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文檔簡介
寶石學(xué)基礎(chǔ)教程大全寶石學(xué)基礎(chǔ)教程大全/寶石學(xué)基礎(chǔ)教程大全寶石的分類及命名寶石的定義:廣義:一切可琢磨或雕刻成首飾或工藝品的材料,包括人工和天然材料。狹義:自然界中美麗,耐久,稀少但可琢磨或雕刻成首飾或工藝品的礦物,巖石及部分有機(jī)材料。寶石特性:⑴美麗⑵耐久,硬度大,堅(jiān)韌不脆,化學(xué)性穩(wěn)定⑶稀少⑷無害。摩斯硬度:礦物的硬度是礦物抵抗外來機(jī)械作用(如刻劃、壓入、研磨等)侵入的能力。材料的硬度取決于原子間的鍵合力的性質(zhì)和強(qiáng)度,不同的硬度測量方法有:摩氏硬度、壓入硬度和研磨硬度。德國礦物學(xué)家摩氏在1822年為了評價(jià)礦物的硬度提出一種使用的分類表,實(shí)際上是一種刻劃硬度,礦物硬度分為10級,從1-10分別為:滑石、石膏、方解石、螢石、磷灰石、長石、石英、黃玉、剛玉、金剛石。礦物的硬度也具有對稱型和方向性,這種硬度大小隨方向而變化,例如藍(lán)晶石,沿晶體延長方向的硬度是5,而垂直延長方向的硬度為7天然珠寶玉石:天然寶石:礦物單晶(可含雙晶)高檔寶石:H>7。例如:鉆石,紅寶石,藍(lán)寶石,祖母綠,金綠寶石;中低檔寶石:碧璽,石榴石,尖晶石,水晶等;稀少寶石:也叫收藏寶石,塔菲石,藍(lán)錐礦,矽線石等。天然玉石:礦物集合體和非晶質(zhì)材料。高檔玉石:H:6.5-7翡翠,軟玉;中低檔玉石:H:4-6瑪瑙,岫玉,青金巖,天然玻璃等;雕刻石:H:2-4圖章石,硯石,裝飾石等。天然有機(jī)寶石:珍珠,珊瑚,煤精,骨料,象牙,龜甲。人工寶石:合成寶石:有天然對應(yīng)物,如合成紅寶石,合成鉆石合成寶石必須具備三個(gè)條件:它應(yīng)當(dāng)是人工參及生產(chǎn)的無機(jī)產(chǎn)物。因?yàn)橛袡C(jī)材料在外觀上可能被模仿,但其生長過程是不能復(fù)制的。它必須有對應(yīng)的天然寶石。它的物理性質(zhì)、化學(xué)成分和晶體結(jié)構(gòu)及相對應(yīng)的天然寶石相同或幾乎完全相同。但合成尖晶石卻有微小的差異。人造寶石:無天然對應(yīng)物,如YAG(釔鋁石榴石);拼合寶石:兩塊以上的材料組合在一起,如蘇達(dá)祖母綠;再造寶石:碎塊在高溫高壓下粘結(jié)而成,如再造琥珀。二、寶石的形成礦物:由地質(zhì)作用形成,通常為固體的無機(jī)晶質(zhì)材料,也有有機(jī)的琥珀及非晶質(zhì)材料歐泊,天然玻璃等;巖石:礦物的天然集合體沉積巖:灰?guī)r,生物碎灰?guī)r;巖漿巖:花崗巖,玄武巖;變質(zhì)巖:大理巖,片巖。巖漿成礦作用處于地殼深部的巖漿具有很高的溫度,在壓力驅(qū)使下沿破裂帶上升,形成火山巖和侵入巖巖漿在上升過程中,不斷發(fā)生結(jié)晶分異作用,使有用組分聚集形成巖漿礦床金伯利巖:鉆石,石榴石;玄武巖:橄欖石,藍(lán)寶石;偉晶巖:海藍(lán)寶石,黃玉,碧璽,各色水晶。變質(zhì)成礦作用:在地球內(nèi)力影響下,固態(tài)巖石或礦物在基本保持固態(tài)下發(fā)生成分、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造的變化,形成有用物質(zhì)的聚集。區(qū)域變質(zhì)作用:大理巖:Ruby,Sapphire;片巖:Emerald,Chrysoberyl.接觸變質(zhì)作用:蛇紋巖,軟玉,翡翠等。熱液成礦作用:巖漿水、變質(zhì)水、沉積水的流體及巖石作用發(fā)生充填和交代作用使有用物質(zhì)析出形成礦床。晶洞:成礦熱液沿構(gòu)造裂隙及空間充填,晶體沿壁生長。風(fēng)化沉積成礦作用:當(dāng)巖石或礦床裸露地表或處于近地表時(shí),由于水、生物、氧化的環(huán)境和溫差的變化加速了風(fēng)化。不穩(wěn)定部分礦物——分解、淋失——在深部再析出形成淋積礦床。形成的礦物為:歐泊、綠松石、孔雀石等。抗風(fēng)化能力強(qiáng)的礦物——?dú)埩粝聛怼纬蓺埛e礦床——經(jīng)過河流搬運(yùn)、遷移,富集形成各種砂礦。這些礦有如下性質(zhì):1.化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定(抗風(fēng)化)2.高硬度(耐磨)3.比重大(經(jīng)過遷移分異可以富集成礦)寶石礦床的分類及特征成因類型巖類寶石種類
內(nèi)生礦床巖漿型金伯利巖金剛石、鎂鋁榴石、橄欖石基性噴出巖藍(lán)寶石、鋯石酸性噴出巖貴榴石、托帕石偉晶巖型晶洞偉晶巖海藍(lán)寶石、綠柱石、水晶、鋰輝石、錳鋁榴石稀土金屬偉晶巖彩色電氣石、銫綠柱石、托帕石、長石氣成
熱液型超基性巖交代巖翡翠、翠榴石云英巖(云母、石英)祖母綠、紅寶石矽卡巖紅寶石、藍(lán)寶石、尖晶石、鐵鋁榴石熱液型深成型紫水晶、黃水晶火山成因型紫水晶、蛋白石、托帕石遠(yuǎn)程低溫型祖母綠變質(zhì)型動(dòng)力變質(zhì)型翡翠區(qū)域變質(zhì)型紅寶石、藍(lán)寶石混合型月光石、SiO2類玉
外生礦床生物沉積褐煤煤玉、琥珀風(fēng)化殼型砂—粘土質(zhì)巖石超基性面性風(fēng)化歐泊、澳玉含硫化物銅礦的淺性風(fēng)化綠松石、孔雀石砂礦殘坡積型所有寶石沖積砂礦所有寶石海成砂礦所有寶石三、寶石的化學(xué)組成⒈寶石的化學(xué)成分單質(zhì)—鉆石C氧化物—?jiǎng)傆?,尖晶石,金綠寶石,石英硅酸鹽—綠柱石,石榴石,翡翠,橄欖石,黃玉,碧璽,鋯石碳酸鹽—冰洲石,珊瑚,珍珠磷酸鹽—磷灰石,綠松石有機(jī)材料—煤精,琥珀,龜甲以有機(jī)成分為主,珍珠,珊瑚含少量有機(jī)成分⒉同質(zhì)多像及類質(zhì)同象同質(zhì)多像:化學(xué)組成相同的物質(zhì),在不同的物化條件下結(jié)晶成具有不同晶體結(jié)構(gòu)的晶體的現(xiàn)象。如鉆石和石墨是兩種非常不同的材料。一個(gè)具有作為寶石所需要的重要特征,而另一個(gè)則是重要的工業(yè)用潤滑劑。類質(zhì)同像:物質(zhì)結(jié)晶時(shí),其晶體結(jié)構(gòu)中某些離子或原子的位置,部分相似的離子或原子占據(jù),其晶體結(jié)構(gòu)和化學(xué)鍵類型不發(fā)生變化,但會(huì)引起其晶胞參數(shù)及物理性質(zhì)發(fā)生變化的現(xiàn)象。如石榴石四、結(jié)晶學(xué)基礎(chǔ)晶質(zhì)及非晶質(zhì)材料1)晶體:具有格子構(gòu)造的固體,晶體的內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)(原子、離子或分子)在三維空間內(nèi)進(jìn)行規(guī)則、有序的周期性重復(fù),在自由生長條件下,能自發(fā)形成規(guī)則的多面體形態(tài)。2)非晶質(zhì):內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)不作規(guī)則排列(不具格子構(gòu)造),無一定的外觀形態(tài)。晶質(zhì)及非晶質(zhì)的關(guān)系及區(qū)別:晶質(zhì)穩(wěn)定,非晶質(zhì)相對不穩(wěn)定。非晶質(zhì)-脫?;?形成雛晶,例如火山玻璃;晶體-放射性-脫晶質(zhì)化-非晶質(zhì),例如高鋯-低鋯。晶質(zhì)非晶質(zhì)寶石礦物寶石礦物A具有方向性的物理性質(zhì):多色性、解理、差異硬度B外形和性質(zhì)具有對稱性C有固定熔點(diǎn),例如剛玉2045°熔化D具最小內(nèi)能、穩(wěn)定性——非晶質(zhì)向晶質(zhì)轉(zhuǎn)化的趨勢無對稱型無規(guī)則的幾何外形無方向性的物理性質(zhì)無固定熔點(diǎn)鉆石、剛玉、托帕石等火山玻璃、歐泊、琥珀等多晶質(zhì)顯晶質(zhì):由一些細(xì)小的顆粒構(gòu)生的集合體,放大鏡下可見這些顆粒,集合體不具有幾何對稱外形;隱晶質(zhì):由無數(shù)細(xì)微的晶體顆粒組成的集合體,顯微鏡下無法看出晶體顆粒。多晶質(zhì)隱晶質(zhì)非晶質(zhì)寶石礦物寶石礦物寶石礦物無規(guī)則的幾何外形無規(guī)則的幾何外形無規(guī)則的幾何外形晶體晶體非晶體屬于多晶質(zhì),但在寶石顯微鏡下無法看出晶體顆粒內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)不作規(guī)則排列(不具格子構(gòu)造)翡翠瑪瑙、玉髓玻璃、琥珀晶體的對稱:所有的晶體是對稱的取決于其內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)的規(guī)律性排列不僅形態(tài)而且物性都是對稱的對稱要素:對稱面P,對稱軸L,對稱中心C對稱面P:是一個(gè)假象的平面,將一個(gè)晶體劃分為互為鏡像反映的兩個(gè)相等部分。如果一個(gè)晶體沿對稱面切割成兩半,并將切割下來的半個(gè)晶體的切割面對著鏡面放置,影像將重現(xiàn)所失去的另半個(gè)晶體。根據(jù)晶體的特點(diǎn),晶體中的對稱面的可能數(shù)目是0-9個(gè),立方體最高,有9個(gè)對稱面。中級晶族中的四方晶系最多有5個(gè)對稱面;六方晶系最多有7個(gè)對稱面;三方晶系最多有3個(gè)對稱面;低級晶族中的斜方晶系最多有5個(gè)對稱面;單斜晶系最多有1個(gè)對稱面,三斜晶系沒有對稱面。對稱軸L:是指通過晶體中心的一根假象的直線。當(dāng)晶體圍繞其旋轉(zhuǎn)一圈360°時(shí),其相同的外形能重復(fù)出現(xiàn)2、3、4或6次。對稱軸分別稱為二次軸、三次軸、四次軸和六次軸。