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大田山边宝石：尖晶石 尖晶石是一种历史悠久的宝石品种， 但在古代它一直被误认为红宝石。 目前世界上最具有传奇色彩、最迷人的重36lct的“铁木尔红宝石”(Timur Ruby)和1660年被镶在英帝国国王王冠上重约170ct的“黑王子红宝石”(Black princes Ruby)，直到近代才鉴定出它们都是红色尖晶石。在我国清代一品官员帽子上用的红宝石顶子，几乎全是用红色尖晶石制成的。一尖晶石的基本性质 (一) 矿物名称 尖晶石(Spinel)，在矿物学中属尖晶石族。 (二) 化学成分 MgAl2O4，可含有Al、Cr、Fe、Zn、Mn等微量元素。这些微量元素可与 Mg、Al发生完全或不完全类质同象替代。其中Mg2+-Fe2+、Mg2+-Zn2+、Al3+-Cr3+之间可发生完全类同象替代。 (三) 晶系及结晶习性 等轴晶系， 常呈八面体晶形， 有时八面体与菱形十二面体、立方体成聚形(见图 3-1-302)。 (四) 光学性质 1颜色 尖晶石可有红色、橙红色、粉红色、紫红、无色、黄色、橙黄、褐色、蓝色、绿色、紫色等多种颜色(见图 3-1-303)。 红色含Cr3+，蓝色含Fe2+，绿色含少量 Fe2+，含 Zn2+时常呈蓝色，褐色含Cr3+、Fe3+、Fe2+。 2光泽与透明度 玻璃光泽至亚金刚光泽；透明至不透明。 3光性特征 均质体。 4折射率 1718(+0017，0008)。锌尖晶石为 1805，铁尖晶石为 1835，铬尖晶石可高达200。无双折射率。 5多色性 无。 6发光性 红色、橙色、粉红色尖晶石 长波紫外光下，弱至强的红色、橙色荧光；短波紫外光下， 无至弱的红色、橙色荧光。 黄色尖晶石 长波紫外光下，弱至中的褐黄色荧光；短波紫外光下，无至褐黄色荧光。 绿色尖晶石 长波紫外光下，无至中的橙一橙红色荧光。 无色尖晶石 无荧光。7吸收光谱 红色、粉色的尖晶石是由Cf元素致色的，其吸收光谱在黄绿区有 595490nm强吸收带；红区有685nm、684nm强吸收线及 656nm弱吸收带(见图 3-1-304(a)。在荧光光谱中红色尖晶石红区的吸收线为亮荧光线，与红宝石的一组细线不同。尖晶石有10 条以上亮荧光线，以686nm、675nm处的吸收线为最强。 蓝色、紫色尖晶石的致色元素为 Pe或少量 Co，其主要的吸收线在蓝区，460nm强吸收带，430435nm、480nm、550nm、565575nm、590nm、625nm为弱或极弱的吸收线或带。 460nm吸收带为合成蓝色尖晶石中所没有的。锌尖晶石的吸收光谱与蓝色尖晶石的吸收光谱相似，只是弱些。(五) 力学性质 1解理 尖晶石的解理不完全，常见贝壳状断口。 2硬度 摩氏硬度为8。 3密度 360(+010，-003)gcm3。 (六) 内外部显微特征 1固态包体 常见八面体尖晶石包体，单独、成行排列或呈指纹状分布(见图 3-1-305)。有时见八面体负晶，其内局部被方解石、白云石充填，其次可见片状石墨、柱状磷灰石、石英等包体。在缅甸产的尖晶石中发现有细小雾状包体，刀片状榍石包体，密集时可形成星光效应2液态包体 开放裂隙中常见液态包体。八面体晶体包体周围可有张力裂隙形成的指纹状包体。 