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宝石学

2020-01-22 来源:钮旅网


第一章 宝石概论

将宝石学作为专门的一门学科来研究,最早起源于英国,1908年英国首先创建了宝石研究机构,开始收集宝石方面的理论资料,并于1913年组织了世界上的第一次宝石学考试,英国宝石协会在全世界进行函授教学,每半年在全世界进行一次统一考试,成绩合格者发给证书,承认作为它的会员(FGA)。世界上第一所专门研究宝石的高等院校是美国宝石学院(GIA),创建于1930年,其目的是向首饰商、珠宝商提供鉴定、分级及评价方面的知识,并提供权威性的市场分析。除此之外,德国、日本、澳大利亚、泰国、中国等国家都有宝石院校,在中国创办最早、影响最大的是中国地质大学武汉珠宝学院。目前,我国国家人事部和国家技术监督局每两年举行一次全国珠宝玉石质检师执业资格的考试。

宝石学最初源于矿物学、岩石学、工艺美术学,现已发展为一门多学科相互交叉、渗透的新兴综合性学科。它的研究对象主要是天然宝石、合成宝石和人造宝石,其研究内容涉及到宝石的形成、找矿、开采、优化处理、合成晶体、加工、设计与镶嵌,直到成为商品的全过程。研究范围之广,为其它学科所无法比拟。

§ 1宝石的概念与分类

一、 宝石的概念:

画面上所示为彩色玻璃,当有人将其称为宝石时,你有何看法?

最初,人们所利用的宝石材料都来自大自然,因而赋予了宝石的天然属性。但由于天然宝石稀少且价格昂贵,随着人类科学技术水平不断提高,大量人工宝石进入珠宝首饰市场,成为宝石领域无法分割的一部分。因此,宝石的概念定义为:适合于雕刻和琢磨成精美首饰和工艺品原料和成品。

宝石的分类: 1、按宝石成因分类

天然宝石天然珠宝玉石天然玉石天然有机宝石 宝石合成宝石人工宝石人造宝石拼合宝石再造宝石

天然珠宝玉石:

由自然界产出,具有美观、耐久、稀少性、具有工艺价值、可加工成装饰品的物质统称为天然珠宝玉石。包括天然宝石、天然玉石和天然有机宝石。 天然宝石:

由自然界产出,具有美观、耐久、稀少性、可加工成装饰品的矿物单晶体(可含双晶)。 例:钻石、红宝石、蓝宝石、祖母绿、水晶、石榴石、碧玺、海蓝宝石等。 天然玉石:

由自然界产出,具有美观、耐久、稀少性和工艺价值的矿物集合体,少数为非晶质。

例:翡翠、;软玉、岫玉、绿松石、独山玉、欧泊等。 天然有机宝石:

由自然界生物生成,部分或全部由有机物质组成可用于装饰的固体为天然有机宝石。

例:珍珠、珊瑚、象牙、琥珀等。 人工宝石:

完全或部分由人工生产或制造用作首饰及装饰品的材料统称为人工宝石。

包括合成宝石、人造宝石、拼合宝石和再造宝石。 合成宝石:

完全或部分由人工制造且自然界有已知对应物的晶质或非晶质体,其物理性质、化学成分和晶体结构与所对应的天然珠宝玉石基本相同。

例:合成红宝石、合成祖母绿、合成钻石、合成欧泊等。

人造宝石:

由人工制造且自然界无已知对应物的晶质或非晶质体称为人造宝石。 例:玻璃、塑料、人造钇铝榴石等。 拼合宝石:

由两块或两块以上材料经人工拼合而成,且给人以整体印象的珠宝玉石称拼合宝石,简称“拼合石”。

例:拼合欧泊、蓝宝石合成蓝宝石拼合石等。

再造宝石

通过人工手段将天然珠宝玉石的碎块或碎屑熔接或压结成具整体的珠宝玉石。 例:再造琥珀、再造绿松石等。 仿宝石用于模仿天然珠宝玉石的颜色、外观和特殊光学效应的人工宝石。 宝石价值分类 高档宝石