三次對稱軸以上的稱之為高次軸。對稱軸穿過晶面中心、晶棱中心、角頂中心對稱中心C:一個(gè)假想的點(diǎn),通過此地作任意直線,在此線上及對稱中心C等距離的兩端上必定可找到對應(yīng)的點(diǎn)。對稱軸L對稱面P對稱中心C晶體對稱要素晶體對稱要素晶體對稱要素假想的幾何要素假想的幾何要素假想的幾何要素線面點(diǎn)穿過晶面中心穿過晶棱中心穿過角頂L2、L3、L4、L6垂直平分晶面垂直平分晶棱并通過其中心包含晶棱最多9P,最少無最多一個(gè),最少無晶體定向:結(jié)晶軸:簡稱晶軸,用來確定晶面,晶棱在晶體上的方向而人為選定的三根或四根坐標(biāo)軸。結(jié)晶軸交于晶體中心—原點(diǎn),平行于對稱軸、對稱面的線或平行晶棱。軸角:結(jié)晶軸的夾角軸率:軸單位比a:b:c高級晶族立方晶系有四個(gè)三次軸4L3中級晶族六方晶系三方晶系四方晶系L6L3L4低級晶族斜方晶系單斜晶系三協(xié)晶系二次軸或P多于一個(gè)二次軸或P不多于一個(gè)無二次軸和P高級晶族:有多個(gè)高次對稱軸等軸晶系(立方)均質(zhì)體(各向同性),單折射最高對稱形3L44L36L39PC立方體,八面體,菱形十二面體,四角三八面體中級晶族:非均質(zhì)體,雙折射,一軸晶,僅有一個(gè)高次對稱軸,為C軸。四方晶系:L44L25PC,僅有一個(gè)高次對稱軸,為L4,a=b≠c,四方柱,四方雙錐等六方晶系:L66L27PC,a1=a2=a3≠c,六方柱,六方雙錐,平行雙面三方晶系:L33L23PC,三方柱,三方雙錐,菱面體,平行雙面低級晶族:非均質(zhì)體,雙折射,二軸晶,沒有高次對稱軸。斜方晶系:L2或P多于一個(gè),3L23PC,斜方柱,斜方雙錐,平行雙面單斜晶系:L2或P不多于一個(gè),L2PC,斜方柱,斜方雙錐,平行雙面三斜晶系:無L2或P,只有C,平行雙面,雙面,單面晶形:單形:指由對稱要素聯(lián)系起來的一組晶面的總和。是借對稱型中全部對稱要素的作用可以使它們相互重復(fù)的一組晶面,它們具有相同的性質(zhì)。晶體的幾何形態(tài)共有47種單形。如三方晶系的三方雙錐、三方柱等;四方晶系的四方雙錐、四方單錐單形可以分為開形和閉形2種。開形:晶面不能完全包圍一定空間的單形,須和其它聚合才能形成晶體。例如平行雙面、柱類和單錐類。閉形:晶面可以包圍成一個(gè)封閉的空間的單形。例如立方體和八面體等。聚形:單形的聚合,是由兩個(gè)或兩個(gè)以上單形組成的。但單性的聚合不是任意的,必須是屬于同一對稱型的單形才能聚合。如四方體—四方柱和平行雙面雙晶:2個(gè)或2個(gè)以上的同種晶體按一定的對稱規(guī)律形成的規(guī)則連生,相鄰2個(gè)個(gè)體可以通過對稱操作使兩者彼此重合或平行。雙晶的主要類型:1.接觸雙晶2.穿插雙晶3.此外還有尖晶石律,三角薄片雙晶,膝狀雙晶。雙晶的特征:1.雙晶接合面2.凹角3.外形對稱性的變化聚片雙晶:多個(gè)薄板狀個(gè)體以同一雙晶律連生,結(jié)合面互相平行,相鄰2個(gè)個(gè)體方向相反,相間的2個(gè)個(gè)體方向相同。穿插雙晶:兩個(gè)個(gè)體互相穿插形成的雙晶(經(jīng)典例子:正長石的卡氏雙晶)輪式雙晶:2個(gè)以上的個(gè)體以同一雙晶律連生,為若干接觸雙晶或穿插雙晶的組合,各結(jié)合面互不平行,依次呈等角度相交,使雙晶整體呈環(huán)狀或輻射狀。(經(jīng)典例子:金綠寶石的三連晶)實(shí)際晶體:表面生長特征:生長紋和三角形生長標(biāo)志鑒定要結(jié)合物理性質(zhì):顏色,光澤,解理,斷口,硬度等結(jié)晶習(xí)性:礦物產(chǎn)出時(shí)經(jīng)常呈現(xiàn)的形態(tài)晶體變形:生長條件及環(huán)境的影響晶面大小變化但夾角不變五、力學(xué)性質(zhì)刻劃硬度:材料抵抗刻劃的能力材料的硬度取決于原子間的鍵合力的性質(zhì)和強(qiáng)度礦物硬度分為10級,從1-10分別為:滑石、石膏、方解石、螢石、磷灰石、長石、石英、黃玉、剛玉、金剛石摩氏硬度計(jì)可幫助鑒定寶石、確定寶石的檔次硬度測試為損傷性測試,一般不用于琢磨好的寶石。只是相對大小,例如金剛石和剛玉間的硬度差遠(yuǎn)大于剛玉及滑石之間硬度差異的綜合灰塵中含有石英,所以摩氏硬度大于7的寶石才耐磨差異硬度:方向性差異,翡翠的差異硬度導(dǎo)致橘皮效應(yīng)寶石硬度為寶石加工提供了重要的基礎(chǔ)。不同硬度的寶石選擇不同的研磨和拋光材料,特別是差異硬度的存在,為鉆石的琢磨提供了可能性。其硬度平行八面體方向上大于立方體和菱形十二面體,所以鉆石的切割或研磨通常沿平行于立方體和菱形十二面體的方向進(jìn)行差異硬度:硬度依刻劃方向而不同,這是由晶體結(jié)構(gòu)中原子鍵合面和方向的規(guī)則排列所導(dǎo)致。例如藍(lán)晶石,沿晶體延長方向的硬度是5,而垂直延長方向的硬度為7。只有鉆石能切磨鉆石,但差異硬度使鉆石沿一組特定的晶體結(jié)構(gòu)方向完全無法磨動(dòng)另一顆鉆石,沿另一些方向也只能艱難地磨動(dòng)。用于切磨鉆石的鉆石粉是一大堆其最大硬度方向呈各種取向的顆粒。所以,總是會(huì)有許多顆粒其取向能研磨待鋸或待拋磨鉆石的較軟方向。在生產(chǎn)合成鉆石粉時(shí)使顆粒具某種形狀,以便最有效地用于有色寶石的拋光、研磨或鋸開以及鉆石的切磨加工和其他各種工業(yè)目的。差異硬度的存在,為鉆石的琢磨提供了可能性。其硬度平行八面體方向上大于立方體和菱形十二面體,所以鉆石的切割或研磨通常沿平行于立方體和菱形十二面體的方向進(jìn)行現(xiàn)在鉆石被用來切磨和拋光翡翠,產(chǎn)品通??瓷先ゾ呔鶆虻牟AЧ鉂伞H欢?,以較軟的材料拋磨的老產(chǎn)品則會(huì)有“橘皮狀”表面。這種小尺度的不規(guī)則拋磨效果是由玉的多晶質(zhì)結(jié)構(gòu)所導(dǎo)致。在這種多晶質(zhì)結(jié)構(gòu)中,隨即取向的每個(gè)顆粒以不同的硬度方向朝著拋光粉料。類似的“坑凹”現(xiàn)象也見于青金巖。改用鉆石粉后,不論是對不同硬度顆粒的混合物還是對單晶質(zhì)的不同硬度方向,都能在所有方向上產(chǎn)生較均勻的拋磨效果。解理在外力作用下,材料傾向于沿某些特殊的方向破裂形成平坦斷面的性質(zhì),稱為解理。解理面平行于其結(jié)構(gòu)弱面。按解理產(chǎn)生的難易程度分為:方向取向材料一組底面托帕石二組柱面輝石三組菱面體方解石四組八面體鉆石、螢石按解理產(chǎn)生的難易程度分為:解理分級解理面特點(diǎn)解理面特點(diǎn)實(shí)例極完全解理極易沿解理面分成薄片,解理面平整光滑(寶石中沒有此項(xiàng)解理)非寶石:云母片、石墨完全解理很易裂成平面或小塊,斷口難出現(xiàn)光滑平整閃光的平面可呈臺階狀鉆石、托帕石、螢石、方解石中等解理可以裂成平面,斷口較易出現(xiàn)較平整閃光的平面金綠寶石、正長石(柱石)不完全解理不易裂成平面,出現(xiàn)許多斷口不平整、不連續(xù),帶有油脂感磷灰石、鋯石、橄欖石極不完全解理極少沿解理面分裂,肉眼一般看不到無解理面,斷口常不平整石英、碧璽、尖晶石一個(gè)礦物可有一種級別的解理,也可有兩種級別的解理;可有一組解理,也可有多組解理。解理面上有珍珠光澤解理對寶石學(xué)的意義在于:鑒定:例如,真鉆才會(huì)有白色的“胡須”,是打磨腰棱是產(chǎn)生的初試解理,有助于區(qū)別一些無解理的仿鉆;月光石的初試解理為蜈蚣狀包體;翡翠解理面的閃光——翠性。加工:利用解理面劈開寶石或去掉原石中質(zhì)量較次的部分;在寶石切磨時(shí),平行解理面不能拋光,至少要使刻面及解理面保持5°以上的夾角,否則會(huì)產(chǎn)生粗糙不平的拋光面;劈開鉆石,避免胡須,破裂;解理發(fā)育的寶石加工過程中用力要適度。維護(hù):盡管一些寶石的硬度很大,但由于解理發(fā)育,在受到外力作用時(shí),極容易破裂,應(yīng)避免碰撞和刻劃裂理:晶體在外力作用下,材料沿雙晶結(jié)合面或包體聚集的平面破裂或裂開形成平坦的斷面。產(chǎn)生的原因主要是包裹體沿某些晶體結(jié)構(gòu)面出溶結(jié)晶,或是聚片雙晶的結(jié)合面。裂理面平坦,缺少珍珠光澤。紅藍(lán)寶石中常見底面或菱面體裂理。斷口:寶石在外力作用下破裂形成的隨機(jī)的無方向性的破裂面。斷口和解理是互為消長的,解理越發(fā)育,斷口越不發(fā)育,反之亦然。解理是結(jié)晶質(zhì)材料的破裂特征,斷口則在大多數(shù)寶石中都出現(xiàn)。而非晶質(zhì)寶石的斷口相當(dāng)?shù)牡湫停绮AУ臄嗫谔卣骶哞b定意義。貝殼狀斷口:例如玻璃破裂時(shí),具有彎曲凹或凸面,形態(tài)似貝殼。這種斷口發(fā)育在非晶質(zhì)材料及解理不發(fā)育或極不發(fā)育的結(jié)晶質(zhì)材料中,如天然玻璃、石英、綠柱石等。鋸齒狀斷口:發(fā)育在韌性纖維狀結(jié)構(gòu)的寶石(如軟玉)的參差不齊、常呈鋸齒狀的破裂。還有平坦?fàn)顢嗫?、參差狀斷口、階梯狀斷口等。利用斷口鑒定寶石,如綠松石及其玻璃仿制品都具有貝殼狀斷口,但前者呈暗淡光澤,后者為玻璃-油脂光澤。玻璃常用來仿玉髓,但玉髓斷口為蠟狀光澤。解理裂理斷口礦物在外力作用下發(fā)生破裂礦物在外力作用下發(fā)生破裂礦物在外力作用下發(fā)生破裂晶體晶體大多數(shù)寶石(晶體、非晶體)沿一定結(jié)晶學(xué)方向裂開成光滑性質(zhì)。有底面、柱面、菱面體和八面體4種取向。分為極完全、完全、中等、不完全、極不完全5個(gè)級別沿雙晶結(jié)合面發(fā)生,包裹體沿某些晶體結(jié)構(gòu)面出溶結(jié)晶,或是聚片雙晶的結(jié)合面隨機(jī)的無方向性的破裂面。常見有貝殼狀、鋸齒狀、平坦?fàn)顢嗫?、參差狀斷口、階梯狀斷口解理面平行于其結(jié)構(gòu)弱面,解理面上有珍珠光澤裂理面平坦,缺少珍珠光澤??