宝石学概论 第4讲 祖母绿.doc

中国首饰网：中国首饰论坛：数据库：第3章绿柱石类宝石3.1 概述绿柱石类宝石是指以矿物绿柱石为原料的一类宝石的总称，由于绿柱石的形成条件不同，致使其中所含的致色离子不同而呈现不同的颜色，因而形成不同的宝石种。常见有以下几个亚类:（1）绿柱石含致色离子Cr者，其颜色呈翠绿色，称祖母绿(Emerald)；（2）绿柱石含致色离子Fe者，其颜色呈天蓝色或海蓝色，称海蓝宝石(Aquamarine)；（3）绿柱石含致色离子Cs、Li和Mn者，其颜色呈玫瑰红色，称铯绿柱石(Morganite)，其英文名称来源于美国宝石爱好者(J.P.Morgan)的名字； （4）绿柱石含Fe并呈金黄色、淡柠檬黄色者，称金色绿柱石(Heliiedor)，其英文名称来源于希腊语的“太阳”。（5）绿柱石含Ti和Fe者，呈暗褐色，称暗褐色绿柱石(Dark Brown Beryl)。3.2 基本性质3.2.1 结晶学性质（1）晶系：六方晶系；（2）结晶习性：晶体呈六方柱状（图2-3-1），主要由六方柱、六方双锥和平行双面等单形组成。图2-3-1绿柱石的晶体（3）表面特征：表面常见横纹，轴面上可见六方形蚀痕，柱面上可见长方形蚀痕。3.2.2 化学成分绿柱石为铍铝硅酸盐，化学分子式为Be3Al2(Si3)6。不同种类宝石可含有铬、铁、锂、锰、钒、铁等微量元素，并因此形成不同的宝石种。3.2.3 物理性质1、光学特征 （1）颜色：颜色变化大，常为绿色、蓝色、黄色、黑色、红色和无色等。并由此决定品种；（2）光泽：一般为玻璃光泽；（3）透明度：透度-不透明。（4）折射率:1.561.59，取决于品种。（5）双折射率:0.0040.009，取决于宝石种。（6）光性:一轴晶，负光性。（7）色散:色散低(0.014)。（8）多色性:明显，取决于品种，见下表(表1-3-1)。表1-3-1绿柱色类宝石的颜色及多色性特征表品 种颜 色多 色 性祖母绿(Emerald)翠绿色、绿色蓝绿和黄绿色海蓝宝石(Aquamarine)海蓝色、天蓝色蓝色和无色铯绿柱石(Morganite)玫瑰红色粉红和蓝粉红色金色绿柱石(Heliodor)金黄色多变暗褐色绿柱石(Dark Brown Beryl)暗褐色无 （9）吸收光谱：祖母绿具有典型的吸收光谱，在红区683nm、680nm和637nm处显清晰的谱线，从630nm-680nm有一微弱的普遍吸收，在蓝区477nm处有一弱线。海蓝宝石是由铁致色的，吸收光谱不太明显。在紫区427nm处有一稍宽的带，蓝紫区456nm处有一弱线。有时浅绿色的海蓝宝石在537nm处显示一条谱线。 10、光学效应：绿柱石类宝石可显星光和猫眼效应。2、力学特征（1）解理:不完全，与晶体底面平行。（2）断口:贝壳状。（3）硬度:7.257.75，祖母绿性脆。（4）密度:2.72.9g/cm3，具体取决于宝石种。3.3.4 包裹体绿柱石类宝石内部含有十分丰富的包裹体，而且不同宝石种，以及不同产地的同一宝石种包裹体具有明显的区别。如哥伦比亚产祖母绿具典型的三相包裹体，俄罗斯产祖母绿具竹节状阳起石包裹体，印度产祖母绿具逗号状包裹体。而海蓝宝石和其它绿柱石品种则具有典型的雨状包裹体。包裹体是鉴别绿柱石宝石品种、产地等最重要的依据。3.3矿床成因及产地3.3.1 矿床成因由于绿柱石的铍元素主要分布于岩浆成因的I型花岗岩中，因此，过去人们多认为绿柱石矿物的形成主要与这类花岗岩直接或间接相关，实际的情况也大致如此。至今的研究发现，多数绿柱石是产于岩枝状的花岗岩中，这种岩枝状岩体是岩浆活动晚期的气液充填围岩的裂隙形成的，由于有充分的结晶时间因而结晶单晶体都很大，地质上称它们为伟晶岩，这意味着在其中的矿物晶体都具有很大的尺寸。