连载:清代翡翠的研究(7)

7.2 关于清代翡翠的各种理论和学说的深入剖析

关于清代翡翠不能过机检的原因,民间藏家、体制内外学者提出了不少的学说和理论。値得肯定这种追求真理、不断探索的精神,因为认知也有个不断深化的过程。但是限于各自的知识结构、学术专长、思维方式等原因,许多学说和理论存在不足甚至谬误的地方;很多观点缺乏强有力的数据支撑甚至多源于推测、想象。本着科学的严谨性的原则出发,有必要将几种比较典型的学说和理论列举出来,供讨论和研究,目的是追求真理、共同进步。

7.2.1“受沁学说”

“受沁学说”认为传世翡翠经过长久的人为佩戴,有可能将人体的油脂和汗液吸收,造成翡翠里面含有机物而不能过机检。分析后认为在一定情况下有这种可能性,但它解释不了一些明显是窖藏器,外观非常新,没有一点佩戴磨损痕迹的清代翡翠,以及清代流传下来的翡翠半成品也不能过机检现象,因窖藏器和半成品是没有接触人体的。现代加工的翡翠新镯子佩戴几年后按现行国标检测,会不会被判定为B货。分析认为也有这种可能性,如长期用洗涤剂浸泡和洗涤翡翠,洗涤剂的主要成分为表面活性剂,十二烷基苯磺酸钠是最常用的表面活性剂,长期浸入该物质,就会造成通不过红外光谱检测的现象。因为从结构上分析,十二烷基苯磺酸钠的分子上,同样带有苯环基团、甲基(-CH3)和亚甲基(-CH2)基团,在红外光谱图上也会相应地出现五个所谓的环氧树脂“特征峰”。再比如:长期佩戴受汗㓎,汗液里存在的乳酸、脂肪酸等有机物其分子结构带有羧基(-COOH),随着汗液进入翡翠里面,有机物上的羧基离子有可能和部份绿色的致色离子(三价铬离子)发生络合反应(又叫配合反应、配位反应),形成有机铬配合物,这样生成的物质达到一定量后,就有可能改变原生绿翡翠里单独由无机铬离子引起的可见光吸收光谱,造成650nm波长处的宽吸收带现象,这常被国检判定为人工有机绿色染料所形成的C货。但是,以上都是较特殊情况,并不具有普遍性。古代广泛采用的加工工艺才具有普遍性。

十二烷基苯磺酸钠分子结构图

7.2.2“炖蜡学说”

“炖蜡学说”认为古人在加工过程中要进行炖蜡处理,目的是填孔隙,增加翡翠的光泽度,古人用的是天然虫蜡,虫蜡造成通不过国标机检。从收集到的部分老翡翠成品上观察,有些肉眼能观察到白色的蜡,尤其在凹处沉积比较明显,但不能断定这些蜡是古人当时打的,还是后人为了养护、保洁用打的,但从收集到的古翡翠半成品上看没有蜡的痕迹,只有动物胶的痕迹。虫蜡的溶化温只有80度,采用开水煮都能去掉大部分;虫蜡各组分的分子量都不大,成分也不复杂,通过使用常规的有机溶剂如甲苯、汽油、环己酮等较容易去除,而化学实验结果则恰恰相反,证明主要物质不是蜡。古人在加工打磨前决不会炖蜡,因为打磨时须增加磨料和被磨物体间的摩擦力,这样才能有利于打磨,蜡是具有润滑作用的物质,显然对打磨只会起反作用,蜡只能起到遮蔽裂隙而不能起到加固裂隙的作用,蜡只会在全部打磨抛光完成后才会上,至于是炖蜡还是打蜡,值得商讨,笔者倾向于打蜡,动物胶才有可能炖,经炖动物胶处理的翡翠没有必要再炖蜡,翡翠里的大部份天然孔隙已被动物胶填充,再炖蜡没有用处,凝固后的动物胶也不会溶解在蜡里。但这些都不是主要问题,真正造成过不了红外光谱的原因是蛋白质类动物胶而不是天然虫蜡。因为,现在也在大量使用天然虫蜡,即所谓的“川蜡”,打川蜡的现代翡翠成品是能过红外机检的,天然虫蜡是以烷基酸为主的脂肪族有机物,并不含苯环类有机物。因此,红外光谱图上只会出现由甲基(-CH3)和亚甲基(-CH2)造成的2880、2925、2970cm-1附近的三个吸收峰,而缺乏由苯环C-H振动造成的3040和3060cm-1附近的吸收峰,即缺乏苯环的红外特证谱带,国检据此认为被测有机物是蜡而不是环氧树脂,所以大都能通过国标红外机检[1]。同样,因不含苯环基团的原因,缺乏苯环的特征拉曼谱带,打川蜡的现代翡翠也能通过拉曼光谱区分出蜡峰,因而大多数也能通过拉曼光谱检测[5]。总之,虫蜡不是造成清代翡翠通不过国标机检的原因,含有苯环类有机物的动物胶才是主要原因,古代在翡翠的加工过程中决不会炖蜡。所以“炖蜡学说”是停留在表面观察所谓的感性认识基础上的、缺乏基本的科学证据的学说,并不是拉曼谱图所能推导出来的结果。

