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貴重寶石的鑒定

珠寶玉石鑒定儀器 寶石顯微鏡 珠寶顯微鏡-深圳麥哲倫    更新日期:2014-03-15    點擊數:2915

  貴重寶石的鑒定

  A.剛玉類寶石——紅、藍寶石的鑒定

  一、概述

  紅藍寶石的礦物學名稱都是剛玉(corundum),剛玉屬氧化物類礦物。

  紅寶石、藍寶石是世界上公認的珍貴寶石品種。

  五大貴重寶石:鉆石、紅寶石、藍寶石、祖母綠、金綠寶石(貓眼變石)

  七大貴重寶石:上述五種加上翡翠、歐泊。

  二、剛玉類寶石的分類與命名

  1.以顏色分類、命名

  國際珠寶界依據顏色將剛玉類寶石劃分為紅寶石、藍寶石兩大類,但二者界線始終是個有爭議的問題,到目前尚未統一。

  傳統寶石學強調紅寶石的顏色質量,將紅寶石限定在一個較窄的范圍內。但是隨著天然紅寶石產量的減少,需求量的增加,以及產出國的利益等諸多因素,一些國際組織建議對傳統紅寶石重新界定。

  傳統劃分方法:

  紅寶石:中到深紅色剛玉寶石統稱紅寶石(淺紅、粉紅除外)

  藍寶石:除去紅寶石以外的其它所有顏色的剛玉寶石統稱藍寶石。

  傳統劃分方法中有淺紅色藍寶石、粉紅色藍寶石的名稱,實際應用中很難劃分。

  1989年在曼谷召開的國際有色寶石協會(ICA)會議上,提出了新的原則——即把所有具紅色色調的剛玉寶石劃歸為紅寶石,其它顏色的剛玉寶石劃歸為藍寶石。

  紅寶石:即紅色的剛玉寶石,包括了淺紅到深紅所有紅色色調的剛玉寶石。

  藍寶石:即除去紅色系列以外的所有顏色的剛玉寶石,包括白色、黃色、綠色、藍色、黑色等各種顏色。

  除藍色剛玉寶石直接定名為藍寶石外,其它各種顏色的剛玉寶石定名時需在藍寶石名稱之前冠以顏色形容詞,如黃色藍寶石、綠色藍寶石等。

  2.依據特殊光學效應的品種劃分

  (1)星光紅寶石、星光藍寶石及合成星光紅、藍寶石

  含金紅石絲狀體 六射星光

  含金紅石、赤鐵礦 十二射星光

  (2)變色藍寶石及合成變色藍寶石

  變色藍寶石:

  a.含Cr、Fe和Ti,如泰國、緬甸、斯里蘭卡的變色藍寶石。

  日光 藍—綠或藍紫

  白熾燈 紫紅或紫色

  b.含V:坦桑尼亞umba河谷的變色藍寶石以及焰熔法合成變色藍寶石

  (3)紅寶石貓眼(稀少)

  3.依據成因,是否改善的劃分:

  除天然者外,尚有:

  (1)合成紅寶石、合成藍寶石

  (2)合成星光紅寶石、合成星光藍寶石

  (3)染色紅寶石

  (4)擴散藍寶石

  (5)充填紅寶石

  (6)藍寶石拼合石、紅寶石拼合石等

  (7)合成變色藍寶石

  三、紅、藍寶石的基本特征

  英文名:紅寶石ruby 藍寶石sapphire

  礦物名:剛玉、氧化物類、三方晶系、一軸晶負光性(個別二軸晶異常光性)

  L33L23PC

  化學成分:Al2O3,含Cr、Fe、Ti、V、Co等

  結晶狀態:通常為柱狀、桶狀、板狀

  六方柱+菱面體+六方雙錐+平行雙面

  晶體形態與形成條件有關

  柱狀、桶狀晶體多產于貧硅、富堿的堿性橄欖玄武巖中,且多具深色熔蝕殼。板狀晶體多產于富硅貧堿的接觸變質巖中。雙晶常依菱面體{10 1}較少依{0001}成聚片雙晶,集合成粒狀或致密塊狀。

