常规宝石鉴定仪器教材

1、常规宝石鉴定仪器尽管有经验的宝石学家和从业者凭肉眼观察能对某些宝玉石作 出鉴别，但大多数情况下，尤其是一些外观极相似的宝石，还是需 要借助放大设备和某些常规仪器检测宝石物理、化学等各项特征， 才可能予以正确定名。现今合成宝石的制造技术日益提高，某些宝 石优化处理方法日至完善，促使高科技领域中许多新型仪器设备逐 渐为宝玉石鉴定所用。宝玉石鉴定的主要目的和意义是：根据国际和国家标准，采用 相应科技方法测试出各种宝玉石的参数，同时对宝玉石的质量作出 公正客观的评价，规范和发展宝玉石市场，维护供销双方的利益。珠宝鉴定的特殊性在于必须是无损鉴定。对于珠宝成品则要求 更为严格，绝对禁止切片、碎样以至刻划，

2、因而珠宝鉴定仪器具有 专门性和针对性。宝玉石鉴定方法分两种：即常规检测方法和实验室大型仪器检 测方法。我们将为大家介绍一般宝石实验室（或检测站）常用的宝玉石 鉴定仪器的简单结构、原理、使用方法和注意事项；介绍一些检测 中有用的化学试剂和新型仪器在宝玉石鉴定中的用途。常用的仪器 有以下几种：一、镊子、放大镜二、显微镜三、折射仪四、偏光镜五、分光镜六、二色镜七、 紫外灯、滤色镜、热导仪八、 天平、重液、一、镊子和放大镜（一）、镊子镊子是一种长 16cm 左右具尖头的夹持工具，内侧常有凹槽或“” 纹以夹紧和固定宝石。常见的镊子有带锁和不带锁两种。 使用：镊子应平行宝石的腰部，应用拇指和食指控制镊子的

3、开合，用 力须适当，过松夹不住，过紧会使宝石“蹦”出。各种镊子在使用中的优点： 1带槽镊子有利于固定宝石，主要用于彩色宝石和大钻石。 2“”纹镊子（不带槽） ，主要用于钻石 4C 分级，避免槽对其净度和 切工分级造成影响。3带锁镊子，有利于长期固定宝石位置。 4不带锁镊子，灵活自如，但由有经验人士使用较为适宜。（二）、放大镜 宝石放大镜是最常用、最简便的鉴定工具，它的正确使用是宝石工 作者的基本技能。手持式放大镜一般是由两个或三个双凸镜片与不锈钢 套组成，倍数不等。1常见放大镜有：（1）双凸透镜：价格便宜，放大倍数常小于3 倍（即 3）。（2）双组合镜：由两个平凸透镜组成。无象差。（3）三组合

4、镜：由一对冕牌玻璃做成的凸透镜和两个燧石玻璃制成的凹凸透镜粘合而成。无象差和色差。其中三组合镜最为常用，不仅视域较宽，而且消除了图像畸变和彩 色边缘现象。最宜常用的为10放大镜，是国际上钻石净度分级的标准工具之一。至于 25、30、 50的放大镜因其倍数过大，观察视野小， 焦距短而难于操作。放大镜的倍数用数字后加符号 “” 表示 , 例如 10 , 它表示如果用 它观测一个边长为 1cm的正方形 , 其每边边长放大为 10cm,而其面积将放 大为 100cm2。2判别标准： 最好使用方格纸观察， 观察正方形格子图形是否变形。（1）视域中所有线条应同时准焦，若线条弯曲或在视域边缘处线条 宽窄不一

5、，则质量不好。（ 2 ）线条应清晰、 “干净”，若带有色边则质量不好。（3）所有线条应易于保持同时准焦状态。3使用方法与注意事项（ 1）清洁放大镜和宝石样品。以免误将灰尘或汗滴视为样品表面特 征。（ 2）一手持放大镜，另一手用镊子夹住宝石。放大镜靠近眼睛，距 离约为 2.5cm ；样品靠近放大镜，距离亦为 2.5cm 左右，它们之间的工作 距离取决于放大倍数； 工作距离 =清晰影象的最小距离 （正常视力为 25cm） / 放大倍数（ 10 ）。放大倍数越大，工作距离越小，操作不便，视域范 围亦缩小。这也是宝石学领域选择使用10放大的原因。为保持工作距离及放大镜和样品的稳定，两手小指相抵，并将胳

