引言
证实宝石的真伪和品质是评估该物品价值的必要条件。许多宝石可以通过合成形成巨大的尺寸和非凡的品质。认证检测必须是非破坏性的，因为任何对有潜在价值的宝石的损伤性检测都会降低该物品的价值。
微束X-射线荧光（micro-XRF）是一种简单非接触式、并且是无损的宝石鉴定技术。在这项技术中，X-射线管发出的X-射线照射在样品上。这反过来又会激发样品发出每种元素特有的荧光X-射线。荧光X-射线可以从样品中几十到几百微米深处发射出来，并提供有关材料元素组成的重要信息。样品可以在没有镀层或使用其它破坏性的样品制备处理的情况下进行分析。这对检测贵重的宝石是很重要的。
使用仪器
用于演示的仪器是EDAX Orbis PC 微束X-射线荧光元素分析仪。配备50W Rh靶X-射线管，并可在大气或真空模式下分析元素。一个集成了视频和X-射线光学部件的电动塔轮，可以同轴地进行样品观察和X-射线分析。这种几何结构优化了样品的定位精度，并消除了X-射线光束的阴影。用10彩色CCD相机对样品进行粗定位，用具有3数码变焦的75彩色CCD相机进行在X-射线光束下的样品精细定位。配备的30 µm超高强度多聚毛细管X-射线光学部件可以产生高灵敏度的会聚微焦点X-射线束，而1和2 mm的准直器则用于在更大的区域内产生均匀照射束。入射束滤波器可用于所有X-射线光斑尺寸，以改善检测极限或减少衍射噪声。大面积硅漂移探测器（SDD）提供了更好的灵敏度和无液氮操作。
示例
珍珠是牡蛎产生的有机宝石。珍珠是由环绕在刺激牡蛎的微小种子颗粒周围的层状碳酸钙组成。碳酸钙涂层是牡蛎保护自己免受刺激的一种方式。由于Sr是Ca的自然晶格替代品，而且在海水中可发现低浓度的Sr，因此珍珠中可以发现微量的Sr。人造珍珠通常是由具有彩色涂层的塑料制成。氯氧化铋通常用作着色剂，以产生珍珠般的效果。因此，我们应该期望在天然珍珠（野生或养殖）的微束X-射线荧光谱中看到Ca和Sr峰。在人造珍珠的谱图中期望应该没有Ca峰，而有着色剂的特征峰，如Bi峰。
在这个鉴定研究中使用了四种珍珠样品（图1）：(1) 耳钉，(2) 串珠手镯，(3) 串珠项链，(4) 串珠手链。样品放置在Orbis PC样品台上，在40 kV的X-射线管电压下以真空模式进行分析。在每个样品的珠子上以相同的X-射线管电流、放大器时间常数和采集时间采集谱图。选择1 mm的准直器来覆盖珠子上相对较大的区域。
图1. 珍珠样品从左到右依次为：1) 耳钉，2) 串珠手手镯，3) 串珠项链，4) 串珠手链。
在所有样品的叠加谱图中（图2和图3），样品1-3的Ca峰高，而Sr峰小，说明这些珍珠是天然的。样品4的谱图中没有Ca峰，而只有Bi峰。这说明是人造珍珠，闪闪发亮的珍珠外观是由氯氧化铋制成的。样品4谱图中的Cu峰可能来自氧化铜，氧化铜通常被用作颜料来产生各种颜色。
图2. 样品1（红色），2（青色），3（橙色）和4（金色）的叠加谱图
图3. 在图2中带有凸起峰的叠加谱图。
结语
微束X-射线荧光可用于鉴别各种潜在高价值的宝石。在本例中，Orbis PC 微束X-射线荧光系统成功地应用于珍珠的鉴定。由于X-射线束不会在样品上留下任何射束损伤，因此鉴定过程快速且无损，而且这种技术不需要对样品进行任何潜在的破坏性预处理。在这个快速分析中，通过测定天然珍珠和人造珍珠彩色包衣中所含的常量元素和微量元素，可轻易鉴别真伪。