【宝石学】课件第5章3绿柱石

1、 绿柱石类宝石： 祖母绿(Emerald)含铬或钒而呈翠绿深翠绿色。 海蓝宝石(Aquamarine)含铁而呈天蓝海蓝色。 其它绿柱石： 红色绿柱石 粉红色绿柱石 （摩根石）黄（金黄）色绿柱石 绿色绿柱石无色绿柱石寶石學绿 柱 石第三节 绿 柱 石寶石學绿 柱 石巴西祖母绿晶体 我国新疆绿柱石寶石學绿 柱 石绿柱石族:方解石中的祖母绿（哥伦比亚，姆佐）;海蓝宝石晶体（右边）;绿柱石、粉红色绿柱石、海蓝宝石、金绿柱石（中排）;透绿柱石、绿柱石、祖母绿、金绿柱石、绿柱石（前排）寶石學绿 柱 石摩根石寶石學绿 柱 石1、化学成分 2、晶系和晶形 3、力学性质 4、光学性质 5、包裹体寶石學绿 柱 石

2、一、绿柱石的基本特性1、化学成分化学式：Be3Al2 Si6O18 含BeO 14.1% ,Al2O3 19.0% , SiO2 66.9% 。 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。寶石學绿 柱 石2、晶系和晶形晶系：六方晶系。晶形：大多数晶体能具有完美形状，多呈长六方柱状，富含碱金属离子的晶体呈六方短柱状。具六方双锥和平行双面。柱面常发育

3、平行C轴的纵纹。00011010寶石學绿 柱 石寶石學绿 柱 石返回祖母绿的鉴别祖母绿寶石學绿 柱 石寶石學绿 柱 石寶石學绿 柱 石寶石學绿 柱 石绿柱石晶体寶石學绿 柱 石3、力学性质解理：一组0001不完全解理。 断口：贝壳状参差状。 硬度：7.58。 韧性：差，性脆，因而晶体中常有蝉翼状瑕疵。 密度：2.672.90（2.72）。与杂质有关，碱金属含量越高密度越大，如含Cs的绿柱石比重较大（2.802.90)。 寶石學绿 柱 石4、光学性质颜色：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。寶石學绿 柱 石

4、光性：一轴晶（） 折射率：1.5771.583（0.017） 双折射率：0.0050.009（0.006） 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1.5661.6000.0040.0102.672.78蓝(黄)绿 / 绿海蓝宝石1.5701.5850.0050.0062.682.72蓝(绿) / 无色无色绿柱石1.5701.5850.0050.0062.682.72黄色绿柱石1.5671.5800.0050.0062.682.72绿黄 / 黄红色绿柱石 粉红绿柱石1.5801.6000.0080.0092.722.90红 / 粉红 粉红/浅蓝粉红寶石學绿 柱 石

5、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、弱绿色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寶石學绿 柱 石祖母绿海蓝宝石吸收光谱： 祖母绿：683、680nm强吸收，662、646、 (637)nm弱吸收，630580nm部分吸收，蓝区478nm吸收线， 460400 nm全吸收。海蓝宝石：537、456nm弱吸收，427 nm强吸收。其它绿柱石品种一般不特征。寶石學绿 柱 石返回祖母绿的鉴别5、包裹体 特征包体 ：固态：云母、阳起石、透闪石、黄铁矿、方解石、氟碳钙铈矿、赤铁矿、毒砂、

6、锡石、长石、金红石、硅铍石等。 气液包体： 气液二相包体：呈不规则状、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。（负晶） 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。色带或生长环带：平行柱面或底面，总体呈六边形。愈合或部分愈合裂隙。 不同产地的天然祖母绿一般具有不同的典型包体组合。 寶石學绿 柱 石返回祖母绿的鉴别寶石學绿 柱 石印度祖母绿中逗号状或矩形气液二相包体赞比亚祖母绿中拉伸的二相包体、纤维状和针状透闪石寶石學绿 柱 石

7、寶石學绿 柱 石返回天然与合成祖母绿的包体差异祖母绿中的二相包裹体奥地利祖母绿中，阳起石包裹体成茎状 寶石學绿 柱 石赞比亚祖母绿中单独或成群出现的金红石晶体 津巴布韦山达瓦纳地区祖母绿中透闪石纤维状包裹体 寶石學绿 柱 石坦桑尼亚祖母绿中微六边形褐色云母片 绿 柱 石寶石學祖母绿祖母绿猫眼星光祖母绿达碧兹：产于哥伦比亚姆佐和契沃尔地区，具特殊的生长特征，姆佐产出的有暗色核和放射状臂（由碳质包体和钠长石组成，有时有方解石，褐铁矿罕见）；契沃尔产出的中心为绿色六边形的核，由核的六边形棱柱向外伸出六条绿臂，臂间V型区中是钠长石和祖母绿的混合物。X射线衍射证明这两种达碧兹祖母绿都是单晶。寶石學绿 柱

