合成紫晶和黄晶的鉴定

合成紫晶和黄晶的鉴定天然紫色石英晶体称之为紫晶，天然黄色石英晶体称之为黄晶。市场上，大多数黄晶是经过热处理的紫晶。目前，商业上采用水热法合成紫晶、黄晶晶体来满足市场需求，由于生产技术不断提高，生产成本不断降低，进入市场的合成紫晶、黄晶数量不断增大，合成紫晶、黄晶的鉴定成为较繁感的问题，而关键在于如何区分天然紫晶与合成紫晶、天然黄晶与合成黄晶。一、天然石英晶体结晶特征做为宝石的石英晶体成份为SiO2，三方晶系，晶体空间群为D3~32。石英晶体理论上发育的部分晶面及其晶面夹角.天然的紫晶、黄晶晶体最为发育的晶面为六方柱面m和正负菱面体面r面和z面，由此常形成柱状及近双锥状晶形。与天然紫晶和黄晶晶面生长发育相对应的是，平行这些晶面，在晶体的内部存在细密生长纹及平行的直形色带。因此在天然紫晶和黄晶中常可看到两组直形色带以一定的夹角交会存在。天然紫晶、黄晶晶体在形成过程中，最常出现的包裹体是气、液包裹体，或气液两相包裹体，这些包裹体常散杂或成群出现于晶体中，形成负晶或具有弧面的指纹状包裹体。电气石、金红石、氧化锰、氧化铁等固体包裹体在宝石级紫晶、黄晶中很少出现。石英晶体有左晶和右晶之分，而常常由两个左晶或两个右晶形成道芬双晶，由一个左晶和一个右晶形成巴西律双晶。在宝石级天然紫晶和黄晶上最常发育巴西律聚片双晶。石英单晶由于具有左晶、右晶之分的特点，因此不象其它一轴晶宝石那样形成黑十字干涉图，而是形成独特的“牛眼”干涉图，表现为中空的黑十字与彩色环带伴生。这种“牛眼”干涉图是鉴定石英晶体（包括天然的和合成的）最直接的证据。在形成巴西律聚片双晶的晶体上，由于左晶和右晶的相互作用，产生一种独特的“螺旋浆”干涉图，表现为黑十字的中央部位，黑十字发生扭曲变形，形成螺旋浆状，同时伴有彩色环带。二、合成紫晶、黄晶的生长特征合成紫晶、黄晶是通过水热法生产出来的。模拟天然石英的生长过程，高温高压条件下，在汽化的热水溶液中二氧化硅物质不断地结晶在预制的种晶板上。出于商业考虑，为更快更好更多地合成出晶体，种晶板的切割方向是一定的。在生产紫晶过程中，所切割的薄层种晶板平行于晶体的正菱面体面r或负菱面体面z。晶体生长的主要方向平行于种晶板，也就是平行菱面体面r或菱面体面z。平行于种晶板，可以观察到晶体生长的结构。在高倍放大下可以观察到平行的细密生长纹，在低倍放大下或者仅凭肉眼，可以看到平行种晶板的色带。要强调的是，在合成紫晶中，仅能看到一组平行于菱面体面的生长纹或色带。合成紫晶极少出现双晶，唯一一种出现的双晶表现为在一个非双晶的单晶体内出现一局部三角形强双晶区。用偏光镜很易判别。在生产黄晶过程中，所切割的薄层种晶板平行于晶体的底面c，亦即垂直于晶体的光轴。在某些样品上，可以看到垂直于晶体光轴的平行色带，这些平行色带与晶体的生长纹相平行。在天然石英中，不可能出现底面c，因此在天然黄晶和由紫晶经热处理所得到的黄晶上，不可能出现平行底面亦即垂直光轴的生长纹和色带。在合成黄晶上，不具有为天然紫晶和热处理天然紫晶（黄晶）所特征的巴西律聚片双晶。三、合成紫晶、黄晶与天然紫晶、黄晶的鉴定区分在少数情况下，不得不使用诸如红外光谱仪等大型仪器进行鉴定工作，但在大多数情况下，依靠常规宝石学鉴定工具可以将天然紫晶、黄晶与合成紫晶、黄晶区分开。