宝玉石鉴定特征ppt课件

宝石的基本特性,宝石的光学性质,1,宝石的光学性质,一、宝石的颜色二、宝石的光泽和透明度三、宝石的折射率和色散四、宝石的多色性五、宝石的发光性六、宝石的特殊光学效应,2,光与宝石关系示意图,3,一、宝石的颜色,研究意义：宝石颜色是评价宝石质量和价值的重要依据；不少宝石的特有颜色可作为重要鉴定特征；了解宝石颜色的致色原因，对宝石的合成、改色、鉴别等工作都一定的指导意义。,4,1、颜色的本质,颜色是具有一定波长的电磁波。一定波长的可见光，会呈现一定的颜色。在整个电磁波谱中，能引起人眼视觉的可见光只是一小部分，一般取400700nm波长作为可见光的范围（实际范围可达380780nm）。,5,单色光的波长由长到短，对应的颜色感觉由红到紫。,6,日常见到的自然光，就是由以上几种色光混合而成的白光。将各种色光的颜色排成扇形圆环图，任意一对对角扇形区两种颜色的色光，都可以适当比例混合成为白光，这两种颜色称为互补色。,红,橙,黄,黄绿,绿,蓝,靛,紫,7,宝石颜色是宝石对不同波长的可见光选择性吸收的结果。当可见光（白光）照射宝石时：如果宝石选择吸收了某些波长的色光，则宝石呈透射或反射色光的混合色，相当于被吸收色光的补色或补色的混合色；如果宝石普遍均匀的吸收所有色光，则宝石随吸收程度不同而呈黑、灰或白色；如果所有的色光都有通过宝石，则宝石呈无色透明。,宝石的颜色,白光,8,二、宝石的透明度和光泽,（一）宝石的透明度（二）宝石的光泽,9,（一）宝石的透明度,透明度：指宝石充许可见光透过的程度。有关因素：宝石晶体的透明度与其化学成分和结构有关。金属晶格内部存在较多自由电子，电子跃迁会吸收大量光波，透过光少，故透明度低或不透明如赤铁矿；原子晶格和离子晶格内不存在自由电子或较少，则对光波的吸收少，透明度较高，如钻石具典型的原子晶格。,10,与宝石中的杂质、包裹体、裂隙、厚度和自身颜色，以及表面是否光滑等因素有关。玉石的透明度与组成矿物的透明度和颗粒结合方式有关。组成矿物的粒度越不均匀、排列越杂乱、颗粒边缘越不平直，则内部颗粒之间的界面对光线的折射、散射越强，透明度越低。即使主要由透明矿物组成的玉石也常可表现出较低的透明度。,11,宝石透明度分级,宝石的透明度通常是对加工成一定规格大小的成品而言。分级标准（五级）：（1）透明：可充分透光，隔着宝石可清晰透视另一侧物体，如优质钻石、水晶等；（2）半透明：可较好地透光，可透视物体，但不清淅，如电气石、月光石等；（3）亚透明：可较差地透过部分可见光，不能透视物体，如优质翡翠、软玉、岫玉、玉髓等；（4）半亚透明：透光很少，或光线只能透过宝石薄片，如玛瑙、黑曜岩、天河石等；（5）不透明：基本不能透过可见光，即使磨成薄片也不透明，如青金石、孔雀石等。目前珠宝界对透明度级别的划分逐渐趋于三分法，即划分为透明、半透明、不透明三个级别。,12,（二）宝石的光泽,光泽：指宝石表面对可见光的反射能力。但对透明度很高的宝石来说，其光泽应是反射光量（主要）和透射光量（次要）的总和。宝石光泽的强弱取决于宝石的折射率（N）、吸收系数（K）、反射率（R）。此外，宝石的抛光质量、表面平整程度、集合体的结合方式（如石英岩和虎睛石）等因素也会影响宝石光泽强弱。,13,宝石光泽分级,根据折射率（N），分为：金属光泽N3赤铁矿半金属光泽N=2.63.0金红石金刚光泽N=2.02.6金刚石半金刚光泽N=1.92.0锆石强玻璃光泽N=1.71.9金绿宝石、钙铝榴石玻璃光泽N=1.541.70尖晶石、电气石、水晶半玻璃光泽N=1.211.54欧泊、萤石,14,金刚光泽,金属光泽,玻璃光泽,15,油脂光泽：由于极微细的粗糙表面（抛光面或断面）使光线漫反射而显示油脂般的反光现象。如软玉、蛇纹石玉、石英断口等。