但这些巨大晶体被石英、长石等包裹着，并由于各种原因而使之成为连绵的碎片，很少具有能作为宝石的清洁区，然而，若在伟晶岩中存在气体空隙，或矿袋时，在它们里面形成的绿柱石晶体可以成为透明的和少瑕疵的，从而使之具备了作为宝石的质量。世界各地有着无法计数的花岗岩分布区，但仅在巴西、阿根廷、阿富汗、非洲、印度、马达加斯加、中国和美国等国家的少数伟晶岩中才有绿柱石矿化。同时，尽管已从这些成矿区开采了数以千吨的伟晶岩型绿柱石矿物，但其中能作为宝石用的却比较稀少。因此绿柱石类宝石比较稀罕，并且随着接近地表的伟晶岩体逐渐被采完，这种宝石将更为罕见。漂亮的绿柱石晶体(尤其是海蓝宝石和金色绿柱石)亦产于脉络状岩体内，这种岩体不能列为伟晶岩。有时这些矿脉是沿着围岩裂隙形成的，形成的是地质上被称为云英岩(Greisens)的岩体，在俄罗斯、乌克兰和蒙古等地区，都从这种岩体中发现有美丽而透明的宝石级海蓝宝石和金色绿柱石。如上所说，目前为止发现的绿柱石类宝石的确大多数与伟晶岩有关。但过去的采矿实践证明，绿柱石类宝石的骄子祖母绿却很少与伟晶岩有关。祖母绿晶体常产于富铁基性岩和酸性岩之间接触带的扁平沉积岩体或扁透镜状矿体中。接触带上的热和压力将原来存在的矿物转化成处于变质过程中的新矿物品种，例如，存在于伟晶岩和扁平沉积岩中的绿柱石被分解，并在变质作用之下，它的成分进入云母片岩中。在那里重新结晶时，如果母岩中同时还存在微量的铬或钒，绿柱石就形成为祖母绿，即是说，在片岩型的祖母绿里，铍的矿化是由一侧的原生花岗岩岩浆提供的，而它的致色元素则归因于接触带另一侧的基性岩。片岩型矿床形成的祖母绿只能是小块的，且形态不佳，较破裂，并充满包裹体。祖母绿矿床最重要的类型是哥伦比亚型，其矿床形因十分特别。和别的矿床类型相比，哥伦比亚型祖母绿是在较低温度和压力条件下形成的。这种矿床是由方解石渗入到充满灰岩和页岩的断裂带形成的，这种方解石通常呈灰白色并共生有黄铁矿、石英、钠长石、祖母绿和其它矿物。这种矿化作用，似乎可归为某种花岗岩浆源，但至今尚未得到证实。因此，可以说，这种矿床的成因还没有弄清楚。另外还有产自流纹岩中的绿色绿柱石，它发现于美国犹他州，后来在新墨西哥也有发现，还有产在与富铁超基性岩结合的白云石大理岩中的绿柱石。总之，绿柱石类宝石的成因尚是一个远非搞清楚的问题。3.3.2 产地 世界上最优质的祖母绿产自哥伦比亚，一般认为穆佐矿山的祖母绿品质最佳，契沃尔、科斯凯斯特矿山居次。除哥伦比亚外，祖母绿的产地还有俄罗斯的乌拉尔山、津巴布韦的桑达瓦纳、印度的拉贾斯坦邦以及巴西、赞比亚、奥地利、澳大利亚、南非、坦桑尼亚、挪威、美国、巴基斯坦等。我们在20世纪90年代在云南文山州找到了祖母绿矿床，但宝石学价值并不大。世界上优质的海蓝宝石主要产自巴西，占世界海蓝宝石产量的70%以上，迄今为止世界上最大的重达110.5kg的海蓝宝石晶体就产于巴西。俄罗斯的乌拉尔山也是优质海蓝宝石的重要供应地。此外，海蓝宝石的产地还有中国、美国、缅甸、西南非、津巴布韦、印度等。除祖母绿和海蓝宝石外的其它绿柱石宝石在世界许多国家均有分布，但主要产地有：巴西、马达加斯加、纳米比亚、美国、中国等。3.4 主要宝石品种3.4.1 祖母绿祖母绿（Emerald）的历史和其它许多珍贵宝石一样，久远而富有传奇色彩。传说耶酥最后晚餐时所用的圣杯就是用祖母绿雕制成的。圣经中也提到了祖母绿，其Soloman歌称：“耶路撒冷的妇儿们，这是我的所爱，这是我的朋友！他的双手如同绿宝石装饰的金环”。据历史记载，早在6000多年前，古巴比伦的市场上就有祖母绿出售。在迦勒底王国（新巴比伦）妇女们特别喜欢佩用祖母绿饰物。在古希腊，祖母绿被称为“绿色的石头”和“发光的石头”，把它作为献给希措神话中爱和美的女神“维纳斯”的高贵珍宝。公元前2000年，位于现在的开罗东南440英里，离红海西岸25英里的多山荒漠Wadi Sisat的祖母绿矿山就被开采。