6、膊支撑在桌子上。（3）注意照明，用较强的光源照射在样品上。（4）观察中必须转动样品，从各个方向上观察样品内、外部特征， 并随时调节工作距离，以便始终清晰地观察到各种现象。（5）观察时座位舒适，双目睁开，以免在短时间内出疲劳。二、显微镜常用的是双筒立体变焦显微镜（一）结构：目镜、物镜、变焦调节圈、调焦旋钮、镜柱、顶灯、 底灯、宝石镊子等各部分组成。1目镜：有两个，故称双筒。供双目同时观察立体图形。放大倍数有 10和 20 各一套。双筒之间的距离可因人而异进行调节。2物镜：放大倍数 10 -40 。由变焦调节圈调节。目镜和物镜由 光学玻璃制成，比较软，使用时不要用手摸或与硬物碰撞。3 变焦调节圈：

7、其上有刻度，标明物镜放大倍数由1-4 。使用时双手转动它。放大倍数连续发生变化。4调节旋钮：安装在镜柱上，左右各一个。用来调节物镜与样品之 间的距离，使用时最好双手各握一个，同时转动它。5顶灯：一般使用日光灯。可随意变换方向，使光垂直、倾斜或水 平照射到样品上。6底灯：安装在物台下底座内。一般为白炽灯。由物台上的旋钮开 关控制调节其亮度。实施亮域照明或暗域照明。7锁光圈：装在底灯上，控制照射到宝石上的光量，实施点光照明。8镜柱：连接镜身与镜座，两部分之间由齿铰合而成。转动调焦旋 钮, 镜柱两部分相对上、下移动，达到调节焦距的目的。9宝石镊子：夹宝石用。安装在镜座光源之上。它可以转动、并上 下、

8、前后移动。实施从各个方向观察宝玉石特征。（二）、使用方法1 擦干净目镜（用专门的镜头纸轻轻擦拭）；擦干净样品并置于宝石镊子上。2打开顶或底灯（透明度差的样品用顶灯照明）。亮域照明：使用底光灯，将黑色档板去掉，光圈锁小，使宝石内含物在明亮背景下呈暗色影像。观察色带、生长纹。暗域照明：使用底光灯，将照明灯上的黑色档板档上，使光从侧面射入宝石。观察包裹体和裂隙顶部照明：使用顶光灯照明，在反射光中观察宝石表面或近表面 特征。3调节焦距。转动调焦旋钮，双目同时观察样品表面特征，使其清 晰可见（准焦） 。若图象有重影，可调节目镜（双筒）间的距离，使之出 现一个清晰的立体图象。随观察内容的变化，需随时调焦。

9、4调节变焦旋钮。观察样品过程中，开始用低倍（10-20 ）放大，以便观察样品整体形象和特征。然后逐步放大仔细观察样品某一局 部特征。随着放大倍数增高 , 样品的视域变小；工作距离 （ 焦距 ） 变短 ; 视 域变暗。三、折射仪 折射仪是依据折射和全反射原理，测宝石临界角值，并将它转化为 折射率的仪器。（一）、结构：棱镜、反射镜、标尺、透镜、偏光片和光源等组成。 测试时还需备有接触液。1棱镜：位于折射仪金属台中央，构成测台。2标尺：一般安装在仪器内部棱镜与反射镜之间。标尺上有折射率1.40-1.80 的刻度和数字。测试时要求读数精度为小数点后三位数。第 3 位数是目估的。3反射镜：将全反射的光折

10、返，以便于观察。 4透镜：起聚焦的作用。5偏光片：是辅件，可随意取舍。转动偏光片，测试时当全反射光 的振动方向与偏光片的振动方向一致时，可提高仪器清晰度。6光源：单色光。统一采用波长为 589.5nm 的黄光。可安装在折射 仪内，也可单独存在。7. 接触液 : 测试宝石折射率的必备液体。由二碘甲烷（折射率1.74 ）加晶体硫， 加温使硫溶解并达到饱和状态， 可获折射率为 1.78 的接触液 ,若再加 18的四碘甲烷，可获得折射率为1.81 的接触液。（二）、使用方法A近视法1擦净棱镜。2擦净宝石， 选最大、 最平整光滑的面置于测台一侧的金属台面上。3 打开光源，使光进入折射仪（或将光源插头插入