刹环膶毷旧韺ΨQ性非晶質(zhì)寶石的斷口相當(dāng)?shù)牡湫?,如玻璃的斷口特征具鑒定意義及斷口互為消長,解理越發(fā)育,斷口越不發(fā)育不是固有性質(zhì),只有晶體中存在雙晶結(jié)合面或包體出溶面時(shí)才可能存在及解理互為消長,斷口越發(fā)育,解理越不發(fā)育晶面和解理面有時(shí)容易混淆,其識別的方法是:1.解理面上無晶面條紋,且新鮮光亮;而晶面上有時(shí)可見晶面條紋,且暗淡。2.礦物晶體打碎后,在平行解理面方向上可連續(xù)出現(xiàn)解理面;而在平行晶面方向上不一定出現(xiàn)及之平行的晶面。解理面晶面裂理面寶石晶體上平整的面寶石晶體上平整的面寶石晶體上平整的面解理面上無晶面條紋,且新鮮光亮晶面上有時(shí)可見晶面條紋,且暗淡。沿雙晶結(jié)合面發(fā)生,包裹體沿某些晶體結(jié)構(gòu)面出溶結(jié)晶,或是聚片雙晶的結(jié)合面。礦物晶體打碎后,在平行解理面方向上可連續(xù)出現(xiàn)解理面平行晶面方向上不一定出現(xiàn)及之平行的晶面不是寶石的固有屬性鉆石的八面體面部分剛玉沿菱面體方向發(fā)育裂理面,平行地面方向產(chǎn)生裂理韌性:韌性從大到小的排序:軟玉,硬玉,紅寶石,藍(lán)寶石,鉆石,水晶,海藍(lán)寶石,橄欖石,祖母綠,黃玉,月光石,金綠寶石,螢石。金剛石是世界上最硬物質(zhì),但韌性不夠。鋯石:H為6.5~7.5,但有紙蝕現(xiàn)象軟玉硬度雖低,但有強(qiáng)的韌性,能經(jīng)受剛錘沖擊。集合體材料的韌性比較好,如軟玉,硬玉適用于雕琢。穩(wěn)定性:材料抵抗由光,熱,化學(xué)反應(yīng)造成物理或化學(xué)性質(zhì)的變化的能力琥珀在100攝氏度會(huì)變軟;歐泊受熱會(huì)脫水、龜裂;珍珠碰到汗水和化妝品會(huì)被腐蝕。材料的耐久性取決于:硬度,韌性,穩(wěn)定性。六、比重:即相對密度原理:阿基米德定律—當(dāng)物品完全浸入液體中時(shí),所受到的浮力相當(dāng)于所排開的重量。鑒定寶石的測試方法:靜水測重法,比重液法;材料在空氣中的重量于同體積水在4°,一個(gè)大氣壓時(shí)的重量之比;1立方厘米的水在4°時(shí)的重量為1克;琥珀:1.08,水晶:2.65,鉆石:3.52。注意事項(xiàng):1.多孔、有機(jī)材料、塑料、拼合石及某些處理材料避免用此法2.不適用于大寶石3.重液的保護(hù):避光、深色瓶、內(nèi)放銅絲4.防止重液揮發(fā)、校正SG5.重液的毒性、通風(fēng)、洗手,防止弄入眼中6.觀察時(shí)平視7.測試完洗凈、擦干、防止交叉感染8.因?yàn)檎凵渎氏嘟瑢毷喞磺逦?,難取出,所以盡量先放在較重的液體中。優(yōu)勢:1.適合較小寶石2.適合成包混裝的寶石3.可以順便觀察寶石的顏色分布缺點(diǎn):1.有毒有害2.價(jià)格昂貴(只適合小寶石),不適合大寶石3.不適合多孔、有機(jī)和拼合寶石重液法測定寶石的近似相對密度值,這種方法快速而方便地區(qū)分外觀非常相似的寶石材料。重液:主要為二碘甲烷和三溴甲烷重液名稱SG指示礦物三溴甲烷(?。?.65水晶三溴甲烷2.89綠柱石二碘甲烷(稀)3.05粉紅色碧璽二碘甲烷3.32翡翠步驟:將寶石擦拭干凈——用鑷子夾住寶石放入重液中,輕輕松開——馬上觀測寶石的行為——取出擦干再測在重液中漂浮說明寶石SG<重液SG在重液中懸浮說明寶石SG=重液SG在重液中下沉說明寶石SG>重液SG比重瓶法精確測試SG阿基米德定律。調(diào)試重液至完全懸浮,取比重夜稱重,量體積,求比重比重瓶上有體積標(biāo)志步驟:1.調(diào)試重液:先將寶石放入某重液中,如下沉,則選較重的重液加入,否則選較輕的加入;邊加邊攪動(dòng),停下來觀察,再一滴滴的加直懸浮。2.取一比重瓶,清洗、晾干、稱重(帶瓶塞)W13.將重液注入瓶內(nèi),充滿,塞蓋,讓多余的液體從毛細(xì)管中溢出,并擦干4.確認(rèn)瓶內(nèi)無氣泡后,稱重W25.計(jì)算比重:W2-W1/V其中W2-W1為液體的稱重量,V為比重瓶的指示指數(shù)。靜水稱重法精確測寶石比重先稱出空氣中的重量A,再稱出在水中的重量WSG=A/A-W如紅寶石:SG=1.6/(1.6-1.2)=4方法:單盤天平、雙盤天平、彈簧秤、直讀比重天平單盤天平步驟1.稱寶石在空氣中的重量A2.將懸掛樣品的支架放在天平盤上,將橋跨在盤上方并不接觸盤,橋上放裝2/3水的燒杯3.將支架懸絲末端的網(wǎng)兜浸沒于水中,并不接觸杯底和邊部,天平調(diào)零4.將寶石放入網(wǎng)兜內(nèi),寶石完全浸沒于水中,且不接觸杯底和邊部(緩慢,防止水濺出,消除氣泡)稱寶石在水中的重量W5.計(jì)算SG=A/(A-W)6.重測2-3次驗(yàn)證注意事項(xiàng)1.樣品干凈無油污2.采用蒸餾水或涼開水,避免用自來水(氣泡多)3.多孔寶石不宜4.只適用于大于1-2ct的寶石,小的誤差大5.天平精度要求高彈簧秤法適用小雕件、大原石、很大的琢型寶石10-100克重的步驟1.先用尼龍網(wǎng)兜裝寶石,稱在空氣中重量A2.準(zhǔn)備一個(gè)大燒杯,充滿2/3的水,如果寶石很大,可采用桿秤、大水桶等3.將寶石完全浸沒水中(水中加洗滌劑1滴),消除氣泡,稱其在水中的重量W4.計(jì)算SG=A/(A-W)空氣重量—水中重量5.重測2-3次驗(yàn)證注意適用大標(biāo)本,多孔寶石(易吸水)不宜,要消除氣泡、表面張力,用蒸餾水雙盤天平步驟1.稱寶石在空氣中的重量A2.取燒杯加蒸餾水2/3滿,滴洗滌劑1滴消除表面張力3.將粗鐵絲平分2半,一半掛右盤,一半掛左盤上方的掛鉤上。取細(xì)鐵絲平分,一半放右盤,一半作寶石兜懸掛于懸絲末端4.將阿基米德橋跨在左盤上方并不接觸盤,橋上放裝2/3水的燒杯將支架懸絲末端的網(wǎng)兜浸沒于水中,并不接觸杯底和邊部,調(diào)整右盤鐵絲長度使天平平衡5.將寶石放入網(wǎng)兜內(nèi),完全浸沒于水中,且不接觸杯底和邊部(緩慢,防水濺出,消除氣泡)稱寶石在水中重量W6.計(jì)算SG靜水稱重法的優(yōu)缺點(diǎn)和注意事項(xiàng):優(yōu)點(diǎn):1.能快速準(zhǔn)確地測定寶石比重,無復(fù)雜的計(jì)算2.無毒、無害、無污染、經(jīng)濟(jì)缺點(diǎn):1.不能精確測定較小的寶石(小于0.5ct)2.多孔的寶石不適宜(盡量減少在水中測試的時(shí)間)注意事項(xiàng):1.多測幾次2.樣品干凈無油污3.消除表面張力(水的選擇、加洗滌劑、刷氣泡)4.可用CCL4代替水直讀比重天平:不必計(jì)算,1-100ct兼可寶石大小及測試方法的選擇:大小工具大于2-3克拉單、雙盤天平10-100克彈簧秤更大測量體積稱重更小重液法1-100克直讀比重天平各種規(guī)則形態(tài)的材料測試方法:重量/體積=密度球體:4π*r*r*r/3(r是半徑,如題目給的是直徑,要先除以2)立方體:a*a*a長方體:a*b*c圓柱體:hπ*r*r七、光學(xué)性質(zhì)光的本質(zhì):波粒二象性,電磁波—橫波波長—λ光譜色(400-700nm可見光)振幅—A光的強(qiáng)度粒子性E=1240/λnm可見光波長3.26-1.59ev顏色(400-430紫)(430-490藍(lán))(490-550綠)(550-590黃)(590-630橙)(630-700紅)單位:1nm=10-9m自然光:在垂直光波傳播方向的平面內(nèi),沿各個(gè)方向振動(dòng)且振幅相等的光平面偏光:在垂直光波傳播方向的某一固定的平面內(nèi),沿一固定的方向振動(dòng)的光波折射,折射定律,折射率折射:是從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種具有不同光密度的介質(zhì)時(shí),傳播方向發(fā)生改變現(xiàn)象。當(dāng)光線從光疏介質(zhì)進(jìn)入光密介質(zhì)時(shí),光線偏向法線折射,折射角小于入射角。折射定律:入射線,法線,折射線在同一平面內(nèi),對于給定的任何2種相接觸的介質(zhì)及給定波長的光來說,入射角的正弦及折射角的正弦之比為一個(gè)常數(shù)。折射率=Sin入射角/Sin折射角折射率也可表示為光在空氣中的速度及某材料中的速度之比RI:光在空氣中的速度除以光在某材料的速度反射,反射定律,反射率反射:光在遇到不同介質(zhì)的分界面時(shí)補(bǔ)折回的現(xiàn)象入射線:反射線及法線在同一平面入射角=反射角反射率:指光在垂直介質(zhì)分界面入射時(shí),反射光的強(qiáng)度及入射光強(qiáng)度的百分比R=(RI-1)2/(RI+1)2鉆石:17%全內(nèi)反射當(dāng)光線從光密介質(zhì)進(jìn)入光疏介質(zhì)時(shí),折射線偏離法線方向,折射角大于入射角,當(dāng)折射角為90°時(shí)的入射角稱為臨界角;所有大于臨界角的入射光線不能進(jìn)入第二種介質(zhì)而在原介質(zhì)內(nèi)發(fā)生反射,遵循反射定律:入射角等于反射角,光線將全部返回到光密介質(zhì)而發(fā)生光的全內(nèi)反射。人們利用這一特性制造出許多光學(xué)儀器,也包括折射儀。折射儀的工作原理正是建立在全內(nèi)反射的基礎(chǔ)上,它是用來測量寶石的臨界角,并把讀數(shù)直接換算成折射率的一種儀器。折射儀棱鏡永遠(yuǎn)是光密介質(zhì),寶石永遠(yuǎn)是光疏介質(zhì)。在寶石加工中也會(huì)用到全內(nèi)反射,例如鉆石的標(biāo)準(zhǔn)圓多面體琢型,是按照理想比例切工,使光進(jìn)入寶石發(fā)生全內(nèi)反射,產(chǎn)生最大亮度和火彩。