相传2000多年前的埃及艳后克列奥普特拉不仅经常佩戴祖母绿首饰，而且还以她的命字命名祖母绿矿山。那些用这座矿山的祖母绿制成的护身符和串珠等饰物，有一部分传至今天，成为无价之宝。这座矿山从古代到18世纪依次为埃及人、希腊人、罗马人和土耳其人拥有，到1740年被废异，后来其方位情况也无人知晓了。但到1770年，苏格兰探险家穿过荒漠时发现了它，曾作过重新开采的尝试。终因资源枯竭而作罢，古代简陋的开采留下了穿山越岭数英里的爬山洞、隧道和地道。古罗马人也很喜欢祖母绿，罗马暴君尼禄有个用祖母绿制成的眼镜，同时，尼禄还凭借他的权力到处搜寻祖母绿。古代波斯人同样喜欢祖母绿，据不完全统计，仅伊朗王室所珍藏的祖母绿珍宝就有数千件之多。在古印度，大多数传说往往把祖母绿与非洲联在一起，古印度人按“纳瓦拉特那”风格制作的金指环或银指环中，同样镶满了祖母绿。在印加帝国，国王的纯金王冠上镶有453颗祖母绿，共重1521克拉，其中最大的一颗45克拉，1593年此王冠被安置在哥伦比亚大教堂的圣母像上。其它如安斯提国王、英帝国国王的王冠上也都镶有大量的祖母绿宝石。祖母绿是绿柱石类宝石家族中最珍贵的一员，也是国际上最珍贵宝石中的一种，它被誉为绿色之王而深受人们喜爱。自古以来，祖母绿与钻石、红宝石、蓝宝石，猫眼石一起被当成是世界五大珍贵宝石。祖母绿青翠悦目，使各个时代的人都为之着迷。选这种可爱的绿柱石宝石作为五月生辰石是很合适的，它的颜色代表当春天来临时，大自然的美景和许诺的标志，同时，它也是忠诚、仁慈和善良的合适象征。很久以前，祖母绿是用于给维纳斯女神作奉献的宝石，而恋人们则认为它具有揭示被爱者忠诚与否的魔力。1、经济评价祖母绿的评价依据主要是产地、颜色、透明度、净度和重量等。（1）产地：以哥伦比亚祖母绿为最佳，优质者0.2-0.3ct者就可以作为高档首饰戒面，大于0.5ct者，其价格就高于钻石，其次是坦桑尼亚祖母绿，优质者可与哥伦比亚祖母绿相比，其它地区产祖母绿的价格依具体质量而定。（2）重量：越大者越珍贵。（3）颜色、透明度和净度可作为一个综合性指标，根据这一综合性指标，祖母绿可分为三个档次。第一档次者，颜色为深翠绿色，或呈带蓝的绿色，透明、包裹体少，裂隙不超过总体积的5%；第二档次者，颜色为翠绿色或带兰的绿色、透明，包裹体少，裂隙不超过总体积的1 0%；第三档次者:颜色为翠绿带兰的绿色，半透明、透明，包裹少，裂隙不超过总体积的20%。2、真假鉴别祖母绿的真假鉴别包括：仿制品的鉴别、合成祖母绿的鉴别、优化处理品的鉴别和产地的鉴别等。（1）仿制品的鉴别：在各种宝石中，能仿祖母绿的宝石较多，但它们间物理特征差别较大，只须测得各种物理特征参数，不难将它们区分开来（见表1-3-2）。表1-3-2祖母绿与相似宝石的区别宝石品种光性硬度比重折射率双折射率祖母绿一轴晶()7.25-7.752.65-2.901.564-1.6020.005-0.009绿色翡翠不消光6.5-7.03.331.66-1.680.014绿色萤石均质体43.181.43无绿色电气石一轴晶(-)73.051.62-1.640.018绿色磷灰石一轴晶(-)52.90-3。101.632-1.6670.002-0.005铬钒钙铝榴石均质体6.53.851.74无（2）合成祖母绿的鉴别：合成祖母绿目前常用助熔剂生长法和水热法合成，因其生长环境与天然祖绿相似，所以物理化学特征基本相似，但某些性质还是存在一定差别（表1-3-3）。最主要的区别在于：表1-3-3 天然祖母绿与不同方法合成祖母绿物理性质的区别宝石折射率双折射率相对密度天然祖母绿1.567-1.6000.005-0.0102.67-2.78助熔剂合成祖母绿1.560-1.5660.003-0.0042.65-2.66水热法合成祖母绿1.566-1.6050.005-0.0102.67-2.73合成祖母绿颜色浓艳，有较强的红色荧光，查尔斯滤色镜下呈现鲜红的红色。