7.2.3“古代用料不同造成不能过机检论”

民间有人认为古代使用的翡翠原料都是水石(仔料),水石在河床里受有机物浸染,经过了次生变化,造成不能过国标机检;还有人将老翡翠打磨成薄片状,仍然不能通过机检,从而排除外界带入有机物,也认为古代用的原料本身就含有机物,所以不能过机检。这些说法对吗?分析如下:

A、尽管古代用料以水石居多,但现在也有很少量的水石,大马坎的水石就比较出名,它们去掉皮后大多数一样能过机。水体里有机物主要是一些水溶性的有机物,分子量较小,其浓度相对于有机动物胶低很多,不在同一数量级上,翡翠水石在受水体有机物浸染时,达到浓度平衡后,水石里有机物的浓度便不会再增加,这造成水石里有机物浓度较低,水石里水溶性的有机物随着水体洁净度的好转,还会反向流失在水体里,从而达到新的平衡,因此,水石里的有机物不会富集,浓度很低。尽管水石可能会受到水里有机物的污染,但并不是任何有机物都会造成通不过机检现象,由文章前面论述过的内容得知,造成不能过机检的主要是含苯环基团的有机物,这样的有机物在水体里相对更少,因为天然含苯环的有机物一般极性较小,在水里的溶解度很低,即使有微量的含苯环基团的有机物浸入翡翠里,但是,在河床水体里,存在着很多以有机物为食物链的微生物、真菌、细菌如:粪链球菌、枯草芽胞杆菌、消化细菌等,这些细菌在水体里主要寄生在水体里多孔性的、表面积大的载体上,具体对于翡翠水石,肯定寄生在水石表面多孔的皮壳上,以翡翠水石吸附的有机物为生,皮壳里水生微生物的存在,使水石具有自洁功能,有效地减少了翡翠水石里有机物的富集。因此分析后认为,翡翠水石皮壳上有可能聚集着相对较多的有机物,去掉皮壳后,由于水石中含有的带苯环的有机物极低,因而大多数翡翠水石也能通过国标机检。

