壹、 前言

       翡翠（Jadeite）作為中華文化最受歡迎的寶石之一，鮮豔的翠綠色翡翠象徵權 力與地位，其中老坑玻璃種-商業稱「帝王綠」更是翡翠中的極品。不只顏色深受人們追求喜愛，自古以來中國對玉文化的影響，有著深厚的歷史情感和典故寓意， 東漢許慎的《說文解字》給玉石做一個很好的定義：「石之美者謂之玉」。儒家詮 釋為美玉具備仁、義、智、勇、絜等「君子之德」。隨著千年的歷史文化的不斷發 展，配戴玉的裝飾、藝品、祭祀禮器等玉器文化逐漸成形，美德及藝術意韻綿遠流 長。在清朝中期，翡翠進入了清宮，使玉文化的繁榮達到了頂峰，乾隆皇帝喜愛玉 器和藝術品，使得清宮造辦處也製作翡翠藝品，地方也紛紛進貢翡翠為主。

         因其獨特的色彩和堅韌的質地有別於彩色寶石，翡翠的價值主要取決於其種地、 水頭、顏色，極品的翡翠其珍貴性及稀有性的不只華人世界追捧，也讓它在珠寶界中佔有一席之地。其中紅黃色翡翠和綠色翡翠因其鮮豔的色澤在市場上價格較高。 然而，由於天然優質翡翠資源有限，市場上出現了大量經過優化處理的翡翠，其中 熱處理技術便是一種常見的優化手段。熱處理不僅能改善翡翠的顏色，還可能影響 其結晶結構的變化。

         天然翡翠具有的顏色白色、紫色為原生色；綠色、紅-黃色為次生色。其中天然 紅-黃翡翠的顏色來自於原石內的質地和皮殼之間的皮霧層，產量非常稀少，而市場需求讓翡翠的價值一直居高不下，也出現了大量經優化處理使其獲得更加美麗的 顏色，來取得好價錢；特別是經熱處理的翡翠難以區分，其程序是在原石階段就已 經進行高溫燒烤，故在原石切工後亦難以觀察判斷。

         經熱處理的紅-黃翡翠難以透過肉眼觀察和區分，雖然此優化處理方式在市面上 是被認可的，仍然有很多消費者甚至收藏行家會去進行有燒和無燒的價值比較。此情況需要透過進一步的鑑別方式，目前市場上主要依賴紅外光譜儀技術進行精確分 析，來取得鑑定結果。

         此外，熱處理對翡翠結構的潛在影響仍需進一步研究，因此，如何鑑別天然與 熱處理翡翠成為當前珠寶鑑定領域的重要課題，以確保市場公平性與消費者權益。

貳、 文獻探討

　　　
         翡翠的基本性質，礦物是由硬玉、綠輝石為主，以及由多種礦物組成的集合體， 可以說翡翠是硬玉的一種，在礦物學上屬於輝石族類，化學成分為鈉鋁矽酸鹽 NaAl(SiO₃)₂，屬於單斜晶系，結晶為多晶質，具有粒狀纖維交織結構。因此在寶石中 具有極好的韌性，基本物理性質摩氏硬度為 7，比重約為 3.30-3.36，折射率 1.66(遠視 法)。光澤度呈現油脂光澤至玻璃光澤，透明度呈現半透明至不透明，拋光後可見橘皮 效應。

        翡翠的成因和產狀，因區域變質而形成，其印度板塊擠壓歐亞板塊，形成俯衝 帶於歐亞板塊之上，在深層地殼的高壓環境中結晶形成。翡翠以變質岩的形式產出， 在砂礦礦床中則以巨礫石和卵石的形式發現，具有韌性和粒狀的纖維交織結構。因這 些國家的地質具有區域變質或隱沒帶，在深層地殼的高壓環境中結晶形成。翡翠的主 要產地為緬甸，但在瓜地馬拉、日本(新潟縣)、俄羅斯、美國(加州)也都有產出翡翠。

         翠常見的顏色具有白色、綠色、紅色、黃色、紫色、藍色、黑色、褐色等， 且每種顏色又有不同色調呈現，因翡翠中含有不同的微量元素而導致。含鉻 Cr 致色元 素的顏色為綠色；含錳 Mn 致色元素的顏色呈紫色、粉紫色；顏色黃色、黃紅色、橙 紅色、棕紅色的紅-黃色翡翠為次生色，來自於翡翠再生成的過程中經風化產生的皮殼 之間的皮霧層，氧化鐵 Fe₂O₃由外慢慢滲入裂隙而成。

