第二单元无机宝石

第二单元无机宝石按教学大纲要求，本教材要求掌握的常见无机宝石有钻石、刚玉、绿柱石、金绿宝石、锆石、尖晶石、橄榄石、电气石、托帕石（黄玉）、石榴石、石英、常见玉石有翡翠、软玉、蛇蚊石、绿松石、青金岩、欧泊。重点掌握每个宝石种的基本性质、鉴定特征。并能对宝玉石的质量进行评价。本课程理论12课时，实践6课时。钻石钻石的形成（1）钻石形成的条件金刚石由碳原子组成，当碳原子呈六方环状的层状排列时，形成的是低硬度的高温耐火材料石墨，当碳原子呈立方最紧密堆积，彼此以共价键相连时，就形成自然界最硬的矿物金刚石。钻石来源于地幔深处，它是高温高压的矿物。钻石分橄榄岩型和榴辉岩，从其中的包裹体分析出，橄榄岩型形成温度为9000C—13000C，压力为（45—60）×108Pa，相当于地球130—180Km的深度；榴辉岩型形成温度大约12500C，可能来自180Km以下的深度。（2）钻石形成的年代从钻石包裹体年代推测，橄榄岩型钻石大约形成于33亿年前；而榴辉岩型钻石大约形成于10—15年。（3）钻石产出的环境、类型1827年前首先在印度和巴西的砂、砾石中发现了钻石，而在1866年这种类型的钻石原岩才在南非的金伯利镇发现。金伯利岩是一种混杂成因的岩石，流体捕虏了含钻石的橄榄岩和榴辉岩，使得岩浆携带这些捕虏体、晶（包括钻石），以直立岩筒或层状体形式，沿构造薄弱地带到达地表。1979年在西澳大利亚的金伯利地区发现另一种赋存钻石的岩石—钾镁煌斑岩。具有经济价值的金刚石矿床有两大成因：金刚石原生矿和砂矿。前者在世界范围内有广泛分布，但所产的金刚石极其有限，约占金刚石总产量的四分之一；后者提供四分之三的金刚石产量，并有大量的宝石级金刚石产出。形成宝石级金刚石的首要条件是：高温高压下形成的无色透明的金刚石，在上升过程中压力基本保持不变或下降速度很慢。钻石的基本特性1、钻石的化学成和分类钻石主要成分是C，其质量分数可达99.95%，次要成分有N、B、H，微量元素有Si、Ca、Mg、Mn、Ti、Cr、S、惰性气体及稀土稀有元素，达50多种，这些次要组分决定了钻石的类型、颜色及物理性质。钻石分类及颜色特征类型氮原子存在形式颜色特征Ia碳原子被氮取代，氮在晶格中呈聚合状不纯物存在无色到深黄色Ib碳原子被氮取代，氮在金刚石内呈单独不纯物存在无色到黄色、棕色（所有合成钻石及少量天然钻石）Ⅱa不含氮，碳原子因位置错移造成缺陷无色到棕色粉红色（极少）Ⅱb含少量硼元素蓝色（极稀少）2、钻石的结晶习性、表面特征钻石属等轴晶系。常以单晶产出。常见单形有八面体、立方体和菱形十二面体，有时也呈聚形。钻石晶体通常呈歪晶，由于溶蚀作用使晶面棱弯曲，晶面常留下蚀象。且不同单形晶面上的蚀象不同，八面体晶面上可见倒三角形凹坑，立方体晶面上可见四边形凹坑，十二面体晶面上可见有线理和显微圆盘状花纹。3、钻石的光学性质颜色：无色至浅黄（褐、灰）色系列和彩色系列两大类。光泽；金刚光泽透明度：透明—半透明—不透明（根据所含杂质元素和矿物包裹体多少）光性：均质体，偶见异常消光。折射率：2.42色散：0.044多色性：钻石属均质体矿物，无多色性。发光性；钻石在紫外线照射后可发出浅蓝色、蓝色、黄色、黄绿色、粉红色、橙红色、淡蓝、白色及几乎白色的光。吸收光谱：无色—浅黄色的钻石在紫区415.5nm处有一吸收谱带；褐—绿色钻石在绿区504nm处有一条吸收窄带，有的钻石可能同时具有这两条吸收带。4、钻石的力学性质解理：钻石具八面体完全解理硬度：摩氏硬度10密度：3.52g/cm35、钻石的内部特征钻石内主要矿物包裹体除金刚石本身外，还有石墨、石榴子石、辉石、橄榄石、蓝晶石、刚玉、红柱石、云母、长石、铬透辉石、绿泥石、锆石等；另外，在显微观察下还可见生长纹、解理等特征。6、钻石的热性能和电性能钻石具很大的热导性；Ⅱb型钻石具导电性。刚玉刚玉类宝石是指以矿物刚玉为原料的宝石基本性质：化学成分：Al2O3氧化铝晶系：三方晶系结晶习性：完善的晶体常为六边形桶状或柱状，有时呈板状、具双晶。