  顏色:紅、藍、黃、紫、橙、綠、褐、灰、黑、無色等

  紅(淺紅、桃紅、深紅、橙紅):Cr2O3

  紫紅:TiO2+Fe2O3+Cr2O3

  藍色:TiO2+Fe2O3

  金黃:NiO+Cr2O3

  黃:NiO

  綠:Co3O4+V2O5

  變色:V2O5+NiO / Cr+Fe+Ti

  紅寶石由Cr3+致色

  Cr3+→Al3+,Cr3+代替Al3+,在畸變的氧配位八面體的作用下,原子的d軌道發生能量分裂,形成各個能級。電子躍遷,d電子吸收2.2ev光波(黃綠色光),部分d電子吸收3.0ev(紫色光)光波,能量小于2.0ev的紅光通過,有時部分藍光通過,因而呈紅色或紫紅色。(祖母綠由Cr3+致色,氧配位八面體作用下,d軌道形成四個能級,由于Be2+、Si4+的存在,分裂能減弱,吸收帶下移,兩個吸收帶分別吸收了紫光和黃—紅色光,而使藍—綠色光通過,因而祖母綠呈現綠色或藍綠色。)

  光澤:玻璃—亞金剛光澤

  多色性:二色性 紅寶石一般為紫紅色/橙紅

  藍寶石:藍/綠藍等

  折射率:1.762-1.770(+0.009, -0.005)

  雙折率:0.008-0.010

  紫外熒光:紅寶石Lw弱至強,紅、橙紅

  Sw無至中,紅、粉紅、橙紅、少數強紅

  藍寶石:一般無,個別弱 藍到綠,含Cr者粉紅熒光

  黃色藍寶石:橙黃色(斯里蘭卡)

  無色藍寶石:無至中紅—橙(合成無色藍寶石Lw無至弱藍白、Sw藍白)

  綠色:一般無

  紫色:無或紅

  吸收光譜:紅寶石694, 692, 668, 659nm吸收線,620-540nm吸收帶,476、475nm強吸收線、468nm弱吸收線、紫光區吸收。

  藍寶石:Fe線—450、460、470nm吸收線

  黃色藍寶石:可具鐵線但無熒光或無鐵線而有熒光(橙黃)

  解理:無,雙晶發育者可有裂理

  Hm:9(略具方向性,維氏硬度//C軸(光軸)方向略大于⊥C軸方向)

  密度:4.00(±0.05)g/cm3

  放大檢查:礦物晶體包體、色帶、生長紋、雙晶紋、裂理和絲狀物、針狀礦物包體、指紋狀包體、氣液包體等。

  特殊光學效應:紅寶石:星光效應、貓眼效應(稀少)

  藍寶石:變色效應、星光效應

  熔點2000-2030℃,熱導率0.0600~0.0834 cal/cm℃s

  具較高化學穩定性:耐普通酸堿侵蝕,微溶于煮沸的硝酸或熱至300℃的磷酸,易溶于800-1000℃的硼砂或400-600℃的亞硫酸氫鉀。

  四、鑒別

  1.與相似紅色、藍色寶石的鑒別

  以D、R·I、多色性、吸收光譜、光性特征、內含物等特征,不難與相似寶石鑒別。

  其中注意紅寶石與紅色石榴石的鑒別:

  二者D、R·I可以相近,有些刻面紅色石榴石在正交鏡下四明四暗(應力、刻面等的影響)

  紅寶石 紅色石榴石

  ①熒光 紅色熒光 無

  ②多色性 二色性 無

  ③雙折率 0.008 0

  ④放大觀察 色帶、雙晶紋裂理等 渾圓狀包體等

  ⑤吸收光譜 紅寶石吸收譜 Fe窗等

  2.天然紅、藍寶石與合成紅藍寶石的鑒別

  (1)焰熔法(維爾納葉法、火焰法)

  是用火焰把原料熔化而進行晶體生長的方法(無坩堝)

  A.合成紅、藍寶石的

  鑒定特征:

  a.弧形生長紋或色帶(穿過不同刻面,不同方向觀察)

  b.氣泡:球形、蝌蚪狀、單個、云狀高倍并升降鏡筒觀察

  c.料渣:無固定形狀的原料殘渣

  d.發光性:合成藍寶石Sw淡藍白或淡綠色(天然藍寶石一般無熒光)

  合成綠色藍寶石 Lw橙色熒光

  合成無色藍寶石、淡藍色熒光(天然:無至橙紅)

  合成紅寶石:紅色熒光一般強于天然者

  e.吸收光譜:合成藍寶石一般缺失鐵線

  合成變色藍寶石 470nm強而狹的V吸收線

  f.顏色艷麗、均勻,過于純正,外觀完美

  焰熔法可生產:合成紅、藍寶石,合成尖晶石,合成金紅石,人造鈦酸鍶等

  B.黃色藍寶石與黃色合成藍寶石的鑒別

  a.放大觀察

  b.吸收光譜與熒光

  天然者:可具鐵線但無熒光,或者無鐵線而有橙黃色熒光

  合成者:可有Cr線(690nm線)、無鐵線、熒光橙紅(Ni+Cr),或者既無鐵線又無熒光(Ni)