         紅-黃翡翠熱處理的鑑別方式，從肉眼觀察天然無熱處理的紅黃翡在放大觀察裂 隙部位時，通常會呈現裂隙的顏色較深，而周圍的顏色較淺的現象；經熱處理後的裂隙特徵變化不大，但從肉眼觀察可見顏色更加鮮豔，但表面較乾的變化，甚至可能會 產生乾裂的白花、白色裂紋(焠火紋)。

         現階段已知翡翠的顏色主要由其內部的微量元素所決定，而這些元素的氧化狀 態和分佈會隨溫度變化而改變。通過加熱，翡翠內部的某些元素會發生氧化還原反應， 從而影響其顏色，雖然高溫能夠加深翡翠的顏色，但可能導致光澤下降。例如，當加 熱溫度達到 250℃ 時，顏色從黃色變為橙紅色，並且色彩變得更加飽和。然而當溫度 升至 350℃ 以上時，部分樣品開始出現顏色變暗、光澤減弱的情況。(項賢彪,張一翔, 賴文波,2011)

          傅立葉轉換紅外光譜儀(FTIR)是鑑定熱處理翡翠的重要工具。可以利用紅外光 譜的特徵峰來鑑別熱處理翡翠。未加熱的翡翠紅外光譜呈 U 型，而加熱後則轉變為 V 5 型，例如，熱處理後翡翠在 3622～3628 cm⁻¹ 和 3670 cm⁻¹ 附近出現明顯的吸收峰，這 可作為判別標誌之一。(項賢彪,張一翔,賴文波,2011)

         本研究擬以鑑定儀器如：傅立葉轉換紅外光譜儀(FTIR) 對 14 件紅-黃翡翠樣品 做其熱處理的鑑別與區分。由於有很多消非者甚至收藏行家會去進行有燒和無燒的價值比較，業界需依賴紅外光譜等技術進行精確分析。 故本實驗欲探討： 1. 熱處理翡翠是否有其鑑定特徵 2. 分析高階儀器的使用對於區分熱處理紅-黃翡可提供的資訊 為寶石學的學術研究以及寶石消費市場做出貢獻。

參、 研究方法

         本次實驗方法首先使用立體雙目顯微鏡觀察翡翠表面至內部的裂隙其顏色分布及特徵， 接著使用紫外可見光近紅外光譜儀(UV-VIS-NIR) 檢測是否具有氧化鐵峰位的圖譜以利 區分天然無熱處理的翡翠，最後紅外線光譜儀(FTIR)檢測光譜曲線探討熱處理的圖譜 特徵，實驗步驟如圖所示。

3.1實驗設備：

雙目立體顯微鏡(Optical Microscope)：

顯微鏡儀器用於放大觀察寶石的內外部特徵、內含物及具有特徵包裹體的寶石。故使用顯微鏡主要目的為放大觀察翡翠內部結構、裂縫間礦物顆粒、顏色變化等，有無鑑定特徵。本次實驗以暗域照明和亮域照明觀察翡翠的內部結構；頂部照明觀察翡翠的表面裂隙及顏色聚集。使用放大倍率範圍約15X-30X。

紫外-可見光-近紅外光譜儀(UV-VIS-NIR)：

紫外-可見光-近紅外光譜儀用於材料分析、化學成分鑑定、結構研究及品質控制等領域。是一種能夠在紫外光（UV, 約190–400 nm）、可見光（VIS, 約400–700 nm）以及近紅外光（NIR, 約700–2500 nm）波長範圍內，測量物質對光的吸收特性的儀器。故以UV-VIS-NIR分析觀察樣品吸收峰來判別翡翠的顏色成因、染色處理與熱處理變化等。紅-黃翡翠含氧化鐵(Fe³⁺)的致色元素為赤鐵礦和針鐵礦而產生紅色調，本次實驗以分析紅-黃翡翠是否具有赤鐵礦和針鐵礦的峰位圖譜，來區分有無熱處理、舊型染色、新型染色。