天然祖母绿具有独特的包裹体特征，而且产地不同，包裹体明显不同，而合成祖母绿的典型包裹体是云团状不透明色未熔化的熔质和熔剂包裹体，银白色不透明三角形铂片包裹体等。（3）优化处理祖母绿的鉴定：对祖母绿进行优化处理的主要方法有浸油处理、染色处理和镀膜处理等。相应的鉴定方法如下：浸油处理：由于祖母绿裂隙发育，所以常用注油方法来掩盖裂隙和增强绿色，鉴别时，对延伸到宝石表面的裂隙应注意观察，在放大镜下用顶光灯照射，裂隙处就会产生干涉色，如果把宝石放在台灯下加温就会有油珠流出，在紫外线下会发黄色荧光。染色处理：采用化学颜料，将色浅或无色的祖母绿染成深绿色。这种染色处理的绿色颜料一般沿裂隙分布，整体呈蛛网状。在长波紫外光下发黄绿色荧光。可在630-660nm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，就要怀疑宝石的亭部外缘是否镀有绿色薄膜。镀膜处理：常采用无色绿柱石作核心，在外层生长合成祖母绿薄膜。镀层很容易产生裂纹而呈交织网状，这是镀膜祖母绿的重要特征。由于主体是绿柱石，因此，典型的绿柱石包裹体也是重要的鉴别特征。此外，由于颜色主要集中在镀层，因此，这种祖母绿在浸液中将有清楚的特征显示。（4）不同产地祖母绿的鉴定：对于祖母绿而言，鉴定出不同的产地意义较大，主要产地祖母绿的鉴定特征如下。 哥伦比亚祖母绿：是世界上最优质祖母绿的产地，所产祖母绿是纯绿色，稍带黄的绿色或稍带蓝的绿色。典型的产地有Muzo、 Chivor和Gachala等矿床，Muzo祖母绿颜色最美丽，而Chivor祖母绿则瑕疵较少。哥伦比亚祖母绿裂纹较多，裂隙内有时充满褐色铁质薄膜，具典型的气、液、固三相包体，还有纤维状包体、黄褐色粒状氟碳钙铈矿包体、黄铁矿包体、石英包体、磁黄铁矿包体和辉钼矿包体等。在查尔斯滤色镜下，哥伦比亚祖母绿显红色，其它产地的祖母绿一般不变色。 俄罗斯祖母绿：颜色较多是带黄的绿色，较哥伦比亚产的稍淡。裂隙稍少，典型的包裹体是阳起石，其外观很象竹筒，俗称竹节状包体，绿色和褐色，不规则排列，另还常见页片状黑云母包裹体，亦是祖母绿呈褐色的原因。 巴西祖母绿：其特征是尺寸小，多瑕疵，一般质量较差，但有时质量较好。 津巴布韦祖母绿：主要产于Belingwe Native Reserve等地区，其特征是尺寸较小，质量好的祖母绿成品超过三分之一克拉已很罕见。 坦桑尼亚祖母绿：主要产自Manyara湖南岸地区，和uzo祖母绿相近，通常为带黄的绿色，但有时也发现有与Chivor宝石相似的带蓝的绿色品种。这种宝石质量有时可与哥伦比亚祖母相媲美。 赞比亚祖母绿：色调变化范围内为鲜明的亮绿色-带蓝的绿色-暗的柔和的绿色。但所有的赞比亚宝石都呈稍带灰色的色调，并且在其中可能有云母、角闪石、阳起石、或透闪石等包裹体。印度产祖母绿：具典型的“逗号”状包裹体，是由孔洞中含两相(液体和气体)包裹体和小的云母晶体构成。巴基斯坦祖母绿：具云母片和两相包裹体。3.4.2 海蓝宝石海蓝宝石的珍贵程度远不及祖母绿珍贵，但作为三月生辰石的海蓝宝石长期被人们所喜爱，是幸福和永保青春的标志。海蓝宝石的名称衍生于拉丁语，在中世纪，人们认为它能给佩戴者以见识和使之具有先见之明，有的认为它有摧眠的能力，认为一个人口含海蓝宝石，那么，他就能从地狱中招唤魔鬼，并能得到他要问的任何问题的答案，还认为它有压邪的力量，使佩戴者能够战胜邪恶。1、经济评价海蓝宝石的经济评价依据是颜色、透明度、重量等。通常以颜色深、内部无瑕、重量大者为佳品，经济价值也较高。2、真假鉴别海蓝宝石的鉴别相对较容易，主要是与仿制品的区别以及少量优化处理品的鉴定。海蓝宝石显天蓝色、淡天蓝色，常含