11、折射仪插孔）。4在棱镜中央点一滴接触液，其多少视样品待测面大小而定。一般 液滴直径 1-2mm 即可。观察液滴的阴影边界在标尺上的位置。记住接触 液的折射率。5用手轻推样品至棱镜中央。 6眼睛靠近目镜观察阴影边界。读数并记录。若阴影边界不清晰， 可加偏光片观察。观察时转动偏光片到阴影边界清晰时读数并记录。7转动样品 180，每隔 15 -25 按上述步骤读数记录。结果：1 转动宝石 360，始终出现一条固定不变的阴影边界，说明该宝 石为各向同性宝石。2在两个不同方向刻面上，当转动宝石360时，出现两条阴影边界。有以下几种情况：（ 1）两条阴影边界都不动， 为一轴晶。 两个折射率差值为双折射率。

12、（ 2）一条动，一条固定，为一轴晶宝石。如果低折射率值移动，即 非常光小于常光，宝石为负光性；如果高折射率值移动，即非常光大于 常光，则宝石为正光性。（ 3）两条阴影边界都移动， 为二轴晶宝石。 如高折射率值移动量大， 宝石为正光性；低折射率值移动量大，宝石为负光性。B远视法1擦净样品。 2将接触液滴在金属台面上，手持样品沾一点点接触液，将沾有接 触液的部位置于棱镜中央。样品延长方向最好与棱镜的长边一致。3去掉偏光片。 眼睛远离折射仪 30-35cm 处观察。 头部略上下移动， 在标尺上寻找圆（椭圆）形景象点。由标尺上方至下方圆形景象点由暗 逐渐变亮。找出上半圆暗，下半圆亮的景象点，读出并记录

13、明暗交界处标尺上的读数，即获此样品近似折射率。（三）注意事项 1测试时需转动样品，要注意用手轻轻转动，不要用镊子, 并随时检查样品是否在测台中央。2观察阴影边界读数时头部的位置至关重要。 3接触液的多少，视样品待测平面大小而定，过多或过少都影响阴 影边界的清晰度。尤其是远视法，只需极少量的接触液。4折射仪一般只能测折射率小于范围为1.30-1.81 的宝玉石，而且要求样品有一光滑平整面。四、偏光镜 偏光镜是根据平面偏振光的特点制作的，是一种快速鉴别宝石光性 和光性符号的专门仪器。（一）、结构1上偏光片：可以旋转。2下偏光片：是固定的。 3载物台：位于下偏光片之上，也可以旋转。 4光源：位于下偏

14、光片之下，由普通灯泡提供照明。（二）、使用方法1擦净载物台和样品，打开光源。 2转动上偏光片，使视域变到最暗。将宝石台面向下置于物台上。 3转动载物台，由上偏光片的上方仔细观察样品明暗变化特点。（三）、结果A光性测定1正交镜下转动宝石360，宝石始终全黑，为均质体宝石。2正交镜下转动宝石360，如果出现四明四暗变化，此宝石为非均质体宝石。3正交镜下转动宝石360，如果宝石始终明亮，此宝石为多晶质或隐晶质宝石。如玉髓、翡翠。4正交镜下转动宝石360，视域明暗变化无规律，有斑纹或黑十字消光（视域部分变暗）现象出现。将样品转至最亮位置，再转动上偏光片 90（即使视域全亮） 。观察样品的变化，若样品变