各向同性等軸晶系和非晶質(zhì)結(jié)構(gòu)的寶石,允許光線朝各個(gè)方向以相同的速度通過,這類寶石材料在任意方向上均表現(xiàn)出相同的光線(各向同性),只有一個(gè)折射率值。特定頻率的光波在均質(zhì)體寶石中傳播時(shí),其傳播速度不因光波在晶體中振動(dòng)方向不同而發(fā)生改變。均質(zhì)體的折射率值不因光波在晶體的振動(dòng)方向不同而發(fā)生改變,其折射率值只有一個(gè)。自然光射入均質(zhì)體后,基本上仍為自然光;偏光入射均質(zhì)體后仍為偏光,而且其振動(dòng)方向基本不變。若透明材料在正交偏光片間無論取向如何都是很暗的,那么它是各向同性的。等軸晶系的寶石有鉆石、尖晶石、石榴石族及CZ、YAG、GGG等;非晶質(zhì)寶石有歐泊、琥珀、各種天然和人造玻璃、塑料等。各向異性三方、四方、六方、斜方、單斜、三斜6個(gè)晶系的寶石均表現(xiàn)出定向的光性(各向異性)。光線通過這類非均質(zhì)體寶石時(shí),入射光線將分解為兩條,傳播方向不同、振動(dòng)方向相互垂直的平面偏振光,不同的平面偏振光的傳播速度不同,即有不同的折射率值,兩個(gè)折射率之間的差值稱為雙折射率值。各向異性寶石的雙折射率,用最大折射率值(RI大)和最小折射率值(RI?。┑牟钪祦肀硎?。雙折射率DR=RI大-RI小雙折射雙折射寶石包括三方、四方、六方、斜方、單斜、三斜6個(gè)晶系的寶石。當(dāng)光線通過這類非均質(zhì)體寶石時(shí)均表現(xiàn)出定向的光性(各向異性),入射光線將分解為彼此完全獨(dú)立的、傳播方向不同、振動(dòng)方向相互垂直的平面偏振光,不同的平面偏振光的傳播速度不同,即有不同的折射率值,兩個(gè)折射率之間的差值稱為雙折射率值。雙折射寶石包括一軸晶寶石和二軸晶寶石。一軸晶寶石(三方、四方、六方)有一個(gè)方向不發(fā)生雙折射,有一個(gè)光軸方向,稱為一軸晶;二軸晶寶石(斜方、單斜、三斜)有兩個(gè)方向不發(fā)生雙折射,有2個(gè)光軸方向,稱為二軸晶。RImax-RImin=DR如水晶:1.553-1.544=0.009(雙折射率)光軸:所有各向異性寶石都有(或2個(gè)不發(fā)生雙折射的光向一軸晶:三方、四方、六方晶系的寶石有一個(gè)方向不發(fā)生雙折射,有一個(gè)光軸方向,稱為一軸晶二軸晶:斜方、單斜、三斜晶系的寶石有兩個(gè)方向不發(fā)生雙折射,有2個(gè)光軸方向,稱為二軸晶。異同點(diǎn)均質(zhì)體一軸晶二軸晶相同寶石的光性寶石的光性寶石的光性不同各向同性各向異性各向異性2個(gè)折射率3個(gè)折射率偏光鏡表現(xiàn)全暗四明四暗(牛眼干澀圖、螺旋槳狀黑十字)四明四暗(單臂、雙臂)+折射儀表現(xiàn)一條陰影邊界2條陰影邊界,一條動(dòng),一條不動(dòng)2條陰影邊界,2條都動(dòng)二色鏡無多色性可顯二色性可顯三色性光率體:表示晶體中光波的振動(dòng)方向及折射率的關(guān)系而建立的立體圖形(線段表示振動(dòng)方向的折射率大?。└飨蛲缘膶毷汗饴鼠w為球形一軸晶:旋轉(zhuǎn)橢球體No(常光)Ne(非常光)Ne—垂直No—平行雙折射率高的寶石,臺面應(yīng)垂直光軸,從臺面就不會(huì)看到刻面棱重影,顯得清晰透明一軸晶和二軸晶寶石均為雙折射,在折射儀和偏光鏡的表現(xiàn)以及多色性為:光性光軸晶系寶石品種折射儀表現(xiàn)多色性偏光鏡表現(xiàn)陰影邊界光性定義正交偏光干涉圖各向異性一軸晶(一個(gè)光軸)四方鋯石、方柱石、轉(zhuǎn)動(dòng)360°時(shí),出現(xiàn)兩條陰影邊界,其中一條陰影邊界移動(dòng),一條固定不變。Ne〉No為正光性;Ne〈No為負(fù)光性二色性四明四暗牛眼干涉圖螺旋槳狀干涉圖三方.剛玉、石英、碧璽六方綠柱石、磷灰石各向異性二軸晶(二個(gè)光軸)斜方.橄欖石、托帕石轉(zhuǎn)動(dòng)360°時(shí),出現(xiàn)兩條都移動(dòng)的陰影邊界Ng-Nm〉Nm-Np為正光性;Ng-Nm〈Nm-Np為負(fù)光性三色性四明四暗帶色圈的黑色單臂或雙臂單斜.月光石、翡翠三斜綠松石、薔薇輝石寶石的光學(xué)性質(zhì)光澤:材料表面反光的能力和特征。它主要及材料的折射率、反光率有關(guān),但也及材料的顆粒集合方式、表面平整程度以及拋光質(zhì)量和硬度有關(guān)。礦物學(xué)中,通常按光澤強(qiáng)弱分為四個(gè)級別:折射率光澤寶石礦物折射率〉3金屬光澤鉑、金、銀、銅折射率2.6-3半金屬光澤烏鋼石(針鐵礦)、閃鋅礦折射率1.9-2.6金剛光澤金剛石、鋯石(亞金剛光澤)折射率1.3-1.9玻璃光澤絕大多數(shù)寶石屬于此類特殊光澤為:樹脂光澤:琥珀等軟的具低折射率寶石絲絹光澤:石膏和孔雀石等一些纖維狀礦物珍珠光澤:天然和養(yǎng)殖珍珠都是由晶質(zhì)層組成,光從表面和近表面的晶質(zhì)層反射。有時(shí)這種微細(xì)的結(jié)構(gòu)引起暈彩。油脂光澤:軟玉蠟狀光澤:綠松石透明度:指物質(zhì)透過光的強(qiáng)弱的一種表現(xiàn)。吸收性強(qiáng),透明度弱;吸收性弱,透明度強(qiáng)。透明:能完全清晰地透視其他物體。如鉆石、紅寶石等能允許絕大部分的可見光透過晶體。半透明:一般厚度下,能模糊地透視其他物體的輪廓。例如瑪瑙、芙蓉石等能允許部分光通過晶體。微透明:一般厚度下,能透過光,但看不清透過的物象。如軟玉、獨(dú)山玉、岫玉等。不透明:寶石的晶體或塊體基本上不透光。如青金巖、綠松石、珊瑚等。顏色,吸收光譜,多色性顏色是決定寶石名貴和價(jià)值高低的基本和首要因素。是眼睛對光波的感應(yīng)而在大腦中產(chǎn)生的感覺??梢姽饨?jīng)物體選擇性吸收后,其殘余光的混合色即是該物體的顏色。對寶石顏色的感覺取決于:白光源反射、散射及改變這種光的物體接受光的人的眼睛和解釋它的大腦。三個(gè)條件缺一不可,否則就無顏色。顏色三要素:顏色是色彩(紅橙黃綠)及非色彩(黑白灰)的總和,不同的色彩在外觀上可以從三個(gè)方面去觀察:色調(diào)、飽和度、明度。色調(diào)是彩色寶石間相互區(qū)分的特性,如紅、綠或藍(lán)色等的屬性。色調(diào)及殘余光的波長有關(guān),通常用主波長來表示。例如某寶石主波長為600nm,則該寶石顯橙黃色。不同顏色的寶石其色調(diào)不同,相同顏色的寶石,色調(diào)上也會(huì)有差異。飽和度是指色彩的純凈程度或鮮艷度。取決于顏色中白光的含量或比例。是寶石的鑒別特征,也為彩色寶石顏色分級的依據(jù)。明度是指顏色的明亮程度,即光的強(qiáng)度或亮度。取決于寶石所反射或透射光的亮度。寶石對光的反射比或透射比越高,明度就越大。吸收光譜:利用分光鏡觀察寶石的殘余色時(shí),某些致色元素吸收了特定波長的光而產(chǎn)生的光譜間斷,在可見光譜中出現(xiàn)的垂直黑帶(吸收帶)或垂直黑線(吸收線),根據(jù)吸收帶或吸收線的位置和寬度,可以幫助確定寶石的致色元素,有助于區(qū)分寶石和了解寶石的致色成因??梢姽馐请姶挪ㄗV中很窄的區(qū)段,波長范圍為780-380nm,由一系列顏色混合而成白色,大致波長如下:(紅:780-630橙:630-590黃:590-550綠:550-490藍(lán):490-440紫:440-380)。如翡翠的吸收光譜是在紫區(qū)437nm處有強(qiáng)的吸收線。色散值:太陽光譜中B線及G線測的材料折射率的差值。B線:紅光,686.7nm,鉆石RI=2.407G線:紫光,430.8nm,鉆石RI=2.451鉆石的色散值是兩者之差,0.044高色散的寶石,加工成刻面型寶石后,各小面上可閃爍出五顏六色的火彩。如鉆石色散值0.044,為高色散寶石,按理想比例加工成圓多面形,在冠部小面可閃爍出橙黃色、藍(lán)色等顏色的火彩來。色散級別寶石種(部分天然寶石)色散值范圍高色散0.030以上金紅石、翠榴石、鉆石、高型鋯0.280、0.057、0.044、0.039中等色散0.020-0.030鐵鋁、鎂鋁、尖晶石、橄欖石0.024、0.022、0.020、0.020低色散0.020以下剛玉、祖母綠、碧璽、托帕石、水晶0.018、0.014、0.015、0.014、0.013絕大多數(shù)寶石為低色散寶石,高色散寶石較少,因此,色散值高的寶石,加工成型后,通?;鸩瘦^好,也是鑒別特征之一。亮度:是透過冠部刻面觀察時(shí)所見到的光被寶石反射而導(dǎo)致的明亮程度。它是由亭部刻面反射的光和從冠部表面反射的光和從冠部刻面表面反射的光共同造成的。亮度是內(nèi)反射和外反射效應(yīng)。當(dāng)光線從光密介質(zhì)中進(jìn)入光疏介質(zhì)時(shí),法線偏離折射,這時(shí)的折射角大于入射角。當(dāng)入射角增加到折射線沿兩介質(zhì)之間的分界面通過時(shí),即折射角達(dá)到90°,這時(shí)的入射角稱為臨界角。全內(nèi)反射指當(dāng)光線從光密介質(zhì)進(jìn)入光疏介質(zhì)時(shí),如果入射角大于臨界角,光線將發(fā)生全內(nèi)反射,并遵循反射定律,留在光密介質(zhì)中。適當(dāng)?shù)膶毷罂堂孀列徒嵌?,可使從頂部進(jìn)入寶石的入射光,經(jīng)過多次的全內(nèi)反射能再次從頂部射出,從而使寶石頓時(shí)增輝。相比之下,琢型不正確會(huì)產(chǎn)生“漏光”現(xiàn)象,即入射光從后刻面發(fā)生折射,寶石產(chǎn)生漏光,給人以呆板有暗域的感覺。例如鉆石折射率值高達(dá)2.417,正確的加工比例可以使鉆石不漏光,而格外明亮。而低折射率的寶石,臨界角較大,即使切磨得當(dāng),也很難做到不漏光,其亮光不如鉆石等高折射率的寶石?;鸩剩嚎堂嫘蛯毷纳⒆饔檬拱坠夥纸獬尚纬晌孱伭拈W爍光的現(xiàn)象。影響因素:①色散率:色散率越大,火彩越強(qiáng)。如鉆石色散值0.044,為高色散寶石,按理想比例加工的圓多面形,在冠部小面可閃爍出橙黃色、藍(lán)色等顏色的火彩。按照色散率的數(shù)值,將寶石的色散劃分為高、中、低三種類型。絕大多數(shù)寶石的色散率多比較小,為低色散寶石,高色散寶石較少,因此,色散值高的寶石可以具有較好的火彩,也是鑒別特征之一。②切工:寶石的火彩還取決于寶石的琢型,尤其是冠部傾斜的刻面的角度和大小,正確的切工才能最大限度地展示寶石的色散作用形成的火彩。