  C.無色藍寶石與無色合成藍寶石的鑒別

  a.放大觀察

  b.熒光:天然者橙—紅,合成者Lw惰性Sw藍白色熒光

  D.合成星光紅寶石,合成星光藍寶石的鑒別

  a.顏色:粉紅—紅;乳藍—藍;白—灰;紫;綠;黃;褐;黑等

  b.星線:僅存于表層、完整、清晰、較細(天然者星線產于樣品內部,可缺失,不完整,較粗)

  c.弧形生長紋或色帶、氣泡

  E.合成變色藍寶石

  a.氣泡

  b.變色效應

  F.再次熱處理(及充填)的焰熔法合成紅、藍寶石

  將焰熔法合成紅、藍寶石,加熱冷卻,產生裂隙,投入到乙酸苯胺等樹脂的溶液中,形成次生指紋狀包體,可有弧形生長紋、氣泡。

  (2)助熔劑法

  助熔劑法又稱高溫熔體溶液法或熔劑生長法

  助熔劑法是將晶體的原成分在高溫下熔解于低熔點

  助熔劑熔體中,形成飽和熔體,然后通過緩慢地降溫或其它方法,使晶體析出,類似晶體從巖漿中結晶。

  紅寶石 Al2O3 Cr2O3——原料

  PbO、MoO3或Bi2O3——助熔劑

  (PbO污染大,現在用鉬酸鋰、氟化鋰污染小)

  Al2O3熔點2030℃加入助熔劑

  在1300℃即熔融,然后緩慢冷卻使紅寶石結晶,助熔劑及比例決定熔點,用白金坩堝。

  助熔劑法合成紅寶石鑒定特征:

  a.顏色豐富,包括各種深淺不一的紅色。

  b.發光性:可有較強的熒光

  c.查氏鏡:可見較明顯的紅色

  d.微量元素:種類少,有Pb、Mo等微量元素存在

  e.助熔劑殘留物

  顏色:大多不透明,灰黑、棕褐,以致黑色(透射光),而在反射光下,呈淺黃、橙紅,且有金屬光澤。

  形態:豐富、樹枝狀、柵欄狀、網狀、扭曲云翳狀、管狀、熔滴狀、彗星狀,可有透明空洞和馬賽克結構。

  f.筆直生長環帶及不均勻色塊,可有攪動狀的顏色不均勻現象,藍色三角狀生長帶等。

  g.鉑金片,三角形、六邊形等

  助熔劑法可生產:合成紅寶石、合成祖母綠、合成尖晶石、合成變石等

  水熱法:

  早在1950年水熱法的合成已由Balets教授完成,但由于制造成本太高,因此一直未做為商品流通。而1992年后情況發生了變化,1992年原蘇聯的Tairvs公司的亞歷山大Alexan將水熱法合成紅寶石達到了商業化生產。

  我國目前已用水熱法合成了水晶、彩色水晶、祖母綠、海藍、紅寶石等。

  水熱法:是模仿自然界許多礦物在礦化氣水溶液中結晶的原理而設計的。在封閉的高壓釜中,高溫高壓下,使原料在較熱的部位溶解于水溶液中,隨后在較冷部位的籽晶上重結晶。

  水熱法合成紅寶石鑒定特征:

  (1)顏色:淺紅—深紅各種顏色,透明度高純凈。

  (2)發光性:紫外熒光無(淺粉紅色樣品)或弱—強

  (3)可有種晶片

  (4)鋸齒狀、波狀生長紋

  (5)鉑金片

  (6)釘狀包體(或定向排列的細針狀)

  桂林水熱法合成紅寶石

  (1)透明度高、純凈

  (2)紫外熒光:LW鮮紅色

  (3)吸收光譜:紅區吸收線、藍綠區吸收

  (4)內含物:種晶片殘余、生長紋理不明顯

  (5)紅外光譜:無水的吸收特征

  提拉法/導模法:

  提拉法是在坩堝中將原料熔化,采用晶體提拉機構生產寶石。導膜法是邊緣限定薄膜供料提拉生長技術,是提拉法的變種,可生產片、管、異型截面等紅、藍寶石晶體。

  提拉法:拉長氣泡、弧形紋

  導模法:帶有氣泡,可有導模金屬Nb,無料渣

  冷坩堝法(冷坩堝熔殼法)

  1969年,法國科學家Roulin等人用高頻電源加熱冷坩堝方法,生長出含穩定劑y3O3為12.5%的CZ水晶體,但未將該項研究繼續下去。1972年原蘇聯的列別捷夫物理研究所亞歷山大羅夫等人完善了該技術。1976年CZ銷往市場,我國從1982年開始研究,很快獲得成功并投入批量生產,是目前世界上能大量供應CZ晶體的國家之一。

