小吉不停以为，宝石的内部天下就是一个多元宇宙，内里不但藏着诸多奥妙瑰丽的美景，更蕴含着无穷地球的秘密。进一步探究包裹体的品种将为我们提供新的角度来充实相识这个大天然创造的精灵。
图｜天然紫色蓝宝石中具有强金属光泽的矿物，其外貌可见清楚蚀痕 版权 GUILD一
今世测试技能的快速发展为我们提供了在更精准复杂的程度上检测、分析包裹体的大概性。在已往几年中，人们应用各种方法以更好地相识包裹体，包罗傅里叶变动红外光谱（FTIR）、拉曼（Raman）、扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）。
然而，万变不离其宗，无论技能怎样发展，正确度怎样进步，重要的研究方法可以归纳为三类：形态学、光谱学和化学。
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形态学
形态学方法偏重于包裹体的外貌、表面和形状，宝石学显微镜下观察是发现和相识包裹体的第一步。当显微镜配备了一些附件（如偏光镜），我们可以清楚地观察到双晶。浸油体系有助于在淘汰外貌反射光干扰的条件下重点观察包裹体特性。
如下图所示，在显微镜下第一眼看到的是由几种透明矿物包裹体构成的蓝宝石内部天下的全貌。
图｜蓝宝石中大量透明矿物 版权 GUILD
宝石显微镜下观察通常是在10×-80×的放大倍数下举行的，在少数环境下可达200×。扫描电子显微镜等更为高级的观察仪器则具有更高的放大倍数。
扫描电子显微镜是指扫描电子显微镜-能量色散光谱仪体系，其放大倍数可高达200,000倍，在扫描电子显微镜下我们不但可以观察到包裹体的形态，还可以观察到包裹体更为过细的结构特性。
微聚焦X射线检测体系
微聚焦X射线检测体系 版权GUILD
X射线是一种可以穿透宝石质料的高能量光源。由于宝石中各相间的密度存在差异，X射线图像可以体现宝石主体中的物相及其分布。微聚焦X射线检测体系可以检测珍珠的珠层厚度。不但云云，它也有助于出现一些颠末处理处罚的红宝石中的铅玻璃充填物。
X射线图像辨认处理处罚红宝石中显着的铅玻璃充填物 版权GUILD
如图所示，在X射线显微检测体系下，红宝石主体和铅玻璃充填物由于密度差异而出现差别的颜色。在这种处理处罚过程中，铅被参加玻璃以得到靠近红宝石的折射率，铅玻璃作为充填物可以到达较好的粉饰红宝石裂隙的效果。
近期的研究将X射线图像的应用推进至更高程度。比年来，高分辨率电子盘算机断层扫描（CT）已被应用于包裹体研究。这种高程度的技能使研究职员可以或许观察到宝石中差别相态的包裹体，并过细区分各相的形状并盘算其体积百分比。液态和熔体包裹体形状的清楚图像可以提供更多关于其生长条件和环境的线索。
化学
化学检测方法有助于判定固态包裹体，包罗电子探针（EPMA）、能量色散型X射线荧光（EDXRF）、激光诱导击穿光谱（LIBS）、激光剥蚀电感耦合等离子体质谱（LA-ICP-MS）和二次离子质谱（SIMS）等。
电子探针（EPMA）
电子探针（EPMA）是一种无损检测技能，用于确定矿物质料的化学因素。作为矿物学的经典测试方法，它被广泛用于判定岩石中的矿物。然而，包裹体需磨至出露外貌，电子探针才可以或许记录该包裹体的电子散射，从而到达测试目标。
多数环境下，岩石被切割、抛光，制成薄片，在矿物学显微镜下观察，并通过电子探针举行判定。流体包裹体（如二氧化碳和水）不得当举行EPMA测试。
能量色散型X射线荧光能谱（EDXRF）