③體色:
寶石如果有明顯的體色,會(huì)使火彩大為減弱,所以,只有無色或者很淺色的高色散率寶石才具有好的火彩。閃耀:當(dāng)觀察著寶石或者光源移動(dòng)時(shí),所觀察到的寶石表面一閃一閃的反光。特殊光學(xué)效應(yīng)貓眼效應(yīng):在琢磨成弧面型的寶石表面出現(xiàn)的這一頭到另一頭的亮帶,這條亮帶會(huì)隨著光線的移動(dòng)而移動(dòng)。定向的針管狀包體對光的反射形成的。形成貓眼條件:一組針管狀包體密集而平行的排列琢磨的弧面型寶石底面平行于包體的方向,針狀礦物,管狀礦物,細(xì)長片晶金綠寶石中含有大量的針管狀包體,當(dāng)這些針管狀包體平行而密集的排列,加工取向正確時(shí),在垂直于包體方向會(huì)產(chǎn)生一條亮帶。具有貓眼效應(yīng)的寶石有金綠寶石、碧璽、綠柱石、石英、磷灰石、方柱石、紅柱石等,其中以金綠寶石貓眼效果最佳,金綠寶石有貓眼效應(yīng)的,可直接稱為貓眼,這是唯一一種無須注明礦物而直稱貓眼的寶石。而能提供貓眼的其他一些寶石如石英(包括虎睛石)和碧璽,應(yīng)描述成石英貓眼、碧璽貓眼等。星光效應(yīng):琢磨成弧面型的某些寶石表面,在點(diǎn)光源下有通常為4或6道,極個(gè)別為12道星狀光線的效應(yīng)。星光至少是由幾組(至少是2組)定向排列的針管狀包體對光的反射所造成的。例如:剛玉三組平行排列的包裹體分別于三個(gè)橫晶軸所在的平面,彼此以120度角相交。當(dāng)寶石切磨成弧面型且及其底面平行于這三組包裹體所在的平面時(shí),光從寶石內(nèi)部的每組包裹體反射,導(dǎo)致三條相交的反射光帶,在表面顯示出六射星光效應(yīng)。形成條件:1)至少2個(gè)方向定向排列的密集的針管狀包體。2)弧面型寶石底面平行于包體所在平面。高拱頂可突出星光效應(yīng),天然星光寶石的底面可加工成深拱形以增加重量。包體數(shù)量不足則不能顯示星光,偶爾可從這些少量包體中反射處的光,叫絲光能顯示出星光效應(yīng)的寶石有:紅寶石、藍(lán)寶石、鐵鋁榴石、尖晶石、透輝石、芙蓉石等。偶爾在另一平面上出現(xiàn)第二套完整發(fā)育的內(nèi)含物,分布在第一套三組針狀體之間,這時(shí)寶石琢磨成弧面型以后,將出現(xiàn)罕見的12射星光。天然剛玉的星光發(fā)散,發(fā)自深部,有寶光;合成星光剛玉星線細(xì)直,附在表面,無寶光。暈彩(變彩):一種干涉和衍射效應(yīng),指光線從薄膜或從opal所持有的結(jié)構(gòu)中反射出,經(jīng)過干涉或衍射作用而產(chǎn)生的顏色或一系列顏色。干涉:當(dāng)2組相同波長的光線,沿同一路徑傳播時(shí),2條波同相位時(shí)被加強(qiáng),異相位時(shí)被減弱(抵消)。暈彩可分為單色變彩和多色變彩。使用白光時(shí)寶石材料的干涉看得最清楚。白光發(fā)生干涉:不同波長的光有不同的光程差;有的波長加強(qiáng),有的波長抵消——形成顏色。干涉的條件:1.相同波長的2束或多束光波2.沿同一路徑傳播例如:單色變彩:如月光石,單色變彩為藍(lán)色。當(dāng)光線進(jìn)入月光石寶石時(shí),由于內(nèi)部細(xì)小的出溶體對光線的衍射造成的定向輝光。只有澳大利亞的蛋白石(歐泊)變彩。被稱為衍射光柵的由人工制作的一組細(xì)長或狹縫被用于產(chǎn)生光譜,它可用于寶石檢測。月光石半透明的乳濁狀外觀叫乳光效應(yīng)月光石內(nèi)部微細(xì)結(jié)構(gòu)對光引起散射出現(xiàn)的光學(xué)現(xiàn)象月光石效應(yīng):月光石內(nèi)部超細(xì)互成對光的干涉形成淡藍(lán)色變彩,當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)寶石可見光彩轉(zhuǎn)動(dòng)衍射:從點(diǎn)光源發(fā)出的光波,通過一大小及光波長相近的狹縫時(shí),其直線傳播方向發(fā)生改變現(xiàn)象(線射)條件:1)點(diǎn)光源,狹縫及波長相近,繞射-折射-不同波長分開-形成光譜色。2)現(xiàn)象:變彩。歐泊的等大的SiO2小球規(guī)則排列,形成立體光攔導(dǎo)致衍射,形成色斑。歐泊內(nèi)部結(jié)構(gòu):多色變彩:在歐泊中,二氧化硅球體之間的空間提供了細(xì)小的孔隙并產(chǎn)生明亮的暈彩色。是從極小和規(guī)則排列的結(jié)構(gòu)或包裹體衍射。二氧化硅球體的直徑只有200-300納米,它們之間的孔隙在尺寸上及光的波長為同一數(shù)量級。當(dāng)一些白光光線穿過三維結(jié)構(gòu)時(shí)將發(fā)生干涉。不同的歐泊樣品中球體的大小不同,所產(chǎn)生的顏色范圍也不同,球體直徑為300nm形成七色色斑;球體直徑為150-200nm,形成藍(lán)、藍(lán)綠色色斑;球體太大或太小不能形成衍射。當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)寶石時(shí)就會(huì)出現(xiàn)多種顏色。光澤暈彩光學(xué)效應(yīng)光學(xué)效應(yīng)材料表面光滑材料表面光滑薄膜反射或衍射而發(fā)生的干涉作用材料表面反光的能力和特征砂金效應(yīng):(星彩或日光石效應(yīng))片狀包裹體對光的反射而形成閃閃發(fā)光的現(xiàn)象稱為砂金效應(yīng)。日光石含大量的橙色赤鐵礦小薄片的長石東陵玉含大量綠色鉻云母片的石英巖金星石是玻璃中含有銅片,也稱“砂金石”顏色有黃褐色,暗藍(lán)色變色效應(yīng):寶石在日光和白熾燈下觀察,出現(xiàn)截然不同的兩種顏色,日光下呈現(xiàn)綠色,白熾燈下呈紅色。原因:一種由于入射光波長改變而使寶石呈現(xiàn)不同顏色的光學(xué)效應(yīng)稱為變色效應(yīng)。對光的選擇性吸收是寶石呈色的基本原因。但由于入射光的改變,有些寶石會(huì)呈現(xiàn)不同的顏色。例如:變石,它是金綠寶石的一個(gè)亞種,在日光下呈綠色,燭光下呈紅色。這是因?yàn)樽兪^渡族元素Cr。Cr元素在紅寶石中形成紅色,在祖母綠中形成綠色,而在變石中Cr元素需要的能量正好處于紅色和綠色中,因此寶石的顏色取決于所觀察的光源。變石在綠光充足的日光下呈綠色,在紅光充足的燭光中呈現(xiàn)紅色。變色效應(yīng)產(chǎn)生的必備條件:寶石的可見光吸收譜中存在著兩個(gè)明顯相間分布的色光透過帶,而其余光均被較強(qiáng)吸收透射光的波長及透射強(qiáng)度成正比。變色效應(yīng)不僅在天然變石中發(fā)生,還產(chǎn)生在合成變石和合成剛玉仿變石中。合成剛玉仿變石在日光下呈灰藍(lán)色,白熾燈下紫紅色,它是由過渡族元素釩(+鉻)致色的。只有金綠寶石中具變色效應(yīng)的變石才能直稱為變石。其他的如剛玉、石榴石、尖晶石等只能稱為變色剛玉、變色石榴石、變色尖晶石等。異同點(diǎn)貓眼效應(yīng)星光效應(yīng)星彩效應(yīng)相同特點(diǎn)特殊光學(xué)效應(yīng)特殊光學(xué)效應(yīng)特殊光學(xué)效應(yīng)加工加工成弧面型加工成弧面型加工成弧面型不同包體一組平行排列針管狀包體兩組以上相互垂直排列的針管狀包體大量的赤鐵礦呈片狀分布亮帶當(dāng)光線照射時(shí)因反射作用而產(chǎn)生一條隨著光線而移動(dòng)的亮帶當(dāng)光線照射時(shí)因反射作用而產(chǎn)生兩條以上隨著光線而移動(dòng)的亮帶,四射或六射,中心常有“寶光”當(dāng)光線照射時(shí)因反射作用而閃閃發(fā)亮。這種現(xiàn)象也稱為砂金效應(yīng)。舉例金綠寶石、碧璽、綠柱石、石英紅寶石、藍(lán)寶石、鐵鋁榴石、尖晶石、芙蓉石日光石、黑曜巖、砂金石(玻璃仿制品)八、寶石鑒定儀器折射儀:折射儀是寶石鑒定中獲取信息最多,且可定量測定的一種重要的鑒定儀器。原理全內(nèi)反射:光線從光密介質(zhì)進(jìn)入光疏介質(zhì)時(shí),折射線偏離法線方向,折射角大于入射角,當(dāng)折射角為90°時(shí)的入射角稱為臨界角。所有大于臨界角的入射光線不能進(jìn)入第二種介質(zhì)而在原介質(zhì)內(nèi)發(fā)生反射。遵循反射定律:入射角=反射角工作原理:折射儀的工作原理是建立在全內(nèi)反射的基礎(chǔ)上。該儀器是測量寶石的臨界角,并將讀數(shù)直接轉(zhuǎn)換成折射率值。產(chǎn)生全反射的條件:1.折射儀的高折射率棱鏡必須為光密介質(zhì)
2.待測寶石為光疏介質(zhì)
