宝石鉴定方法和仪器

宝石鉴定方法和仪器第1页/共51页第一章鉴定方法和步骤

通常的鉴定方法是由简单到复杂:

肉眼鉴别--仪器鉴定--大型仪器的精确测定

肉眼和10倍放大镜下观察到宝石的一些特殊的性质，可帮助我们快速鉴定宝石。快速鉴定宝石从以下12个方面：

颜色

多色性

光泽

双折射

色散

透明度

特殊光学效应

拼合石

解理

断口

硬度

简单测试法第2页/共51页颜色：是宝石对不同波长的可见光选择性吸收后，其残余光的混合色即为该宝石的颜色。1)色调：相同颜色的宝石，往往在色调上有差异。红宝石：红色中带玫瑰色调

红色尖晶石：红色中带冷灰色调

红色石榴石：红色中带褐色调

红色碧玺：红色中带粉色调

第3页/共51页2)色形：颜色的分布状态，有均匀状和不均匀状分布。

翡翠：大多数绿色呈不均匀状分布

绿玉髓：绿色呈均匀状分布

染色石英岩：绿色呈网脉状分布第4页/共51页3)色带：色带是宝石在生长过程中留下的生长痕迹。

蓝宝石：六边或直线生长色带

碧玺：球面三角形生长色带

玛瑙：似同心环生长色带孔雀石：同心环生长色带

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多色性：在某些具有双折射、有色、透明宝石中看到的不同方向性颜色的通用术语，它包括二色性和三色性。红宝石：一轴晶宝石显示红色和橙红色

红柱石：二轴晶宝石显示褐红色至灰绿色

第6页/共51页光泽：指宝石表面对光的反射程度，光泽的强弱与宝石的折射率大小，抛磨质量有关。钻石：锆石：石榴石：托帕石：金刚光泽亚金刚光泽强玻璃光泽玻璃光泽

第7页/共51页绿松石：腊状光泽珍珠：珍珠光泽

琥珀：树脂光泽

虎睛石：丝绢光泽

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双折射（双影线）：双折射率大的宝石，能显示刻面棱双影线。锆石：十倍放大镜下可见刻面棱双影线

方解石：肉眼可见双影线

合成金红石：肉眼可见双影线

第9页/共51页合成金红石色散0.28钻石色散0.044蓝锥矿色散0.047色散：指白光照射到透明物体的倾斜平面时，由于不同波长的光线具有不同的折射率，使白光分解成色的现象。

高色散的浅色宝石切磨后“出火”好，如立方氧化锆、钻石、锆石等。高色散的有色透明宝石，这种“出火”现象常被体色所掩盖，如蓝锥矿等。

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透明度：是指宝石透过可见光的能力，透明度与宝石厚度有关。根据宝石透光的能力可分为透明半透明、微透明和不透明。

透明宝石水晶绿柱石托帕石第11页/共51页半透明宝石不透明宝石微透明宝石宝石的不同透明度第12页/共51页特殊光学效应：

1)猫眼效应：以特殊方法琢磨的弧面型宝石表现出从这一头到另一头的明亮光带。产生猫眼效应的必备条件是：

i.宝石内含有大量的平行排列的管状或纤维状包体

ii.弧面琢型宝石的底面与包体所在的平面平行第13页/共51页石英碧玺海蓝宝石金绿宝石玻璃红柱石方柱石磷灰石第14页/共51页2)星光效应：琢磨成弧面型的某些宝石中见到的四道或六道星状光线的效应。产生星光效应的必备条件是：

i.宝石具有二个或二个以上方向的定向排列的针管状包体

ii.弧面琢型宝石的底面与包体所在的平面平行星光红宝石星光蓝宝石星光透辉石第15页/共51页3)变色效应：宝石的颜色随入射光光谱能量分布或入射光波长的改变而改变的现象称为变色效应。产生变色效应的必备条件是：

i.宝石的可见光吸收谱中存在着两个明显相间分布的色光透过带，而其余光均被较强吸收

ii.透射光的波长与透射强度成正比烛光下呈红色日光下为蓝绿色第16页/共51页4)变彩：指光线从宝石的特殊结构中反射出经过干涉或衍射作用而产生的颜色，颜色随着光源或观察角度的变化而变化，这种现象称为变彩。