15、亮了，说明样品 是均质体宝石显异常干涉色，若样品变暗或无变化，则为非均质体宝石。B光轴测定1正交镜下加透镜，平行光轴方向观察常见由2 个黑臂相互垂直呈黑十字状干涉图为一轴晶。牛眼状干涉图为水晶特有特征。2正交镜下加透镜，平行光轴方向观察常见2 个黑臂向相反方向弯曲呈双环状黑臂为二轴晶。（四）、注意事项1样品必须是透 - 半透明的（观察干涉图的样品必须是透明的）。2样品在物台上的位置要避免样品的光轴方向与观察方向一致。 3多晶质透明玉石在任何情况下全亮。4具高折射率切工好的样品（如钻石、合成碳化硅、锆石）将亭部 小面与物台接触。若台面向下与物台接触，会因全反射使视域全暗。5测试时最好周围无其他光

16、源，以免影响测试结果。五、分光镜分光镜用于观察宝石吸收光谱，有手持式和台式两种。常用手持式 分光镜。（一）、结构 实际使用的宝石分光镜为单管式，它只有主管，没有短的波长标尺 管。这种分光镜的光谱上没有波长数显，只能定性观察估计各种吸收线 （带）的位置。宝石单管式分光镜一般较小，长度小于10cm，直径小于1.5cm, 分棱镜式和光栅式。常以手持观察，光源用聚光电筒即可。棱镜式特点 : 各色区波长的分散度不等 , 红区缩小 , 紫区扩大 ,红区谱 线过于密集 , 但它的吸收光谱明亮 , 并有波长标尺 ,表达吸收线的所在位 置准确 , 鉴别性能强。（二）、使用方法 操作的关键在于光源的使用，以及使来

17、自宝石的光进入分光镜的狭缝中。光源的使用有三种方法：1透射光法：适用于透明 - 半透明宝石。对形状不规则的样品，此 法容易观察。此法是，宝石置于光源上方，光穿过宝石进入分光镜。要 注意观察方向与光路是平行的，眼睛直接对着光源，易被刺伤。2. 内反射法 : 适用于颜色较浅 , 粒小的透明宝石。宝石台面向下置于 黑色背景下，入射光方向与分光镜的夹角大致呈45。调节入射光线角度，使其反射光线由样品内部反射出来。分光镜对准样品表面出露的光 亮点观察。3表面反射光法：适用于透明度差的宝石，调节入射光线，使其照 射在样品表面。用分光镜对准由样品表面反射的光观察。（三）、注意事项1样品置于黑色背景上观察。观

18、察时尽量避免周围灯光的影响。2人的血液有吸收光谱，因此不要手持样品观察；某些眼镜也有吸 收光谱，测试前应检查。3光源有热辐射。观察时间长，样品受热后吸收光谱会模糊，甚至 消失。4光在样品中光程长，谱线清晰。尤其是颜色浅的样品，观察时注 意样品取向。5观察时分光镜尽量靠近样品。6观察到的吸收光谱应该用图示记录。图上必须标明分光镜类型和 两端波长（或红、紫） 。（四）、样品的选择 具特征吸收光谱的宝石种，不是每个样品都能清晰地显示吸收光谱的。样品的颜色、透明度、形状大小等都对观察吸收光谱有影响。1样品颜色：色深的吸收强，吸收光谱也清晰。多色性明显的各向 异性宝石，不同方向上吸收谱线也可能出现差异。

19、因此，观察时有时也 需变换方向。2样品的透明度：光在透明宝石中穿过的光程长，吸收光谱清晰； 半透明宝石中光程适中即可。3样品大小和形状：对透明宝石，选大的样品测试；分光镜的优点 之一在于对样品的形状、大小要求都不高，它也适用于原石和已镶嵌的 样品。4样品是拼合石：必须注意光穿越的部位，判断吸收光谱起因。六、二色镜宝石检测中最常用的是冰洲石二色镜。（一）、结构：冰洲石菱面体、玻璃棱镜、透镜等组成。 冰洲石菱面体的长度正好使小孔的两幅图像在目镜中并排出现。在 一个视域的两个孔中同时看到多色性宝石的两种偏振颜色。（二）方法 1未放宝石，可见两个并排的无色窗口。 2左手用镊子平稳的夹住宝石，右手持二色