3.接觸液使棱鏡及待測寶石之間形成良好的光學(xué)接觸附件光源:標(biāo)準(zhǔn)的黃光源,589.5nm(用黃光二極管或黃色濾色鏡可獲得標(biāo)準(zhǔn)光源)接觸液:寶石及棱鏡之間形成光學(xué)接觸,實(shí)驗(yàn)室通常用2種折射率的接觸液。(RI1.79和RI1.81)所測的寶石的折射率小于接觸液的折射率偏光目鏡:有效廣場陰影邊界和判定雙射律過小的寶石操作方法:用酒精清洗寶石和棱鏡在折射儀棱鏡上點(diǎn)一滴接觸液(直徑約2mm為宜),使用鈉光照明,可見油的陰影邊界將寶石的待側(cè)面放在金屬測臺上,用食指將寶石推上棱鏡,浸油使寶石和棱鏡之間形成良好的光學(xué)接觸眼睛靠近目鏡可觀察陰影區(qū)和明亮區(qū)并讀數(shù),讀數(shù)保留小數(shù)點(diǎn)第三位。測試時(shí)按順序轉(zhuǎn)動(dòng)寶石360°進(jìn)行觀察和讀數(shù)現(xiàn)象及解釋:單陰影邊界:單折射寶石,等軸晶系以及非晶質(zhì)的玻璃,塑料雙陰影邊界:轉(zhuǎn)動(dòng)寶石觀察兩條均不動(dòng)的陰影邊界:一軸晶寶石一條移動(dòng),一條不動(dòng)的陰影邊界:一軸晶寶石及二軸晶寶石的特殊切面2條都移動(dòng)的陰影邊界:二軸晶寶石負(fù)讀數(shù):寶石的折射率數(shù)值超出折射儀可測范圍,光標(biāo)尺上未見陰影邊界測寶石在折射儀上轉(zhuǎn)動(dòng)360°時(shí)始終只有一條陰影邊界(固定不變),說明該寶石為各向同性寶石(單折射寶石)。待測寶石在折射儀上轉(zhuǎn)動(dòng)360°時(shí),出現(xiàn)兩條陰影邊界,一條陰影邊界固定不變,另一條發(fā)生移動(dòng),說明該寶石為一軸晶寶石。如動(dòng)值為大值,則為一軸晶正光性寶石;如動(dòng)值為小值,則為一軸晶負(fù)光性寶石。待測寶石在折射儀上轉(zhuǎn)動(dòng)360°時(shí),兩條陰影邊界都移動(dòng),說明該寶石為二軸晶寶石。如高值移動(dòng)超過中間值,說明β值接近α值為二軸晶正光性;如低值陰影邊界移動(dòng)超過中間值,說明β值接近γ值為二軸晶負(fù)光性。光性和軸性的確定:一軸晶寶石:2個(gè)主折射率Ne和No。當(dāng)Ne>No(正光性),Ne<No(負(fù)光性)。轉(zhuǎn)動(dòng)寶石,在折射儀上不動(dòng)陰影邊界為常光折射率No,移動(dòng)陰影邊界為非常光折射率Ne,讀其最大成最小值二軸晶寶石:3個(gè)折射率Ne,Nm和Np。Ng-Nm>Nm-Np(正光),Ng-Nm<Nm-Np(負(fù)光)。轉(zhuǎn)動(dòng)寶石在折射儀標(biāo)尺上高值邊界移動(dòng)范圍明顯大于低值邊界移動(dòng)范圍為正光性,反之為負(fù)光性。2個(gè)陰影邊界移動(dòng)范圍大小不易判斷時(shí),無需確定光性特殊方向的切面:(一軸晶:光軸垂直于待測刻面時(shí),2條不動(dòng)的陰影邊界)(二軸晶:一條主折射率的震動(dòng)方向垂直于待測刻面時(shí)出現(xiàn)一條移動(dòng),一條不動(dòng)的陰影邊界,換刻面再試)點(diǎn)測法:1)清洗棱鏡和寶石
2)在金屬臺上點(diǎn)一滴接觸油
3)手持寶石,用弧面或小刻面接觸金屬臺上的接觸油,以油滴直徑為0.2mm為宜
4)將沾有油滴的寶石輕置于棱鏡中央
5)眼睛距目鏡25-45cm,平行目鏡前后移動(dòng)頭部
6)觀察油滴半明半暗交界處,讀數(shù)并記錄,讀數(shù)保留小數(shù)點(diǎn)后兩位點(diǎn)測法(遠(yuǎn)視技術(shù)法):針對弧面型和刻面較小的寶石(注意光標(biāo)尺上的出現(xiàn)的橢圓形的陰影圖案,當(dāng)該圖案出現(xiàn)半明半暗時(shí),其明暗分界線所對應(yīng)的刻度值為待測寶石的近似折射率。主要用途鑒定寶石,可測定RI1.35-1.81之間寶石的折射率值可測定寶石的雙折射率(DR),DR的準(zhǔn)確測定對區(qū)分折射率值范圍重疊的寶石尤為重要確定寶石的軸性,如一軸晶、二軸晶和各向同性(等軸晶系、非晶質(zhì));確定寶石的光性符號,如各向異性寶石的正光性和負(fù)光性測定寶石的近似折射率值,利用點(diǎn)測法可測得弧面型寶石、雕件、小刻面寶石和拋光不好的寶石的近似折射率值。如特殊光學(xué)效應(yīng)的寶石、多晶質(zhì)寶石等。注意事項(xiàng)雙折射率過大的寶石易誤為單折射寶石(如菱錳礦RI:1.58-1.84)(菱鋅礦RI:1.62-1.85)某些二軸晶寶石的特殊方向切面,其陰影邊界的移動(dòng)情況于一軸晶寶石相似二軸晶寶石的假一軸晶現(xiàn)象:當(dāng)Ng及Nm或Nm及Np差值過小時(shí),其陰影邊界的移動(dòng)現(xiàn)象類似于一軸晶雙折射率過小的寶石誤以為單折射寶石(磷灰石DR:0.003)(魚眼石DR:0.002)待測寶石的拋光質(zhì)量和平整度偏光儀:正光偏光:上下2個(gè)偏振片允許通過的光波的振動(dòng)方向全消光:在正交偏光鏡下,轉(zhuǎn)動(dòng)寶石一周始終黑暗的現(xiàn)象。如各向同性寶石石榴石、尖晶石等或各向異性寶石的光軸方向。異常消光:在正交偏光鏡下,均質(zhì)體寶石出現(xiàn)的不均勻消光現(xiàn)象。表現(xiàn)形式有波狀消光、格子狀或蛇皮狀消光,“十字”或彎曲的黑臂消光。集合消光:在正交偏光鏡下,轉(zhuǎn)動(dòng)寶石一周始終明亮的現(xiàn)象。包括多晶質(zhì)集合體,如石英、翡翠、軟玉等;聚片雙晶發(fā)育的寶石,如剛玉;二層石或三層石;脫玻化玻璃等全消光異常消光集合消光透明、半透明寶石在偏光鏡下旋轉(zhuǎn)360度時(shí)的消光現(xiàn)象透明、半透明寶石在偏光鏡下旋轉(zhuǎn)360度時(shí)的消光現(xiàn)象透明、半透明寶石在偏光鏡下旋轉(zhuǎn)360度時(shí)的消光現(xiàn)象全暗或非均質(zhì)體的特殊光學(xué)方向斑狀、條帶狀、格子狀全亮均質(zhì)體均質(zhì)體多晶質(zhì)集合體或裂隙極為發(fā)育的單晶寶石主要用途及局限性要求所測樣品透明或半透明
1.可區(qū)分各向同性及各向異性寶石。
2.可區(qū)分多晶質(zhì)或隱晶質(zhì)和單晶質(zhì)寶石。
3.利用錐光下出現(xiàn)的干涉圖可區(qū)分一軸晶和二軸晶寶石。
4.不適用不透明寶石和暗色寶石。
5.不適用裂隙太多和瑕疵太多,包體太多的寶石。正光偏光下現(xiàn)象及解釋:移動(dòng)寶石一周,始終明亮現(xiàn)象(多晶質(zhì)的隱晶質(zhì)和顯晶質(zhì)的集合體)如石英,澳玉,軟玉,翡翠,瑪瑙。聚片雙晶發(fā)育的寶石如剛玉轉(zhuǎn)動(dòng)寶石一周,四明四暗為雙折射寶石(一軸晶或二軸晶)(各向異性)如水晶,碧璽,托帕石,金綠寶石轉(zhuǎn)動(dòng)寶石一周,全消光現(xiàn)象(各向同性)如石榴石,尖晶石,玻璃轉(zhuǎn)動(dòng)寶石一周,出現(xiàn)異常消光的現(xiàn)象(異常消光:正交偏光鏡下均質(zhì)體寶石出現(xiàn)的不平均的消光現(xiàn)象)正光偏光下干涉圖的觀察:干涉圖:正交偏光鏡下非均質(zhì)體寶石在特定的方向出現(xiàn)的干涉色圈和消光影組合圖案。一軸晶干涉圖:干涉色色圈及黑“十字”黑臂組合,牛眼狀干涉圖二軸晶干涉圖:彎曲的黑臂及干涉色圈組合干涉圖的觀察方法:1)用錐形偏振光2)尋找光軸方向并沿著光軸方向看
1.主要適用于單晶透明的雙折射寶石。
2.在正交偏光下尋找光軸,使其及光的傳播方向一致時(shí),??梢姷缴Α?/p>
3.推入錐光鏡,調(diào)整寶石方位,觀察圖案變化,尋找色圈中心。
4.根據(jù)干涉圖,判定寶石的軸性。多色性觀察方法:平行偏振光下,轉(zhuǎn)動(dòng)寶石,不同的位置出現(xiàn)不同的顏色或顏色深淺不同的差異注意事項(xiàng):至少從3個(gè)不同方向觀察樣品樣品的包裹體和裂隙對觀察結(jié)果有影響不透明或透明度較低的寶石不宜用偏光儀顆粒邊小的寶石結(jié)論不可靠二色鏡:基本概念:多色性:對有色的非均質(zhì)體寶石沿非光軸方向觀察時(shí)出現(xiàn)的不同顏色或同一顏色深淺變化的現(xiàn)象(包括二色性和三色性)具有二色性的寶石一定是雙折射寶石具有三色性的寶石一定是二軸晶寶石典型的三色性寶石如:變石(玫瑰花,橙色,淺綠色),堇青石(淺黃色,淺藍(lán),藍(lán)紫色),黝簾石(深藍(lán),紫紅,淺綠色)工作原理:利用冰洲石菱面體搞雙折射率的特點(diǎn),將來自非均質(zhì)體寶石的2條平面偏振光進(jìn)一步分分離開,每一條偏振光各自的吸收特點(diǎn)即代表其多色性。常用的二色鏡是由玻璃棱鏡、冰洲石、窗口和目鏡所組成。冰洲石可將穿過寶石的兩束平面偏振光區(qū)分開來,并將二束光線的顏色并排進(jìn)行對比。操作步驟及注意事項(xiàng)觀察時(shí)采用透射光,光源應(yīng)為白光或自然光,絕不能用單色光或偏振光。待測樣品一定為有色、透明、具有雙折射的寶石。待測樣品盡量靠近二色鏡窗口部位,眼睛緊靠目鏡部位進(jìn)行觀察。邊觀察邊轉(zhuǎn)動(dòng)寶石和二色鏡,等軸晶系、非晶質(zhì)寶石、無色各向異性寶石不顯多色性,有色各向異性寶石垂直光軸方向不顯多色性。如二色鏡窗口出現(xiàn)兩種顏色,則證明所測樣品為雙折射寶石(各向異性)如出現(xiàn)三色性則表明樣品為二軸晶寶石。多色性的缺失,不能斷定該寶石是各向同性寶石。寶石的兩個(gè)振動(dòng)方向及冰洲石棱鏡的兩個(gè)振動(dòng)方向呈45°角時(shí)不顯多色性。多色性的強(qiáng)弱及雙折射率大小無關(guān)。不要將寶石直接放在光源上,某些寶石受熱后多色性可能會(huì)發(fā)生改變。濾色鏡:結(jié)構(gòu):由能夠讓深紅及黃綠光通過的濾色片及兩側(cè)的透明玻璃片構(gòu)成用途:主要針對綠色、藍(lán)色寶石對某些染色寶石有一定的鑒定作用。幫助鑒定寶石種:如某些產(chǎn)地的天然祖母綠、東陵石、青金石、獨(dú)山玉、水鈣鋁榴石、翠榴石等寶石在濾色鏡下變紅。幫助區(qū)分某些天然及人工處理寶石:(綠色翡翠濾色鏡下不變紅,染色翡翠濾色鏡下變紅,由鎳致色的綠玉髓濾色鏡下不變紅,染色玉髓濾色鏡下變紅)幫助區(qū)分某些天然寶石及合成寶石:(天然藍(lán)色尖晶石濾色鏡下不變紅,合成藍(lán)色尖晶石(Co致色)濾色鏡下變紅)寶石顯微鏡:通過放大觀察寶石的內(nèi)含物和表面特征。是區(qū)分天然寶石、合成寶石及仿制寶石的重要手段。放大倍率:目鏡倍數(shù)X物鏡倍數(shù)X變焦系數(shù),寶石顯微鏡的放大倍率可從10倍到70倍之間變化,并可連續(xù)變焦。組成:由雙目目鏡、可變放大物鏡、顯微鏡支架和底光源四個(gè)部分組成。照明方式