斯里兰卡尖晶石内所含的锆石晶体包体外围有褐色斑点，这曾被认为是锆石的辐照斑点，新观点认为是由中间矿物晶体和主晶之间不均匀热膨胀产生的张性裂隙。 3生长现象 可见沿八面体晶面发育的生长带及双晶纹，在正交偏光下油浸观察最易观察。 (七) 特殊光学效应 星光效应(四射星光、六射星光)稀少，变色效应。 二、尖晶石的品种及其鉴定特征 宝石学中常以颜色及特殊光学效应来划分尖晶石宝石的品种。常见品种有： 1.橙色尖晶石橙红色至橙色的尖晶石。 2红色尖晶石 各种色调的红色，其中中红色至深红色的尖晶石是普遍受欢迎的红色宝石品种，浅粉色至暗红色的尖晶石则与石榴石相像。 3蓝色尖晶石 蓝色至蓝绿色的尖晶石。 4无色尖晶石 天然无色的尖晶石多少带点粉色色调，纯净无色者稀少。 5绿色一黑色尖晶石 绿色尖晶石很稀少，一般富铁，颜色发暗。有的基本呈黑色，真正黑色的尖晶石在蒙特 桑玛、泰国红蓝宝石矿中有发现。 6变色尖晶石 日光下呈蓝色，白炽灯下呈紫色。 7星光尖晶石 暗棕红色、紫红色、中灰至黑色尖晶石内部可具有多组针状包体，使其具有四射或六射星光，主要发现于斯里兰卡。针状包体平行于八面体边棱方向分布时，可使尖晶石的八面体晶面方向形成六射星光，而八面体角顶方向形成四射星光。若加工成球形则能同时观察到 8组六射星光及 6组四射星光。三、尖晶石与相似宝石、仿宝石的鉴别 尖晶石因其丰富的颜色，可与众多的宝石品种相似，特别是易与红宝石、蓝宝石、石榴石、绿柱石、锆石、玻璃、人造钇铝榴石等相混。 1尖晶石与刚玉宝石的鉴别 刚玉宝石中最易与尖晶石相混的是红宝石和蓝、蓝绿、绿、橙等色蓝宝石。刚玉宝石与尖晶石的鉴别见刚玉宝石一章。 2尖晶石与石榴石的鉴别 紫红色调至深红色的尖晶石，很像石榴石中的镁铝榴石。两者均为均质体，在偏光镜下均可呈现异常消光，无多色性，而且内部均可含有负晶或固体包体。鉴别时可从以下几方面区别： （1） 红色的尖晶石折射率偏低(1718)，而石榴石的折射率一般在 1740以上。 （2） 两者的吸收光谱不同。 （3） 两者的荧光不同，石榴石在紫外光下一般无荧光，查尔斯滤色镜下无反应；而红色尖晶石一般有弱至强的红色或橙色荧光，查尔斯滤色镜下呈红色。 （4） 两者的密度不同，尖晶石仅360g/m3左右，而石榴石密度稍大。 （5） 尖晶石内部常见八面体形的包体，单个或成排排列，而石榴石中的固体包体常呈针状、浑圆粒状。 3尖晶石与绿柱石、锆石的鉴别 当绿柱石、锆石与绿色、黄色等其他颜色的尖晶石混于一起时，它们之间的区分容易些，用偏光镜检查即能分出属均质体的尖晶石。同时尖晶石与绿柱石和锆石，可通过测折 射率或密度来区分，绿柱石的折射率偏低，密度也偏低；锆石折射率偏高，密度也较大4尖晶石与玻璃的鉴别 玻璃可以有各种颜色，为均质体，与尖晶石很易混淆。玻璃的折射率、密度、吸收光谱及色散的变化范围均较大，其内部洁净，可见气泡和流动构造，表面磨损通常较严重。 四、合成尖晶石及其鉴别 1908年L.帕里斯在用焰熔法合成蓝宝石的过程中，使用 Co，O，作致色剂、MgO 作熔剂，偶然得到了合成尖晶石。合成尖晶石一般是用来作为其他宝石的仿制品，但随着天然红色、蓝色尖晶石价格的不断升高，合成尖晶石也用来冒充天然尖晶石。合成尖晶石的鉴定特征如下：1焰熔法合成尖晶石 焰熔法合成尖晶石的颜色有红、粉、黄绿、绿、浅至深蓝色、无色等，也可合成具变色效应的尖晶石。