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准确率高达100% | 靠谱的LA-ICPMS 翡翠原产地鉴别方法

上海凯来

2024/08/30 17:48

阅读：6

“黄金有价玉无价”，翡翠作为玉中之冠，在中国文化中不仅指代一种矿物，还象征着吉祥、美丽和高贵。几十年来，Myanmar北部一直是高价值翡翠的主要商业来源。随着危地马拉、意大利等地的翡翠进入中国市场，翡翠地理原产地成为了决定其整体价值的关键因素。为了维护消费者的权益并保障翡翠的内在价值，精确鉴定翡翠原产地已变得至关重要。

顶级Myanmar玉以其深绿色和透明度而闻名，如这款手镯所示，内径为53.72毫米，厚度为10.81毫米。照片由Stanley Chu提供。

研究人员对来自Myanmar、危地马拉和意大利的27个优质绿色硬玉-绿辉石玉样品进行了表征，使用UV-Vis-NIR、FTIR和拉曼光谱以及EDXRF和LA-ICP-MS对样品进行分析。结果表明，LA-ICP-MS具有出色的鉴别能力（100%），而其他四种方法各自显示出不同的鉴别能力（≥67%），相关成果发表在《Journal OF Gemmology》。

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LA-ICP-MS

采用激光剥蚀电感耦合等离子体质谱法测量微量元素(LA-ICP-MS)，激光剥蚀系统为NWR213。剥蚀在氦气中进行，样品气体在进入等离子体之前与氩气混合。测量背景30秒以去除表面污染，然后分析时间为60秒，经过的间隔时间为30秒。使用NIST SRM 610和 612玻璃参考材料作为外部校准标准。选择五个点（与拉曼光谱分析的点相同）来检查样品的均匀性和痕量元素分布，分析以下元素：Li、Be、B等51中元素。

本研究分析的27个优质绿色硬玉-绿辉石玉样品（0.32-4.12克拉）包括8个来自Myanmar、13个来自危地马拉和6个来自意大利。摄影：S.I Liu。

研究发现优质绿色硬玉-绿辉石玉的地理产地是导致LA-ICP-MS结果中微量元素差异的唯一原因，而不是地理产地和玉石类型的组合。在分析的51种元素中，有14种对于确定地理来源具有统计显着性（Be、B、Sc、V、Cr、Ni、Zn、Sn、Ba、La、Ce、Pr、W和Au)。三个产地中，Myanmar样品中Sn和Au含量最高，且危地马拉样品中的W含量最低。此外，与Myanmar样品相比，危地马拉样品中的Be、B、Ni和Zn含量较高。意大利样品中的Sc、V和Cr含量最高，而Ba、La、Ce和Pr含量最低。

LA-ICP-MS数据对三个地区的硬玉-绿辉石玉的地理起源进行了分类，使用Au-Zn-Sc和Au-Zn-V的3D散点图进行了100%正确的分配，其中95%置信椭球体没有重叠，为地理起源差异提供了强有力的保证。这些结果表明，LA-ICP-MS是对硬玉-绿辉石玉原产地进行鉴定最有效的方法。

本文旨在学术分享，促进学术交流！如有侵权，请及时与我们联系。

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LA-ICP-MS技术为翡翠等珍贵的珠宝玉石原产地鉴别提供了一种强有力的工具，但由于样品的特殊性，在实际应用中面临巨大挑战：

样品珍贵且大小和形状各异，不能切割：需要超大样品仓，甚至开放式样品采样方式。

原位采样需要尽可能微区、微损：激光束斑尺寸1-50μm范围内连续可调，调节精度1μm，以实现最佳程度的微损采样。

缺乏基体匹配的标准样品：需要开发非基体匹配的校正方法

珠宝玉石/文博考古终极解决方案

新型飞秒激光剥蚀系统Genesis ART

Genesis ART 飞秒激光剥蚀系统，具有灵活的样品仓可选，兼容大型、不规则形状、珍贵样品和非常规类型样品等。同时具备灵活的束斑调节功能，在小束斑范围内（1~50μm）可实现1μm精度连续调节，可最大程度减小对珍贵样品的损伤。Genesis ART 飞秒激光剥蚀系统，与各类型质谱联用，进行珍贵样品的原位采样分析，可减小对基体匹配标样的依赖，有助于非基体匹配方法开发，建立更科学完善的原产地指纹谱库。

fsLA-ICPMS：无机元素、甚至全元素分析。

fsLA-IRMS：碳、氧原位同位素分析。

fsLA-MC-ICPMS：Sr、Nd、Pb、S同位素分析。

Genesis ART 拓展功能

订制开放式样品采样设计，同时具有密闭式高精度双体积样品池。开放式采样设计通过切换光路由光纤对准引入外接机械臂，机械臂前端有光学系统观察对焦样品点，飞秒剥蚀产生的颗粒通过GED技术（气体交换装置置换空气至氩气）引入ICPMS。

升级/订制拉曼模块：内置拉曼模块，可实现原位拉曼成像。

升级/订制LIBS模块：内置LIBS模块，可实现快速全元素分析，也可完成LIBS-LA-ICPMS同时采样。

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凯来

上海凯来成立于2004年，起始于专业代理国际先进分析仪器，定位为专业技术服务商，聚焦专业细分市场，目前已经成为多个领域的领导者。
上海凯来总部位于上海临港新片区海洋科技创业园，设有应用演示及服务实验室，客户定制产品及研发中心，专注于推广和研发前沿的元素分析测试解决方案。目前在北京，武汉，成都，青岛设有应用实验室，并处于快速扩展中。
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