1.暗域照明法:以無反射的黑暗為背景,用側(cè)光照明。寶石中的有些內(nèi)含物,在暗色背景下,顯得更加清晰,如維爾納葉法合成剛玉中的彎曲生長紋,用該方法很容易觀察到。
2.亮域照明法:光源由寶石的底部直接照射。這種方法一般光圈鎖得較小,可使寶石中的有些
內(nèi)含物在明亮的背景下,呈現(xiàn)黑色影像。這也是觀察彎曲生長紋或其它低突起寶石的有效方法。
3.垂直照明法:光源從寶石的上方進(jìn)行照明,這種方法主要針對不透明或微透明寶石,也常用來觀察寶石的表面特征。主要用途1.檢查寶石表明特征:寶石表明劃痕、蝕象、破損、拼合面(氣泡、光澤差異)等。2.觀察寶石內(nèi)部特征:內(nèi)含物的種類、形態(tài)、數(shù)量、雙晶面、生長紋、顏色色形分布特點(diǎn)等,對含有特殊內(nèi)含物的寶石具有鑒定意義。3.觀察寶石后刻面棱重影:雙折射率大的寶石,例如鋯石0.059、橄欖石0.036、碧璽0.018等寶石的刻面棱重影現(xiàn)象,可作為寶石的主要鑒別特征。4.近似折射率的測定:如寶石為晶體碎塊,無光滑平面供折射儀測試時(shí),可在顯微鏡下用一種浸液,測得寶石的近似折射率,主要方法有貝克線法、柏拉圖法和真視厚度法。5.吸收光譜的觀察:以一手持式分光鏡代替目鏡,使用透射照明來檢測寶石的光譜特征。6.干涉圖:用兩片偏振片,使其正交,用舞臺下聚光鏡提供收斂光,可檢查寶石的干涉圖,待測寶石須浸沒在及其折射率相近的浸液中,并用寶石夾夾住寶石,直至干澀圖出現(xiàn)為止。7.顯微照相:在目鏡上裝一照相機(jī),可直接拍下寶石中所觀測到的現(xiàn)象,以提供一永久性照相記錄。紫外燈:發(fā)光:物質(zhì)在外界能源的作用下發(fā)出可見光的現(xiàn)象熒光:某些寶石材料在受到高能輻射,如紫外線、X-射線等,會(huì)發(fā)出可見光,這種現(xiàn)象稱為熒光磷光:當(dāng)關(guān)閉高能輻射源,具有熒光的寶石材料繼續(xù)發(fā)光的現(xiàn)象則稱之為磷光。紫外燈波長范圍:10nm到400nm之間,寶石學(xué)中常用200nm到400nm之間的紫外線,為使用方便又將200nm至400nm之間的紫外線劃分為三個(gè)部分。短波范圍:200nm-280nm主波長為253.7nm中波范圍:280nm-315nm長波范圍:315nm-400nm主波長為365nm200nm以下的紫外光被空氣吸收紫外燈管經(jīng)過特制濾光片后,僅射出主波長365nm和253.7nm的紫外光。操作要領(lǐng):
1.將待測寶石置于紫外燈下。
2.打開光源,選擇長波(LW)或短波(SW),觀察寶石的發(fā)光性。
3.若有熒光,寶石則整體發(fā)光。
4.根據(jù)熒光強(qiáng)弱常分為強(qiáng)、中、弱、無。5.如局部發(fā)光可能為內(nèi)含物,后期充填物所致。如青金石中的方解石,酸處理翡翠中的膠,都有可能使寶石局部發(fā)光。
6.關(guān)掉紫外燈后,寶石仍繼續(xù)發(fā)光,說明該寶石具有磷光。
7.注意事項(xiàng):紫外光對眼睛有危害,切記不可直視紫外燈。勿手拿標(biāo)本觀察。樣品的透明度,顏色及包裹體對熒光有影響。紫外光可能影響某些寶石顏色,如鋯石。主要用途幫助鑒定群鑲鉆石及某些鉆石仿制品部分鉆石在長波紫外光下具有不同顏色(藍(lán)色,黃色)和不同程度的熒光強(qiáng)藍(lán)色熒光及持久的黃色磷光的組合為部分鉆石特有的發(fā)光特征仿鉆熒光單一,如GGG:粉紅色,YAG:黃色,CZ:黃色幫助鑒定寶石品種:某些強(qiáng)熒光的寶石具有鑒定意義,如紅寶石有紅色熒光。幫助區(qū)別某些天然寶石及合成寶石:如大多數(shù)天然藍(lán)寶石無熒光,維爾納葉法合成藍(lán)寶石有熒光。有助于區(qū)分某些天然寶石及人工處理寶石:如翡翠有熒光則整體發(fā)光。某些酸處理翡翠有膠充填時(shí),充填物膠有熒光。幫助鑒別鉆石及仿制品:鉆石熒光的顏色和強(qiáng)度變化較大,可呈現(xiàn)不同的顏色,藍(lán)、綠、黃、粉紅;強(qiáng)度可呈強(qiáng)、中、弱、無,這一現(xiàn)象對群鑲鉆石鑒別具有意義。而仿鉆材料如群鑲時(shí)則發(fā)出均一性的熒光。鉆石的熒光特征也有助于區(qū)分天然鉆石和合成鉆石。幫助檢測拼合寶石,如石榴石及玻璃拼合石,玻璃常具有藍(lán)綠色或黃綠色熒光,而石榴石無熒光,拼合層面的膠可能具有熒光幫助檢查某些處理寶石,如注油,注膠處理的寶石可能具有熒光。分光鏡:用棱鏡組合或衍射光柵將白光分解成紅,橙,黃,綠,青,藍(lán),紫的邊續(xù)光譜色,寶石中的致色元素(主要元素或者雜質(zhì)離子)對光譜中特定的位置產(chǎn)生吸收,由此形成不同的吸收譜線或譜帶。檢測某些人工處理的寶石,尤其是對具有典型光譜的寶石種類,可以用來確定寶石的名稱。利用分光鏡觀察寶石的殘余色時(shí),某些致色元素吸收了特定波長的光而產(chǎn)生的光譜間斷,在可見光譜中出現(xiàn)的垂直黑帶(吸收帶)或垂直黑線(吸收線),根據(jù)吸收帶或吸收線的位置和寬度,可以幫助確定寶石的致色元素,有助于區(qū)分寶石和了解寶石的致色成因。工作原理:1.利用色散元件(三棱鏡或光柵)便可將白光分解成不同波長的單色光,且構(gòu)成連續(xù)的可見光譜。2.寶石中所含的各種色素離子(過渡族元素、某些稀士元素、放射性元素),對可見光光譜具有不同程度的選擇性吸收。
3.寶石的光譜中的吸收帶、吸收線都具有固定的吸收位置,這一特點(diǎn)可用來鑒定寶石品種,幫助指出寶石致色的原因。分光鏡類型,結(jié)構(gòu),特點(diǎn)可見光光譜:400nm-700nm紅光:700-630nm橙光:630-590nm黃光:590-550nm綠光:550-490nm藍(lán)光:490-440nm紫光:440-400nm根據(jù)分光鏡所利用的色散元件不同,分為棱鏡式和光柵式。
1.棱鏡式分光鏡:特點(diǎn):光譜的藍(lán)紫區(qū)相對擴(kuò)寬,紅光區(qū)相對壓縮;透光性好,可產(chǎn)生一段明亮光譜;紅光區(qū)分辮率要比藍(lán)光區(qū)差。2.光柵式分光鏡:特點(diǎn):所產(chǎn)生光譜各色區(qū)大致相等;紅光區(qū)分辮率比棱鏡式要高;透光性差,需要強(qiáng)光源照明。注意事項(xiàng)光源的類型及光源的強(qiáng)度樣品的大小,形狀和琢形樣品的透明度及顏色的濃度寶石過熱譜線變現(xiàn)不清晰注意寶石是否拼合石適用范圍分光鏡主要適用于有色寶石,無色寶石除鋯石、鉆石、頑火輝石外無明顯的吸收光譜。鑒定中僅適用于具有典型光譜的寶石。顯典型光譜的寶石,可作為診斷性鑒定特征操作方法及步驟
1.透射法:適用于透明到半透明的寶石。擦凈寶石,將寶石置入冷光源上方,使光透過寶石將分光鏡對準(zhǔn)透過寶石光源部分進(jìn)行觀察調(diào)整分光鏡角度(或狹縫)、焦距直至看清光譜為止2.內(nèi)反射法:適用于顏色淺、顆粒小的透明寶石。擦凈寶石,將光線從寶石斜上方的某一位置射入,并使之從寶石的另一側(cè)面反射出來將分光鏡直接對準(zhǔn)反射光調(diào)整分光鏡角度(狹縫或焦距),直至看清光譜為止3.表面反射法:適用于不透明或透明度差的寶石。擦凈寶石,使光線從樣品表面反射出來將分光鏡對準(zhǔn)反射出來的光線調(diào)整分光鏡角度(狹縫或焦距),直到看清光譜為止主要用途及局限性1.可幫助確定具有典型光譜的寶石名稱。如:鋯石653.5nm典型吸收線具有鑒定意義;鉆石415.5nm典型吸收線具有鑒定意義
2.幫助區(qū)分某些天然寶石及合成寶石。如:天然藍(lán)色尖晶石顯復(fù)雜的鐵譜;合成藍(lán)色尖晶石顯典型的鈷譜
3幫助區(qū)分某些天然寶石及人工處理寶石。如:天然綠色翡翠紅光區(qū)630-690nm處顯三條階梯狀吸收譜;染色翡翠(人工處理)紅光區(qū)顯模糊吸收帶
4幫助區(qū)分某些寶石及仿寶石。如:紅寶石顯鉻譜、紅玻璃顯稀土譜;祖母綠顯鉻譜、綠色釔鋁榴石顯稀土譜
5幫助確定寶石中的致色離子。如:紅寶石顯鉻譜、橄欖石顯鐵譜、合成藍(lán)色尖晶石顯鈷譜、鋯石顯稀土譜
6不能區(qū)分某些天然寶石及合成寶石。如:天然紅寶石及合成紅寶石具有相似的光譜
7觀察光譜時(shí)需要強(qiáng)光照明九、寶石加工款式:刻面寶石(多面形琢型):由許多具有一定規(guī)則排列的平坦的拋光刻面組成的寶石。其琢型有許多種,典型的琢型有明亮琢形(圓多面形琢形),祖母綠琢形,玫瑰花琢形,剪刀琢形,公主方琢形。分類:圓多面形琢型,花式琢型花式琢型包括:(除圓型以外):多面形(心型,橢圓,梨形,橄欖形)階梯形(祖母綠,正方形,長方形,三角形,梯形,風(fēng)箏)現(xiàn)代新款:Barion琢型,皇妃琢形非刻面寶石:所有具有弧形彎曲的拋光表面的寶石隨形寶石:僅依原石形狀進(jìn)行拋磨,而形成不規(guī)則的弧形表面浮雕:雕刻的圖案稍高出雕刻品的表面(水晶,瑪瑙,貝殼)凹雕:雕刻的圖案稍低出雕刻品的表面(圖章石,雞血石,壽山石)弧面寶石:或稱素面,凸面,蛋面等,由經(jīng)拋磨的規(guī)則弧形拱底的底面組成,底面可以是平坦或彎曲的拋光或未拋光者按側(cè)面形態(tài)分:單凸形:又分為高,中,低凸形,高度及底面寬度之比分別為1:1或稍大輪廓分適宜于作非刻面形寶石的包括:含有較多包裹體的透明寶石,不利于發(fā)揮其刻面的光學(xué)優(yōu)勢,如火彩,亮度等(石榴石,紅藍(lán)寶石)不透明或半透明寶石,常為多晶質(zhì)集合體(孔雀石,綠松石,青金石,玉髓,翡翠,軟玉)具有特殊光學(xué)效應(yīng)(星光,貓眼,變彩,暈彩,月光或日光效應(yīng))的寶石硬度較?。℉<5)的寶石,如果加工成刻面形則較易磨損設(shè)計(jì)及審美意識的需求:求新求異刻面寶石款式玫瑰花琢形:單玫瑰花,雙玫瑰花琢形。