8、 石祖母绿的品种右上图：契沃尔产出的达碧兹左图：姆佐出产的达碧兹绿 柱 石寶石學寶石學绿 柱 石1、祖母绿的主要识别特征 2、天然与合成祖母绿的鉴别3、优化处理祖母绿的鉴别4、祖母绿与相似宝石的鉴别寶石學绿 柱 石二、祖母绿的鉴别1、祖母绿的主要识别特征特有翠绿色，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大多呈红色。折射率、密度、可见光吸收光谱、偏光镜、二色镜、硬度、发光性等。 寶石學绿 柱 石放大观察常可见气-液二相或气-液-固三相包体等。 据典型包体、折射率和比重还可判别祖母绿产地。寶石學绿 柱 石返回祖母绿的鉴别祖母绿产地折射率双折率比重典型包体巴

9、西1.5661.5750.0052.682.70三相,铬铁矿,黄铁矿,白云母澳大利亚1.5701.5790.0050.0072.672.70尖状二相,黑云母,锡石,毒砂哥伦比亚契沃尔1.5711.5770.0062.69齿状三相,黄铁矿哥伦比亚木佐1.5781.5840.0062.71尖状三相,方解石,氟碳钙铈矿俄罗斯乌拉尔1.5811.5880.0072.74竹状阳起石,电气石,底面裂隙赞比亚1.5801.5900.0040.0102.712.76金绿宝石,赤铁矿,金红石,云母奥地利1.5841.5910.0072.74阳起石,黑云母印度拉杰尔1.5851.5930.0072.732.74矩

10、形或逗号状二相包体,云母南非德兰士瓦1.5861.5930.0072.75绿云母,辉钼矿,三相包体津巴布韦1.5861.5930.0072.732.77弯曲纤维状透闪石巴基斯坦1.5891.6000.0072.752.78负晶,管状空隙,云母不同产地天然祖母绿主要鉴别特征表寶石學绿 柱 石2、天然与合成祖母绿的鉴别合成祖母绿一般只能采用助熔剂法和水热法生长。 不同公司或厂家有不同的合成方法。世界著名的有： 美国林德(Linde)公司，水热法； 美国查塔姆(Chatham)公司，助熔剂法； 法国吉尔森(Gilson)公司，助熔剂法； 日本伊纳莫里(Inamori)公司，助熔剂法。 近年，市场上还

11、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。 1988年，我国广西宝石研究所用水热法合成祖母绿获得成功。寶石學绿 柱 石天然与合成祖母绿可根据以下三方面差异来区分：（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。寶石學绿 柱 石（1）折射率和比重的差异结论： 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。祖母绿成因折射率N双折率比重SG分析结论天然1.5661.60

12、00.0050.0102.672.78N1.580; SG2.74助熔剂法1.5601.5660.0030.0042.652.66N1.566; SG2.67水热法1.5671.6050.0050.0102.672.73介于上述之间，不能判别寶石學绿 柱 石（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 各种固态结晶矿物包体； 各种形态的气-液二相及气-液-固三相包体； 细长的生长管及负晶包体； 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）寶石學绿 柱 石2）合成祖母绿中的特征包体 助熔剂法合成

13、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：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。寶石學绿 柱 石吉尔森合成祖母绿中扭曲的面纱状包体查塔姆祖母绿中构成“面纱”的细小包体大多为助熔剂残余和气泡组成的二相包体寶石學绿 柱 石助熔剂法合成祖母绿中棉纱状助熔剂残余包裹体 寶石學绿 柱 石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

14、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。寶石學绿 柱 石硅铍石气液两相包体寶石學绿 柱 石附生在天然绿柱石籽晶上的水热法合成祖母绿薄层，其上分布交叉裂隙寶石學绿 柱 石返回优化处理的鉴别桂林水热法合成祖母绿中种晶板上麦苗状气液包裹体 寶石學绿 柱 石方法类型折射率双折率比重典型包体其及它特征助熔剂法查塔姆1.5601.5630.0032.65助熔剂残余或空洞组成的羽状体,硅铍石晶体,铂晶片吉尔森1.5631.5660.0032.65助熔剂残余或空洞组成的羽状体, 硅铍石晶体,铂晶片吉尔森 N型 1.5711