,蜡状光泽：由隐晶质块体或微细颗粒表面对光线漫反射而呈现出蜡状反光现象，较油脂光泽弱。如绿松石、玉髓等。,宝石的特殊光泽,16,树脂光泽：由于质软或折射率低，呈现出如同树脂般的微弱反光现象。如琥珀、塑料等。,丝绢光泽：由于具有纤维状结构或构造，各纤维的反射光相互影响而呈现出丝绢般的反光现象。如木变石、纤维石膏等。,17,珍珠光泽：为珍珠特有的光泽，因具有细微的同心层状结构，对光层层反射干涉而呈现出朦胧的晕色光泽。其它某些具有细微平行层面结构的宝石材料有时也可出见类似的光泽，如月长石等。,沥青光泽（煤玉）和土状光泽（劣质绿松石）,18,三、宝石的折射率和色散,（一）折射率（二）双折射率（三）色散,19,（一）折射率,折射率是宝石的一种稳定光常数，各种宝石都有其固定的折射率值，故是鉴定宝石的重要依据。例如：钻石2.42红宝石1.7621.770黄玉1.6191.627水晶1.5441.553,20,（二）双折射率,均质体宝石：光学上各向同性，等轴晶系、非晶质体。单折射，只有1个折射率值N。非均质体宝石：光学上各向异性的介质，除等轴晶系外的其它六个晶系。双折射，有多个折射率值：,21,双折射率很大的宝石材料，可呈见出明显的双影现象，如冰洲石(0.172)、金红石(0.287)、锆石(0.059)等。,双折射率也是鉴定宝石的光学数据。双折射双影现象及其明显程度可作为肉眼鉴别非均质体宝石的标志。,22,（三）色散,1、光的色散：指白光被分解为单色光而形成七色光谱现象。棱镜分光原理图解：,白光,色散光,波长越长(红光)，折射率(n)越小，而折射角(r)越大;波长越短(紫光)，折射率(n)越大，而折射角(r)越小。,23,白光,色散光(火彩),2、宝石的色散：当白光通过加工成特定琢型的刻面型宝石后，也会发生色散现象。俗称“出火”、“火彩”。,24,色散值：指一定波长的紫光(430.8nm)和一定波长的红光(686.7nm)，在晶体中产生的折射率之差。例如：钻石NG=2.451NB=2.407色散值=0.044影响宝石色散现象（火彩）的因素：宝石本身必须具备足够大的色散值。一般色散值在0.03以上的透明无色或浅色宝石都可产生明显的色散现象。宝石刻面的切磨比例和角度。只有刻面比例和角度（冠角、亭角）合适，才能产生较好的色散现象。体色和净度。,25,四、宝石的多色性,多色性：有色宝石晶体，在光的透射照明下，不同方向呈现不同颜色的现象。产生原因：晶体内不同方向上晶格结构存在差异，除造成折射率不同外，同时对光波的吸收不同，而呈现不同的颜色。均质体宝石：各向同性，不具有多色性。非均质体宝石：各向异性，对光波有吸收差别，可具多色性。二色性四方、三方、六方晶系宝石；三色性斜方、单斜、三斜晶系宝石。多色性特征是鉴定宝石的重要依据之一。,26,宝石矿物多色性示例,黝帘石光性方位与多色性,蓝宝石光性方位与多色性,27,五、宝石的发光性,发光性：指宝石在外加能量（可见光、紫外线、X射线）的激发作用下，能发出可见光的性质。,发光性分两种：荧光在外激发光的能量停止作用时，发光也随即停止。磷光在外激发光的能量停止作用后，发光还能继续一段时间。,28,夜明珠（萤石）,29,发光性影响因素：与宝石本身的化学成分有关，主要是过渡元素、特别是稀土元素的种类和数量有关；与外来杂质、幅照环境条件等因素有关。发光性鉴定意义：有些宝石的发光性特征较稳定，有时可作为有效鉴别依据；有些宝石的发光性特征变化很大，不能作为可靠的鉴定依据。,30,六、宝石的特殊光学效应,指宝石外表出现的一些特殊的光学现象。主要有以下几种：猫眼效应星光效应变彩效应变色效应月光效应晕彩效应砂金效应,31,1、猫眼效应,指某些宝石加工成弧面型后，在其弧形表面可以呈现出一条明亮的光带，并且对着光带转动宝石时，光带也随之平行移动的光学现象。