1、外观特征：合成紫晶、黄晶的外观特征不能做为宝石鉴定的依据，但可以做为辅助鉴定特征。合成紫晶、合成黄晶的颜色产自于生产过程中溶液中加入一定量的铁离子。生产紫晶后期还需用紫外线辐照以产生紫色。绝大多数合成紫晶显示均一的颜色，颜色较深，同时带有蓝色调。绝大多数合成黄晶显示很浓的黄色色调。在批量样品中，合成品色调的一致性表现得尤为明显。相对来说，天然品色调较浅，极少显示蓝色调，在一个样品内部和样品与样品之间存在颜色色调的明显变化。如前所述，合成品是沿着种晶板平行生长的，生长的面积很大，但厚度不大。加之在加工过程中需切割掉明显的中央种晶板夹层，得到的宝石饰品厚度很少超过1公分。相对来讲，天然品的尺寸可以很大。2、内部特征：紫晶、黄晶（合成品与天然品）的内部特征是鉴定宝石的最直接证据。在合成紫晶、黄晶中最常遇到的包裹体是“面包渣”状包裹体，需放大至40倍才清晰可见。“面包渣”可能来自于未溶解的原料，可单独出现，也可成群散布于样品中。最为特征的是，由于合成品生产阶段的中断，平行于种晶板，在某一平面内出现“桌面灰尘”状包裹体，这一层面状包裹体贯穿于整个晶体，而不象天然品中的愈合裂隙气液指纹状包裹体仅出现于样品内的局部区域。在同一样品中，有时甚至同时存在两层以上的“桌面灰尘”状包裹体，这些包裹体的平面是彼此平行的。合成紫晶、黄晶内也可出现气液两相包裹体，但包裹体的形状不象天然品那样呈现不规则棱角状或负晶，而是呈针状。针状包裹体总是垂直于种晶板，亦即垂直于平行种晶板的色带和生长纹。在合成紫晶内部偶见由两支细小管状包裹体组成的交叉状包裹体，一支细管垂直于种晶板（同时垂直色带）另一支细管与之斜交而与晶体的光轴平行，亦即采取负晶形式。合成紫晶、合成黄晶仅出现一组色带，而天然品经常出现两组斜交的色带。与色带相伴生的是在高倍放大条件下才能看到的细密生长纹。使用带散射光源的油浸槽观察紫晶、黄晶的色带非常有效，同时需要不断转动样品的方向。合成紫晶、合成黄晶经常出现应力裂隙，这些裂隙出现在种晶板附近并与种晶板成一定角度，应叫做合成石英的“裂理”。这种裂隙面有时呈弯折状，面上呈现阶梯状横纹。在首饰上，这些裂隙仅见于加工宝石的亭部。3、双晶：巴西律聚片双晶仅出现于天然紫晶、天然黄晶上。在天然品上，双晶可能贯穿整个晶体，也可能出现于晶体的局部。对于后一种情况，需要在正交偏光镜下使用玻璃干涉球进行局部寻找。在非双晶区域显示“牛眼”干涉图，而在双晶区域显示“螺旋浆”状干涉图，在合成紫晶、黄晶晶体上，仅能见“牛眼”干涉图，而看不到“螺旋浆”干涉图。4、晶体光轴方向：在鉴别区分合成紫晶与天然紫晶；合成黄晶与天然黄晶过程中，寻找到晶体的光轴方向具有重要意义。在带有正交偏光及定向宝石夹的宝石显微镜上做到这一点很容易而且很准确。粗略一些，可使用一般偏光镜。首先，在正交偏光镜子之间旋转宝石晶体，在弧面形或刻面形宝石上，可以看到一条黑带扫过，沿黑带移动缓慢的一端直立起宝石，可见七彩干涉色，这时加上玻璃干涉球，即可见“牛眼”干涉图或“螺旋浆”干涉图。偏光镜的垂直方向即为晶体的光轴方向，亦即c轴方向。晶体光轴与宝石各种内部、外部特征之关系.