能量色散型X射线荧光能谱（EDXRF）是在宝石学范畴举行多元素分析的有效工具。它的测试过程无损，已被用于宝石的品种和产地判定。它也可用于检测出露包裹体和宝石凹坑中的充填质料。
能量色散型X射线荧光能谱仪 图源网络
能量色散型X射线荧光能谱仪以尺度化的工作方法提供快速、正确的宝石化学因素效果
能量色散型X射线荧光能谱中体现显着的Fe峰， 指示了巴基斯坦-克什米尔红宝石中的富铁矿物 版权GUILD
图为能量色散型X射线荧光能谱中体现显着的Fe峰，指示了巴基斯坦-克什米尔红宝石中的富铁矿物。
激光剥蚀电感耦合等离子体质谱
激光剥蚀电感耦合等离子体质谱（LA-ICP-MS）对于宝石学范畴的定量化学分析至关告急。Abduriyim等（Abduriyim and Kitawaki, 2006）已经记录了它在宝石学上的应用。别的，宝石包裹体中特定元素的同位素有助于确定包裹体的年事，从而推断出宝石主体的形成时间。
近期有研究将LA-ICP-MS U-Pb测年法应用于来自莫桑比克带的刚玉中的金红石包裹体。效果体现，金红石包裹体的U-Pb测年法指示肯尼亚Mangari地区的Gitonga矿坑（John Saul红宝石矿）的年事为533±11百万年（2σ），同地区Aqua红宝石矿的年事为526±13百万年，而坦桑尼亚Morogoro地区的红宝石年事为499±12百万年。
谱学
傅里叶变动红外光谱（FTIR）
在已往的几十年里，傅里叶变动红外光谱（FTIR）已经成为今世宝石实行室的尺度装备。该仪器有助于辨认宝石种类、检测处理处罚环境及研究宝石的包裹体。众所周知，每颗宝石都是由按特定架构分列的原子构成，而这些原子具有特定的振动模式。
傅里叶变动红外光谱仪 图源网络
傅里叶变动红外光谱仪可以通过其透射光束检测到一些微小的包裹体颗粒。红外光束透过宝石样品，探测器网络宝石主晶和包裹体的特性光谱
图｜傅里叶变动红外光谱仪 版权 GUILD一
（1）亚微米级矿物
粘土矿物通常硬度低、稳固性差，通常尺寸较小。偶然，它们大概以粉末的情势出现。当它们被包裹在宝石中时，通常难以观察到。由于难以聚焦于云云微小的颗粒，共焦拉曼光谱的功能受限。然而，微小且分散的颗粒的信号偶然可被红外光谱捕获并出现。
刚玉中微结构OH的红外光谱图 版权GUILD
如图所示刚玉中微结构OH的红外光谱：
在3309、3232和3185cm-1处可见吸取峰。
（2）CO2及其他流体
二氧化碳存于大气中，它也大概在宝石的形成过程中与其他液体一起被捕获。
图｜绿柱石中的两相包体 版权 GUILD一
透射光谱可以明确指示CO2的存在，其特性峰位于2360cm-1处。
如下图所示，2400-2800cm-1范围内的吸取峰可以归因于绿柱石孔道内的水。
蓝宝石中的CO2的红外光谱
绿柱石孔道中水的红外吸取峰 版权GUILD
（3）充填物
宝石中常发育裂隙，导致其低落净度和透明度。宝石的净度可以通过向裂隙中注入外部充填物来举行改善，进而改善外貌。
由于固有特性和生长环境，祖母绿易发育裂隙。通过注入有机物粉饰裂隙，可以提升祖母绿的净度。为了得到更好的效果，人们已经开辟了诸多差别的配方。最常用的充填物是油或树脂。红外光谱可以网络有机充填物的信号，从而指示一颗肉眼干净的祖母绿是否颠末充填处理处罚及所利用的充填处理处罚质料的种类。
未经净度改善的祖母绿在2800-3200cm-1范围内无吸取峰，而颠末处理处罚的祖母绿中可见此范围内显着的吸取峰，正如下图所示。
图 红外光谱可以快速检测有机充填物， 其吸取峰位于2800-3200cm-1 版权GUILD
峰值的详细位置和峰形可以区分树脂和油：
（1）树脂