表面特征：在锥面和柱面上常有横的条纹。三角形生长标志。解理：差断口：贝壳状硬度：9比重：3.9—4.1折射率：1.76—1.78双折射率:0.008光性:一轴晶,负光性色散:低0.018光泽：亚金刚光泽至玻璃光泽透明度：透明—不透明颜色：红色为红宝石，其他颜色为蓝宝石。光学效应：星光效应、变色效应多色性：根据颜色中至强。颜色多色性红色深红—浅红、红色—橙红、紫红—褐红、玫瑰红—粉红蓝色深紫蓝色—蓝色、蓝色—浅蓝色、蓝色—蓝绿色、蓝色—灰蓝色黄色金黄色—黄色、橙黄色—浅黄色、浅黄色—无色包裹体：可见到有丝状金红石构成的丝绢状包裹体。常定向排列成三组，其交角为1200，当丝绢包裹体呈三组方向密集排列时，在弧面形宝石中可见到六射星光，当出现双晶时，会呈现六组方向排列的包裹体，形成十二射星光。另外有云母、磷灰石、尖晶石、锆石等包裹体，还有指纹状、羽状气液包裹体。光谱：红宝石，铬致色（Cr）蓝宝石，铁致色（Fe）主要产地：缅甸、泰国、斯里兰卡、中国等。红宝石的主要相似宝石及鉴别：锆石、铁铝榴石、镁铝榴石、尖晶石、黄玉、电气石、玻璃。主要通过肉眼、放大观察、硬度、比重、折射率、双折射率、二色性等鉴别。蓝宝石的主要相似宝石及鉴别；蓝晶石、合成尖晶石、黄玉、电气石、海蓝宝石、堇青石、玻璃等。主要通过肉眼、放大观察、硬度、比重、折射率、双折射率、二色性等鉴别。绿柱石绿柱石类宝石是指以绿柱石矿物为原料的一类宝石。基本性质化学成分：Be3Al2（SiO3）6，铍铝硅酸盐晶系：六方晶系结晶习性：呈六方柱状，具柱、锥和平行双面。主要品种：祖母绿、海蓝宝石、铯绿柱石、金色绿柱石解理：不完全，与晶体底面平行。断口：贝壳状硬度：7.25—7.75，祖母绿性脆折射率；1.56—1.59，取决于品种双折射率：0.004—0.009，取决于品种光性：一轴晶，负光性光泽；玻璃光泽色散：低，0.014多色性：根据颜色中至强，品种多色性祖母绿蓝绿—黄绿海蓝宝石蓝色—无色铯绿柱石粉红—蓝粉红色金色绿柱石多变包裹体：祖母绿按产地。光谱：祖母绿铬致色（Cr）主要产地：哥伦比亚、俄罗斯、巴西、中国新疆、坦桑尼亚等。祖母绿的主要相似宝石及鉴别：翡翠、萤石、电气石、磷灰石、玻璃等。主要通过肉眼、放大观察、硬度、比重、光性、折射率、双折射率、二色性等鉴别。海蓝宝石的主要相似宝石及鉴别：蓝宝石、锆石、黄玉、合成尖晶石、玻璃等。主要通过肉眼、放大观察、偏光镜、硬度、比重、折射率、双折射率、二色性等鉴别。金绿宝石基本性质化学成分：BeAl2O4，铍铝氧化物晶系：斜方晶系结晶习性：扁平状或板状晶体双晶显六边形结晶习性，可通过假六边形晶面上的凹角辨识出来，也称之为三连晶。表面特征：垂直面上常有条纹。解理：差到中等的柱状解理硬度：8.5比重：3.73折射率：1.74—1.75双折射率：0.009光性：二轴晶，正光性光泽：玻璃光泽色散：低，0.014多色性：中等，品种：金绿宝石、猫眼、变石猫眼：在宝石中具最佳猫眼效应的宝石是金绿宝石中的猫眼。这种宝石展现的猫眼光活。最名贵的颜色是绿黄色或棕黄色，近于蜂蜜颜色。相似宝石主要有石英猫眼、电气石猫眼、绿柱石猫眼、磷灰石猫眼。可通过放大观察、硬度、比重、折射率、双折射率、光性等鉴别。变石：具有在烛光及钨丝灯光的照射下呈红色和在日光照射下呈绿色的特殊效应。诗人称之为“白昼里的祖母绿，黑夜里的红宝石”。又名亚历山大石。相似宝石主要有合成刚玉、合成尖晶石、石榴石、红柱石。可通过放大观察、硬度、比重、折射率、多色性等鉴别。光谱：金绿猫眼铁致色（Fe）主要产地：斯里兰卡、俄罗斯、巴西等。锆石无色锆石可作钻石的仿制品基本性质化学成分：ZrSiO4，锆的硅酸盐晶系：四方晶系结晶习性：晶体呈四方柱和四方双锥，偶见似八面体的双锥晶体。颜色：无色、蓝色、红色、黄色、棕色断口：贝壳状硬度：高型7—7.5，低型6，性脆比重：高型4.6—4.8，低型3.9—4.1折射率：高型1.93—1.99，低型1.78—1.84双折射率：0.059，可见边棱重影。