如你所知,如今大象遭受著滅絕的威脅,象牙制品也屬于禁售物品,但這并不包括猛犸象牙,因為生活在約萬年以前的猛犸象早已滅絕,埋藏于地下的猛犸象牙屬于化石,因此可以合法交易。
但問題是,現(xiàn)代象牙和猛犸象牙極為相似,僅以裸眼區(qū)別非常困難,尤其是那些尚未被風(fēng)化的猛犸象牙。
因此,為了保護(hù)現(xiàn)代大象,也進(jìn)一步規(guī)范珠寶首飾市場,我院尹作為教授開展了區(qū)分現(xiàn)代象牙和猛犸象牙的研究,使用了多種技術(shù)手段對比它們。
在此特別說明,大家所熟知的,以旋轉(zhuǎn)引擎紋/勒茲紋夾角來區(qū)分現(xiàn)代象牙(勒茲紋夾角比猛犸象牙的大)和猛犸象牙的方法,事實(shí)上頗受局限,也并不嚴(yán)謹(jǐn)。
我院尹作為教授早些年開展過相關(guān)研究,在此僅作簡要介紹:


圖1
樣品包括兩件來自西伯利亞凍土層中的猛犸象牙,和一件來自泰國的亞洲象牙作為樣品。猛犸象牙樣品從垂直于牙體伸長方向切割,從外風(fēng)化面開始,包括一個中等風(fēng)化程度的中間褐色層和直至牙體內(nèi)部風(fēng)化很弱的白色層樣品(圖1),編號為MT1,以及另一個位于牙體表面風(fēng)化層下面的白色的部分,編號MT2;現(xiàn)代亞洲象牙樣品則為一粒圓珠(圖2)。

圖2
在寶石顯微鏡下,兩件猛犸象牙樣品均有勒茲紋,其中風(fēng)化較弱的樣品MT2更為明顯(圖 1b),具體表現(xiàn)為兩組呈十字交叉狀紋理組成的菱形圖案。經(jīng)測量,兩樣品的勒茲紋夾角分別為100度和80度。根據(jù)前人的研究資料顯示,猛犸象牙的勒茲紋從牙齒內(nèi)層到外層分別為62度和105度,平均值為87.1度(圖3)。

圖3
根據(jù)圖3,同一個象牙的勒茲紋夾角與牙體年齡和所切的位置(內(nèi)層,外層)有關(guān)系,從內(nèi)層到外層也是不同的,通常外層的夾角大于內(nèi)層的夾角,猛犸象牙的夾角小于現(xiàn)代象牙(無論是亞洲象牙還是非洲象牙)外層的夾角,而象牙內(nèi)層和中間層夾角和猛犸象牙的夾角是重疊的。
因此,只有確定了樣品是否來自象牙的外層時,可以根據(jù)夾角大小區(qū)分猛犸象牙和現(xiàn)代象牙,也就是說勒茲紋并不能用于區(qū)分這兩種牙,紅 外 光 譜才 是 區(qū) 分 二者 的 有 效 手段 。
但對于現(xiàn)代象牙,勒茲紋可以區(qū)分該象牙是亞洲象牙還是非洲象牙。Singh,et al,(2006)等研究亞洲和非洲象牙并繪制了3-D圖(圖4),顯示亞洲象牙的勒茲紋外層夾角小于120°,從內(nèi)到外其夾角平均值為91.1°,上下浮動0.7°,本文的亞洲象牙的勒茲紋夾角為115度(圖2),屬于象牙的外層牙體;而非洲象牙的勒茲紋外層夾角大于120°,從內(nèi)到外平均值為103.6°,上下浮動1.35°。

圖4
言歸正傳,我們接下來就看看,使用多種技術(shù)方法對比時,現(xiàn)代象牙和猛犸象牙究竟有何區(qū)別?
樣品詳情
現(xiàn)代象牙
現(xiàn)代象牙樣品(一串項鏈)由中國地質(zhì)大學(xué)(武漢)博物館提供,來自于泰國,亞洲象種。紅線代表切開做掃描電鏡(SEM)處。


猛犸象牙
猛犸象牙樣品由作者于廣東地質(zhì)博物館禮品店購得。風(fēng)化越強(qiáng)部分顏色越深(風(fēng)化弱呈白色,強(qiáng)呈黑色,半風(fēng)化部分為棕色)。
(這里本來有個圖的,但不知道為什么不能保存)
多種技術(shù)手段對比:
Ⅰ常規(guī)寶石學(xué)特征
兩種象牙折射率(1.52-1.54)和密度(1.69-1.81)區(qū)別不大。
Ⅱ 紫外熒光
現(xiàn)代象牙
長波紫外下呈藍(lán)白色熒光,短波惰性。


猛犸象牙
下圖左列為長波,右列為短波。新鮮部分長波下熒光更強(qiáng),短波下熒光弱。越新鮮部分熒光越強(qiáng)。




Ⅲ 掃描電鏡
現(xiàn)代象牙
結(jié)構(gòu)致密,放大可見羥基磷灰石的板狀晶體

猛犸象牙
結(jié)構(gòu)松散,裂隙發(fā)育


特別是風(fēng)化強(qiáng)的黑色部分可見連續(xù)的溝槽。

風(fēng)化弱的白色部分雖然也可見溝槽,但是結(jié)構(gòu)致密許多。


Ⅳ 紅外光譜
紅外光譜是區(qū)分現(xiàn)代象牙與猛犸象牙的有效手段 ,與水分子有關(guān)的3319,1642,1557cm-1吸收峰在現(xiàn)代象牙中 較明顯,而在猛犸牙中則較微弱;與膠原蛋白有關(guān)的吸收峰2927 和2855cm-1在 現(xiàn)代象 牙 中表現(xiàn)得較為明顯 ,在猛犸牙中極其微弱,結(jié)果表明,經(jīng)過長時間的埋藏,猛犸牙牙質(zhì)中的膠原蛋白、結(jié)晶水已嚴(yán)重?fù)p失。
如圖,現(xiàn)代象牙(a)在3320 cm–1處寬吸收峰,在2927,2855 cm–1,1642.79 and 1557.66 cm–1處有尖銳的吸收峰,猛犸象牙的吸收峰則比較微弱。

Ⅴ LIBS:現(xiàn)代象牙含有Hg,Cr。猛犸象牙含有Fe, Ti, Mn, Al。

猛犸象牙
弱風(fēng)化,白色部分

半風(fēng)化,棕色部分:

風(fēng)化強(qiáng),黑色部分

Ⅵ X射線粉晶衍射
X射線粉晶衍射結(jié)果表明,猛犸牙的衍射峰比象牙的 分裂更為明顯、峰變尖銳說明雖經(jīng)幾千年地下埋藏猛犸牙中 羥基磷灰石晶體結(jié)晶度有所提高由此表明, 猛犸牙經(jīng)過埋 藏后其有機(jī)物流失的同時無機(jī)物結(jié)晶程度提高,是鑒別兩種牙類的重要參考。
總結(jié)
顯而易見,通過紫外熒光、掃描電鏡、紅外光譜等多種辦法,我們可以更好地區(qū)分出現(xiàn)代象牙與猛犸象牙。這對合法的猛犸象牙銷售流通以及藝術(shù)創(chuàng)作有著深遠(yuǎn)的意義。