钻石、红宝石、蓝宝石、祖母石、猫眼、翡翠、软玉等 中档宝石

海蓝宝石、碧玺、尖晶石、方柱石等。 低档宝石

水晶、红色石榴石、玛瑙、虎睛石、东陵石等。

这是商业上仅就一般意义而

言的分类,实际上影响宝石价值的因素是多方面的。

§ 2宝石的命名

宝石的命名是极为严肃的事情,一个宝石名称正确与否直接影响其商品价值,它涉及到生产者、出产国、商人及顾客的利益。不正确的名称不仅在商业界会造成许多法律纠纷,而且在学术界被认为是一件很不严谨的事情。

对宝石的错误称谓,往往是由于:消费者缺乏珠宝知识,望文生义:不法商人以次充好,以假乱真,牟取暴利。

一、 以下是几种常出现的错误命名方式:

1.

以颜色直接命名宝石:

将所有红色宝石称为红宝石,将所有绿宝石称为绿宝石,将所有黄色宝石称为黄宝石。这样称呼带来的后果:

A.将许多不同品种的宝石混为一谈。

B.将同一品种的宝石看成许多品种的宝石。

2.

以特殊

光学效应直接命名宝石:

不考虑品种差异,将所有具有星光效应或猫眼效应的宝石统称星光石、猫眼石。然而,具同样的效应的不同品种宝石其价格差异很大,这样的混称显然会引起很多纠纷。

3.

以产地命名

宝石:

(1) 以产地代替宝玉石品种。

如同样是蛇蚊石玉,因产在中同的不同地区就有了不同的名称:岫岩玉、南方玉、陆玉、莱阳玉、洒泉玉、造成同一宝石品种具有多种名称。另外,当一个地区出产不同玉石时,又容易将不同品种的玉石套上同一个产地名,从而造成很大的混乱。例如将产于岫岩的蛇纹石玉和软玉混称为“岫岩玉”。

(2) 以“产地+高档宝石”称呼红色彩石榴石:用“拉斯红宝石”称呼红色尖晶石。

给人以次充好、以假乱真之嫌。

4.

以生产国、生产厂家、生产方式等直接命名人工宝石。

目的是含糊其人工属性。

例:用“苏联钻”称呼合成立氧化锆,其实它只是一种仿钻品,而不是产于苏联的钻石。

而“查姆祖母绿”指的是查姆公司生产的合成祖母绿。

二、 国家标准上的命名原则:

0.

以矿物、岩石名称作为天然宝石材料的基本名称。

这一原则简洁、科学,已被同际珠宝界普遍接受。 如:祖母绿、猫眼、翡翠等。

2、为了突出宝石的星光效应,直接将其置于宝石种属名称前后。 如:“星光红宝石”:碧玺猫眼。

3.人工宝石定名时,在相应的宝石材料前冠以合成、人造以示与天然宝石的区别:但“塑料”、玻璃、除外:如合成红宝石、“人造钇铝榴石”、“再造琥珀”、玻璃。

4.拼合宝石命名时应突出“拼合石”三字,同时在拼合石前将材料名称一写出来。 如“玻璃、石榴石拼合石”。

5、经处理的珠宝玉石应在其基本名称后用括号标出“(处理)”二字。 如“蓝宝石(处理)”、翡翠(处理)。

§ 3影响宝石价值的因素

“黄金有价、珠宝无价”说了两方面的内容:

一是说影响黄金价值仅有纯度和重量因素,而这两个因素很容易用现代手段定量测试,因此,黄金的价值容易度量;

二是说影响珠宝价值的因素非常复杂,而且,诸多因素都必须不能准确定量度量,从而使得宝石的价值比较难以把握。

但也不是不能把握,您对宝石认识越透彻,对其价值的把握就越准确,主要应综合考虑以下几个因素:

一、美丽

宝石的美丽是由颜色、透明度、光泽、色散、特殊光学效应等诸多因素构成,这些因素相互弥补又相互衬托,当上述因素都恰到好处地结合时,宝石才能光彩夺目、美丽绝伦。

1. 颜色:

彩色宝石要求其色艳丽、纯正、均匀、如一块纯正、浓艳的绿色翡翠,会给人一种青欲滴的感觉;而火红的宝石则给人以热烈、明快的感觉。 对于无色宝石则要求尽可能不附加任何灰、褐色调、如高色级的钻石。

2. 透明度与纯净度:

透明度是指宝石透过可见光的能力。 宝石透明与宝石的纯净程度和裂隙多少有关,杂质包裹体越多、裂隙越多,则宝石的透明度越低,从这个角度来讲,宝石的透明度反映了宝石结晶完美的程度。

如果说颜色是彩色宝石的美丽的主要因素、那么,透明度与纯净度则是无色宝石质美的重要因素,一般来说,透明度越高,宝石越完美,价值越高。

3. 光泽:

光泽是宝石表面反射光的能力和特性。

这种反光视觉效果为宝石平添了一份灵。其强决定于宝射率、反射率等因素。表面性质与加工过程中最后抛光宝石的折射率和反射率则是宝石固有的物理性质。 无色钻石之所以能成为宝石之王,很重要的一个因素是金刚光泽,在阳光下光茫四射,给人以光彩夺目、灯火

4. 色散:

宝石将白光分解成七种单色光的现象叫色散。 色散的大小是用宝石对红光(687NM)和紫光(431NM)

石表面发现、折

的光洁度有关;它具有极强的辉煌的感觉。

的折射率的差

值来表示。

高色散使宝石增加了无穷魅力,尤其是对于无色宝石来说更是如此。 钻石具有较高的色散值(0.044),当自然光照射到角度适宜的钻石刻面时,就会分解出光谱色,在钻石表面显示出一种五六色的光彩。

5. 特殊光学效应:

有些宝石不以颜色、透明度称雄,但具有特殊的光学效应,如星光效应、猫眼效应、变彩效应、月光效应等,这些效应给宝石平添了几分姿色、几分神秘,因而使其身价倍增。 如山东的一种黑褐色蓝宝石,最初被作为废石丢掉,后因发现其弧面形宝石的表面具有明显的六射星线,而被重新定为宝石。

二、耐久性

宝石不仅应绚丽多姿,而且要经久不变,很多宝石还是世袭之物。宝石的耐久性主要取决于宝石的力学性质和化学稳定性。宝石硬度越大,在日常配戴中越不易被磨损。绝大多数宝石都有非常高的化学稳定性,一般不发生分解、氧化。但欧泊、绿松石等含水宝石会因过分干燥或受热脱水而失去光泽、变色及开裂。

三、稀少性

物以稀为贵,任何美丽的东西如果遍地都是就不显示其名贵了,天然宝石的形成经历了非常漫长而复杂的历程,首先是在某种特定的地质条件下才能形成,这些条件包括温度、压力、化学元素种类及浓度梯度等,当这些条件均恰到好处集合时,才有可能成就天地精萃——宝石,形成后还需在后期地壳升降运动以及风化剥蚀作用下,宝石矿床达到近地表才能被人类发现、开采和利用。

如祖母绿(Be3Al2SiO6)的形成,除了适宜的温度,压力和空间条件外,必须同时富集Be、Al、Si、O元素,且其含量比例为3∶2∶1∶6,若Al浓度太低,则会形成另外一种矿物——硅铍石(Be2SiO4)。即使形成了祖母绿,若没有浓度适宜的微量Cr替代晶格中的Al,也不会呈现出迷人的翠绿色。 天然宝石的价格远远高于合成宝石的价格,其原因就在于此。

宝石的稀有性包括品种上的稀有性和质量上的稀有性,它对宝石价值的影响是非常明显的。

例如:当欧洲大陆首次发现紫晶时,立即被它高雅、美丽的颜色征服,视之为珍宝,后来,在南美大陆发现了大型优质的紫晶矿床,其价格猛跌,沦为中低档宝石。

因质量方面的稀有性而身价倍增的例子是高档祖母绿,由于该宝石矿物为裂理发育,瑕疵严重,能加工成完全无瑕者非常稀少,如乌拉尔地区的祖母绿,几公斤的原石加工后可能成品仅为1克拉(1克等于5克拉)。因此,大而完美的祖母绿便成了稀世之宝,价格亦超过了钻石。