B、关于老翡翠打磨成薄片后,仍然不能过机检现象,经分析可能由下述原因造成:①翡翠是个混合物,质地很不均匀,动物胶渗入翡翠的深度受很多因素的影响,比如:翡翠的质地、裂纹等,每一块翡翠都不一样;同一块翡翠不同部位的密实度也不一样,肉眼往往看不出来的,密实度差的部位,动物胶渗入的程度就深。翡翠多裂,一些细小的綹裂纹很可能已到达翡翠深部,而肉眼并不易观察到,主要是因为在老翡翠加工中,使用的是几乎透明的动物胶的原故,肉眼观察常认为是石纹而不是綹裂纹,因翡翠同动物胶具有亲和性,动物胶容易渗入到这些綹裂纹的深部,已浸入綹裂纹深部的胶,会以深部为起点向更深部和四周进一步浸染。因此,尽管打磨成薄片,薄片里某些部位仍有动物胶残留,也会造成不能过机检现象。②古代翡翠浸胶处理工艺,是经过手工线据切割下料后,才进行浸胶处理,绝大部分已被切割成较薄的片状,很少有绝对厚度特别厚的半成品,加工成成品之前还要进行一次浸胶处理,而浸胶处理是翡翠周围各面同时受浸染,两面受浸的结果,使动物胶达到完全浸透时所需要的深度并不高,只有总厚度的一半。因此。对于绝大多数厚度不很厚的翡翠成品,尽管打磨成薄片后,仍然可能不能通过机检。③打磨成薄片时应该四周同时等距离向里打磨,如果只打磨两面,薄片的边缘部分因浸胶深度浅而造成动物胶富积,也可能造成整个薄片不能过机检现象。④老翡翠在长期的流传过程中,动物胶受干、湿、冷、暖变化,动物胶内一些小分子量的物质如氨基酸等,因同翡翠里的一些阳离子电荷相吸的原故,会向翡翠深部进一部扩散,还有可能同铬离子形成氨基酸铬,由于存在这些物理化学作用因素,使动物胶和翡翠之间具有强亲和性,更有易于动物胶的扩散。向深部扩散的结果,也会造成即使打磨成薄片也不能过机现象。

总之,总体上,老翡翠内含动物胶的浓度由表面向里呈现由高到低的分布,但由于翡翠质地不均匀,不同的部位动物胶的浓度相差较大,所以,受很多种因素影响,不能保证把老翡翠打成薄片后,就能过机检,薄片里某些部位仍有可能残存动物胶,并由它引起不能过机检现象;也不能据此认为,古代翡翠不能过机检的原因都是由古翡翠原料造成,虽然不能排除由于河体有机物污染严重,可能造成少量水石直接就不能过机检现象,但是,由老翡翠加工时带入的动物胶有机物,比自然水中受浸染带入的有机物的相对量要多得多,是造成老翡翠不能过机检的最主要原因。

7.2.4“拉曼光谱虫蜡老化石墨晶化论”

有研究者在用拉曼光谱检测老翡翠时,发现1340弱、1597这两组波数的峰,因为在2013年之前,世界各地普遍都把单独出现的1600左右波数的拉曼峰,都解释为合成有机树脂,而研究者认为这种解释是个错误,其理由是此波数的峰是由于虫蜡老化结晶后所产生的单体碳引起的,因为天然生物虫蜡一旦老化后,形态上是结晶状,化学成分上就是单体碳、晶化石墨,而结晶碳或者石墨都能产生1600左右波数的拉曼谱峰。那么这种大都基于推测的说法正确吗?分析后认为不妥。

学过有机化学从事过有机合成的人都知道,有机物要变单体碳,相当于变成煤、石墨,这样的化学反应是要在一定温度、压力等还原条件下才能进行。以自然形成的煤为例,那是要经过千百万年的高温、缺氧、高压的环境下才能形成,而翡翠流传到现在最多也就几百年的时间,即使现在有快速生成炭的方法,如:木柴烧成炭,但是这样的化学反应条件也必须在缺氧和几百度的火温下才能完成,传世最多几百年的老翡翠所经历的环境都不一样,有密封好接触氧气少的窖藏器、有长期暴露在氧气中的佩戴器,还有部分出土器,不同的环境会造成老翡翠内含有机物不同的化学变化,但没有那个环境满足生成煤、成单质碳、成石墨的条件,并不具备生成单质碳的还原环境。研究者当时测到的1600波数的拉曼谱峰,就主要应该是由苯环引起的,准确地说主要是由天然动物胶内芳香族氨基酸残基上,所携带的苯环基团引起的,属于苯环上的C=C伸缩振动峰,动物胶内吡啶类物质上的C=C伸缩振动也能在相同位置出峰;而1340波数的峰有可能是碳氢键(-CH)的弯曲振动峰或氮氢键(-NH)的变形振动峰,动物胶内核酸类物质也能在此波数位置出峰,动物胶内都不缺乏带有上述化学键、基团和物质。对于像动物胶这样生物大分子混合物,最终表现出谱峰特征,很可能是很多不同的振动峰叠加的结果,不能简单认为是单一基团形成的。当然,拉曼光谱测试翡翠时,如果激光功率大和照射停留的时间长,也会造成老翡翠里有机物高温碳化现象从而形成单质碳,就有可能形成这两个位置的拉曼特征峰,但它不是翡翠里虫蜡自然老化所致,更不能为了区别由环氧树脂所携带的苯环基团,在缺乏证据的情况下,作了随意性的推测,认为是虫蜡老化形成的。从这方面可看出,拉曼光谱的功能很有限,根据特定波数値推断化学键或基团都有可能出错,更无法证明此化学键或基团是由什么样分子结构的化学物质所携带的。