15、.5790.006 0.0082.67 2.72包体同上,无荧光,光谱具427nm吸收线(含铁高所致)莱尼克斯1.5621.5660.0042.65破碎熔体或空洞组成的羽状体及二相或三相长尖状包体水热法林德1.5671.5780.005 0.0072.67 2.69硅铍石晶体、气液二相包体及由它们组成的“钉状”包体，种晶片曾骥良1.5691.5730.0042.68 2.74细长针管状包体,不规则粒状包体,硅铍石晶体,黄金碎片莱奇雷特纳(镀层)1.5701.6050.005 0.0102.65 2.73具双层结构,表层有网状应力裂 纹,硅破石晶体及“钉状”包体不同类型合成祖母绿的主要鉴别特征寶

16、石學绿 柱 石（3）红外吸收光谱的差异天然祖母绿常含有H2O，存在于绿柱石结构内六方环通道，按排列形式分为： 型水水分子对称轴垂直于结构的C0轴； 型水水分子对称轴平行于结构的C0轴。寶石學绿 柱 石绿柱石的结构及其Si-O六方环通道中的、型水Si6O18环中Si原子水平Be和Al 原子水平型 水型 水碱离子波长（nm）型水型水a)高碱性天然祖母绿b)低碱性天然祖母绿c)水热法合成祖母绿d)助熔剂法合成祖母绿波数（cm-1）红外光谱分析图： （在2000nm附近） 型水出现二个吸收峰； 型 水出现一个吸收峰。 天然祖母绿： 高碱性祖母绿有1个型水的强吸收峰； 低碱性祖母绿有3个（型和型）水的明

17、显吸收峰。 水热法合成祖母绿： 含少量水，但属型水，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。寶石學绿 柱 石3、优化处理祖母绿的鉴别浸油处理：掩盖裂隙、增强绿色；放大镜观察可见干涉色、台灯下加温有油珠流出、紫外线下发黄色荧光。染色处理：颜色沿裂隙分布呈蛛网状、LW下发黄绿色荧光、630660nm处有吸收带。箔衬处理：若发现祖母绿首饰采用金属托全封闭式镶嵌，应怀疑宝石亭部有绿色薄膜。镀膜处理：以无色绿柱石作核，在外层生长合成祖母绿薄膜；镀层易产生裂纹而呈交织网状、具有典型绿柱石包裹体、颜色集中在镀层（浸液中显示清楚）。绿 柱 石寶石學4、祖母绿与相似宝石的鉴别寶石學绿 柱

18、石拼合石绿色电气石寶石學绿 柱 石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。弱二色性。 （2）特征包裹体（较少，清澈透明）： 长管状包体 为一些中空或充满液体的细长平行管状包体，有时可呈断断续续的“雨状包体 ”；如密集排列可琢磨出猫眼效应。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。薄片状云母包体。寶石學绿 柱 石三、海蓝宝石的鉴别海蓝宝石绿 柱 石寶石學罕见的海蓝宝石晶体且具猫眼效应 重达5875克的海蓝宝石晶体珍藏于纽约自然历史博物馆 绿 柱 石寶石學寶石學绿 柱 石海蓝宝石猫眼绿

19、 柱 石寶石學2、海蓝宝石与相似宝石的区别 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，海蓝宝石呈绿至黄绿色，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。寶石學绿 柱 石寶石學绿 柱 石宝石名称偏光性二色性折射率双折率比重硬度海蓝宝石非均质明显1.5701.5850.005 0.0062.68 2.727.5蓝锆石非均质明显1.9251.9840.0594.707.57.5蓝黄玉非均质明显1.6191.627

20、0.0103.538合成尖晶石均质体无1.728无3.648蓝玻璃均质体无1.511.64无2.37 3.8456海蓝宝石与相似宝石的鉴别表寶石學绿 柱 石锆 石绿 柱 石寶石學黄玉绿 柱 石寶石學绿 柱 石寶石學合成尖晶石寶石學绿 柱 石1、祖母绿的质量评价 1）颜色：以中深色调稍带黄或蓝的绿色为佳，均匀。 2）透明度 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0.20.3ct的刻面型祖母绿即可作高级饰品，0.5ct的优质祖母绿价格就要高于钻石。寶石學绿 柱 石四、绿柱石类宝石的评价2、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。寶石學绿