数千年来，宝石一直备受珍视并在世界各地交易。这些坚固而稀有的矿物除了美丽之外，还蕴含着独特的元素组成和原子取向。这些特质如同指纹，可以向研究人员揭示宝石的过去——包括它们的起源地和旅行路线。
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在一项于8月1日发表在《AIP Advances》期刊上的研究中，一个科学家团队利用光谱技术比较了一批宝石，并确定了它们的起源地以及它们如何通过贸易路线传播。他们研究了在阿拉伯-努比亚地盾发现的宝石——这是如今埃及和沙特阿拉伯红海附近暴露出的矿藏地层。
光谱学帮助该团队识别了宝石内部的特定元素，包括它们的化学成分和结构。这些特质影响着宝石的颜色，区分了在阿拉伯-努比亚地盾以外发现的宝石，并表明了哪些宝石是天然的，哪些是人造的。
“我们展示了这些来自中东地区宝石的主要光谱特征，以区分它们与来自世界其他地区的同类宝石，”该研究的合著者、埃及加拉拉大学的气象学家兼地质学家Adel Surour在一份声明中表示。“这包括各种硅酸盐宝石，例如来自埃及古老的克娄巴特拉矿山的祖母绿，以及来自其他历史遗址的紫水晶、橄榄石和亚马逊石，这些遗址大多可以追溯到罗马时期。”
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) 的技术则可以确定连接到宝石结构的官能团，并检测水中及其他碳氢化合物的存在。拉曼光谱则能显示宝石原子独特的晶体结构，即使对于化学成分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特有的紫色有关，而铬、钒和铜等元素也会影响宝石的颜色。合成宝石（价格较低，用于实验室实验）则可以通过特定的水峰来识别。
宝石独特的晶体结构区分了来自墨西哥、约旦和埃及的亚马逊石珠子，使得追踪它们的旅行路线成为可能。
“祖母绿和橄榄石等宝石自古以来就被开采，”Surour 说。“有时，一些宝石会被水手和商人带到他们的家乡。例如，欧洲的皇冠上装饰着来自非洲或亚洲的奇特宝石。我们需要精确的方法来区分宝石的来源并追踪古代贸易路线，以便获得关于其开采原始地点的准确信息。”