7.2.5“红外、拉曼光谱科学仪器至尊论”

部分国标检测人员认为红外光谱的作用很强,在检验翡翠中常作为最后的杀手锏出现,一锤定音,不容置疑,甚至认为它能区分翡翠里的有机物是天然的还是合成的;民间推崇拉曼光谱,认为红外光谱落后了,该淘汰了,拉曼光谱才能一锤定音,这些说法都片面夸大了科学仪器的作用功能。主要原因如下:

A、红外、拉曼光谱的局限性

红外和拉曼光谱都可以应用于有机化合物结构的辅助鉴定。有机化合物的分子结构,是由各化学键和宫能团组成,特定化学键和官能团(又名基团)的振动信息不同,在红外和拉曼谱图上会显示不同波数的峰,根据两者的关联性,由特定波数的峰确定化学键或官能团,把所有的化学键和宫能团确定以后,似乎就能确定有机物的化学结构,理论简单,但应用到现实中却受很多条件限制,实际功能很有限。单一的两种仪器在应用于纯有机化合物结构的辅助测定时,都存在着很大的局限性。主要原因有以下几点:

(1)首先得保证所测有机物是纯物质,要对所测物质进行提纯成为单一物质,让其他杂质所出的峰尽量减小,防止干扰所测有机物的结构解析。

(2)即使同一化学键、基团所出的峰,波数也不是固定的。物质分子内部各化学就键和基团的振动不是孤立的,而是受到临近基团以及整个分子内部其它部分的影响。还要受到溶剂、测定条件以及样品的物理状态等外部因属的影响。因此含有相同基团的不同化合物或同一化合物在不同的外部环境中,出峰位置不同,即发生峰位移动现象(又名漂移),对漂移的解释也成为能否准确确定基团信息的重要方面,峰位的基团解析并不容易。

(3)不同化学键和基团引起的某些振动峰会出现在相同位置,形成重合峰,使解析发生困难。

(4)要准确测定未知有机物化学结构,要收集其所带的几乎所有的化学键、基团峰值信息并进行解析,才能得到尽可能多的分子化学结构信息;即使得到所有的化学键、基团峰值信息,但这些化学键、基团的在分子结构中的数量仍然无法确定,不能单独定量,因而较难准确地确定分子的化学结构;另外,所测到这些基团在分子结构中,以什么样的方式相互联结、空间结构如何等都是十分复杂的工作,通常需要对照分子的标准谱图。而仅根据有限的化学键和基团信息是根本确定不了未知分子的化学结构的。

(5)大多数化合物的红外和拉曼谱图和都是复杂的,即便是有经验的专家,也不能保证从一张孤立的红外和拉曼谱图上得到全部分子结构信息,如果需要确定分子结构信息,就要借助其他的分析测试手段,如核磁、质谱、紫外光谱等,还需要对照化合物的标准谱图等等。

(6)对于混合物来说,红外和拉曼测试所得到的谱带会受到混合物内不同物质之间光谱性质的差别而发生红移或蓝移(位置移动)。导致无法有效进行解析,所以红外和拉曼一般不用于测定混合物,更无法测定未知的生物大分子混合物。

以红外光谱检测翡翠为例,主要以代表两三个基团的峰值信息来作为判断依据,虽然谱图上也出现了一些细小的指纹峰,但因为指纹峰过于复杂,受干扰的因素很多,在实际应用种因无法解析而弃之不用,主要看代表两三个基团的五个主要峰,这就是产生误区的根源。一些论文甚至把这五个峰命名种环氧树脂的特征峰,这是极其错误的,准确的说法应该是,这五个峰应该是大多数有机物、有机混合物所具有的普遍峰。环氧树脂有十几个品种,只根据这些峰值信息连是哪一种类型的环氧树脂都不能确定。