,32,宝石中具有呈一个方向密集排列的针状、纤维状矿物包体或管状气-液包体等；切磨宝石的底面平行于包体组成的平面；必须切磨抛光成弧面型，其长轴方向垂直于包体延伸方向。具备上述三条件的宝石，在光照下，弧面迎光部位的各纤维或针、管状包体的反光点连在一起，就构成一条明亮光带。当转动宝石时，光带随着迎光部位的改变而移动。,形成猫眼效应必须具备三个条件,33,品种：金绿宝石、绿柱石、电气石、磷灰石、木变石、绿帘石、顽火辉石、方柱石、锂辉石、透辉石、黝帘石、透闪石、普通辉石、硅灰石、红柱石、矽线石、石英等。共有20多种，以金绿宝石出现的猫眼效应最好。金绿宝石猫眼石，可简称“猫眼”、“猫眼石”。其它具猫眼效应宝石，“该宝石名+猫眼（石）”。如“海蓝宝石猫眼（石）”。,34,名称：,金绿宝石猫眼,布伦希尔德皇冠/手环，这颗猫眼祖母绿30克拉，眼线正中且张合灵活。,35,2、星光效应,定义：某些宝石当加工成弧面型后，在其弧形表面可以呈现出多条相互交叉的光带，构成四射、六射或十二射的放射状星光图案的光学现象。,36,原理：宝石中含有沿着二个、三个或六个几何方向排列的针状矿物包体、或管状气-液包体，当平行这些包体的交织展布面（C轴）切磨原料加工成弧面型，各方向包体对光反射产生的光带相互交叉，就构成星状图案。,37,品种：星光红宝石和星光蓝宝石（六射、十二射）、星光芙蓉石（六射）、星光绿柱石（六射）、星光铁铝榴石（四射）、星光尖晶石（四射）、星光透辉石（四射）、星光顽火辉石（四射）、星光透闪石（四射）、星光堇青石（四射）等。有10多种，最漂亮的是星光红宝石、星光蓝宝石。,38,十二射星光蓝宝石,星光芙蓉石,星光石榴石,四射星光透辉石,39,3、变色效应,定义：指某些宝石，能在日光和灯光照射下呈现出同的颜色的光学现象。变色现象最早发现于含铬的金绿宝石（变石），它在日光下呈绿-蓝绿色，在灯光下呈红-紫红色。,40,原理：与宝石中的化学成分（Cr3+、V3+)有关。变石：含微量Cr3+,使它对绿光透射最强，对红光透射次之，对其它光波强烈吸收。因此，在日光照射下，由于光源中绿光成分相对较多，变石透过绿光多而呈绿色；在白炽灯、烛、油灯光照射下，由于光源中红光成分多，变石透过红光多而呈红色。,寶石的光學性質,41,品种：变石（含铬金绿宝石）。其它少数含铬或钒的镁铝榴石和锰铝榴石、哥伦比亚含钒蓝宝石、东非含钒电气石等。命名：变色宝石名称。合成变色蓝宝石、合成变色尖晶石、合成变色立方氧化锆等。命名：合成变色宝石名称。,42,4、变彩效应,变彩：主要指欧泊（贵蛋白石）所特有的晕彩。可定义为“光从欧泊所特有的结构反射时，由于干涉或衍射作用产生的一系列颜色变化现象”。特点：在同一宝石表面呈现出多种光谱色，呈不规则的各种彩片分布，色彩随着转动宝石而变幻。,43,5、月光效应,定义：指在加工成弧面型的月光石表面所呈现的淡蓝-乳白色晕彩，如同朦胧的月光。,44,6、砂金效应,定义：指宝石中的细小包体对光呈星点状反射的光学现象。尤如水中的砂金一样。,原因：含有许多细小不透明的片状矿物包体，如云母、赤铁矿等,45,品种：日光石含赤铁矿、针铁矿包体的斜长石。砂金石含云母、氧化铁细片的黄或红褐色石英岩。东陵石含铬云母片的绿色石英岩。金星石一种掺入有铜粉颗粒的人造玻璃。,46,宝石的琢型,根据宝石的外部特征，将宝石的琢型划分为刻面型、弧面型、珠型、奇异型、雕件等。,47,刻面型又称棱面型、翻光面型和小面型。其特点是宝石由许多小刻面按一定规律排列组合构成，呈规则的几何多面体。,48,弧面型也称凸面型或素面型，其特点是宝石的顶部琢磨面为弧面，常用于琢磨半透明到不透明的有色宝石。如玉髓、绿松石、软玉、