欧泊是变彩效应最好的例子

欧泊变彩黑欧泊变彩第17页/共51页

拼合石：由两个部分或更多部分组成的一个完整的宝石。常见的拼合石有由两部分组成的为双叠宝石，由三部分组成的为三叠宝石。构成部分可以是天然的、合成的或仿制材料。以天然宝石为顶的拼合石带有很大的欺骗性。第18页/共51页解理：宝石在外力作用下，沿着特定的结晶方向破裂，并裂开成光滑平面的性质称为解理。这些光滑平面称为解理面。解理是由矿物的晶体结构决定的。

萤石的八面体解理黄玉的底面解理第19页/共51页断口：晶体或材料受到外力作用发生的随机的无方向性的破裂。由于断口常具有一定的形态，因此可用来作为鉴定矿物的一种辅助特征。

常见的断口类型有：

贝壳状断口、锯齿状断口、土状断口。

第20页/共51页硬度：宝石抵抗压入、刻划或研磨的性能称为宝石的硬度。

摩氏硬度:矿物学家摩斯选择了十种有代表性的矿物，依据他们相互刻划的能力分成十级：

滑石、石膏、方解石、萤石、磷灰石、

正长石、石英、黄玉、刚玉、金刚石。

摩氏硬度参考：指甲2.5铜针3.0

窗玻璃5.0～5.5

钢刀片5.5～6.0

钢锉6.5～7.0第21页/共51页简单测试法：

透视效应：钻石不漏光，仿钻漏光能透视影象。

热针触探：绿松石不反应，塑料热针触探发出刺鼻的气味。

滴乙醚：琥珀滴乙醚不反应，树脂滴乙醚发粘第22页/共51页

第二章宝石鉴定仪器

宝石学的研究和实践需要对宝石的特性除了用肉眼认真观察外，还需进行各种测试。

常见的宝石鉴定仪器有：

放大镜

查尔斯滤色镜

折射仪

宝石显微镜

紫外灯

二色镜

热导仪

分光镜

偏光镜

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放大镜

放大镜放大倍数越大其像差越明显，大于3倍的单透镜就开始有了肉眼可辨的像差。为了消除像差，要采用双组合镜或者三组合镜。大多数宝石用的10倍放大镜

都采用三组合镜。

大于10倍的放大镜

由于焦距短，景深小，

对焦难，并不适用。

第24页/共51页1.放大镜的操作

使用放大镜要掌握正确的姿势和方法，保持放大镜和宝石样品的稳定，使被观察的样品始终处于准焦的状态，同时需要充分、合适的照明，才能做到在最佳状态下观察宝石。

（1）使用放大镜的姿势

（2）照明

第25页/共51页2.放大镜的主要用途

（1）观察宝石的表面特征：

①有关宝石性质的特征：光泽、刻面棱的尖锐程度、表面平滑程度、原始晶面、蚀象、解理、断口特征等。

②宝石加工质量的特征：划痕、破损、抛光、形状和对称性等。

（2）观察宝石内部特征：

包括内含物的形态、数量，双晶面、生长纹、色带、拼合面等。

第26页/共51页钻石的晶面蚀象锆石刻面棱破损翠榴石中的马尾丝状包体用放大镜观察到的宝石特征第27页/共51页

查尔斯滤色镜

是一种仅允许透过深红色和黄绿光的滤色片，其作用是使宝石的颜色经过滤色镜的滤色后，色调发生变化，借此识别宝石。

查尔斯滤色镜最初是用来区分祖母绿和其仿制品的，在滤色镜下变红色的是祖母绿，没有变色的是仿制品,故又称为“祖母绿镜”。

在我国用来识别染绿色翡翠，在滤色镜下变红色的为染色的翡翠。第28页/共51页

特点：仅能通过深红色和黄绿色的光，而其它的光全部吸收。

用途：主要针对绿色、蓝色宝石对某些染色宝石有一定的鉴定作用。