20、镜，用强的阳光或灯光 透射宝石。2-5mm。3眼睛、二色镜、宝石样品均应相距很近，其间距不要超过4. 边观察，边转动二色镜。注意两个窗口的颜色变化。5转动样品，从各个方向上观察。（三）结果 1始终只出现一种颜色。样品为均质体宝石。 2出现两种颜色。样品为非均质体宝石一轴晶。 3出现三种颜色。样品为二轴晶。（四）注意事项1样品必须是透明 - 半透明有色单晶宝石。玉石不能测多色性。2避免单色光、偏振光进入小孔。日光灯管边缘的光线部分是偏振 光；宝石表面的反射光或多或少偏振化。偏振光会干涉颜色产生深浅变 化。3光源与样品不要靠得太近。宝石受热会影响颜色。 4在样品某一位置上，转动二色镜观察时，两个窗

21、口颜色互换，才 是多色性的表现，若两个窗口颜色不同，但转动二色镜时并无交换变化 现象，则可能是另外进入的偏振光引起的。5沿光轴方向观察，宝石无多色性。当宝石转动到其振动方向与冰 洲石菱面体的振动方向一致时，多色性最明显。6某些样品的颜色不均匀或具色带， 观察时勿将此误认为是多色性。 二色镜两个窗口显示的图象是完全一样的，仔细辨认可区分。七、紫外灯、滤色镜、热导仪（一）紫外灯1 结构：紫外灯由辐射出一定范围紫外光波的灯管，特制的二片滤 光片 （ 只允许 365nm 及 253.7nm 紫外光通过 ） 、黑色材料制成的暗箱和观 察窗口挡板（或透明有机玻璃）构成。紫外灯由开关控制，分别提供长 波紫外

22、光（ LW365nm）和短波紫外光（ SW253.7nm）。某些宝石受高能辐射（如紫外光、X- 射线等）发出具特有波长的可见光荧光；关闭辐射源后，有的还会继续短暂（ 1-2 秒）发光磷光 不同宝石种发光性的差异也可作为宝石鉴定的一个依据。2使用方法（ 1）擦净样品（油、纤维具荧光） 。（ 2）样品置于紫外灯下黑色背景上。（ 3）关好玻璃档板。（ 4）观察黑暗中的样品，让眼睛适应，并注意有无周围灯光影响， 使样品完全处于黑暗中。（ 5）打开 LW（或 SW）开关，稍等片刻（等待紫外灯发射） ，观察样 品荧光颜色、发光部位、发光强度，并作记录。关闭LW（或 SW）；打开SW（或 LW），重复上述操

23、作步骤。（ 6）某些宝石测试时需在关闭紫外灯后注意有否继续发光磷光。3注意事项（ 1）紫外光对人体有伤害， 使用时避免人体各部位 （主要是手、 眼） 被紫外光照射。观察时关好玻璃档板；取、放样品时关闭紫外灯或用镊 子。（ 2）样品表面对紫外光反射，会造成紫色荧光假象。（ 3）样品局部发光，要搞清原因，有的是多种矿物组成的玉，荧光 发自其中某一矿物，如青金岩中方解石有荧光；有的是表面的油，纤维 等发荧光，应擦净样品，重新测试。（ 4）通常，宝石的发光强度是LW比 SW强。（ 5）一般合成宝石的发光强度比天然宝石的强。但个别有例外，如 欧泊、橙色蓝宝石、青金岩、钻石等，其合成品可无荧光。（ 6）许

24、多优化处理品如充填玻璃、胶等物质；某些染色宝石都可发 荧光。但是黑珍珠天然的有红荧光，而染色者无荧光。（ 二 ） 滤色镜：结构简单，仪器小巧，便于携带，可同时观察多个样 品，鉴别快速。最早和最常用的是查尔斯滤色镜。1结构：由能吸收特定波长光的两片滤色片组成，只允许深红和黄 绿光通过。用于检测相似的绿色、蓝色宝石有一定效果。2使用方法： （1）将待测样品置于强的反射光下观察，光源可用日光、灯光、光 线集中的笔式手电。（ 2）样品、滤色镜、眼睛应相距很近，以不超过1cm 为佳。3注意事项（ 1）样品颜色深时光源要强一些。（ 2 ）在查尔斯滤色镜下会变红的宝石不是每个样品都一定显示红 色，样品含铁量