  冷坩堝法:它的最大特點是沒有專門的坩堝,而是材料本身做“坩堝”,并且不對“坩堝”直接加熱,而是由包裹在“坩堝”外線圈的高頻電流向“坩堝”內發射高能電磁波,電磁波透過“坩堝”直接加熱內部的寶石原料氧化鋯使之熔化。“坩堝”外壁有水冷系統,因此在原料熔化時“坩堝”內壁有一薄層原料氧化鋯保持固體狀態,這層固體氧化鋯就相當于坩堝。

  CZ可有各種顏色的,術科考試樣品可有黑色CZ,合成立方氧化鋯的溫度為2500-2750℃。

  3.紅藍寶石的優化處理及其鑒別

  (1)剛玉類寶石的熱處理

  a T溫度 剛玉≥1600℃

  b Δt 升溫速度

  c Ct 恒溫時間

  d fo 氧化還原條件(氣氛)

  e Δt 退火時間

  熱處理屬優化、市場上的大多數紅藍寶石都是經過熱處理的。

  應用:

  a.削減藍色——高溫氧化條件

  Fe2++Ti4+電荷轉移產生藍色

  Fe2+ Fe3+,使Fe2++Ti4+電子對減少,從而削減藍色

  b.增加藍色——高溫還原條件

  c.去除金紅石,增加凈度透明度

  1600℃-1800℃迅速冷卻

  金紅石(TiO2)熔融,Ti進入晶格形成固溶體,消除了金紅石

  d.產生星光——加熱緩慢冷卻

  加熱使以固溶體形式存在的Ti析出,緩慢冷卻而形成金紅石絲狀物可產生星光。

  e.淺黃—黃綠色剛玉 黃色、金黃色藍寶石

  在高溫氧化條件下,剛玉晶格內原由Fe2+造成的氧空位全部填滿,Fe2+氧化成Fe3+使剛玉寶石形成黃至金黃色。

  f.改變透明度和顏色

  斯里蘭卡乳白色久達(Geudas)剛玉,熱處理后變得透明,并產生藍色。

  牛奶石(久達剛玉),呈乳白色、灰白色,1200℃-1700℃,(1600℃±最好),還原條件,用木炭控制氣氛或通入CO或氧氣控制氣氛,長達幾星期進行熱處理,有時反復多次,使金紅石(TiO2)熔解,進入晶格(透明了),與Fe2+結合產生藍色。

  熱處理的鑒定:

  a.固態礦物包體熔蝕

  b.氣液包體炸裂

  c.表面可有凹坑、麻點

  d.內部出現應力紋

  (2)表面擴散處理 屬處理

  表面擴散處理也稱熱擴散處理或熱化學處理方法

  表面擴散是在高溫或超高壓條件下,通過某種元素在寶石中以擴散的方式來改變寶石內致色元素的種類、含量和元素間的比例,從而達到改變寶石外觀特征(如顏色、透明度等)的一種化學處理方法。

  寶石表層所形成的顏色層稱擴散層(滲層)

  Cr3+→紅色

  Fr+Ti→藍色

  Ni→黃色

  Cr+Ni→橙黃

  Co→藍色

  ※擴散處理紅寶石鑒定特征

  a.顏色:早期石榴紅色,帶明顯的紫色、褐色色調

  新產品有不同深淺的紅色,顏色不均勻,常呈斑塊狀

  b.放大檢查:樣品浸于二碘甲烷中,可見紅色多集中于腰圍、面棱及開放裂隙中

  c.熒光:Sw可有斑塊狀藍白色磷光

  d.二色性:模糊,有時黃/棕黃。

  e.R·1:具異常折射率,最高可達1.80

  Δ擴散藍寶石的鑒別:術科考試可有此樣品

  Fe+Ti

  I型 顏色層0.004-0.1mm

  II型 顏色層可達0.4mm

  a.顏色: I型 灰藍色、霧狀外觀

  I型 清澈的藍色、藍紫色,頗似天然優質藍寶石

  b.具熱處理特征

  c.腰、棱、凹坑、裂隙處顏色集中

  d.某些樣品Sw白堊狀藍或綠色熒光,另一些樣品Lw藍、綠,甚至橙色熒光

  Co擴散處理藍寶石

  鮮艷的鈷藍色,市場少見,偶爾可檢測到

  鑒定特征:

  a. 鈷藍色 有許多顏色略淺的斑點,棱線顏色變淺

  b. 折射率超出折射儀測量范圍

  c. 分光鏡:鈷吸收譜——三條吸收帶

  鈹擴散處理紅、藍寶石

  2003年亞洲珠寶報道,國際珠寶市場上近年來出現一些顆粒大、瑕疵少、品質很好的橙紅、粉紅和紅色剛玉寶石,很受歡迎(2002年初流向市場)