1.帮助鉴定宝石种：如某些产地的天然祖母绿、东陵石、青金石、独山玉、水钙铝榴石、翠榴石等宝石在滤色镜下变红。

2.帮助区分某些天然与人工处理宝石：

染色翡翠滤色镜下变红。

3.帮助区分某些天然宝石与合成宝石：

天然蓝色尖晶石滤色镜下不变红，合成蓝色尖晶石滤色镜下变红。第29页/共51页滤色镜操作要点

（1）操作方法滤色镜紧靠眼睛与样品保持25至30厘米的距离观察样品，不宜把滤色镜靠近样品进行观察。样品要尽量靠近光源，使之有足够的照明，同时要尽量避免杂散光的干扰。（2）光源的类型不同类型的宝石，可采用不同的光源以增强鉴别效果。①对绿色和蓝色的宝石采用白炽灯(如聚光手电)作光源会有最好的效果。②对红色的样品采用日光（或日光灯）作光源最佳。第30页/共51页常见宝石的滤色镜反应

宝石种灯光下变色反应日光下变色反应祖母绿（部分）浅红－红橙灰合成祖母绿（绝大部分）红橙翡翠黄绿－暗绿暗绿染色翡翠（部分）橙红－红褐橙钙铝榴石玉橙红－红暗橙东陵石（含铬云母石英岩）橙红－红褐橙合成蓝色尖晶石鲜红暗红蓝色钴玻璃鲜红黑红海蓝宝石浅蓝浅蓝天蓝色托帕石（改色）黄绿色黄灰绿红宝石（大部分）浅红－鲜红红－火红合成红宝石鲜红－大红火红染色红宝石红－深红暗红红色尖晶石深红暗红红色石榴石暗红暗红第31页/共51页折射仪

折射仪是宝石测试仪器中最为重要的仪器之一，可以较为准确地测试出：

（1）宝石的折射率值、双折射率值。

（2）并且通过测试过程中折射率变化的特点，还可以进一步确定出宝石的光性，如光轴性质、光性符号等。

第32页/共51页工作原理

当入射角大于临界角时，光线发生全反射，返回棱镜并通过折射仪标尺，再经反射镜的反射，改变光线的传播方向，通过目镜出射，进入人眼，形成亮区。折射入宝石的光线不能被人眼所观察到，形成暗区。因而，在临界角的位置，可看到明暗界线，并依此测定临界角的大小。折射率值折射仪标尺上的刻度所表示的数值是临界角换算出的折射率值，可以直接读数。

第33页/共51页折射仪的操作

（1）清洁宝石及折射仪棱镜。（2）检查仪器、光源及视域清晰程度。（3）在棱镜中央滴一小滴接触液。（4）将宝石刻面向下放置棱镜的接触液上。（5）转动宝石，观察阴影边界的数量及变化情况，分别记录最大和最小折射率数值，读数至小数点后第三位。

第34页/共51页测试结果和意义

（1）待测宝石在折射仪上转动180°，始终只有一条阴影边界，说明该宝石为单折射宝石。（2）待测宝石在折射仪上转动180°，出现两条阴影边界，一条阴影边界固定不变，另一条发生移动，说明该宝石为一轴晶宝石。

（3）待测宝石在折射仪上转动180°，两条阴影边界都移动，说明该宝石为二轴晶宝石。

第35页/共51页宝石显微镜

显微镜和放大镜一样都是通过放大观察宝石的内含物和表面特征。只是显微镜的放大倍数更高，分辨能力更强，是区分天然宝石、合成宝石及仿制宝石的重要仪器。第36页/共51页宝石显微镜的主要用途

（1）检查宝石表面特征：宝石表面划痕、蚀象、破损、拼合面（气泡、光泽差异）等。（2）观察宝石内部特征：内含物的种类、形态、数量、双晶面、生长纹、颜色色形分布特点等，对含有特殊内含物的宝石具有鉴定意义。（3）观察刻面棱双影

双折率大的宝石会出现刻面棱重影，根据重影的程度估计宝石的双折率。这种办法特别对折射率大于1.81的双折射宝石的鉴定具有价值。（4）测定近似折射率在显微镜镜体上装上游标卡尺或能精确测量镜筒移动距离的标尺，就可以近似测定折射率。（5）显微照相