特點(diǎn):三角形小面均勻覆蓋整個(gè)寶石,因石造型,成品率高,閃爍效果好,但色散不理想看圖明亮琢形(圓多面琢形)IDC標(biāo)準(zhǔn):臺面%冠高%亭深%冠角°亭角°56-6611-1541-4531-3739.4-42.1該琢形的意義:充分體現(xiàn)鉆石的高色散,高亮度的特點(diǎn)及良好的閃爍效果充分利用八面體原石和菱形十二面體原石,成品率高,多用于名貴寶石符合思維及審美習(xí)慣,琢形演變歷史體現(xiàn)審美情趣的要求可減輕輕微瑕疵及不均勻顏色對外觀的影響階梯琢形(祖母綠琢形,陷阱琢形)有系列相互平行的邊棱和刻面組成,若臺面為長方形,且四個(gè)角頂被截去而外觀呈人角形,被稱為祖母綠琢形。祖母綠琢形:祖母綠脆性高,去掉角頂后避免破碎充分體現(xiàn)其綠色,亭部較深可以改變較淡祖母綠的顏色外觀局限性:亮度和火彩稍低十、寶石各論:鉆石:成分:碳,常含雜質(zhì)元素,主要為氮和硼等軸晶系常呈八面體、立方體、菱形十二面體和變形立方體產(chǎn)出,晶體常被扭曲和圓化。常見八面體雙晶(三角薄皮雙晶)八面體上可見三角形凹坑(倒三角)和三角座(正三角)。四面體極其罕見;單形多,聚形少。三角薄片雙晶的標(biāo)志為魚骨紋。八面體完全解理(四個(gè)解理)沿著結(jié)晶學(xué)破面H:10不同方向有所變化,其中八面體面>立方體面無色鉆石>彩色鉆石SG:3.52(相對密度)RI:2.417單折射(負(fù)讀數(shù))金剛光澤色散(火彩):0.044顏色:無色系列:無-黃(褐,灰)彩色系列:紅,粉,黃,綠,藍(lán)發(fā)光性:紫外光-顏色和強(qiáng)度可變,顏色可為藍(lán)白,綠,黃,紅等。LW>SW,有時(shí)還有磷光。X射線:發(fā)淺藍(lán)白色熒光吸收光譜:無-淺黃色(紫區(qū)415.5nm吸收線)褐或綠(一般是504nm吸收線,有時(shí)候可同時(shí)具有415nm和504nm吸收線)內(nèi)含物:固相包體:礦物晶體金剛石、石榴石、透輝石、鋯石、碳質(zhì)包體等;其他包體:云狀物、初始解理或羽狀紋;在電子顯微鏡下可見液態(tài)和氣態(tài)包體。特性:化學(xué)穩(wěn)定性,耐酸,耐堿,熔點(diǎn)高;電的良好絕緣體,除藍(lán)色鉆石外(半導(dǎo)體);高的熱導(dǎo)率,是銅的100倍(可用熱導(dǎo)儀及其他寶石相區(qū)分)圓鉆有58個(gè)面(1個(gè)臺面,8個(gè)星,8個(gè)冠,16個(gè)上腰)(8個(gè)亭部,16個(gè)下腰)形成于地幔中,在地幔深處高溫,高壓,還原的環(huán)境下,長期穩(wěn)定的環(huán)境中緩慢形成,并被巖漿作用帶到地表主要產(chǎn)于2種產(chǎn)礦:原生礦,次生礦(150-200公里的地深,1300-1800℃10萬大氣壓)產(chǎn)出國:澳大利亞,扎伊爾,博茨瓦納,蘇聯(lián),南非開采:原生礦開采(露天開采,地下開采)次生礦開采(河流砂礦開采,濱淺海沖積砂礦)鉆石的相似寶石:CZ,莫依桑石(碳化硅,其特性及鉆石更加相仿)鉆石的人工改善(激光處理,玻璃充填,輻照處理,高溫高壓處理)鉆石的品質(zhì)評價(jià):4C(color,clarity,cut,carat)金綠寶石鈹鋁氧化物斜方晶系習(xí)性:板狀或扁平狀,常有條紋,常見假六方的雙晶(三連晶),具凹角不完全到中等的柱面解理H:8.5SG:3.72RI:1.74-1.75DR:0.009光性:二軸晶正光性(B+)色散:低玻璃光澤多色性:中等,優(yōu)質(zhì)變石具強(qiáng)多色性,暗褐色金綠寶石顯強(qiáng)多色性品種:有普通的金綠寶石,貓眼,變石,變石貓眼等產(chǎn)出:主要產(chǎn)出偉晶巖,變質(zhì)巖及砂礦普通金綠寶石顏色:由鐵致色,因鐵含量不同,顏色深淺有差別,有時(shí)可見雙色有縱紋包裹體:雙晶紋,階梯狀雙晶面和兩相包體因鐵無熒光吸收光譜:紫區(qū)444nm強(qiáng)吸收寬帶產(chǎn)地:SriLanka,Brazil,Burma,Zimbabwe,Madagascar加工:常采用混合琢形質(zhì)量評價(jià):顏色,凈度,切工,透明度,高透明度的綠色金綠寶石受歡迎相似寶石:天然寶石:藍(lán)寶石,鈣鋁榴石,尖晶石人工寶石:合成藍(lán)寶,合成尖晶石鑒定依據(jù):光性,RI,DR,吸收光譜內(nèi)部包體特征貓眼:具貓眼效應(yīng)的金綠寶石品種顏色:淡黃色,蜜黃色,綠褐色,最后的顏色為蜜黃色;依次為黃綠,褐綠,黃褐,褐色;在日光下,貓眼呈現(xiàn)一種“乳白,蜜黃狀”的顏色。半透明最好無熒光444nm的鐵致色的吸收窄帶包裹體:含大量平行排列的極細(xì)的針狀空管絲狀包體加工:弧面型,底部平行于包裹體的排列方向處理:據(jù)說輻照后能成紅褐色產(chǎn)地:SriLanka,Brazil,Burma,India,Zimbabwe質(zhì)量評價(jià):顏色:蜜黃色最好,太淺貓眼效應(yīng)弱。光線:光帶居中,平直,閃光強(qiáng)為最好。透明:半透明。質(zhì)量:越大越好變石:含微量鉻的金綠寶石顏色:具變色效應(yīng),最好的品種在鎢絲燈下為暗紫紅色吸收光譜:由鉻致色,紅區(qū)683,680nm的吸收雙線,黃區(qū)為580nm為中心的吸收帶,藍(lán)區(qū)470nm吸收線,紫區(qū)全吸收多色性:具強(qiáng)多色性,日光下多色性顏色為紅色,橙色,綠色弱紅色熒光產(chǎn)地:Brazil,SriLanka,SovietUnion質(zhì)量評價(jià):主要依據(jù)顏色和變色效應(yīng)的明顯程度,白天顏色好壞依次為(翠綠,綠,淡綠)晚上(紅,紫,淡粉色)變色效應(yīng)的5個(gè)寶石(石榴石,藍(lán)寶,尖晶石,瑩石,變石)變石貓眼—具有變色效應(yīng)又有貓眼效應(yīng)(產(chǎn)地:SriLanka)剛玉:成分:Al2O3常含有微量元素CR,Fe,Mn,Ti等,其中紅寶石常含Cr。藍(lán)寶石常含F(xiàn)e,Ti等三方晶系接近習(xí)性:常呈柱狀,板狀,錐狀,桶狀外觀或呈水蝕卵石狀。常見單形有(六方柱,六方雙錐,三方雙錐,菱面體,平行雙面)柱面上可見雙晶紋,可見三角形生長標(biāo)志和六方生長環(huán)帶。(紅寶石常以板狀習(xí)性產(chǎn)出)(藍(lán)寶石常以長而陡的雙錐狀或桶狀產(chǎn)出)無解理,但發(fā)育一組菱面體和底面的裂開(4個(gè)方向)H:9SG:4RI:1.76~1.78DR:0.008光性:一軸晶負(fù)光性(U-)玻璃—亞金剛光澤色散:低,0.018透明—半透明特殊光學(xué)效應(yīng):貓眼,星光效應(yīng)加工:一般為刻面形,有特殊光學(xué)效應(yīng)則為弧面形紅寶石顏色:亮紅色(鴿血紅)還有紫紅,橙紅或褐紅色吸收光譜:由鉻致色,紅區(qū)694,692nm吸收雙線,668,659nm吸收線,黃綠區(qū)以550nm為中心吸收帶,藍(lán)區(qū)476,475,468nm吸收線,紫區(qū)全吸收多色性:強(qiáng),紫紅,深紅和橙紅色發(fā)光性:紫外熒光(暗紅-紅色,同一樣品長波大于短波)濾色鏡(紅色熒光)產(chǎn)地:Burma,Vietnam,Pakistan,Afghanistan,Cambodia,SriLanka,坦桑尼亞產(chǎn)出:大部分產(chǎn)于變質(zhì)巖和砂礦中,具有商業(yè)價(jià)值的紅寶石主要產(chǎn)于沖積寶石礫礦床包裹體:固態(tài)(礦物晶體)質(zhì)量評價(jià):(顏色:以鴿血紅最好,正紅,桃紅,紫紅)(透明度:越透明越好,星光紅包半透明最好)藍(lán)寶石顏色:指除紅色剛玉以外的所有其他的剛玉品種。一般說藍(lán)寶石專指藍(lán)色品種,所有其他的Sapphire都以顏色來描述(綠色藍(lán)寶石,黃色藍(lán)寶石)吸收光譜:鐵+鈦致色(藍(lán)色:由藍(lán)區(qū)一組譜帶組成450,460,470nm)(黃色,綠色:發(fā)育450nm吸收帶)多色性:除黃色藍(lán)寶石外,其他品種具有多色性(藍(lán)色:藍(lán)/綠或藍(lán)綠,淺藍(lán))(綠色:綠/藍(lán)綠)無熒光發(fā)光性:惰性。但斯里蘭卡的藍(lán)色,無色,金黃色在長波下可有杏黃色或橙黃色熒光產(chǎn)地:SriLanka,Austria,科扎米爾,Burma,Thailand,Cambodia,USA產(chǎn)出:變質(zhì)巖,偉晶巖,玄武巖,砂礦質(zhì)量評價(jià):顏色-以矢車菊為最好,其次為藍(lán),深藍(lán),綠藍(lán)剛玉的人工改善:紅寶石:熱處理,表面擴(kuò)散處理,體擴(kuò)散(鈹擴(kuò)散)輻射處理藍(lán)寶石:熱處理,表面擴(kuò)散,染色處理,玻璃充填綠柱石族成分:鈹鋁的硅酸鹽Be3Al2(Sio3)6常含有Cr,V,F(xiàn)e,Cs,Ti六方晶系習(xí)性:柱狀習(xí)性,常見單形為六方柱,六方雙錐和平行面。晶面有縱紋,在不同的晶面上發(fā)育不同形態(tài)的蝕痕不完全的底面解理,祖母綠性脆H:7-7.5SG:2.7-2.9RI:1.56~1.59DR:0.004~0.009光性:非均質(zhì)體,一軸晶負(fù)光性(U-)玻璃光澤光學(xué)效應(yīng):貓眼多見于海藍(lán)寶石,金綠柱石祖母綠。星光多見于和涉,黑色綠柱石祖母綠習(xí)性:六方柱,具軸晶終端致色原因和吸收光譜:(致色原因:因微量的鉻(Cr)致色,也可能部分由釩(V)致色)(吸收光譜:為典型的鉻譜,紅區(qū)3條吸收線(683,680,637nm)黃綠區(qū)微弱的普遍吸收(630-580nm)藍(lán)區(qū)吸收線(477nm)紫區(qū)全吸收發(fā)光
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