世界上有3000多种不同的矿物,但常用来做宝石的仅50余种。有些还因硬度过低易磨损,仅作为收藏品,并不适合佩戴。

四、宝石的重量

作为宝石必须达到一定的有可能被人们利用。天然宝石矿小,大颗粒的宝石极为罕见。因大,其价值越高。

但其价格与重量并不是简单的指数关系: 宝石价格=K*Dn

K:每克拉宝石的价值(1克拉D:宝石的重量(单位:克拉) N:>=1,越高档、越稀少的宝

粒径和重量,才物颗粒一般较而,宝石颗粒越线性关系,而是

=0.2克) 石,n越大。

五、宝石的切磨工艺

宝石学家按照不同宝石的特性和折射率大小设计了特定的款式,每种款式各刻

面的交角、大小均有严格比例,以期最大限度地展示宝石的亮度、光泽、色散等。

特别值得提出的是,玉石雕刻工艺的价值不在于玉质本身,而在于艺术家的艺术构思、及创造,一块在普通人看来不起眼的玉石,在大师手里,经巧夺天工的设计、雕琢,可能会出惊世骇俗的艺术佳品。

有设玉制

时计雕造

六、消费者的需求和偏好

人们对宝石的爱好因地区和民族习惯而异。 翡翠一直为亚洲人所喜爱,视为珍宝、誉为玉王;而在西方则较为推崇祖母绿;信奉伊斯兰阿拉伯人喜爱绿松石、珊瑚,至今印第安和中民仍将绿松石视为最神圣的装饰物。 随着时代、年龄的不同人们对宝石的偏爱也有同。如中国古代偏爱玉石,形成了独特的中国文化,而现代的年轻人则偏爱宝石。 另外对宝石的爱好随性别也有所不同。女性佩宝、往往选购俏丽的品种;而男性佩戴珠宝往购深沉大方的品种。 总之,宝石的价值主要取决于它本身所具有的同时,也受人们消费需求的影响。

石之教的国藏所不玉石戴珠往选物性,

§ 4宝石的基本功用

一、 日常佩戴饰物——首饰

这是宝石最传统的用途,起着点缀生活、美化生活一般女性佩戴珠宝首饰主要是展现美丽、追求时尚,力、更富风韵;而男性佩戴珠宝首饰更多地是体现人以自信和自豪感,特别是在西方国家,佩戴奇珍位的象征。

二、纪念物和礼品 宝石美丽、深受人们喜爱,并具有长久的收藏价值,做纪念物和礼品。

目前流行于全世界的诞生石,最早是欧洲人于公元用的,每一种诞生石都是有一定的象征意义,这更审美情趣:

一月(石榴石)二月(紫水晶)三月(蓝宝石)四(祖母绿)

六月(珍珠)七月(红宝石)八月(贵橄榄石)九月(蛋白石)

十一月(黄玉)十二月(绿松石)

的作用。

使女性更具魅成就与富有,给异宝是身份、地

因此最适合于1562年开始使增加了人们的月(钻石)五月月(蓝宝石)十

贞操、友爱 诚实、心地善良、心平气和 三 海蓝宝石 沉着、勇敢、聪明 四 钻石 纯洁无瑕 五 祖母绿 幸福、好运 六 珍珠、月光石或变石 长寿、宝贵 七 红宝石 热情、仁爱、尊严 八 橄榄石 夫妻和谐、幸福 九 蓝宝石 德高望重 十 欧泊或红碧玺 安乐、平安 十一 黄色托帕石 友谊、希望 十二 绿松石或锆石 成功、胜利 婚姻是人生一大转折点,是新生活的开始,每一对情侣自然都希望婚姻幸福美满,白头偕老,珠宝首饰既能美化生活,又因其珍贵与耐久而成为常用的订婚信物和结婚礼物。另外,世界各地的人们还有用金银珠宝比喻婚期的习俗: 15周年结婚纪念称为水晶婚 25周年结婚纪念称为银婚 30周年结婚纪念称为珍珠婚 35周年结婚纪念称为珊瑚婚 40周年结婚纪念称为红宝石婚 45周年结婚纪念称为蓝宝石婚 50周年结婚纪念称为金婚 60周年结婚纪念称为钻石婚 三、收藏、保值

