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宝石学第一章宝石与宝石学的基本概念一、宝石的定义1、狭义的宝石指自然界中，具有色彩瑰丽、晶莹剔透、坚硬耐久，并且稀少及可琢雕刻成首饰和工艺品的矿物单晶体，部分为有机材料。2、广义的宝石广义的宝石是泛指一切经过琢磨、雕刻后可以成为首饰或工艺品的材料。我们在这里所说的宝石是指对天然宝玉石和人工宝石的统称。欧美国家所指的宝石指的是广义的宝石。二、天然宝石具备的条件1、美丽（1）颜色宝石有彩色和无色之分。对于彩色宝石要求其颜色艳丽、纯正、均匀。而对于那些无色宝石，颜色便不是评价的主要条件了。（2）透明度和纯净度宝石应有良好的透明度和纯净度。彩色宝石虽不能达到清澈透明，然而较高的透明度将大大提高其总体质量。而无色宝石的透明度和纯净度是构成宝石美的重要因素。（3）光泽光泽是宝石表面反光的一种视觉效果，它为宝石增添了一份灵气。无色的钻石之所以成为宝石之王，很重要的一个因素是它具有极强的光泽。（4）特殊的光学效应有些宝石不以颜色称雄，但具特殊的光学效应，如星光效应、猫眼效应、变彩效应等。这些特殊的光学效应给宝石平添了几分姿色和神秘，因而使其身价倍增。2、宝石的耐久性宝石不仅具有艳丽多姿，而且要经久不变，即具有一定硬度、韧性和抗腐蚀性等，也就是要有稳定的物理化学性质。3、稀有性稀有性就是物以稀为贵。自然界能满足上述条件的宝石材料很少。如已知世界上天然形成的矿物约4000多种，而可作宝石材料者只有230余种，其中主要者（常见宝石）仅有20余种。宝石是众多矿物的精华！三、宝石的价值1、宝石的应用价值（1）装饰价值宝石虽然不是人们物质生活方面（衣、食、住、行）的必需品，但它是人们精神生活方面（美感、快感）的需求品。（2）交换价值宝石是一类特殊的商品，可以在社会上广泛流通，因而具有商品的交换价值。在一般情况下，也同样符合一般商品的价值规律。（3）储备价值宝石有较强的保值功能，可以作为财产或“硬通货币”储存。宝石首饰品还具有体积小、质轻而易于携带保存的优点。（4）收藏价值许多宝石首饰和工艺品还具有很高的艺术价值，石之美和工艺美都可能成为世界少有的乃至唯一的珍品，作为珍宝收藏。2、影响宝石价值的因素（1）宝石的品种天然宝石按“美、久、少”因素可粗略分为三个档次。高档宝石：钻石、红宝石、蓝宝石、祖母绿、变石、猫眼石、欧泊、翡翠。中-低档宝石：蓝宝石（绿、黄、紫）、海蓝宝石、绿柱石、（黄、绿、粉）、坦桑石（蓝色黝帘石）、电气石、尖晶石、锆石、黄玉、水晶等；月光石、绿松石、青金石、独山玉、岫玉、孔雀石等。高档宝石中的劣质品种可下降至中-低档宝石；中-低宝石中，排位前的档次相当较高，排位后的档次相对较低。（2）宝石的质量宝石质量的评价主要包括颜色、透明度、净度、特殊光学效应等因素。宝石质量优劣对价值的影响很大，同种宝石的不同质量价格相差悬殊。（3）宝石的重量宝石个体的重量越大越珍贵。宝石的价格通常以宝石个体重量的平方向上增长，即：宝石价格=D2×KD－宝石重量(ct);K－市场基价(元/ct)克拉(ct):宝石常用计量单位,1ct=200mg(4)加工工艺水平加工款式、艺术造型、加工精细度(5)其它因素买主喜好、时髦性、季节性、经济环境、生辰石宝石生辰石的使用，大约始于1562年的德国或波兰，后流行于全世界。由于不同国家和民族对宝石的爱好不同，各国规定的十二个月的生辰石品种也不同。第二节宝石学的基本概念一、宝石学的定义宝石学——研究宝石的一门科学。具体地讲是一门系统研究宝石材料的探索、开发、鉴定、评价、加工、优化和人工合成的科学宝石学是矿物学的一个分支。研究对象：具有工艺美术价值的矿物原料（无机矿物、有机矿物、矿物集合体）及其工艺制品。英Gemmology(Gemology)名源拉丁Gemma（宝石）希腊文Logos（论述）二、宝石学的特点1、植根于地质学，特别是结晶学、矿物学和岩石学，可以说它是地质学的一门分支科学。（宝石学是矿物学的一个分支。）