Multifaceted Evaluation of Gemstones Using UV-Vis and EDXRF

Význam tématu

Analýza barev a stopových prvků u drahých kamenů je klíčová pro určení jejich původu, pravosti a kvality. Kombinace UV-Vis spektroskopie a EDXRF umožňuje komplexní hodnocení bez destruktivních úprav vzorku a zajišťuje objektivní kvantifikaci barvy i chemického složení.

Cíle a přehled studie

Studie se zaměřila na šest komerčně dostupných volných vzorků zoisitu/tanzanitu s různou barevností. Hlavními cíli byly:

• kvantitativní měření barvy pomocí UV-Vis spektrofotometrie
• kvali‐kvantitativní stanovení stopových prvků (vanad, titan) technikou EDXRF

Použitá metodika

UV-Vis měření proběhlo na spektrofotometru SolidSpec-3700i (300–800 nm, slit width 5 nm, difuzní reflexe, svazek φ2 mm). EDXRF analýza byla prováděna na přístroji EDX-8100 s Rh cílem, SDD detektorem a fundamental parameter metodou pro formu oxidů.

Použitá instrumentace

• UV-VIS-NIR spektrofotometr SolidSpec-3700i
• Energodispersní rentgenfluorescenční spektrometr EDX-8100

Hlavní výsledky a diskuse

UV-Vis spektra odhalila odlišné x-y chromatičtější souřadnice modrých (vzorky 1–3) a zelených (vzorky 4–6) variet. EDXRF potvrdila převládající složení SiO₂, Al₂O₃, CaO a rozdílné koncentrace stopových oxidů: vyšší obsah V₂O₅ v modrých vzorcích a vyšší TiO₂ v zelených. Výsledky podporují hypotézu, že tepelné ošetření mění oxidační stav vanadu pro intenzivní modrou barvu, a stopové prvky slouží pro autentizaci a určení původu.

Přínosy a praktické využití metody

• Objektivní kvantifikace barevného profilu, překonávající vizuální odlišení
• Nedestruktivní analýza stopových prvků bez speciální přípravy
• Možnost rozlišení přírodních a syntetických kamenů
• Podpora stanovení geografického původu drahých kamenů

Budoucí trendy a možnosti využití

• Vývoj přenosných spektrometrů pro terénní hodnocení
• Aplikace strojového učení pro automatizovanou klasifikaci barevných a spektrálních dat
• Rozšíření referenčních databází chemického složení a barevnosti
• Kombinace dalších technik (Raman, FTIR) pro komplexní charakterizaci

Závěr

Kombinace UV-Vis a EDXRF přináší efektivní nenáročný postup pro kvantitativní hodnocení barvy a chemického složení drahých kamenů, čímž zvyšuje přesnost identifikace a určení původu.

Reference

1. W.A. Deer, R.A. Howie a J. Zussman: An Introduction to the Rock-forming Minerals (3rd edition), Mineralogical Society (2013)
2. Y. Kuroda, K. Suwa: Polarizing Microscope and Rock Minerals (2nd edition), Kyoritsu Shuppan Co., Ltd. (1983)
3. Dr. Ahmadjan Abduriyim: The Science of Gemstones, Ark Publishing Inc. (2019)