由于宝石,特别是高档宝石色泽艳丽、品种优良、产量稀少、价格高昂,是财富的高度浓缩,而且,体积小,便于携带和资产转移。因而人们常将其当作硬通货币储备或收藏,古今中外都是如此。

一 二 红色石榴石 紫晶

近年来各国纷纷抛售黄金,使金价不断下跌,而天然宝石价格却直上涨,因此,名贵天然宝石更具有保值性。

四、护身符

在古代,由于科学技术和生产力发展水平的局限,人们对宝石的认识带有神奇的不可知色彩,认为宝玉石是神的使者,能防身、驱邪、避灾,给人们带来好运。

我国自古以来就有“佩玉能避邪保平安”之说。现代人虽然不再迷信,但由于受传统文化的深刻影响,小件佩玉仍受到很多中国人的偏爱,它寄托了购买者的美好愿望和对他人的良好祝愿。

§ 5宝石的形成与产地

一、 宝石的形成

宝石矿物分布在岩石或由岩石衍生出的砂砾中。

岩石本身由一种或数种矿物组成,岩石可分成三大类,即火成岩、沉积岩和变岩。它们的形成过程如图所示。

在这些岩石中,宝石矿物或许能地在地表找到,但也有可能被深埋于地下。有些宝石矿物分布于基岩中,如产于金伯利岩中的原生钻石矿: 有些由于侵蚀作用而与基岩分离,被河水携带到河流、湖泊或海洋中。如产于纳米比亚海岸的钻石砂矿。

火成岩:

是在高温得条件下由岩浆或熔岩流冷凝而成的岩石。其中,随火山爆发喷出地表而形成的火成岩称为“火山岩”;而熔融岩浆在地表下凝固而成的称为“侵入岩”。一般来说,岩石冷却凝固得越慢所产生的宝石矿物晶体就越大。许多品种的宝石都形成于侵入岩中,如碧玺、橄榄石等。

沉积岩:

是在地表或接近地表的条件下,由砂、砾、泥质或溶解物质,经沉积固结而成的岩石。沉积岩一般成层堆积,这种特征可见于装饰性宝石。澳大利亚的蛋白石大都产于沉积岩中。

变质岩:

是由火成岩或沉积岩在较高的温度和压力条件下经过变化改造而成的岩石。假如,长期处于高温高压下的石灰石在形成大理岩时可能含有红宝石。

有机宝石的形成则有别于无机矿物宝石,它们来自动物或植物。

如珊瑚是由一种极小的海洋动物—珊瑚虫的骨骸所组成。而琥珀则是石化的树脂,可从松软的沉积物或海洋中采集到。

二、宝石的产地

有些宝石产于世界各地,如水晶和石榴石;而有些宝石则由于形成的地质条件较为特殊,仅分布于少数

几个国家或地区,如红宝石、钻石。有些宝石即使分布较广,但可能仅有极少部分达到宝石级别。因此,世界上的宝石产地主要分布在储量丰富,足以进行商业性开采的地方。

第二章宝石学的基础知识

当说明一个人的特征时,我们会从五官特征、肤色、身材、发型等外部特征和血型、DNA等内部特征加以描述。与此相类似,当我们描述一个宝石时,也常用一些与宝石的化学成分及物理性质有关的特征或术语。因此,了解这些特征或术语是认识和鉴别宝石的基础。 宝石的化学成分特点

1、 宝石多数属于硅酸盐矿物,其次为氧化物类,少数为磷酸盐,自然元素类仅有钻石一种。 2、 宝石矿物的化学组成具有一定范围的可变性。

引起宝石矿物化学成分变化的原因是类质同象替代和显微包裹体的存在。

这些杂质组分的介入对宝石来说极其重要,它不仅使一些宝石呈现出各种漂亮、迷人的颜色(如红宝石

因含微量Cr而呈红色),也使部分宝石具有神奇的光学效应(如定向纤维包体导致猫眼效应和星光效应)。

宝石的结构

晶体:

其内部的原子有规律地重复排列,具有三维格子状构造的固体。通常都表现出典型的规则形态,这种形态是其格子构造的外部表现。 如水晶、钻石等。

非晶体:

其内部的原子排列无规律,不具格子构造,因而也没有规则的几何外形。 如玻璃、蛋白石等。

多晶质:

指由众多细小的晶体集合而成、宏观不呈晶体而呈块状产出的固体。 如翡翠、岫玉等玉石。

宝石的光学性质

1、宝石的折射率:

根据折射定律,宝石的折射率等于光在真空(或空气)中的传播速度与光在宝石中的传播速率之比。 它是反映宝石成分、晶体结构的主要常数之一,是宝石种属鉴别的重要依据。 2、 均质体与非均质体:

根据光学性质的不同,宝石可分为均质体非均质体两大类。

均质体宝石:

其光学性质在各个方向上相同,即光在均质体宝石的各个方向上传播时,其速度和性质都是一样的。均质体宝石只有一个折射率(n),在折射仪上仅有一道阴影边界。例:钻石、石榴石、尖晶石、玻璃等都是均质体宝石。 非均质体宝石:

其光学性质随方向而异。当光波进入非均质体宝石时,一般会分解成振动方向互相垂直、传播速度不同、折射率不等的两束偏振光,这一现象称为光的双折射。

在折射仪上非均质体宝石有两道阴影边界,其最大折射率与最小折射率的差值称为双折射率(DR)。 方解石因其具有极高的双折射率,肉眼即可明显地看出双重影象。

锆石也因为双折射率较高,放大检查时,可明显地看到刻面棱线呈双影。 非均质体宝石又可分为:

Ⅰ、一轴晶:只有一个方向不发生双折射的晶体。 如:红宝石、蓝宝石、祖母绿、碧玺、水晶。 Ⅱ、二轴晶:有两个方向不发生双折射的晶体。 如:橄榄石、金绿宝石、托帕石。

3、 宝石的颜色与多色性

颜色:

是一定波长的电磁波辐射,当这种电磁波进入人眼,刺激视神经时便产生了颜色感觉。在一般光亮条件下,视觉正常的人仅能感觉到700—400nm范围的波谱,其颜色依次为红、橙、黄、绿、蓝、紫。

宝石本身没有颜色,我们之所以感觉它的颜色,是宝石对不同波长的可见光选择性吸收的结果,宝石所呈现的颜色是剩余光中的各种色光的混合色。 若宝石对白光中各波段的光全部吸收,则宝石呈现黑色;若白光中各波段的光全部通过宝石,未被吸收,则宝石呈现无色透明。

多色性

非均质体宝石的光学性质随方向而异。

当对光波的选择性吸收或吸收总强度随着光波在晶体中的振动方向不同而发生改变时,这种现象称为宝石的多色性。

一轴晶宝石可以有二色性。如红宝石、蓝宝石、碧玺、祖母绿等; 二轴晶宝石可以有三色性。如变石、坦桑石、红柱石。

4、 宝石的光泽

指宝石表面对可见光的反射能力。

其强弱取决于宝石本身的折射率和表面光洁程度,常见的光泽种类有: 金属光泽

表面所具有的一种象金属一样的光泽。如赤铁矿等。 金刚光泽

由金刚石表面所显示的一种光泽类型,是非金属矿物中最强的一种光泽。如:钻石。

玻璃光泽

如同玻璃表面所反射的光泽,大多数宝石都具有玻璃光泽,如红宝石、祖母绿、水晶、托帕石、碧玺等。 丝绢光泽

具纤维状集合体结构的宝石所表现的一种光泽。如虎睛石、猫眼石。

珍珠光泽

一种柔和、多彩的光泽,常见于珍珠表面或月光石表面。 油脂光泽

一些宝石的不平坦断面上或某些玉石表面呈现的一种光泽。如水晶断口上的光泽和软玉的光泽。

险此以外,常见的光泽还有树脂光泽、蜡状光泽,如下图:

5、 宝石的透明度

透明度是指物体允许可见光透过的程度。肉眼鉴定中常分为以下三个级别: 透明——光线可充分通过,并能清晰地透视物体。如金刚石、水晶。 半透明——可透光,但透视物体时已很模糊。如翡翠。 不透明——不允许光线透过。如孔雀石。

