宝石承载着其地理起源的故事

数千年来，宝石一直受到世界各地人们的珍视和交易。这些坚硬而稀有的矿物不仅美丽，还带有独特的元素组成和原子取向。这些特征就像指纹一样，可以向研究人员展示宝石的过去——包括它们的产地和运输地。

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在 8 月 1 日发表在《AIP Advances》杂志上的一项研究中，一组科学家使用光谱技术比较了多组宝石，并确定了它们的产地和它们是如何通过贸易路线传播的。他们研究了在阿拉伯-努比亚地盾中发现的宝石——这是位于现今埃及和沙特阿拉伯红海附近的矿藏露头。

光谱分析帮助团队识别宝石内部的特定元素，包括其化学成分和结构。这些特征影响宝石的颜色，区分阿拉伯-努比亚盾之外发现的宝石，并显示哪些宝石是天然的，哪些是合成的。

“我们展示了这些中东地区宝石的主要光谱特征，以将它们与世界其他地方的宝石区分开来，”埃及加拉拉大学气象学家兼地质学家、论文合著者阿德尔·苏鲁尔在一份声明中表示。“其中包括埃及古代克利奥帕特拉矿场出产的各种硅酸盐宝石，如祖母绿，以及来自其他历史遗址的紫水晶、橄榄石和天河石，这些宝石大多可追溯到罗马时期。”

一种称为激光诱导击穿光谱 (LIBS) 的技术可以快速表征宝石的化学成分，而另一种称为傅里叶变换红外光谱 (FTIR) 的技术可以确定与宝石结构相关的功能组并检测水和其他碳氢化合物的存在。拉曼光谱显示了宝石原子的独特晶体结构，即使对于化学上相同的材料也是如此。

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研究小组发现，铁含量可能与紫水晶中标志性的紫色色调有关，而铬、钒和铜等元素也会影响宝石的颜色。价格较低且用于实验室实验的合成宝石会因标志性的水峰而暴露出来。

宝石独特的晶体结构将来自墨西哥、约旦和埃及的亚马逊石珠子区分开来，使得人们能够追踪它们的去向。

“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祖国的。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辨别宝石的来源并追踪古老的贸易路线，以便获得有关其原始开采地点的正确信息。”