宝石学基础教程大全

一、宝石的分类及命名

①宝石的定义：

1.广义：一切可琢磨或雕刻成首饰或工艺品的材料，包括人工和自然材料。

2.狭义：自然界中漂亮，耐久，稀有但可琢磨或雕刻成首饰或工艺品的矿物，岩石

及部分有机材料

②宝石特性：⑴漂亮⑵耐久，硬度大，坚韧不脆，化学性稳定⑶稀有⑷无害。

摩斯硬度：矿物的硬度是矿物反抗外来机械作用（如刻划、压入、研磨等）侵入的实力。

材料的硬度取决于原子间的键合力的性质和强度，不同的硬度测量方法有：摩氏硬度、压入

硬度和研磨硬度。德国矿物学家摩氏在1822年为了评价矿物的硬度提出种运用的分类表，

事实上是一种刻划硬度，矿物硬度分为10级，从1T0分别为：滑石、石膏、方解石、萤石、

磷灰石、长石、石英、黄玉、刚玉、金刚石。

矿物的硬度也具有对称型和方向性，这种硬度大小随方向而变更，例如蓝晶石，沿晶体

延长方向的硬度是5,而垂直延长方向的硬度为7

自然珠宝玉石:

・自然宝石：矿物单晶（可含双晶）

1）高档宝石：H>7o例如：钻石，红宝石，蓝宝石，祖母绿，金绿宝石；

2）中低档宝石：碧玺，石榴石，尖晶石，水晶等；

3）稀有宝石：也叫保藏宝石，塔菲石，蓝锥矿，矽线石等。

•自然玉石：矿物集合体和非晶质材料。

1）高档玉石：H：6.5-7翡翠，软玉；

2）中低档玉石：H：4-6玛瑙，岫玉，青金岩，自然玻璃等;

3）雕刻石：II：2-4图章石，砚石，装饰石等。

自然有机宝石:

珍宝，珊瑚，煤精，骨料，象牙，龟甲。

人工宝石:

合成宝石：有自然对应物，如合成红宝石，合成钻石

合成宝石必需具备三个条件：

a.它应当是人工参及生产的无机产物。因为有机材料在外观上可能被仿照，但其生长过程是

不能复制的。

b.它必需有对应的自然宝石。

C.它的物理性质、化学成分和晶体结构及相对应的自然宝石相同或几乎完全相同。但合成尖

晶石却有微小的差异。

人造宝石：无自然对应物，如YAG（钮铝石榴石）；

拼合宝石：两块以上的材料组合在一起，如苏达祖母绿；

再造宝石：碎块在高温高压下粘结而成，如再造琥珀。

二、宝石的形成

•矿物：由地质作用形成，通常为固体的无机晶质材料，也有有机的琥珀及非晶质材料欧泊,

自然玻璃等;

•岩石：矿物的自然集合体

1)沉积岩：灰岩，生物碎灰岩；

2)岩浆岩：花岗岩，玄武岩；

3)变质岩：大理岩，片岩。

岩浆成矿作用

1)处于地壳深部的岩浆具有很高的温度，在压力驱使下沿裂开带上升，形成火山岩和侵入岩

2)岩浆在上升过程中，不断发生结晶分异作用，使有用组分聚集形成岩浆矿床

3)金伯利岩：钻石，石榴石；

4)玄武岩：橄榄石，蓝宝石；

5)伟晶岩：海蓝宝石，黄玉，碧玺，各色水晶。

变质成矿作用：在地球内力影响下，固态岩石或矿物在基本保持固态下发生成分、结构、

构造的变更，形成有用物质的聚集。

1)区域变质作用：

1.大理岩：Ruby,Sapphire;

2.片岩：Emerald,Chrysoberyl.