在3050、3020、2920、2850和2830cm-1处体现一系列吸取
（2）油
在凌驾3000cm-1范围内无吸取，仅在2830、2850和2920cm-1处有三个显着的吸取峰。
别的，质量较差的红宝石通常举行玻璃充填以改善净度、提升稳固性。然而，多数玻璃的折射率在1.5-1.6之间，远低于红宝石的折射率。当在玻璃中参加铅后，铅玻璃的折射率增长至与红宝石相近的程度，可以粉饰大部门肉眼可见的裂隙。但是，随着铅含量的增长，玻璃的历久性低落，因此，铅玻璃充填红宝石的稳固性差，对这种处理处罚方法的披露在生意业务中至关告急。
图｜铅玻璃充填红宝石 版权 GUILD一
延伸至外貌的裂隙中充满了铅玻璃充填物，与红宝石主体相比，其光泽较弱。
在无法获知化学因素的环境下，红外光谱也有助于检测红宝石中是否充填铅玻璃。在大多数铅玻璃充填的红宝石中，红外光谱体现一个以2610cm-1为中心的吸取宽带。
图 铅玻璃充填红宝石中可见 2610cm-1处的宽吸取带 版权GUILD
拉曼（Raman）
与上述全部检测方法相比，拉曼大概是最得当、最有效、最正确的检测固态和液态包裹体的方法。通常，拉曼对检测样品是有肯定要求的，它能快速捕获特定包裹体的信号，纵然其未达外貌。
共聚焦显微拉曼光谱仪 图源网络
拉曼被广泛应用于矿物学和地球化学，它在宝石学范畴也已经利用了数十年。自此，拉曼的应用极大促进了宝石学家对包裹体的明确和认知，并提升至更高的程度。
图｜共聚焦显微拉曼光谱仪 版权GUILD一
共聚焦显微拉曼光谱仪可以检测到微小的单个包裹体并正确判定。当配备了共聚焦体系时，拉曼光谱可以检测到聚焦点上的宝石包裹体。
比方，俄罗斯翠榴石中长针状物的品种被拉曼确定。缅甸尖晶石中多种矿物包裹体也已被报道，如角闪石、锐钛矿、斜锆石和水铝矿。拉曼也可以检测流体包裹体，比方，拉曼可以估测石英中包裹体的盐度；乌拉尔南部伊尔门山脉的蓝宝石中的多相流体包裹体由二氧化碳和硬水铝石构成的。
图 祖母绿的长管状包裹体中检测到CO2 版权GUILD
图 缅甸红宝石中的金红石 版权GUILD
拉曼三维扫描
通过配备差别的附件，拉曼可以得到关于包裹体更多有代价的信息。通常而言，在形态学观察下，通过转动主晶宝石，观察者仅能一次观察到包裹体的一个角度，很难过到其三维立体图像。然而，拉曼三维扫描可以办理这一窘境，以三维方式出现立体包裹体。
经配备可移动样品台和主动控制器，研究职员可以选定地区举行拉曼光谱收罗。然后，选择包裹体的主峰，天生一系列沿Z轴变革的拉曼图像。此方法逾越了二维观察的限定，在多物种判定方面提供名贵信息。
碧玺中锡石的三维拉曼扫描图像 版权GUILD
我们展示了应用于宝石包裹体研究的先辈技能，以及它们的原理和应用实例。效果表明，每种方法都有其上风和劣势。固然观察法可以辨认包裹体的形态，不必要任何样品制备和测试后的数据分析，快捷省时，但是仅通过形态观察来辨认包裹体并禁绝确，尤其是对于形态相似、品种差别的包裹体而言。
相比之下化学测试可以提供非常有效正确的包裹体因素信息。但是，这种方法仅实用于包裹体位于宝石外貌或被磨至外貌的样品。大多数包裹体都位于主晶宝石内部，因此，这种测试通常要求粉碎样品，这对于研究样品而言是可以满足的，但是，对于一样寻常检测中收到的样品而言，并不切合实际。这种样品测试要求限定了其在包裹体研究上的应用。
而光谱法介于上述两种方法之间。其长处在于不必要举行样品预备，光谱网络快速方便。然后，当碰到一些不常见的包裹体时，光谱数据分析大概会非常耗时。因此，创建详细可靠的尺度数据库可以在肯定程度上补充光谱法的不敷。 |
