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2020/2/21第八章宝石各论-祖母绿和海蓝宝石广州大学公选课《宝石鉴定与贸易》2020/2/22绿柱石类宝石：祖母绿(Emerald)—含铬或钒而呈翠绿~深翠绿色的绿柱石。海蓝宝石(Aquamarine)—含铁而呈天蓝~海蓝色的绿柱石。其它绿柱石：红色绿柱石粉红色绿柱石（铯绿柱石）金黄色绿柱石（金绿柱石）黄色绿柱石无色绿柱石2020/2/231、化学成分2、晶系和晶形3、力学性质4、光学性质5、包裹体一、绿柱石的基本特性2020/2/24化学式：Be3Al2[Si6O18],含BeO14.1%,Al2O319.0%,SiO266.9%。杂质：Na、K、Li、Cs、Rb,Fe、Mg、Cr、V、Mn等。杂质的色素离子使绿柱石呈各种颜色：祖母绿的翠绿色起因于Cr3+或V3+；海蓝宝石的蓝色起因于Fe2+；含Fe(Fe2+、Fe3+)还可引起绿色、黄绿色、黄色；含Mn(Mn2+、Mn3+)则可引起红色、粉红色。1、化学成分2020/2/25晶系：六方晶系。晶形：多呈长柱状，富碱晶体呈短柱状。具六方双锥和平行双面。柱面常有平行C轴的纵纹。2、晶系和晶形2020/2/262020/2/272020/2/282020/2/292020/2/210解理：｛0001｝及｛1010｝不完全。断口：贝壳状~参差状。硬度：7.5~8。韧性：差，性脆，因而晶体中常有蝉翼状瑕疵。比重：2.67~2.90。随品种不同而变化，与杂质有关，如含Cs的绿柱石比重较大（2.80~2.90)。3、力学性质2020/2/211颜色：无色，绿、黄绿、蓝、黄、橙黄、红、粉红。光泽：玻璃光泽透明度：透明~半透明特殊光学效应：含密集针管状包体者可出现猫眼效应。4、光学性质2020/2/212光性：一轴晶（－）。折射率：1.56~1.60。双折射率：0.005~0.009。色散：0.014。多色性：弱~明显。品种折射率双折射率比重多色性祖母绿1.566~1.6000.004~0.0102067~2.78蓝(黄)绿/绿海蓝宝石1.570~1.5850.005~0.0062.68~2.72蓝(绿)/无色无色绿柱石1.570~1.5850.005~0.0062.68~2.72黄色绿柱石1.567~1.5800.005~0.0062.68~2.72绿黄/黄红色绿柱石粉红绿柱石1.580~1.6000.008~0.0092.72~2.90红/粉红粉红/浅蓝粉红2020/2/213发光性品种紫外线（长、短波）X射线祖母绿一般无荧光，有些可显弱(橙)红荧光弱红荧光海蓝宝石金绿柱石无荧光无荧光铯绿柱石弱粉红~紫红荧光强橙红荧光无色绿柱石暗黄或暗粉红荧光暗黄或暗粉红荧光2020/2/214吸收光谱：祖母绿（常光）：683、680、637、625—580、427、460—400nm祖母绿（非常光）：683、680、(637)、662、646、460—400nm海蓝宝石：537、456、427nm祖母绿(常光)祖母绿(非常光)海蓝宝石2020/2/2155、包裹体特征包体：固态矿物包体：云母、阳起石、透闪石、黄铁矿、方解石等。气液包体：气液二相包体：呈不规则状、其或层状分布的乳滴；气液固三相包体：气相(CO2)+液相(盐水)+固相(岩盐)，常见于哥伦比亚祖母绿中。管状包体：细长管状的孔腔，中空或充填有气液，可长达几毫米，平行C轴分布。羽状包体：多属呈羽毛状或蝉翼状裂隙，其内常充填气液包体或其它杂质。不同产地的天然祖母绿一般具有不同的典型包体组合。2020/2/2162020/2/2172020/2/2182020/2/219（2）典型包裹体的差异天然祖母绿和合成祖母绿都常含有各自不同的特征包体，是区别它们的可靠依据。1）天然祖母绿中的特征包体①各种固态结晶矿物包体；②各种形态的气-液二相及气-液-固三相包体；③细长的生长管及负晶包体；④液态的羽状或蝉翼状包体。