2、是一门实验性很强的科学。3、与经济密切结合的科学。4、宝石的评价既有科学性，又存在一定的不确定性。5、是一门综合性科学。三、宝石学的研究内容和方法（一）主要研究内容：1、研究宝石矿产成因、产状2、研究宝石的分类特征及其各种宝石的物理化学性质3、研究宝石的鉴定特征4、研究新的宝石鉴定方法5、研究新的宝石检测仪器6、开发新的宝石资源7、研究人工合成宝石方法和工艺流程（二）主要的研究方法：1、应用地质学、结晶学、矿物学、岩石学和生物学等方法的理论2、应用现代的科学仪器的研究方法和手段3、市场调查研究方法4、实验方法第三节宝石学的发展历史与现状一、国外宝石学的发展1、宝石学作为一门科学来研究，最早源于英国。1908年，英国首先创立了宝石研究机构——英国宝石协会（GemologicalAssociationofGreatBritain），开始宝石理论与实践的研究。1913年组织了世界上第一次宝石学考试。这个机构在全世界进行宝石函授教育，每年在全世界进行一次统一考试，开始合格者发给证书，承认其为会员，它的会员用FGA（FellowofTheGemologicalAssociationofGreatBritain）来表示。2、美国宝石学研究与教育1909年到1913年，美国的一些矿物学教授在美国的科罗拉州矿业学校讲授宝石学，1916年，美国的密执安大学推出了供半年用的宝石学教材——“宝石与宝石材料”。到1920年，哥伦比亚大学推荐了一些晚间学习的宝石学教材。以后其它大学也不断开设宝石学这一科。1931年美国成立了世界上第一所专门研究宝石的高等院校——美国宝石学院（FGA——GemologicalInstituteofAmerica），它是由罗伯特.希伯利先生创办的。1955年，美国通用电气公司成功地合成了世界上第一颗人造钻石；1985年该公司又第一次成功地合成了翡翠。3、1934年德国成立了宝石协会。4、1965年日本和澳大利亚分别成立了宝石协会5、1978年泰国成立了“泰国亚洲宝石学院”（创始人—何荣光先生）；1979年泰国人掌握了红宝石、蓝宝石的热处理技术以及商业评价技术。5、中国的宝石学研究与教育起步较晚，自改革开放后蓬勃发展二、中国的宝石教育与研究1、我国对宝石开发利用已有5000年以上的历史了。2、20世纪70年代，世界掀起“宝石热”之时，恰逢我国经济体制进入改革时期，市场经济的逐渐繁荣，带动着珠宝事业的日趋兴旺。3、1988年以来，桂林冶金地质学院、中国地质大学、北京大学、天津商业大学、上海同济大学、中央民族大学等一些与地质学相关的院校开始招收宝石学方向的本、专科学生和硕士、博士研究生，许多大学都开设了宝石学、首饰设计、首饰加工等方向的辅修专业，或开设全校性的宝石学公选课，有些单位还举办了各种短期培训班、函授班，培养宝石专门人才，开始了珠宝学历教育和普及教育的历程。三、世界上重要宝石教育机构（或组织）英国宝石协会FGA（FellowofTheGemmologicalAssociationofGreatBritain）美国GIA（GemmologicalInstituteofAmerican）美国宝石协会AGS（AmericanGemSociety）国际色石协会ICA（InternationalColorGemstoneAssociation）国际钻石联合会IDC（InternationalDiamondCouncil）国际珠宝首饰业同盟CIBJO（InternationalConfederationofJewellerySilverware、Diamond、PealsandGemstone）瑞士宝石协会SSG（SwissGemmologicalAssociation）戴比尔斯DeBeers德国宝石学院DGemG高级宝石学学会MGS（MasterGemmologicalSociety）国际鉴定家协会ISA（InternationalSocietyofAppraisers）美国国际宝玉石学院GII（GemmologicalInternationalInstitute）中国宝石协会GAC（GemmologicalAssociationofChina）四、宝石学研究现状（一）宝石矿产资源的找寻1、金刚石2、红宝石3、软玉（二）人造宝石50年代：钻石、水晶、刚玉80年代：钆镓榴石、立方氧化锆、合成变石90年代：祖母绿（三）宝石测试技术与方法1、红外光谱2、拉曼光谱3、顺磁共振4、电子探针5、阴极发光等（四）优化处理1、辐照处理：例如黄玉、蓝宝石2、热处理：例如蓝宝石（五）宝石鉴定--方法和技术相对落后五、发展方向1、新的宝石矿床的勘探2、新的宝石品种的发现3、新的宝石鉴定方法、仪器的研究与研制4、新的宝石合成方法、工艺的研究5、宝石的优化与处理6、宝石的评估第二章宝石的地质学基础第一节宝石的结晶学基础一、晶体与非晶体（一）晶体1、晶体的概念（1）原始定义：具有天然长成的（非人工琢磨而成）、规则的凸几何多面体形态的固体。（2）晶体的现代定义：内部质点在三维空间呈周期性重复排列的固体，或：具有格子状构造的固体。（二）非晶质体（1）定义：内部质点在三维空间不呈规律性重复排列，即不具有格子构造的物质称为非晶体。（三）非晶体与晶体的区别（1）内部结构上在非晶体的各个部位上，没有任何两部分的内部结构是完全相同的，它们只是统计意义上的均一；同时，非晶体中的内部质点在不同方向上的排布状况，也无任何规律可循，但它们在统计上都是同一的；（2）外形上非晶体在任何条件下都不可能自发地长成规则的几何多面体形状，只是一种无规则形状的固体，因而也称为无定形体；（3）非晶质体在内部性质上是统计均一的各向同性体。晶体与非晶体的根本区别是是否具有格子构造。二、晶体的空间格子1、晶体空间格子的概念空间格子：由结点在三维空间作周期性重复排列后构成的无限图形2、空间格子的组成结点：构成空间格子的几何点，代表晶体结构中一类等同点的位置行列：由任意两个结点连成的直线，有无数个行列结点间距：每个行列上最小的结点重复周期，等于一个行列上两个相邻结点间的距离规律：平行的各个行列上结点间距相等；不平行的行列，其上的结点间距一般不等面网：结点在平面上的分布即构成面网面网密度：单位面积内的结点数面网间距：两个相邻面网的垂直距离规律：相互平行的面网，其面网密度和面网间距都相等不平行的面网，其面网密度和面网间距一般不等面网密度大的面网之间，其面网间距大面网密度小，其面网间距小三、晶体的基本性质（1）自限性：自限性是指晶体在适当的条件下可以自发地形成几何多面体的性质。（2）均一性：因为晶体是具有格子构造的固体，在同一晶体的的各个不同部分，质点的分布是一样的，所以晶体各个部分的物理性质与化学性质也是相同的，这就是晶体的均一性。（3）异向性（各向异性）同一格子构造中，在不同方向上质点排列一般是不一样的，因此，晶体的性质也随方向的不同有所差异，这就是晶体的异向性。（4）对称型在晶体的外形上，常有相等的晶面、晶棱和角顶重复出现。这种相同的性质在不同的方向或位置上作有规律地的重复，这就是晶体的对称性。（5）最小内能性在相同的热力学条件下，晶体与同种物质的非晶体、液体、气体相比较，其内能最小。（6）稳定性晶体由于有最小内能，因而结晶状态是一个相对稳定的状态。这就是晶体的稳定性。四、晶体的对称一、对称的概念对称:就是物体或一图形中相同部分有规律的重复须满足的条件：对称的图形必须由两个以上的相同部分组成相同的部分通过一定的操作（旋转、反映、反伸）作彼此可以重合起来，使图形恢复原来的形状。1、对称的概念：对称就是物体相同部分有规律的重复。2、对称操作与对称元素（1）对称操作：欲使对称图形中相同部分重复的操作，称为对称操作。（2）对称元素：在进行对称操作时所凭借的几何要素，称为对称要素。例如点、线、面。晶体包括宏观对称和微观对称两种晶体宏观对称：相同的晶面、晶棱和角顶作有规律的重复晶体对称的特点1.所有的晶体都是对称的2.晶体的对称是有限的3.晶体的对称既包含几何含义，也包含物理含义五、对称操