6、 宝石的发光性

指宝石在外来能量的激发下,发出可见光的性质:

荧光:激发源撤除后,宝石立即停止发出可见光。这种发光现象称为荧光。

磷光:激发源撤除后,宝石仍能在较短的一定时间内继续发出可见光。称为磷光。

7、 特殊光学效应

亮的光带,犹察角度的改变,体或定向结构中。

猫眼效应:光照下一些弧面形宝石的表面呈现一条闪如猫的眼睛,故而得名。随着光源或宝石的摆动或观光带在宝石表面作反方向平行移动。 产生机理:猫眼效应的产生是宝石及其内部定向包裹对可见光的折射和反射作用引起的。

评价:眼线是否窄细、明亮;游动是否灵活;是否居

星光效应:光照下一些弧面形宝石的表面呈现一组放射状闪动的亮线,形如夜空中闪烁的星星,称为星光效应。随着宝石的转动或光源的转动,星光将在宝石表面作反向转动。

产生机理:同猫眼效应的形成机理,所不同的是含有两组或两组以上的定向包裹体或定向结构。 种类:四射星光、六射星光、12射星光(二套六射星光)

评价:各亮带是否清晰、细窄、完整;亮带交叉点是否位于弧面中心。

变彩效应:由于宝石的特殊结构对光的干涉、衍射作用产生的颜色,颜色随着光源或观察角度的变化而变化,这种现象称为变彩。

产生机理:欧泊的化学成份为SiO2.nH2,在其结构中SiO2为近于等大的球体在空间作规则排列(短程有序),球体之间由含水的SiO2胶体充填,胶体与球体之间有微小的折射率差异,球体直径与球体之间的孔隙直径近于相等。这样,欧泊的结构就形成了最典型的天然三维光栅,SiO2球体及球体空隙分别相当于衍射单元和光栅常数,根据布拉格公式:nλ=2d.Sinθ

Ⅰ.球体直径(d)及观察角度(θ)直接决定了欧泊中色斑的颜色(λ) d>λ时:可见光直接通过,欧泊无变彩,仅显示灰白色,这是普通的蛋白石。 d<λ时:可见光中大部分光被挡于欧泊之外,欧泊中不发生光的干涉、衍射,仅发生瑞利散射,导致欧泊出现淡淡的蓝色乳光。

d与白光中较短波长的光相近时,这些较短波长的光在欧泊中发生干涉、衍射,产生蓝、绿等较单一的颜色色斑。 d略大于白光中的较长波长的光时,白光发生衍射和干涉,产生从紫到红的全光谱色,这时色斑颜色最为丰富。 另外,在球体直径d固定的情况下,随着观察角度θ的连续改变,色斑的颜色会按照可见光谱色序发生连续变化,这样就解释了欧泊中色斑颜色的形成与变化的原因。

Ⅱ.短程有序结构决定了众多色斑的形成

由于欧泊属非晶质体,其小球体的规则排列仅出现在局部小区域内(即短程有序),每一规则排列的小区域构成了一个独立的三维衍射光栅,并对应宏观上的一个小色斑。由于小衍射光栅的尺寸各不相同,在同一角度观察时,各色斑的颜色也会有明显差异,呈现五彩缤纷的效果。 评价:色彩是否鲜艳、丰富;色斑分布的面积;基底的深浅。 变色效应:

在不同光源照射下(常用日光和白炽灯两种光源),宝石呈现明显的颜色变化,这种现象称为变色效应。 产生的前提条件:

宝石的可见光吸收光谱中存在着两个明显相间分布的色光透过带,而其余色光均被较强吸收。

例如:变石有两个透光区,一个是绿光区,一个是红光区。由于日光中绿光偏多,所以日光下变石呈现绿色;而白炽灯中红色光偏多,所以白炽灯下变石呈现红色。

月光效应:

折射率稍有不同的钾长石和钠长石薄片平行发生的超细微结构引起光的散射、漫反射作用,形成朦胧状的蔚蓝色,即在乳白色的底色中,飘动着一点点微弱的蓝色,如同皎洁的月光,故名月光效应。