（各类包体的特征详见前节内容的包裹体部分）2020/2/220二、绿柱石类宝石的评价1、祖母绿的质量评价1）颜色：以中深色调的稍带黄或蓝的绿色为佳，分布均匀。2）透明度：越透明越好。3）净度：在颜色相同条件下，分三级。一级：深翠绿、翠绿、带蓝的绿色，包体少，裂隙≯5%；二级：颜色同一级品，裂隙≯10%；三级：颜色同一级品，裂隙≥15%。4）重量：越大越珍贵，一般达0.2~0.3ct的刻面型祖母绿即可作高级饰品。2020/2/2212、海蓝宝石及其他绿柱石的评价均以颜色深、透明、无或少瑕、重量大为佳品。海蓝宝石最好的颜色是象海水一样的深蓝色，次为天蓝色、浅蓝色。不透明或透明度很低者一般不能用做宝石，但有些具有“云雾”状的海蓝宝石可出现猫眼效应，以眼线清晰、色深者为佳品。2020/2/2221、祖母绿的主要识别特征2、天然与合成祖母绿的鉴别三、祖母绿的鉴别2020/2/223特有的翠绿色，典型玻璃光泽。因性脆而常有较多的裂纹，即蝉翼状瑕疵。在查尔斯滤色镜下观察呈红色。放大观察常可见到气-液二相或气-液-固三相包体。根据典型包体及折射率和比重特征还可判别祖母绿产地1、祖母绿的主要识别特征2020/2/2242020/2/225不同产地天然祖母绿主要鉴别特征表折射率双折率比重典型包体巴西1.566~1.5750.0052.68~2.70三相,铬铁矿,黄铁矿,白云母澳大利亚1.570~1.5790.005~0.0072.67`2.70尖状二相,黑云母,锡石,毒砂哥伦比亚契沃尔1.571~1.5770.0062.69齿状三相,黄铁矿哥伦比亚木佐1.578~1.5840.0062.71尖状三相,方解石,氟碳钙铈矿俄罗斯乌拉尔1.581~1.5880.0072.74竹状阳起石,电气石,底面裂隙赞比亚1.580~1.5900.004~0.0102.71~2.76金绿宝石,赤铁矿,金红石,云母奥地利1.584~1.5910.0072.74阳起石,黑云母印度拉杰尔1.585~1.5930.0072.73~2.74矩形或逗号状二相包体,云母南非德兰士瓦1.586~1.5930.0072.75绿云母,辉钼矿,三相包体津巴布韦桑达瓦纳1.586~1.5930.0072.73~2.77弯曲纤维状透闪石巴基斯坦1.589~1.6000.0072.75~2.78负晶,管状空隙,云母2020/2/226合成祖母绿一般只能采用助熔剂法和水热法生长。不同的公司或厂家有不同的祖母绿合成方法。世界著名的有：美国的林德(Linde)公司，水热法；美国的查塔姆(Chatham)公司，助熔剂法；法国的吉尔森(Gilson)公司，助熔剂法；日本的伊纳莫里(Inamori)公司，助熔剂法。近年，市场上还出现有俄罗斯生产的助熔剂法及水热法合成祖母绿；澳大利亚毕朗(Biron)水热法合成祖母绿。1990年，我国广西宝石研究所用水热合成祖母绿获得成功。2、天然与合成祖母绿的鉴别2020/2/227（1）折射率和比重的差异；（2）典型包裹体的差异；（3）红外吸收光谱的差异。天然祖母绿和合成祖母绿可根据以下三方面差异来区分：2020/2/228结论：折射率高于1.580(除镀层外)，同时比重高于2.74，可能是天然祖母绿；折射率低于1.566，同时比重低于2.67，可能是助熔剂法合成祖母绿。折射率和比重介于上述数据之间的，不能判别成因。（1）折射率和比重的差异2020/2/229（2）典型包裹体的差异天然祖母绿和合成祖母绿都常含有各自不同的特征包体，是区别它们的可靠依据。1）天然祖母绿中的特征包体①各种固态结晶矿物包体；②各种形态的气-液二相及气-液-固三相包体；③细长的生长管及负晶包体；④液态的羽状或蝉翼状包体。（各类包体的特征详见前节内容的包裹体部分）2020/2/2302)合成祖母绿中的特征包体①助熔剂法合成祖母绿中的包体固态助熔剂残余形成的包体：由细小熔滴和气泡组成的羽状体、网状体等；二相（助熔剂残余+收缩泡）包体；三相（玻璃+助熔剂残余+收缩泡）包体。