傅立葉轉換紅外光譜(FTIR) ：

傅立葉轉換紅外光譜(FTIR)用於測量材料中對電磁波譜紅外部分的吸收，以物質對紅外光的選擇性吸收，可以分析寶石的組成或結構。儀器能夠對區分天然及合成，以及是否經過熱處理進行比較。由於紅翡多會經過熱處理，故以FTIR分析檢測樣品是否經熱處理可提供診斷指標。本次實驗波段範圍為 650~5000 cm⁻¹，使用穿透法T，掃描次數8次、分辨率8次。

3.2實驗樣本：

此次研究樣品數量有14件未知處理的紅-黃翡翠，有原石、珠鍊、手鐲，如下表所示。樣品A-1~A-5、A-8為吳照明寶石教學鑑定中心提供、樣品A-6、A-7、B-1~B-6為學生本人提供。

肆、研究結果

4.1顯微鏡觀察實驗研究

(1).天然無熱處理的紅-黃翡翠：

天然無熱處理的紅-黃翡顏色由氧化鐵致色，而氧化鐵(Fe³⁺)主要由赤鐵礦、針鐵礦形成，翡翠是多晶質、多種礦物集合體故一定會有多孔隙、裂隙的結構，故氧化鐵順著裂隙沁染近翡翠的結構裂隙中，可用顯微鏡觀察顏色在裂隙中的呈現。

天然無熱處理的紅-黃翡翠的氧化鐵是長時間下慢慢形成的，從裂隙部位延伸至結構周圍的顏色會加深，且呈現漸進色，由紅、橙、黃、白等會有3~4種顏色漸進。

(2).熱處理(烤色)：

結構鐵由二價鐵快速氧化成三價鐵，為加熱烤紅，較深色的裂隙中的顏色呈紅色的單一色，無漸進色呈現。在高溫處理的情況下可能會導致裂紋產生，白色裂紋裡不存在紅色，裂紋呈白花。

(3).舊型染色：

        由硝酸鹽鐵沁染進翡翠的裂縫中，顏色會集中在裂縫，因此沒有漸進色，顏色呈單一色。

(4).新型染色：

        由氧化鐵順著裂縫沁染進翡翠的，顏色會集中在裂縫，因此沒有漸進色，顏色呈單一色。

4.2 UV-VIS-NIR實驗研究：

紅-黃翡翠含氧化鐵(Fe³⁺)的致色元素為赤鐵礦和針鐵礦而產生紅色調，本次實驗以分析紅-黃翡翠是否具有赤鐵礦和針鐵礦的峰位圖譜，來區分有無熱處理、舊型染色、新型染色。使用穿透法A看吸收峰(凸峰)。

(1).天然無熱處理的紅-黃翡翠：

一階導數進行分析，圖譜可見微弱凸起的赤鐵礦峰位於530-540nm(不超過540nm)、針鐵礦峰位於407nm前後，若一階導不見其條件的波峰，需要從一階導進二階導確認；二階導數的圖譜可見微弱凸起的赤鐵礦峰位於530-540nm、針鐵礦峰分裂成雙峰出現於481nm、496nm附近，而407nm為雜訊峰。

(2). 熱處理(烤色)、舊型染色：

不符合上方天然無熱處理的紅-黃翡翠的圖譜條件，故找不到赤鐵礦和針鐵礦峰位。

(3). 新型染色：

一階導數進行分析，幾乎與天然的紅-黃翡翠的圖譜相同，只是一階導的300-400 nm會消失，新型染色最終仍需要依靠顯微鏡觀察判斷。

4.3 FTIR實驗研究：

可作為輔助性的診斷指標，波段範圍為 650~5000 cm⁻¹，使用穿透法T，掃描次數8次、分辨率8次。

1.天然無熱處理的紅-黃翡翠

天然無熱處理的紅-黃翡翠，波谷較寬主要呈現U型峰，部分樣品呈略為 V 型，主要集中在 3000–4000 cm⁻¹ 區間的 OH 吸收峰，根據王海運(2002)、項賢彪等人(2011)研究無熱處理的紅黃翡翠，其峰位在1500-1700 cm⁻¹、3000–3700 cm⁻¹附近有強的吸收區，表現出水的吸收特徵，如： 3690–3698 cm⁻¹、3618–3627 cm⁻¹、3537–3553 cm⁻¹、3430–3467 cm⁻¹、3325–3326 cm⁻¹等區間附近吸收。