宝石的力学性质

1、 比重(相对密度):

宝石的重量与同体积水(4℃)的重量之比为宝石的比重值。

比重值是鉴定宝石(特别是玉石)的一个重要参数。宝石的比重值受其化学组成和晶体结构的控制。因此,每种宝石均有其固定的比重值,但由于受到类质同象、杂质包裹体的影响,实测的比重值会有一个小的变化范围。 2、 硬度:

抵抗压入、刻划或研磨性能称为宝石的硬度。

在鉴定宝石中最有意义的是相对硬度。常使用的是摩氏硬度,它由十种矿物组成,由软到硬排成十级。

其级别仅表示硬度的相对大小,而非绝对硬度,各级之间硬度的差异是不均等的。 3、 韧度:

指宝石抵抗撕拉破碎的能力,即抵抗分裂的能力。

韧度高表示宝石难于碎裂,韧度与硬度的关系不具有正相关的关系,韧度与宝石的结构构造有关。 例:硬度为10的钻石因八面体解理发育,其韧度低于硬度为6—6.5的软玉,而软玉的高韧度来源于其纤维交织结构。

4、解理与断口:

解理:晶体在外力作用下,沿特定的结晶方向裂开成较光滑平面。

断口:宝石受外力作用发随机的无一定方向的、不规则的破裂面。 解理不仅对宝石的鉴定有意义,而且对宝石的加工有很大的影响。

宝石的热学与电学性质

1、 热电效应:

由于温度升高或降低,宝石晶体产生电压或形成表面电荷。

例:碧玺具有明显的热电效应,其晶体两端会产生数量相等、符号相反的电荷,同时产生静电吸尘现象。 2、 静电效应:

某些有机化合物当受到反复摩擦时,表面能产生静电荷,吸附起较轻的小纸片、羽毛和薄膜等。 如琥珀、塑料等。 3、 压电效应:

压力与电荷互相转换的性能称为压电性。

例:净度很高的水晶,当受到电压作用时,会产生电荷(其多少随压力而变); 相反,当受到电压作用时,又会产生频率较高的振动(其频率随电压而变)。 因而在工业上具有广泛的用途。 4、 导热性:

宝石学中一般以相对热导率来表示宝石的相对导热性能。 相对热导率的确定常以尖晶石的热导率为基数: 宝石或材料 相对热导率 钻石 56.9—170.8 金 44 银 31 刚玉 2.96 托帕石 1.59 尖晶石 1 水晶 0.5—0.94 碧玺 0.45 橄榄石 0.41 绿松石 0.34—0.47 石榴石 0.26—0.48 翡翠 0.4—0.56 从表中可以看出钻石的相对热导率远远大于其它宝石,因此,使用热导仪能迅速有效地鉴别钻石。 5、 导电性:

绝大多数宝石的导电性都很微弱。

钻石是电的不良导体。但Ⅱb型浅蓝色钻石晶格中的微量硼原子取代碳原子,引起局部电价的失衡,造成Ⅱb型钻石具有微弱的导电性,属半导体。受辐射作用而致色的淡蓝色钻石,虽因晶格受高能粒子轰击对不同波长光吸收性能产生变化而显蓝色,但其不良的导电性能并未改变。

宝石中的包裹体

宝石晶体内所含的可以观察到的杂质叫包裹体(简称包体)。

包体是宝石在生长过程中包进了周围的固体物质或结晶溶液中的气液、液体而形成的,琥珀中还可含动物、植物的包体。

包体通常非常细小,要借助于放大镜或显微镜才能看到:

少数情况下肉眼即可见到,如水晶中的金红石包体可达几厘米长。

完全无包体的天然宝石很少。包体在多数情况下会影响宝石的质量,使其透明度降低。但包体有时也能产生积极的正面影响,如美妙的猫眼效应,星光效应就起因于宝石所含的包体。

更为重要的是包体为鉴别宝石的成因提供重要的依据:

另外,包体还能提供宝石的产地信息:

除此以外,更有一些追求个性化的人,将宝石内部所含包体当作与众不同的标志。

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