合成尖晶石主要特征为具有较高折射率、异常双折射、内部弧形生长纹和偏光镜下不均匀的栅格状异常消光现象。 (1)折射率 焰熔法合成尖晶石的折射率比天然尖晶石的略高。一般为 1728(+0012，-00合成红色尖晶石为17221725，合成变色尖晶石为 173。 (2)密度 一般为352366gcm3，比天然尖晶石密度(360gcm3)略高。合成红色尖晶石为360366gcm3。 (3)光性特征 焰熔法合成尖晶石中过多的氧化铝(比理论值高 25 倍) 使其晶格多发生扭曲，而产生异常的消光现象。偏光镜下合成尖晶石消光不均匀，常呈栅格状或斑纹状异常消光，这是天然晶所没有的。 (4)紫外荧光 焰熔法合成尖晶石在长、短波紫外线下均有荧光，而且在短波下常呈白垩状荧光，天然尖晶石中没有这种现象。一 般不同颜色合成尖晶石在紫外线下特别是短波紫外线下呈现不同荧光， 如浅粉色尖晶石呈绿白色，红色尖晶石呈红色，浅蓝尖晶石呈橙红色(长波下呈红色)，浅蓝绿尖晶石呈强黄色，黄绿色尖晶石呈绿白色，无色尖晶石呈蓝白色荧光。 (5)吸收光谱 红色的合成尖晶石与天然尖晶石的吸收光谱相同，只是在 686nm见一细荧光线。其他品种合成尖晶石的吸收光谱特征如下： 1） 钴蓝色 在红区和蓝区全透过，在544nm、575nm、595nm和 622nm有宽吸收带，而缺失天然蓝色尖晶石中的458nm吸收线。 2)绿色(带黄色荧光) 425nm为强吸收线，445nm为模糊带。 3)绿蓝色 有425nm强吸收线， 443nm模糊带， 及复杂的 544nm、 575m、 595nm、 622nm极弱的钴吸收。 4)合成变色尖晶石 400480nm宽吸收带，480520m透过带，580nm为中心的宽吸收带，及685nm窄线。(6)内部特征 通常内部洁净，偶尔可见到以下特征： 1)气泡 可呈串珠状或异型气泡，也常见平行排列的长软管状气态包体。 2)弧形生长纹 与维尔纳叶法生产合成红宝石中紧密排列的弧形生长纹不同， 红色合成尖晶石中的弧形生长纹呈宽的弯曲色带。蓝色合成尖晶石也曾见到这种现象，其他颜色很少见。 3)氧化铝固体包体 可能有氧化铝的未熔残余物。 4)色斑 在正交偏光下观察可见染色剂斑点。 5)仿月光石的合成尖晶石在其底部有一种镜面反射效果，是由过多的氧化铝未熔粉末所形成的无数细针状包体造成的。有时甚至可以产生星光效应。 2助熔剂法合成尖晶石 助熔剂法合成尖晶石于20世纪80年代进入市场，常见红色和蓝色，其次有浅褐黄、粉、绿等色，有些颜色为天然尖晶石所没有的。助熔剂法合成尖晶石在化学成分上与天然尖晶石相近，MgO：Al2O3比例接近1：1，折射率、密度等一些物理性质常数也与天然尖晶石相近。助熔剂法合成尖晶石与天然尖晶石的区别，它们主要表现在内部包体特征、吸收光谱、荧光特征的差异。五、尖晶石的质量评价 尖晶石的质量评价主要是从颜色、透明度、净度及切工等方面来进行的。其中颜色最为 重要，以红色最佳，其次为紫红、橙红、浅红色和蓝色，要求色泽纯正、鲜艳。其他颜色的尖晶石一般颜色发灰，色不正，价格都不高。 尖晶石的透明度影响颜色和光泽， 同时受其净度影响。 尖晶石的净度一般以包体少为佳。 包体多或是晶体结构的强烈变形，都会影响尖晶石的透明度。透明度越高，则质量越好。 尖晶石切工也是影响其价格的一个因素。优质尖晶石常以刻面型切工出现，而且要求切磨比