2. 經熱處理的紅-黃翡翠

經熱處理的紅-黃翡翠吸收峰數量較多、明顯變強有尖峰，呈現V型峰居多，根據王海運(2002)、項賢彪等人(2011)研究無熱處理的紅黃翡翠，3519–3584 cm⁻¹ 區域的吸收峰會消失，其峰位在1500-1700 cm⁻¹、3000–3700 cm⁻¹附近沒有強的吸收區，如：3622–3628 cm⁻¹、3670 cm⁻¹附近變弱或消失。

另外不是所有 V 型就一定代表熱處理，可能因翡翠中結構水含量高；或熱處理後導致結構變化，重新排列造成強吸收，OH 吸收峰3622–3628 cm⁻¹區間會額外增強或位移。

伍、結論

實驗顯示，經熱處理的紅-黃翡翠，部分較明顯的可經放大鏡觀察可見其特徵，但仍需要透過顯微鏡觀察、高階儀器的檢測進行確認和鑑別。

在顯微鏡觀察下，本次檢測14樣紅黃翡翠樣品，其中A6、A7、A8、B1、B2、B4、B5共7樣觀察可能有經熱處理，裂紋中無顏色或整體顏色均勻，無漸進色呈現，另外再較深色的裂隙紅色較紅較暗，且顏色呈現單一色，也顯示了在短時間熱處理的過程中，氧化鐵無法滲入結構中形成漸進色。

在UV-VISI-NIR的檢測下，可針對致色元素進行鑑別，是否具有赤鐵礦、針鐵礦的峰位，本次檢測樣品A-6、A-7、A-8、B-1、B-2、B-3、B-4、B-5、B-6為不具有赤鐵礦和針鐵礦鋒位，判斷不是天然無處理的紅黃翡翠。檢測樣品A-1、A-2、A-3、A-4、A-5為部分具有針鐵礦和赤鐵礦峰位特徵、部分不具有，判斷為部分為天然無處理紅黃翡翠，具有赤鐵礦峰位較明顯則體色偏紅，有針鐵礦鋒位但沒有赤鐵礦峰位的則體色偏黃。

        在FTIR的檢測下，可做為輔助性參考，熱處理紅黃翡翠中是否有結構水在熱處理後失水的特徵，本次檢測樣品A-1、A-2、A-3、A-4、B-1、B-2、B-3、B-5的紅-黃翡翠有吸收峰或尖峰較強，判斷為結構水峰的特徵。檢測樣品A-5、A-6、A-7、A-8、B-4、B-6為峰型平坦不具有水峰吸收特徵，判斷可能熱處理過程不完全或結構水存在不明顯導致，此實驗結果僅能提供參考較難以佐證。

綜合以上文獻的研究及實驗的結果， UV-VISI-NIR用來找天然紅黃翡翠的致色元素，若具有赤鐵礦、針鐵礦峰位則為天然紅黃翡翠，若無則為烤色、舊型染色的優化處理而成的，但此檢測無法區分天然的和新型染色處理，因新型染色處理也是透過赤鐵礦和針鐵礦的元素去浸染，故儀器無法區分。FTIR僅能提供熱處理過後翡翠結構水的吸收變化，若遇到熱處理不完全，或低溫熱處理的翡翠樣品，較無法提供診斷性吸收峰或典型的圖譜特徵，亦可能受檢測位置的技巧性影響，容易有誤判。即便使用高階儀器UV-VISI-NIR和FTIR數據的分析下，僅能提供輔助性的診斷佐證，最終顯微鏡觀察依舊是紅黃翡翠熱處理的鑑別，特徵最顯著明確的，也是鑑別中重要的一環。

陸、參考文獻

張蓓莉 (2014) 系統寶石學 地質出版社

項賢彪、張一翔、賴文波 (2011) 热处理红-黄色翡翠的红外光谱分析 宝石和宝石学杂志

黄坚 (2015) 浅谈染红色翡翠的鉴别特征 中國學術期刊電子出版社

熊大民,史庆南,沈黎,周晓龙 (2006) 翡翠热处理温度试验研究 昆明理工大学学报(理工版)

王海运 (2002) 关于翡翠次生色的研究 中國地質大學(碩士學位論文)