拉曼光谱与红外光谱都同属于〖振动谱学〗,俗称姊妹谱,都用于检测物质分子的振动、转动信息,两者的能量范围都是一样的。红外光谱对强极性的化学键和官能团产生的反对称振动响应值高,而拉曼对非极性和弱极性的化学键和官能团产生的对称振动响应值高,一般情况对红外响应值高的振动则对拉曼响应弱,反之也是如此!但是也有一些情况下两者检测的振动信息是相同的。红外光谱仪在2000 cm-1以下的效果较为受限制,而一般宝石的“指纹谱区”就在在2000 cm-1以下的中红外和远红外区,但这也不是绝对的,改进后的红外光谱仪和测试方法在此波数段也能得到较好的效果。拉曼光谱仪在2000 cm-1以下的效果较好,可以较好地反应无机宝石本身自带的化学键的振动信息,但它在在4000—2000 cm-1波数段的效果并不好,还不如红外光谱(主要是对极性基团响应值差的原因),有机物分子里的化学键和基团引起的强偶极变化的振动主要反应在此波数段范围。总体上,拉曼光谱比较适合无机物测试,红外光谱则比较适合有机物测试。总之,拉曼和红外光谱在分子结构的辅助测定中,呈现相互配合互补的关系,常常结合使用,以便尽可能多地收集分子内化学键和基团的振动信息。因此,原则上是无法比较两种光谱法的好坏和优劣,两则各有优劣势。

作为测散射光的拉曼光谱尽管在某些基团引起的某些波数段范围内的振动峰测定上,比红外光谱的分辨力、灵敏度高些,能得到较多的化学键、基团振动信息,但它也有难于克服的弱点如信号弱、荧光干扰大等缺点,从而造成测试结果误差大。但不管怎样,拉曼光谱在分子结构测定的原理同红外是一样的,也是根据出峰位置推断化学键和官能团,进而得到部分分子化学结构的信息,而不能直接就能确定分子的化学结构,也要受到物质纯度等诸多因素干扰,也主要应用于纯有机物分子结构的辅助测定,也需要借助其他的分析测试手段,如核磁、质谱、紫外光谱等,也需要对照分子的标准拉曼谱图;更不能只根据有限的波峰信息确定分子结构,以极有限的波峰信息盲目推测就容易产生错误,这也是有用拉曼光谱测试古翡翠,也无法得出准确结论的原因。

从上面所述中得知:红外光谱和拉曼光谱应用在有机物结构的辅助测定,最关键的条件是必须纯物质,它是根据出峰波数位置,推测分子结构中可能存在的化学键和基团类型,并不能直接测出分子结构。仅单一应用两种设备,对未知有机纯物质的分子结构的测定都困难重重,那么对于复杂的有机混合物更是无能为力。因为,混合物中相对含量较高的、不同的有机物上不同的化学键、官能团都会发出不同波数的峰;混合物中不同分子结构的有机物,可能带有相同的化学键和官能团,它们还会同时出相互叠加的、同一波数的峰;不同化学键和基团引起的某些振动峰会出现在相同位置,形成重叠,使解析发生困难;根据特定波数的峰,可免强解析出可能存在的化学键和基团类型,但没法确定这些化学键和基团,是混合物中哪一种有机物或哪几种有机物的分子结构上带有的,也无法确定其在分子结构中的数量,连最基本的化学键和基团都不能确定归属,如何能断定混合物中各种有机物的分子结构,一切都是未知数,一切都是变量。特别是对于像动物胶的这样更为复杂的生物高分子有机混合物,并且混合物的组分可能会受原料、熬胶工艺控制等因素的影响,不同批次生产出来的胶,各组分的种类、含量都可能会有所不同。这些因素体现在红外光谱或拉曼光谱测试上,都会表现出不同的谱图;动物胶大分子蛋白质的空间结构经常变化,造成碳链的振动也变化,而拉曼光谱尤其对此比较敏感,多种因素造成被测试体系的谱图变化多变,从而使分析结果缺乏重现性,重现性差对于仪器分析来说是很难说明问题的,更无法作有效对比。总之,只能提供一些化学键和基团的波峰信息,主要作为纯有机物分子结构辅助测定的这两种设备,被单一应用来研究复杂多变的未知生物大分子混合物,可想而知能给出多少准确的、有价值的信息量。红外和拉曼光谱功能的局限性是无法改变的,如果被放大使用,由于缺乏关键证据盲目推测,就会导致测试误差。