  這些漂亮的紅寶石并非鉻譜,而是鈹擴散處理的剛玉,是產自馬達加斯加和坦桑尼亞的剛玉類寶石改善所致。

  1750℃以上+Be2+等材料粉末,高溫氧化條件下進行Be表面擴散處理而成。

  鈹擴散處理紅寶石的鑒別:

  a.具熱處理特征:內部應力紋,表面熔蝕紋、麻點

  b.無鉻譜:只是黃綠區寬吸收帶,其它譜線不典型

  c.熒光:無或極弱的淡綠色熒光(天然紅色熒光)

  d.微量元素:激光等離子質譜儀測試Be表層高,往里迅速減少

  高溫氧化條件下,Be可進入到寶石較深的地方,隨Be擴散深度不斷增加,顏色也發生變化,從黃—橙黃—粉橙—橙粉—橙—橙紅—紅色

  ※表面擴散處理星光寶石

  剛玉寶石經表面處理可產生星光藍寶石和星光紅寶石

  表面擴散處理星光藍寶石在我國已面市

  其折射率、密度及氣液包體等特征與天然藍寶石相同

  ※表面擴散星光藍寶石鑒別特征:

  a.顏色:具灰黑色調的深藍色,弧面型底部或裂隙內有紅色斑塊狀物質

  b.星光特點:星線均勻,星光完美

  c.放大檢查:星光局限于表面,表面有一層極薄的絮狀物,由細小白點聚集而成,無三組定向排列的金紅石絲狀物(放大3000倍也未見,電子顯微鏡)

  d.熒光:無反應,部分樣品紅色色斑可發紅色熒光

  e.Cr2O3含量:異常可達4%,油浸觀察表面呈現紅色,具輪廓清晰的紅色色圈。

  (3)染色紅寶石

  將劣質剛玉寶石,即顏色淺淡、裂隙發育者放進有機染料溶液中浸泡、加溫,使之染上顏色。

  鑒定特征:

  a.光澤弱

  b.顏色集中于裂隙或凹坑中

  c.可有熒光、二色性,吸收光譜異常

  (4)充填紅寶石

  注膠或充填玻璃等以掩蓋裂隙

  鑒別:

  a.裂隙內充填物,光澤,顏色與紅寶石不同

  b.可有殘留氣泡

  (5)輻照處理

  剛玉產生黃色—橙色,不穩定

  紅寶石:熱處理——優化

  浸有色油、染色、充填、擴散——都屬處理

  藍寶石:熱處理——優化

  擴散、輻照——處理

  五、評價

  1.顏色:鴿血紅、矢車菊藍為最佳顏色

  2.透明度、凈度:包體少,透明度高為好

  3.切工:不漏光,閃光好

  4.重量:紅寶石要求>0.34Ct而藍寶石>0.5Ct即可做戒面

  1988年,美國牙醫麥耶,在北卡羅來納州煙霧山,拳頭大藍色奇石,壓病歷卡,寶石學家約翰、普魯遜看牙病發現為藍寶石,估價400萬美元。

  1989年,美國寶石商羅伊、惠茨賽恩,在亞歷桑那州一次珠寶展銷會上,一個土豆大小的藍黑色石頭放在一個小盆內,標價15美元,這玩藝能值15美元?賣主自覺要價過高,以10美元成交。經加州莫尼卡寶石鑒定實驗室鑒定,為價值228萬美元的藍寶石。

  六、礦床與資源

  剛玉屬多成因礦物,變質巖,巖漿巖中均有產出。盡管如此,紅寶石和藍寶石礦床卻極其罕見,凡具有工業意義的礦床都產在各種砂礦中。

  1.礦床

  ①巖漿巖型:

  堿性玄武巖中:山東,澳大利亞,泰國等藍寶石礦床,兼產紅寶石

  堿性-基性玄武巖中:美國蒙大拿州約戈谷藍寶石礦床

  斜長雜巖體:澳大利亞哈茨山紅寶石礦床

  ②偉晶巖型:坦桑尼亞翁巴塔爾紅、藍寶石礦床

  ③變質巖型:

  區域變質:緬甸抹谷紅寶石礦床,大理巖中,斯里半卡,美國以及新疆阿克陶片麻巖變粒巖中。

  接觸交代型:斯里蘭卡康迪山藍寶石礦床產于正長巖與大理巖的內接觸帶,是世界上優質藍寶石及彩色藍寶石(帕德馬剛玉)的主要產區。

  克什米爾藍寶石、花崗偉晶巖與白云巖化灰巖內接觸帶

  熱液蝕變型:俄羅斯烏拉爾,產于蝕變超基性巖內

  ④砂礦:優質紅藍寶石的主要來源,有殘積、坡積、沖積型

  2.資源與產地

  藍寶石:世界:澳大利亞、斯里蘭卡、柬埔寨、緬甸、克什米爾等

  中國:山東昌樂、福建明溪、海南蓬萊、江蘇六合、黑龍江穆棱

  紅寶石:緬甸、泰國、斯里蘭卡、越南等地

  中國:云南

  優質藍寶石產地:斯里蘭卡

  優質紅寶石產地:緬甸抹谷

  B 綠柱石類——祖母綠等的鑒定

  一、綠柱石概述

  Be3Al2[Si6O18]:可含Cr、Fe、Ti、V、Cs等

  環狀結構硅酸鹽、六方晶系:L66L27PC,一軸晶負光性

  常見柱狀晶體:六方柱+平行雙面和/或六方雙錐組成的聚形,柱面上有平行C軸的縱紋。

  顏色:無色、綠、黃、淺橙、粉、紅、藍、棕、黑等

  光澤:玻璃光澤

  例題:Cr致色的祖母綠,紅光照射是紅色,綠光照射是綠色(是)

  解理:{0001}一組不完全解理

  HM:7.5-8

  密度:2.72(+0.18,-0.05)g/cm3

  多色性:二色性弱—強

  折射率:1.577-1.583(±0.017)

  雙折率:0.005-0.009

  色散:0.014

  例題:祖母綠切工有利于顏色,不利于火彩(是)

  紫外熒光:通常弱,黃色、綠色無

  吸收光譜:一般無或弱

  祖母綠:紅區683、680nm強吸收線、662、646nm線稍弱、橙黃區630-580nm弱帶、478nm吸收線,紫區全吸收。

  內含物:礦物晶體、氣液包體、兩相包體、三項包體、負晶、愈合裂隙、色帶等,管狀氣液包體平行C軸(即平行[0001]方向)

  二、綠柱石類寶石的品種

  1.祖母綠emerald:翠綠色的寶石級綠柱石

  Cr3+、V3+致色翠綠——祖母綠

  綠色綠柱石、Fe2+致色、淺綠、黃綠、暗綠——綠色綠柱石

  2.海藍寶石aquamarine:天藍色綠柱石、Fe2+致色

  也有黃色綠柱石經熱處理而成深色海藍寶石和Maxixe型藍色綠柱石(輻照、處理的)

  3.銫綠柱石(摩根石)morganite

  粉紅色的綠柱石、Mn、Cs致色、熒光弱紅色

  4.紅色綠柱石(柏比氏石)Bixbite

  Mn致色 Mn3++Mn2+→Al3+紅色 美國有產出

  5.金色綠柱石:金色,淡檸檬黃色,綠柱石,Fe3+致色

  6.透綠柱石:無色透明的綠柱石

  7.綠柱石貓眼:例如海藍貓眼,管狀氣液包體密集平行(C軸)排列

  8.星光綠柱石;罕見

  祖母綠品種:

  1.祖母綠

  2.祖母綠貓眼

  3.星光祖母綠(罕見)

  4.達碧茲(Trapiche):含碳質和鈉長石的祖母綠,其中有暗色核和放射狀臂,產于哥倫比亞木佐和契沃爾

  三、祖母綠的鑒定

  1.與相似綠色寶石的鑒別

  依據R·I、D、光性特征、內部特征等不難鑒別。

  2.天然祖母綠與合成祖母綠的鑒別

  性質\種類

  天然祖母綠

  助熔劑法祖母綠

  水熱法祖母綠

  ①D

  2.69-2.74

  2.67-2.69

  2.65-2.67

  ②R·I Ne

  No

  1.565-1.586

  1.570-1.593

  1.560-1.563

  1.563-1.566

  1.566-1.576

  1.571-1.578

  ③雙折率

  0.005-0.009

  0.003-0.005

  0.005-0.006

  ④內部特征

  礦物包體

  云母、陽起石黃鐵礦

  方解石等

  二相氣液包體

  三相包體

  裂隙、愈合裂隙等

  助熔劑殘留物

  云翳狀、花邊狀

  窗紗狀

  彎曲脈狀裂隙

  可有平直或六邊形色帶

  鉑片

  硅鈹石

  鉑片

  硅鈹石

  釘狀(針狀)包體

  兩相氣液包體

  犬齒狀紋

  網格狀紋、螺旋紋

  種晶片

  ⑤紅外光譜

  有I型水、II型水峰位與強弱與水熱法不同

  無水吸收峰

  有I型水、II型水峰位的強弱與天然者不同

  (1)密度:天然一般>2.69;合成一般<2.69(吉爾森熔劑法例外,但有427nm吸收帶)2.65重液,天然迅速下沉,合成緩慢下沉

  (2)折射率:天然多為1.58-1.59,合成多為1.56-1.57

  (3)雙折率:天然0.005-0.009,合成多為0.003-0.006

  (4)放大:關鍵鑒定、天然證據、合成證據(水熱法:釘狀針狀包體氣液包體、種晶片、鉑片、硅鈹石等)