低型无光性：一轴晶，正光性光泽：亮玻璃光泽透明度：透明—半透明多色性：根据颜色光谱：放射元素铀（U）、钍（Th）致色主要产地：柬埔寨、泰国、缅甸、斯里兰卡、法国等。尖晶石基本性质化学成分：NgAl2O4镁铝氧化物晶系：等轴晶系结晶习性：常呈八面体，有时可有双晶表面特征：八面体面常有三角形凹痕。品种：红色尖晶石（主要含微量元素铬，珍贵品种）、蓝色尖晶石、变色尖晶石、星光尖晶石。断口：贝壳状硬度：7.5—8比重：3.6折射率：1.71—1.83，根据品种光性：各向同性光泽：亮玻璃光泽透明度：透明—不透明相似宝石主要有红宝石、黄玉、电气石、红色绿柱石。可通过肉眼、放大观察、折射率、双折射率、硬度、比重等鉴别。主要产地：斯里兰卡、缅甸、泰国、尼日利亚等橄榄石基本性质化学成分；（Mg，Fe）SiO4镁铁硅酸盐晶系：斜方晶系结晶习性：短柱状，完好晶形少见。颜色品种：草绿色、黄绿色、褐绿色硬度：6.5—7比重：3.34折射率：1.65—1.69双折射率：0.036，可见刻面边棱重影光性：二轴晶，正光性光泽：玻璃光泽透明度：透明多色性：根据颜色，强光谱：铁致色（Fe）主要产地：中国河北、巴西、澳大利亚、前苏联等。电气石电气石的名称来源于它自身所具有的热电性质。宝石学名称碧玺.基本特性化学成分：铝、镁、铁的复杂硼硅酸盐晶系：三方晶系没有对称中心热电性质：加热时，这种性质在晶体两端产生相反的电荷。结晶习性：呈柱状，三方或六方柱。通常在垂直晶体两端发育有不同的单形。电气石晶体通常终止于被称为单面的单形，或终止于锥。锥面在晶体的另一端也不重复，以单锥出现。表面特征：柱面上纵纹发育,横断面呈球面三角形颜色品种：随成分而异，红、绿、蓝、多色。另外当电气石中含大量平行排列的纤维状，管状包裹体时，可见猫眼效应。断口；贝壳状硬度：7—7.5比重：3.01—3.11折射率：1.624—1.664双折射率：0.018（最高达0.040）光性：一轴晶，负光性光泽：玻璃透明度：透明--半透明—不透明多色性：中--强，颜色随体色而变化相似宝石及鉴别：红色电气石主要有粉红色黄玉、红色尖晶石、红柱石等。绿色电气石有绿色蓝宝石、绿色透辉石等。主要通过折射率、双折射率等鉴别。主要产地：巴西、斯里兰卡、缅甸、前苏联、中国新疆等。黄玉基本性质化学成分：Al2SiO4（F,OH）2铝氟硅酸盐晶系：斜方晶系结晶习性：柱状习性，表面特征：柱面上有纵纹。颜色：黄棕、褐黄、蓝、粉红及无色。解理：完全的底面解理。韧性差。硬度：8比重：3.53光泽：玻璃光泽透明度：透明光性：二轴晶，正光性折射率：1.61—1.64双折射率：0.008—0.010多色性：根据颜色弱至强相似宝石及鉴别：海蓝宝石、碧玺、磷灰石等。可通过折射率、双折射率、多色性比重等鉴别。主要产地：巴西、斯里兰卡、前苏联、美国、缅甸、澳大利亚、中国等。石榴子石石榴子石是一族矿物的总称。晶系；等轴晶系结晶习性：通常具有完好的晶形，常见的晶形有菱形十二面体，四角三八面体，以及上述二者的聚形。表面特征：晶面上常有平行四边形长对角线的聚形纹。断口：参差状硬度：6.5—7.5比重：3.5—4.2光泽：玻璃光泽透明度：透明光性：各向同性，由于应力作用、类质同象、内反射的影响常见异常消光现象品种：镁铝榴石、铁铝榴石、锰铝榴石、钙铝榴石、钙铁榴石（翠榴石）、钙铬榴石、水钙铝榴石。不同品种石榴子石的化学成分和折射率品种化学成分折射率镁铝榴石Mg3Al2（SiO4）31.72—1.74铁铝榴石Fe3Al2（SiO4）31.75—1.83锰铝榴石Mn3Al2（SiO4）31.75—1.80钙铝榴石Ca3Al2（SiO4）31.73—1.75钙铁榴石Ca3Fe2（SiO4）31.89钙铬榴石Ca3Cr2（SiO4）31.88水钙铝榴石Ca3Al2（SiO4）31.710—1.729光谱：铁铝榴石铁致色（Fe）以石榴子石为顶的拼合石及鉴定主要产地：缅甸、泰国、美国、俄罗