B、红外、拉曼光谱翡翠测试误差的事例

(1)有用拉曼光谱研究老翡翠,对拉曼光谱图上出现的特征峰不作基本的解析,比如:这些不同波数的峰,可能代表什么样化学键、什么样基团等等,只根据同环氧树脂的拉曼谱图不同,就断定老翡翠内含的是天然有机物,这样的推论由于缺乏最基本的证据,显得过于草率,是不能令人信服的,只会引起不断争议。主要原因有以下几点:

①研究者作为推论的依据—“谱图不同这种说法”,仔细推敲也是有可能不成立的。因为,环氧树脂是一类物质而不是一种物质,光环氧树脂类物质目前就有十几种,每种环氧树脂化学分子结构不同,所带的基团不同,在红外和拉曼光谱图上就会出现不同的谱图峰。现在无法确定造假者只使用了一种环氧树脂,而没有使用其它种类的环氧树脂,最基本的应该说明,作为对照用的B货翡翠是使用了哪种结构的环氧树脂。有可能被测试的另一块翡翠也是B货翡翠,因为它正好使用了另一种不同分子结构的环氧树脂充填,还有可能使用了非环氧树脂的其它种类的有机合成树脂充填,都会造成两者的拉曼测试谱图不同。因此,只根据这点推导就有可能得出错误的结论。

②作为对照物—环氧树脂,因使用不同种类的原因,对于不同的B货翡翠,其拉曼测试谱图都可能不同;作为被对照物—动物胶,按前文所述,因不同生产批次的原因,对于不同的老翡翠样品,其拉曼测试谱图也有可能不同,即作为对照物和被测试物,它们的拉曼测试谱图都是变化的。在对照物和被测物都是变化的情况下,很难比较两者的不同之处,有无数种排列组合都可造成谱图不同。根据一两个特例是不能说明问题的。这次测试不同,下次是否会相同;下一次测试的不同之处,是否会改变等问题都可能发生并存在。不解决这些疑问,是无法得出准确的结论的。

③即使确实两个物质的拉曼测试谱图不同,也只能证明两者不是完全相同的有机类物质,而不能证明另一被测物质,就是天然有机物,也有可能两者都是合成的有机物。所以,仅根据拉曼谱图不同于环氧树脂,由于缺乏一系列中间证据,是无法推导出天然有机物的结论的,强行推导既不符合逻辑也缺乏科学的严谨性。

④即使通过拉曼普图的峰值解析,得到一些琐碎的化学键和基团信息,也不能断定被测有机物是天然的、还是合成的。因为,不管是天然的有机物,还是人工合成的有机物,其化学分子结构都是由化学键和基团构成,必须要确定它们的分子结构,才有证明它们为天然有机物的可能性。显然,按前文所述的原因,单一使用拉曼光谱,根本做不到这一点,对纯有机物分子结构的确定都有很大难度,更无法对付像动物胶这样的复杂混合物体系,无法断定混合物中任意一种有机物的分子结构的,无法确定分子结构,无法确定有机物的种类,自然无法确定是否天然有机物。

(2)单一使用两种仪器测试翡翠的过程中,一些想不到的误差影响因素,都会造成测试结果的重现性差、误差大。举如下事例:

笔者见到一些国内、包括香港的检测机构,使用红外或拉曼光谱法开出的老翡翠鉴定证书,鉴定的依据是:“红外谱图上只找到2880、2925、2970cm-1附近的确定为蜡的吸收峰,而没有找到3040和3060cm-1附近的苯环C-H伸缩振动吸收峰; 拉曼谱图上也只有2800至3000 cm-1所谓的蜡的特征峰,而没有找到1610 cm-1所谓苯环的C=C振动特征峰”。总之,用这两种仪器测试的结果,都是只发现蜡峰,而没有发现苯环峰,据此断定翡翠内含物是天然有机物而不是环氧树脂,从而推导出送检样品是天然老翡翠。外行看来似乎有道理,专业人员却不这样认为,先不论按文章中所揭示的:“以是否含苯环基团作为判断天然有机物的依据就是错误的”,关键是为什么在一些测试中能发现1610 cm-1峰,并把它解释为虫蜡老化的单质碳结晶峰;而在另一些测试中却没有发现1610 cm-1苯环峰,也把这种测试结果同样作为判断是否天然有机物的依据。判定标准前后都是矛盾的,是什么样的原因造成这种差别,其实是测试随机误差造成的。动物胶在每一块老翡翠中的含量,受翡翠质地等因素影响是不同的,在同一块翡翠表面其分布也是不均匀的,裂隙处沉积多些,有些表面的地方,受打磨深度等因素影响,含量本身就少,再加上,动物胶中含苯环的物质相对于环氧树脂少,因此,发出的苯环峰相对蜡峰就较弱,如果红外或拉曼激光照射时的测试点正好有蜡的沉积,那么就会造成蜡峰的强度远远大于苯峰的强度,太弱的苯峰就会被作为背景干扰杂质峰去除,故谱图上就不会出现苯环的特征峰;拉曼测试中由于荧光干扰严重,遮避了本该出现的弱苯环峰,也会造成不能显现1610 cm-1苯环峰现象。所以,测试中的种种因素都会造成测试误差,关键作为判断是否天然有机物的检测依据都是错误的,其得出的测试结果也是不可信的,这样的检测报告由于缺乏科学的严谨性,很难让人信服。不管是用红外或拉曼光谱,不确定分子结构,不确定有机混合物的种类,仅根据几个基团信息都不能证明未知被测有机物是天然的还是合成的。

C、翡翠红外、拉曼光谱谱学研究现状及存在的问题和误区

(1)国内很多学者、研究机构将红外光谱应用到翡翠真假和AB货鉴别的研究中,并发表了很多有意义的专业性学术论文,但仔细研究这些论文仍发现存在不少问题和误区:①大部分论文得到的结论作为判断AB货的标准,都是以谱图上是否带有3000 cm-1以上苯环C-H伸缩振动所形成的谱峰为鉴别依据,如果有在加上还有蜡峰,不管峰值大小,都认为是环氧树脂充填的B货,这就形成了主要误区。②一些论文在某些样品测试中很可能先入为主,把清代老翡翠当成了B货的参照物,谱图测试中发现了似乎有别于普通环氧树脂B货形成的谱峰,好像多了几个峰,但不能解析出什么样的有机物造成的,也不管峰值大小,也不参考其它的理化指标,认为是一种新型人工胶充填,得出的结论是现在造假充胶类型多样化,也把测试样品断成是B货,这形成了另一个误区。

之所以在专业性的论文里都出现以上误区说明几个问题1、红外光谱是测化学键和基团的振动信息的,确实不能根据有限的振动谱峰信息就能推断出未知有机物的结构,这是符合客观实际的,在未知有机物结构的研究中,作用有限。2、红外光谱在翡翠内含有机物的研究中只能相对定量,而不能绝对定量,如果不考虑其它指标,只以是否检测到有机物为标准,它甚至不能区分所测试的翡翠是否经过“酸煮”。经过㓎动物胶处理而没有经过酸处理的清代翡翠,只含有少量有机物,由于红外光谱不能对有机物绝对定量,容易被误检为经酸处理的新型人工胶充填的B货,还易被想象为轻微酸洗充胶的结果。3、红外光谱应用于翡翠有机物鉴别,存在局限性,存在引起误差的因素。因此不能作为一票否决的工具,但它还是能提供一些分子结构的信息,可作为辅助鉴定工具,关键在于如何合理使用它。