  祖母綠六方環為Al和Be所連接,中心有寬闊孔道,可容納K+1、Na+1、Cs+1等堿金屬陽離子和水分子。

  祖母綠六方環腔中的水:

  I型水:水分子的對稱軸垂直于結構中的Co軸,H-H方向平行于Co軸

  II型水:水分子對稱軸平行于結構中的Co軸,H-H方向垂直于Co軸,只見于堿金屬離子較高的祖母綠中。

  例題:某祖母綠樣品明確見有與坩堝金屬相同的小片包體,為判別它們是用 法或 法合成的,需查明它們有無 包裹體和有無 包體等。

  例題:用長波紫外光觀察哪種紅色熒光最強,哪種弱紅色。

  ①合成祖母綠(最強) ②天然祖母綠 ③銫綠柱石(弱紅色)

  ④海藍寶石 ⑤金色綠柱石

  3.祖母綠的優化處理及其鑒別

  (1)浸無色油——優化

  植物油、雪松油等

  掩蓋裂隙,提高透明度,增加亮度,改善外觀

  鑒別:a.放大觀察可見油痕或干涉色

  b.包裝紙有油痕

  (2)浸有色油——處理

  a.放大看裂隙有絲狀綠

  b.有色油可能有熒光

  c.包裝紙染綠了

  (3)樹脂等充填——處理

  a.充填區有干涉效應

  b.充填物可見氣泡、霧狀、流動構造

  c.反射光觀察,表面有珠網狀裂隙

  (4)Maxixe型藍色綠柱石——輻照處理

  無色、暗藍、綠、黃色綠柱石,經伽瑪射線或短波紫外線照射后,形成Co藍色綠柱石即為Maxixe型藍色綠柱石

  (5)底襯或鍍膜——處理

  為加深顏色,祖母綠底部用綠錫泊紙墊襯

  鑒別:接觸界面有氣泡

  無色綠柱石(或水晶)表層用水熱法長出一層合成祖母綠。

  (6)拼合石

  a.Soude祖母綠

  上下為無色材料如無色綠柱石、水晶,中間為綠色明膠,接合處見氣泡。

  b.紅色石榴石+綠色玻璃仿祖母綠

  頂層石榴石R·1等不同于祖母綠,有紅圈效應

  (紅圈效應:幫助檢測石榴石和玻璃二層石)

  (1)將樣品頂面朝下置于白色背景上

  (2)用筆式手電從不同角度照射樣品的底部

  (3)若為二層石,可見由底面反射出的或圍繞腰部的紅色圈

  局限性:紅色樣品看不見紅色圈,紫紅色的或石榴石冠部很薄的也可能見不到紅圈。

  四、祖母綠的評價

  (1)顏色:翠綠——深綠,色均勻純正為佳品,中—深綠為好。

  (2)透明度及凈度:內部瑕疵少而小,肉眼基本不見,透明者好。

  (3)切工:階梯型(祖母綠型),常//C軸切磨臺面,質差或裂多者磨成素面型或鏈珠。

  (4)重量:多為0.2-0.3Ct,很少超過2Ct(合成祖母綠1500美元/Ct)

  五、礦床與資源

  礦床:

