利用宝石的独特特性来揭示古代贸易路线

自古以来，宝石就在全球范围内开采和交易，有时甚至从其原产地穿越各大洲。宝石在地质学上被定义为以美丽、强度和稀有而闻名的矿物。它们独特的元素组成和原子取向就像指纹一样，使研究人员能够揭示这些宝石的过去以及历史贸易路线。

Khedr等人在AIP出版的AIP Advances中。采用色彩现代光谱技术快速分析阿拉伯-努比亚地盾中发现的宝石，将其与世界各地的类似宝石进行比较。作者利用激光诱导击穿光谱(LIBS)、傅里叶变换红外(FTIR)光谱和拉曼光谱，识别了影响宝石颜色的元素，区分了区域内和区域外发现的宝石，并区分了天然宝石和合成宝石。

阿拉伯-努比亚地盾是一个暴露的矿藏，夹在埃及和悬崖的红海之间。这些矿床的历史可以追溯到地球最早的地质时代，贵金属和宝石的开采已有数千年的历史。

“我们展示了来自这些中东地区的宝石的主要光谱特征，并将它们与世界其他地区的宝石区分开来，”作者阿德尔·苏鲁尔(Adel Surour)说。“这包括各种硅酸盐宝石，例如来自埃及古代克利奥帕特拉矿山的祖母绿，以及来自其他历史遗迹的紫水晶、橄榄石和天河石，这些宝石的历史主要可以追溯到罗马时代。”

它们采用的各种光谱技术揭示了有关宝石的不同信息。LIBS可以快速表征化学成分，而FTIR可以确定与结构相关的功能团并指示水和其他碳氢化合物的。对于化学相同成分的材料的存在，拉曼光谱也能显示出宝石原子的独特晶体结构。

作者发现，铁含量与紫水晶标志性的紫色色调相关，而铜、铬和钒等其他元素也与紫水晶的着色有关。

标志性的水峰暴露了实验室生长的合成宝石，这些合成宝石可用于科学目的，与天然宝石相同，但价格较低。

晶体结构区分了来自墨西哥、约旦和埃及的天河石珠。

“祖母绿和橄榄石等宝石自古以来就被开采，”苏鲁尔说。“有时，一些宝石是由水手和商人带回自己的祖国。例如，欧洲的王冠上装饰着来自非洲或亚洲的奇特宝石。我们需要有精确的方法来区分宝石的来源和追踪古代贸易路线，以便获得有关其原产地的正确信息。”

来源: Materials provided by American Institute of Physics.
注明: Content may be edited for style and length. Journal Reference: Amal Abdelfattah Khedr, Adel A. Surour, Ahmed El-Hussein, Mahmoud Abdelhamid. Characterization and discrimination of some gem silicate minerals adopting LIBS, FTIR, and Raman spectroscopic techniques. AIP Advances, 2023; 13 (8) DOI: 10.1063/5.0157623