2)接触变质作用：蛇纹岩，软玉，翡翠等。

热液成矿作用：岩浆水、变质水、沉积水的流体及岩石作用发生充填和交代作用使有用

物质析出形成矿床。

晶洞：成矿热液沿构造裂隙及空间充填，晶体沿壁生长。

风化沉积成矿作用：当岩石或矿床袒露地表或处于近地表时，由于水、生物、氧化的环

境和温差的变更加速了风化。

不稳定部分矿物一一分解、淋失一一在深部再析出形成淋积矿床。

形成的矿物为：欧泊、绿松石、孔雀石等。

抗风化实力强的矿物一一残留下来一一形成残积矿床一一经过河流搬运、迁移，富集形

成各种砂矿。

这些矿有如下性质：1.化学性质稳定（抗风化）2.高硬度（耐磨）3.比重大（经过迁

移分异可以富集成矿）

宝石矿床的分类及特征

成凰尖石尖玉石和尖

石呆里金111科石金刚勾、玦珀惘幻、微悦白

应在唤用才i监玉心、砧后

酸在唤用制贡保下、此用心

伟丹右国加TP国君科监玉心才练;翻翻邛、皿

1林土金牌伟晶石符巴电气石、乍器汪石、于口阳石、

£趋垫在看父代7：弱卒、卒惘心

嚓型玄火行（右呵、有央）f且曾舜、红玉仃

的卞石红玉仔监玉制右矢国仔以馅

於口仪里稣成里案小品、英水崩

火山正因生案小玩I、生日有、于匕咐有

基悸然跟邹但埠绿

发席里切刀及坎里弱卒

区我父加里犯玉石、监玉仃

混合里月光白、：S15尖玉

置物讥佝就探玉、城川

激化冗府碑廉右司招欧泪、澳玉

宜花化物午何何的夜任Z求松不I、丸律幻

吵川残吸枳里金部玉七

/甲积吵可金鄢玉4=1

7母力乂妙句至鄢玉心

三、宝石的化学组成

1.宝石的化学成分

1）单质一钻石C

2）氧化物一刚玉，尖晶石，金绿宝石，石英

3）硅酸盐一绿柱石，石榴石，翡翠，橄榄石，黄玉，碧玺，钻石

4）碳酸盐一冰洲石，珊瑚，珍宝

5）磷酸盐一磷灰石，绿松石

6）有机材料一煤精，琥珀，龟甲以有机成分为主，珍宝，珊瑚含少量有机成分

2.同质多像及类质同象

同质多像|：化学组成相同的物质，在不同的物化条件下结晶成具有不同晶体结构的晶体的

现象。如钻石和石墨是两种特别不同的材料。一个具有作为宝石所须要的重要特征，而另

一个则是重要的工业用润滑剂。

类质同像卜物质结晶时，其晶体结构中某些离子或原子的位置，部分相像的离子或原子

占据，其晶体结构和化学犍类型不发生变更，但会引起其晶胞参数及物理性质发生变更

的现象。如石榴石

四、结晶学基础

1.晶质及非晶质材料

1）晶体：具有格子构造的固体，晶体的内部质点（原子、离子或分子）在三维空间内进

行规则、有序的周期性重复，在自由生长条件下，能自发形成规则的多面体形态。

2）非晶质：内部质点不作规则排列（不具格子构造），无肯定的外观形态。

晶质及非品质的关系及区分：

晶质稳定，非晶质相对不稳定。

非晶质-脱玻化-形成雅晶，例如火山玻璃；

晶体-放射性-脱晶质化-非晶质，例如高错-低错。

晶质非晶质

宝石矿物宝石矿物

A具有方向性的物理性质：多色性、解无对称型

理、差异硬度无规则的几何外形

B外形和性质具有对称性无方向性的物理性质

C有固定熔点，例如刚玉2045°熔化无固定熔点

D具最小内能、稳定性一一非晶质向晶

质转化的趋势

钻石、刚玉、托帕石等火山玻璃、欧泊、琥珀等

2.多晶质

显晶质：由一些细小的颗粒构生的集合体，放大镜下可见这些颗粒，集合体不具有几何对称

外形；

隐晶质：由多数微小的晶体颗粒组成的集合体，显微镜下无法看出晶体颗粒。

多晶质隐晶质非品质

宝石矿物宝石矿物宝石矿物

无规则的无规则的几何外形无规则的几何外形

几何外形

晶体晶体非晶体

属于多晶质，但在宝石内部质点不作规则排列（不具

显微镜下无法看出晶格子构造）

体颗粒

翡翠玛瑙、玉髓玻璃、琥珀

晶体的对称：

全部的晶体是对称的

取决于其内部质点的规律性排列

不仅形态而且物性都是对称的

对称要素：附称面P,对称轴L,对称中心C

①对称面P：是一个假象的平面，将一个晶体划分为互为镜像反映的两个相等部分。假