铂晶片包体：呈三边或六边形、金属光泽、不透明。硅铍石晶体包体：系由原料中的SiO2和BeO化合而成一种子晶矿物（Be2SiO4）,呈柱状、粒状或针状。2020/2/231②水热法合成祖母绿中的包体气液二相包体，可成羽状、纱状、针状等；有时可见到未切除掉的残留种晶片；有的合成品中可见到平行交叉状、锯齿状或螺旋状的特殊纹理。硅铍石晶体与针状气液二相包体结合组成的假三相的“钉状”包体。2020/2/232②水热法合成祖母绿中的包体气液二相包体，可成羽状、纱状、针状等；有时可见到未切除掉的残留种晶片；有的合成品中可见到平行交叉状、锯齿状或螺旋状的特殊纹理。硅铍石晶体与针状气液二相包体结合组成的假三相的“钉状”包体。2020/2/2332020/2/2342020/2/2352020/2/236不同类型合成祖母绿的主要鉴别特征2020/2/237（3）红外吸收光谱的差异天然祖母绿常含有水（H2O），存在于绿柱石结构内六元环腔中，按排列形式分为：Ⅰ型水——水分子对称轴垂直于结构的C0轴；Ⅱ型水——水分子对称轴平行于结构的C0轴。2020/2/238红外光谱分析图：（在2000nm附近）Ⅰ型水出现二个吸收峰；Ⅱ型水出现一个吸收峰。天然祖母绿：高碱性祖母绿有1个Ⅱ型水的强吸收峰；低碱性祖母绿有3个（Ⅰ型和Ⅱ型）水的明显吸收峰。水热法合成祖母绿：含少量水，但属Ⅰ型水，有2个较低的吸收峰。助熔剂法合成祖母绿：不含水，无吸收峰。。2020/2/239四、海蓝宝石的鉴别1、海蓝宝石的主要识别特征（1）特有颜色：海蓝色、天蓝色和蓝绿色，其蓝色中常带有程度不同的蓝色调。它的颜色主要是由于含微量的二价铁离子(Fe2+)，以明洁无暇、浓艳的艳蓝至淡蓝色者为最佳。（2）特征包裹体：长管状包体为一些中空或充满液体的细长平行管状包体，排列比较密集时称“雨状包体”；雪花状包体由无数细小气液包体聚集成放射状展布的包体；气液包体指细小呈星散分布的气液包体。2020/2/240化学成分:绿柱石是一种含铍、铝的硅酸盐，分子式为Be3Al2[Si6O18]。晶体:属六方晶系。常见的晶体形态为六方柱，其次为六方双锥，集合体多呈柱状产出。2020/2/2412020/2/242晶体:属六方晶系。常见的晶体形态为六方柱，其次为六方双锥，集合体多呈柱状产出。2020/2/243其他物理性质:玻璃光泽，透明至半透明。折光率1.567-1.590，双折射率0.005-0.007。多色性明显，为蓝到蓝绿色。硬度7.5，密度2.68-2.80克/立方厘米。贝壳状断口。产地:海蓝宝石最著名的产地在巴西的米纳斯吉技斯州；其次是前苏联的南高加索，非洲的马达加斯加、莫桑比克、纳米比亚以及美国的新罕布什尔，法国的马恩等地。我国新疆，内蒙古、云南及湖北等省区也有·海蓝宝石产出。2020/2/244相似宝石有：蓝黄玉、蓝锆石、蓝色合成尖晶石、蓝玻璃等。区别方法：查尔斯滤色镜下观察，海蓝宝石呈绿至灰绿色，而除蓝锆石外，其它相似宝石一般呈灰红、浅红或亮红色。但蓝锆石有较强的光泽和色散，以及明显的双折射重影现象。据此，可初步区别它们。进一步可根据偏光性、二色性、折射率、比重等性质来鉴别。2、海蓝宝石与相似宝石的区别2020/2/2452020/2/246海蓝宝石与相似天然宝石、人造合成海蓝宝石的区别:与海蓝宝石相似的天然宝石有蓝色黄玉和改色锆石。人造合成海蓝宝石有蓝色尖晶石和人造玻璃。与黄玉、锆石的最佳区别方法是密度：黄玉3.59克/立方厘米，锆石4.69克/立方厘米，密度明显偏大，手掂有重感。放大镜下观察底刻面棱角处，锆石、黄玉均可显双影，海蓝宝石不十分清楚。锆石色散高。晶体形态：黄玉斜方柱状，锆石四方柱状。人造玻璃和人造蓝色尖晶石颜色虽然与其相似，但是都为均质体，无二色性，以此为区别。2020/2/247海蓝宝石与相似宝石的鉴别表2020/2/248海蓝宝石的评价与选购:依据因素是颜色、透明度和重量。颜色深，无暇，重量大的为佳品。海蓝宝石的特征是天蓝色、海蓝色，玻璃光泽，包裹体少，洁净、透明，具弱二色性，海蓝