25、高，铁会遏制红色的出现，故判断要谨慎。4在查尔斯滤色镜下某些绿色、蓝色宝石的表现：（ 1）颜色基本不变。常见有翡翠、澳玉、绿碧玺、海蓝宝石、天然 蓝色尖晶石（ Fe 致色的）、蓝宝石、蓝托帕石等。（ 2）颜色变红。天然宝石中常见的有祖母绿、翠榴石、青金岩、铬 玉髓、东陵石等；人工宝石中有合成蓝色尖晶石（ Co 致色）、钴玻璃（蓝 色）、绿色钇铝榴石等；经染色的绿或蓝色宝石，有少数不变红如染色石 英岩（马来西亚玉） 。（三）热导仪热导仪是用于鉴别钻石及其仿制品的仪器。 钻石的导热性是最好的。它的热导率比红宝石、蓝宝石高几十倍；比其他宝石高几百倍以上。因 此用热导仪测试宝石的导热性，可以鉴别钻石。

26、它便于携带，使用方便。 尤其对群镶小钻的检测，更显其优越性。1结构：由热探针（铜制的） 、电源（专用电池） 、电阻丝、指示器等组成。指示器可以是信号灯、鸣叫器或指针与数字表。2使用方法（ 1）擦净样品。未镶嵌者放入金属垫的小坑中。（ 2）打开开关，预热 20s 左右。（ 3）按样品大小，调节导热指示旋钮，使信号灯处于适当位置（仪器背后有说明） 。（ 4）手持热导仪， 使探头垂直接触样品表面， 并轻轻施以一定压力。（ 5）观察指示器的反应。3注意事项（ 1）电池不足会影响测试结果。仪器若久不使用，需取下电池。（ 2）保护探头，用完立即用套子盖上；定期清洁。（ 3）测试已镶嵌钻石，尤其是群镶小钻时

27、注意探头不要与金属爪或托相碰八、天平、重液（一）、天平 宝石学中天平主要用于样品称重和测近似相对密度。为此目的，要 求天平具较高的精密度。目前常用的为精密度达万分之一（即读数精确 到小数点后第 4 位）的双盘天平和电子天平（单盘） 。后者使用方便，测 试快捷，已被广泛采用。重量按公制克（ g）或宝石中常用的公制克拉（ ct ）为计量单位， 1g=5ct,1ct=4gr（ 格令，珍珠的常用单位 ） 。一般宝玉石采取克拉小数后 两位四舍五入，钻石重量在切工比例标准的前提下称重按国际惯例取小 数点后第三位逢九进位。用天平测试获宝石相对密度的方法称流体静力法，在测试过程中， 若以水做为液体来测宝石的相

28、对密度，则称为静水称重法。若宝石在空气中质量为 M，在水中质量为 M1，据公式得：用水测宝石密度按式计算：SG=W/W-W 1用静水称重法测试宝石相对密度，除天平外，还需配备烧杯、可横 跨天平吊盘放置烧杯的架子，放宝石用的兜（一般用细铜丝编制） ，蒸馏 水（凉开水亦可）或四氯化碳，以及支架。1操作方法（ 1）擦净样品。（ 2）将支架放在称盘上， 按电子天平按钮调零 （数定显示 0.000 0）（ 3）将样品放在称盘上， 称出样品在空气中的重量 （W），取下样品， 仍使电子天平恢复 0.000 0 状态。（ 4）将架子置于称台上横跨吊盘；将盛有2/3 杯水或四氯化碳的烧 杯置于架子上（ 5）将铜丝兜挂在支架上，并使兜浸入水中，此时数字显示铜丝兜 在水中的重量，按调零按钮，数字显示 0.000 0 。（ 6）将宝石放入铜丝兜中，记下显示的数字即为样品在水中重量 （W1）。（ 7）根据公式计算样品密度。2注意事项（ 1）一般用于 1ct 的样品 ,重液密度 : 宝石的重量大于所排开液体的重量（ 即浮力 ）,宝石在重液中下沉。宝石密度 =重液密度：宝石的重量等于所排开液体的重量（浮力），宝石在重液中悬浮。宝石密度 重液密度：宝石的重量小于所排开液体的