(2)同样对于拉曼光谱,国内也有很多学者、研究机构将它应用到翡翠AB货鉴别的研究中,也发表了一些专业性学术论文,也有一些作出了大胆推测,也开出了不少老翡翠的鉴定证书。但经仔细研究也发现存在不少问题和误区:①鉴定标准比较混乱:主要都以是否发现1600 cm-1附近的有苯环的C=C伸缩振动峰以及2900cm-1附近的由甲基(-CH3)和亚甲基(-CH2)形成的特征谱峰为判断依据。但判断的标准不一样,一些研究者观点认为,只要在老翡翠检测中发现上述特定峰值就认定是环氧树脂充填的B货,没有发现就是A货老翡翠;另一些研究者观点认为,发现了上述特定的峰也是A货,并把它解释为虫蜡老化形成的单质碳峰;还有一些研究者观点认为,发现老翡翠进行拉曼测试时,在1000 cm-1以上波数范围内荧光干扰大,在基线上表现为1000cm-1—3000 cm-1波数段宽缓的凸起,是含有大量可导致荧光的有机染料形成,从而被断成是C货。②拉曼测试结果的重现性差:主要表现为用不同的拉曼光谱仪测试结果不一样;用同一拉曼仪器使用不同波长的激光激发散射光,得到的测试结果不一样;不同的老翡翠,得到的测试结果相差较大,有的测试能发现1600 cm-1附近的谱峰,有的测试并不能发现;同一块老翡翠不同的测试点,得到的测试结果也不一样。

为什么会产生上述现象,经深入分析后认为以下原因造成:1、拉曼光谱是测散射光的,由激光激发的散射光的强度比较弱,即信号比较低,老翡翠里有机物的含量本身就比较低,有机物的拉曼谱带的强度比翡翠硬玉本身的几个谱带要弱得多,在同一条件下起出峰时,有机物内有些较弱的基团振动谱峰就不能显现,使拉曼光谱的灵敏度和分辨力降低,造成某些谱峰时有时无现象。2、荧光干扰是影响老翡翠拉曼测试的最大因素,激光激发的荧光强度远远大于拉曼散射光,从而会掩盖拉曼信号的特征。尽管可釆取改变激发激光波长等措施,但从众多的研究论文上看,效果并不理想。主要原因是老翡翠里含有很多能引起激光激发荧光的物质,其中以蛋白质为主要成分的动物胶属于生物大分子混合物,是被化学界确认了的具有较大荧光产率的物质,是引起拉曼激光激发荧光的主要有机物,它常常被误断为有机染料,因为它们都容易被激光激发产生荧光,也不是象有的研究认为的由虫蜡老化形成的单质碳引起的荧光;另外硬玉本身也会引起荧光;绿色翡翠里的铬离子也会引起荧光;部分老翡翠的浮蜡也会引起荧光。因此,老翡翠的拉曼激光荧光现象是多种因素叠加的结果,显得比较强烈。荧光干扰使老翡翠拉曼测试的灵敏度和分辨力进一步降低。有论文揭示,它甚至会造成2900cm-1附近的由甲基(-CH3)和亚甲基(-CH2)引起的拉曼谱带都不能显现。3、同一台拉曼光谱仪釆用不同的激光波长,就会激发不同范围的荧光,荧光干扰也就不一样,所以同一块翡翠会得到不同的拉曼测试结果。4、不同的拉曼光谱仪灵敏度和激光波长不一样,所以得到的结果也不一样。5、同一老翡翠不同的测试点,动物胶的富积程度不一样,所以得到的拉曼谱图也不一样6、拉曼光谱同红外光谱一样都是测基团的波峰信息的,也存在一些相同的弱点,单一的拉曼谱图是无法有推测未知的、复杂的有机混合物的种类的。

总之,仅能提供一些化学键和基团信息的,不管是红外还是拉曼光谱,在鉴别老翡翠内含未知有机物的研究中之所以出现众多的误区,说明其功能很有限,并不能破解老翡翠内含有机物为动物胶,单一依赖这两种设备是不能解决问题的,是无法证明老翡翠内含有机物是合成的还是天然的。这也是不断有人质疑“究竟是什么样的有机物在老翡翠里”,两者都无法回答或回答错误的原因。不是不想回答,使用单一的化学分析仪器根本就做不到。在外行看来高、大、尚和奉为至尊的、单一的科学仪器,在专业人士的眼里就是丑媳妇。这也是本次清代翡翠科学研究,不把它们作为利器使用的原因。“唯仪器论”过分夸大单一科学仪器的功能,也是造成翡翠鉴定乱象的原因之一。

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