在显微镜上配上照相机，即可进行宝石显微特征的照相，如包裹体照片等。

第37页/共51页紫外灯

紫外灯是用来测试宝石是否具荧光和磷光的仪器。有些宝石在紫外线的刺激下会发出可见光，这种现象称为荧光。若关闭紫外灯后，具荧光的物质继续发光，这种现象称为磷光。注意事项：紫外光对眼睛有危害，切记不可直视紫外灯。

第38页/共51页紫外灯的主要用途

（1）作为具有强荧光的宝石品种的辅助鉴定特征，例如红宝石有红色荧光。（2）帮助区别某些天然宝石与合成宝石，例如大多数天然蓝宝石无荧光。（3）作为鉴别处理宝石的辅助特征，天然翡翠一般没有荧光，有荧光则整体发光。有些拼合石的胶层会发出荧光。充油和玻璃填充处理的宝石中的油和玻璃有荧光。天然黑珍珠有荧光，硝酸银处理黑珍珠无荧光。第39页/共51页（4）帮助鉴别钻石及仿制品：钻石荧光的颜色和强度变化较大，可呈现不同的颜色，蓝、绿、黄、粉红；强度可呈强、中、弱、无，这一现象对群镶钻石鉴别具有意义。而仿钻材料如群镶时则发出均一性的荧光。钻石的荧光特征也有助于区分天然钻石和合成钻石。第40页/共51页二色镜

二色镜是用来观察宝石多色性的一种仪器，由于多色性与宝石的晶体光学性质相关，只有双折射的有色宝石才有多色性，二轴晶的有色宝石才可能有三向色性，所以二色镜有以下用途：

（1）区分各向同性与各向异性宝石，如红宝石与红色尖晶石。

（2）确定二轴晶的性质，如堇青石三色性显著（蓝色、紫蓝色、浅黄色）。

（3）确定宝石的多色性颜色和强弱，作为宝石鉴定的辅助特征。

（4）利用光轴方向没有多色性的特点确定双折射有色宝石的光轴方向，指导宝石的切磨加工。如红宝石台面应垂直光轴方向，以便将宝石的颜色最好地显示出来。第41页/共51页测试结果和意义

（1）多色性只出现在有色的非均质体宝石中，通常宝石颗粒越大、颜色越深，多色性越明显，根据多色性的强弱，可分为四级：

强：肉眼即可观察到不同方向颜色的差别。如红柱石、堇青石、山东蓝宝石、绿碧玺等。

中：肉眼难观察到多色性，但二色镜下观察却极明显，如红宝石。

弱：二色镜下能观察到多色性，如紫晶、橄榄石等。

无：二色镜下不能观察到多色性，如石榴子石、尖晶石等均质体宝石，以及一些颜色浅、没有多色性的非均质宝石（2）三向色性只出现在有色的二轴晶宝石中，据此可以确定宝石的轴性。

第42页/共51页

热导仪

是专门为鉴定钻石及其仿制品而设计的一种仪器。宝石中热导率最高的为钻石，次高的为刚玉。热导仪正是利用钻石这一热学性质来鉴定钻石及其仿制品。

典型的钻石热导仪由测头与控制盒组成，测头的金属尖端为电加热，当加热的金属尖端触探钻石表面时，温度明显下降，电热传感会发出蜂鸣声。第43页/共51页

分光镜

分光镜是重要的宝石测试仪器，他利用色散元件（三棱镜或光栅）便可将白光分解成不同波长的单色光，且构成连续的可见光光谱。分光镜用于观察宝石的选择性吸收和发光性形成的特征光谱，确定宝石的品种，确定宝石的颜色成因，判断宝石是否染色处理、改色处理。

第44页/共51页适用范围分光镜主要适用于有色宝石，无色宝石除锆石、钻石、顽火辉石外无明显的吸收光谱。鉴定中仅适用于具有典型光谱的宝石。显典型光谱的宝石，可作为诊断性鉴定特征，需要重点掌握。第45页/共51页显铬谱的宝石

宝石名称光谱图描述红宝石红区3条吸收线，黄绿区宽的吸收带，蓝区3条吸收线，紫区吸收带红色尖晶石红区有吸收线，黄绿区吸收带，紫区