  (1)巖漿——熱液型

  花崗偉晶巖中,美國北卡羅來納州祖母綠、挪威奧斯陸以北的祖母綠

  (2)熱液交代型

  a.產在超基性巖的交代巖——云母巖中,俄羅斯、津巴布韋、南非等

  b.碳質頁巖、灰巖中的方解石——鈉長石脈中,哥倫比亞

  產地及內含物特征

  哥倫比亞——三相包體、黃鐵礦等

  烏拉爾——竹節狀陽起石

  巴西——黑云母、磁鐵礦、鉻尖晶石、二相包體、平行C軸管狀體、部分愈合裂隙

  津巴布韋——彎曲的針狀透閃石等

  印度——負晶逗號,尾巴狀

  六、海藍寶石aquamarine

  鑒定特征基本同祖母綠,可有海藍貓眼,注意與藍黃玉的鑒別。

  礦床與資源,產于偉晶巖中

  以巴西米納斯吉拉斯礦床最為著名,世界優質海藍寶石主要來自巴西(占世界海藍寶石的70%),世界最大海藍寶石晶體110.5kg產自巴西。

  此外,前蘇聯烏拉爾,馬達加斯加、印度等地

  我國:新疆、內蒙、湖南、云南、海南等均有產出

  C 金綠寶石——變石、貓眼等的鑒定

  一、金綠寶石的基本特征

  金綠寶石

  礦物名稱:金綠寶石

  英文名稱:Chrysoberyl

  化學成分:BeAl2O4,可含Fe、Cr、Ti等

  斜方晶系B+ 3L23PC

  單晶板狀或柱狀,有時呈假六方對稱的輪, , 式雙晶和膝狀雙晶

  顏色:黃—黃綠、灰綠、褐至黃褐,罕見淺藍色

  變石 日光:黃綠、褐綠、灰綠、藍綠

  白熾燈:橙色、褐紅—紫紅

  變石貓眼 藍綠/紫褐

  光澤:玻璃光澤至亞金剛光澤

  解理:三組不完全解理

  HM 8—8.5

  D 3.73(±0.02)

  多色性:三色性

  金綠寶石:弱——中的黃/綠/褐,淺綠黃色者弱,褐色者略強。

  貓眼:弱 黃/黃綠/橙

  變石:很強 綠/橙黃/紫紅

  R·1 1.746—1.755(+0.004, - 0.006)

  雙折率:0.008-0.010

  紫外熒光:金綠寶石 Lw無

  Sw黃色和綠黃色者無至黃綠色

  貓眼:無

  變石貓眼:弱至中紅

  變石:Lw、Sw無至中,紫紅

  吸收光譜:金綠寶石,貓眼:445nm為中心的強吸收帶(Fe3+)

  變石:680、678nm強線、665、655、645nm弱線、580-630nm部分吸收帶、476、473、468nm弱線、紫光區全吸收

  內含物:絲狀金紅石、管狀氣液包體、指紋狀包體、礦物包體等

  二、金綠寶石的品種

  1.金綠寶石Chrysobery1

  無任何特殊光學效應的金綠寶石加工后稱之為金綠寶石

  2.貓眼Cat’s – eye

  具貓眼效應的金綠寶石叫貓眼。

  密集平行排列的金紅石絲狀物(平行C軸)所致。

  除金綠寶石貓眼可直接定名為貓眼,其它具貓眼效應的寶石不能定名為貓眼,而應在貓眼前加寶石名稱,如海藍貓眼、碧璽貓眼、矽線石貓眼、透輝石貓眼、玻璃貓眼等。

  3.變石alexandrite

  具變色效應的金綠寶石叫變石。

  同樣,除金綠寶石變石直接定名為變石,其它具變色效應的寶石不能稱為變石,而應稱為變色藍寶石,變色CZ、變色玻璃、變色尖晶石、變色石榴石等。

  4.變石貓眼

  既具變色效應又具貓眼效應的金綠寶石

  5.星光金綠寶石(罕見)

  具四射星光,兩組近⊥排列的包體,一組為絲狀金紅石,另一組為氣液管狀包體。

  三、鑒別

  1.與相似寶石的鑒別

  以R·I,D,特殊光學效應,內含物、吸收光譜等不難鑒別。

  2.與合成石的鑒別

  (1)合成金綠寶石

  助熔劑法:助熔劑殘留物、鉑片等

  (2)合成變石

  助熔劑法:沙幔狀包體、助溶劑殘留物、鉑片、平行生長紋等

  提拉法:氣泡、彎曲生長紋

  區域熔煉法:氣泡、漩渦結構等

  四、礦床與資源

  礦床:

  ①巖漿熱液型

  產在偉晶巖中:巴西米納斯吉拉斯,金綠寶石均以礦囊的形式產出在晶洞花崗偉晶巖的晶洞中。斯里蘭卡、砂礦(原生礦:偉晶巖)

  ②熱液交代型:超基性巖中的蝕變巖云母巖中,如烏拉爾

  ③變質巖中:印度,產于前寒武系孔茲巖中的片麻巖(角閃麻粒巖相)中

  資源:著名貓眼產地:斯里蘭卡

  著名變石產地:俄羅斯烏拉爾

  巴西是目前主要產出國:星光金綠寶石、優質貓眼和變石

  此外,印度 貓眼含矽線石纖維

  津巴布韋 變石 變色效應強

  緬甸 變石 無色金綠寶石

  澳大利亞 黃綠色、金綠寶石

  我國新疆阿爾泰、四川阿壩區、福建等地產出有金綠寶石