光泽、颜色等不同指标的分选。自动分拣速度达到1粒/秒，第二阶段分拣准确率不低于95%。每台设备故障的处理时间不超过4小时(采用备件制)。另外，整机要求电脑自动控制，分拣等级可以分段手动设定。操作简单，性能稳定可靠，使用寿命达到5年以上。
以9 mm珍珠分选为例。处理能力为每小时4.06公斤，工作8小时后分拣能力为32.48公斤，单班300天可年产10吨。这将改变以往珍珠产业劳动密集型的局面，大大降低企业的人力成本，提高工作效率。
自动珍珠分选设备的研制成功，将使我国珍珠加工进入机械化时代，是珍珠产业现代工业革命的里程碑。另一方面，机械化分选检测的标准印证了国家珍珠标准样品出台的意义，结束了国内外珍珠终端消费领域无法判断品质价值的历史。
3.2光学相干断层成像技术的成功开发
光学相干断层成像(O CT)最初应用于生物医学领域，是一种用于诊断病变的新型无损成像技术。2006年初，国家珠宝玉石质量监督检验中心、清华大学深圳研究生院和深圳莫婷影像技术有限公司开始合作，率先将O CT引入珠宝领域，研制出世界上第一台近红外珍珠无损成像检测仪。经过四代样机的研制，2009年生产的OSG-1000I型和II型光学相干色谱仪分辨率达到0.015mm，理论测量范围分别为0.06 ~ 2.5mm和0.06 ~ 5.5mm。但是，根据宝石种类的不同，实际测量深度是不同的。
图7-1-9 OSG-1000ⅱ珍珠分级仪
图7-1-10珍珠层厚度测量的光学相干断层成像图。
与其他珠粒厚度测量方法相比，光学相干层析成像具有图像清晰直观、无辐射、快速、准确、无损、安全测量珠粒厚度等优点。光学相干层析成像(O CT)是一种用于物体层析成像的新技术。O CT作为一种高分辨率成像的无损检测方法，可用于鉴别真假珍珠，区分海水有核珍珠和淡水无核珍珠，确定珍珠层厚度，探讨珍珠生长动态，具有广阔的应用前景。
3.3其他无损图像技术的开发和应用
近年来，国内外珠宝玉石市场出现了多种经过表面处理或优化的产品，如多层表面涂层、无机染色、离子注入变色、人工印迹等。由于放大倍数和分辨率的限制，传统的宝石显微镜不能有效地观察这种局部处理过的珠宝材料表面的细微识别特征。因此，中国珠宝科技工作者正在积极探索高倍高分辨率显微镜在珠宝检测中的应用。例如，利用微分干涉显微镜观察天然和合成珠宝表面生长、溶解、变形的微观形态特征，找出镀膜、染色等宝石表面切割研磨的处理特点；观察切割宝石的各种表面纹理和人工印记特征。高倍高分辨率显微镜在珠宝研究和鉴定中的应用，将有助于我们解决珠宝鉴定中的一些难题。
此外，辽宁省丹东市宝协正在尝试将成熟的X射线检测技术应用到珠宝检测领域，研制的X射线珠宝鉴别器使大型无损检测仪器小型化、智能化。近年来，国内珠宝检测机构开发应用了一些便捷的光谱仪器，如光纤光谱仪、便携式红外光谱仪、拉曼散射光谱仪等，并取得了一定的实用效果。在贵金属首饰检测方面，国家珠宝首饰质量监督检验中心开展了铂钌合金标准样品研制工作。国检中心开展了如何检测中低档贵金属首饰中可能存在的有害元素的研究。