如一个晶体沿对称面切割成两半，并将切割下来的半个晶体的切割面对着镜面放置，

影像将重现所失去的另半个晶体。依据晶体的特点，晶体中的对称面的可能数目是

0~9个，立方体最高，有9个对称面。中级晶族中的四方晶系最多有5个对称面;六

方晶系最塞有7个对称面:三方晶系最多有3个对称面:低级品族中的斜方晶系最多

有5个对称面;单斜晶系最多有1个对称面，三斜晶系没有对称面。

②对称轴L：是指通过晶体中心的一根假象的直线。当晶体围绕其旋转一圈360。时，其

相同的外形能重复出现2、3、4或6次。对称轴分别称为二次轴、三次轴、四次轴和

六次轴。三次对称轴以上的称之为高次轴。对称轴穿过晶面中心、晶棱中心、角顶中

心

③对称中心C：一个假想的点，通过此地作随意直线，在此线上及对称中心C等距离的

两端上必定可找到对应的点。

对称轴L对称面P对称中心C

晶体对称要素晶体对称要素晶体对称要素

假想的几何要素假想的几何要素假想的几何要素

线面点

穿过晶面中心垂直平分晶面最多一个，最少无

穿过晶棱中心垂直平分晶棱并通过其

穿过角顶中心

L\L\L\L6包含晶棱

最多9P,最少无

晶体定向：

结晶轴：简称晶轴，用来确定晶面，晶棱在晶体上的方向而人为选定的三根或四根坐

标轴。

结晶轴交于晶体中心一原点，平行于对称轴、对称面的线或平行晶棱。

轴角：结晶轴的夹角

轴率：轴单位比h：c

高级晶族立方晶系有四个三次轴417

中级晶族六方晶系L6

三方晶系L3

四方晶系L1

低级晶族斜方晶系二次轴或P多于一个

单斜晶系二次轴或P不多于一

三协晶系个

无二次轴和P

高级晶族：有多个高次对称轴

等轴晶系（立方）

均质体（各向同性），单折射

最高对称形

3L44L36L39PC

立方体，八面体，菱形十二面体，四角三八面体

中级晶族：非均质体，双折射，一轴晶，仅有一个高次对称轴，为C轴。

四方晶系：L'4L25PC,仅有一个高次对称釉，为L4,a=bWc,四方柱，四方双

锥等

六方晶系：L6GL27FC,al=a2=a3#c,六方柱，六方双锥，平行双面

三方晶系：L33L23FC,三方柱，三方双锥，菱面体，平行双面

低级晶族：非均质体，双折射，二轴晶，没有高次对称轴。

斜方晶系：19或p多于一个，3I/3PC,斜方柱，斜方双锥，平行双面

2

单斜晶系：I?或p不多于一个，LPC,斜方柱，斜方双锥，平行双面

三斜晶系：无I?或P,只有3平行双面，双面，单面

品形：

I.W：指由对称要素联系起来的一组晶面的总和。是借对称型中全部对称要素的作用

可以使它们相互重复的一组晶面，它们具有相同的性质。晶体的几何形态共有47种

单形。

如三方晶系的三方双锥、三方柱等；四方晶系的四方双锥、四方单锥

单形可以分为开形和闭形2种。

开形；晶面不能完全包围肯定空间的单形，须和其它聚合才能形成晶体。例如

平行双面、柱类和单锥类。

闭形：晶面可以包围成一个封闭的空间的单形。例如立方体和八面体等。

2.W：单形的聚合，是由两个或两个以上单形组成的。但单性的聚合不是随意的，必

需是属于同一对称型的单形才能聚合。如四方体一四方柱和平行双面

双晶：2个或2个以上的同种晶体按肯定的对称规律形成的规则连生，相邻2个个体可以通

过对称操作使两者彼此重合或平行。

双晶的主要类型：1.接触双晶2.穿插双晶3.此外还有尖晶石律，三角薄片双晶，膝状

双晶。

双晶的特征：1.双晶接合面2.凹角3.外形对称性的变更

聚片双晶：多个薄板状个体以同一双晶律连生，结合面相互平行，相邻2个个体方向相反，

相间的2个个体方向相同。

穿插双晶：两个个体相互穿插形成的双晶（经典例子：正长石的卡氏双晶）

轮式双晶：2个以上的个体以同一双晶律连生，为若干接触双晶或穿插双晶的组合，各结合

面互不平行，依次呈等角度相交，使双晶整体呈环状或辐射状。（经典例子：金绿宝石的三连

晶）

实际晶体:

表面生长特征：生长纹和三角形生长标记

鉴定要结合物理性质：颜色，光泽，解理，断口，硬度等

结晶习性：矿物产出时常常呈现的形态

晶体变形：生长条件及环境的影响

晶面大小变更但夹角不变

五、力学性质

刻划硬度：材料反抗刻划的实力

材料的硬度取决于原子间的键合力的性质和强度

矿物硬度分为10级，从1T0分别为：滑石、石膏、方解石、萤石、磷灰石、长石、石

英、黄玉、刚玉、金刚石

摩氏硬度计可帮助鉴定宝石、确定宝石的档次

硬度测试为损伤性测试，一般不用于琢磨好的宝石。

只是相对大小，例如金刚石和刚玉间的硬度差远大于刚玉及滑石之间硬度差异的综合

灰尘中含有石英，所以摩氏硬度大于7的宝石才耐磨

差异硬度：方向性差异，翡翠的差异硬度导致橘皮效应

宝石硬度为宝石加工供应了重要的基础。不同硬度的宝石选择不同的研磨和抛光材料，

特殊是差异硬度的存在，为钻石的琢磨供应了可能性。其硬度平行八面体方向上大于立方体

和菱形十二面体，所以钻石的切割或研磨通常沿平行于立方体和菱形十二面体的方向进行

差异硬度：

硬度依刻划方向而不同，这是由晶体结构中原子键合面和方向的规则排列所导致。

例如蓝晶石，沿晶体延长方向的硬度是5,而垂直延长方向的硬度为7。

只有钻石能切磨钻石，但差异硬度使钻石沿一组特定的晶体结构方向完全无法磨动另一

颗钻石，沿另一些方向也只能艰难地磨动。

用于切磨钻石的钻石粉是一大堆其最大硬度方向呈各种取向的颗粒。所以，总是会有很

多颗粒其取向能研磨待锯或待抛磨钻石的较软方向。在生产合成钻石粉时使颗粒具某种形态,

以便最有效地用丁，有色宝石的抛光、研磨或锯开以及钻石的切磨加工和其他各种工业目的。

差异硬度的存在，为钻石的琢磨供应了可能性。其硬度平行八面体方向上大于立方体和菱形

十二面体，所以钻石的切割或研磨通常沿平行于立方体和菱形十二面体的方向进行

现在钻石被用来切磨和抛光翡翠，产品通常看上去具匀称的玻璃光泽。然而，以较软的

材料抛磨的老产品则会有“橘皮状”表面；这种小尺度的不规则抛磨效果是由玉的多晶质结

构所导致。在这种多晶质结构中，随即取向的每个颗粒以不同的硬度方向朝着抛光粉料。类

似的“坑凹”现象也见于青金岩。

改用钻石粉后，不论是对不同硬度颗粒的混合物还是对单晶质的不同硬度方向，都能在

全部方向上产生较匀称的抛磨效果。

硬

在外力作用下，材料倾向于沿某些特殊的方向裂开形成平坦断面的性质，称为解理。

解理面平行于其结构弱面。

按解理产生的难易程度分为:

方向取向材料

一组底面托帕石

二组柱面辉石

三组菱面体方解石

四组八面体钻石、萤石

按解理产生的难易程度分为:

解理分级解理面特点解理面特点实例

极完全解极易沿解理面分成薄片，解（宝石中没有此项解非宝石：云母片、石墨

理理面平整光滑理）

完全解理很易裂成平面或小块，断口光滑平整闪光的平面可钻石、托帕石、萤石、

难出现呈台阶状方解石

中等解理可以裂成平面，断口较易出较平整闪光的平面金绿宝石、正长石（柱

现石）

不完全解不易裂成平面，出现很多断不平整、不连续，带有磷灰石、转石、橄榄石

理口油脂感

极不完全极少沿解理面分裂，肉眼一无解理面，断口常不平石英、碧玺、尖晶石

解理般看不到整

一个矿物可有一种级别的解理.，也可有两种级别的解理：可有一组解理，也可有多组解理。

解理面上有珍宝光泽

解理对宝石学的意义在于：

鉴定：例如，真钻才会有白色的“胡须”，是打磨腰棱是产生的初试解理，有助于区分一些无

解理的仿钻：

月光石的初试解理为娱蚣状包体；

翡翠解理面的闪光一一翠性。

加工：利用解理面劈开宝石或去掉原石中质量较次的部分；

在宝石切磨时.，平行解理面不能抛光，至少要使刻面及解理面保持5°以上的夹角，

否则会产生粗糙不平的抛光面；

劈开钻石，避开胡须，裂开；

解理发育的宝石加工过程中用力要适度。

维护：尽管一些宝石的硬度很大，但由于解理发育，在受到外力作用时，极简洁裂开，应避

开碰撞和刻划

裂理：

晶体在外力作用下，材料沿双晶结合面或包体聚集的平面裂开或裂开形成平坦的断面。

产生的缘由主要是包袱体沿某些晶体结构面出溶结晶，或是聚片双晶的结合面。

裂理面平坦，缺少珍宝光泽。

红蓝宝石中常见底面或菱面体裂理。

断口:

宝石在外力作用下裂开形成的随机的无方向性的裂开面。

断口和解理是互为消长的，解理更加育，断口越不发育，反之亦然。

解理是结晶质材料的裂开特征，断口则在大多数宝石中都出现。而非晶质宝石的断口相

当的典型，如玻璃的断口特征具鉴定意义。

贝壳状断口：例如玻璃裂开时.，具有弯曲凹或凸面，形态似贝壳。这种断口发育在非晶

质材料及解理不发育或极不发育的结晶质材料中，如自然玻璃、石英、绿柱石等。

锯齿状断口：发育在韧性纤维状结构的宝石（如软玉）的参差不齐、常呈锯齿状的裂开。

还有平坦状断口、参差状断口、阶梯状断口等。

利用断口鉴定宝石，如绿松石及其玻璃仿制品都具有贝壳状断口，但前者呈暗淡光泽,

后者为玻璃-汕脂光泽。玻璃常用来仿玉髓，但玉髓断口为蜡状光泽。

解理裂理断口

矿物在外力作用下发生裂开矿物在外力作用下发生裂矿物在外力作用下发生裂开

开

晶体晶体大多数宝石（晶体、非晶体）

沿肯定结晶学方向裂开成光滑沿双晶结合面发生，包袱随机的无方向性的裂开面。常

性质。有底面、柱面、菱面体和体沿某些晶体结构面出溶见有贝壳状、锯齿状、平坦状

八面体4种取向。分为极完全、结晶，或是聚片双晶的结断口、参差状断口、阶梯状断

完全、中等、不完全、极不完全合面Id

5个级别

解理面平行于其结构弱面，解理裂理面平坦，缺少珍宝光非晶质宝石的断口相当的典

面上有珍宝光泽泽。可不听从宝石本身对型，如玻璃的断口特征具鉴定

称性意义

及断口互为消长，解理更加育，不是固有性质，只有晶体及解理互为消长，断口更加

断口越不发育中存在双晶结合面或包体育，解理越不发育

出溶面时才可能存在

晶面和解理面有时简洁混淆，其识别的方法是：

1.解理面上无晶面条纹，且簇新光亮；而晶面上有时可见晶面条纹，且暗淡。

2.矿物晶体打碎后，在平行解理面方向上可连续出现解理面；而在平行晶面方向上不肯

定出现及之平行的晶面。

解理面晶面裂理面

宝石晶体上平整的面宝石晶体上平整的面宝石晶体上平整的面

解理面上无晶面条纹，且簇晶面上有时可见晶面条纹，沿双晶结合面发生，包袱体沿某

新火亮且暗淡。些晶体结构面出溶结晶,或是聚

片双晶的结合面。

矿物晶体打碎后，在平行解平行晶面方向上不肯定出现不是宝石的固有属性

理面方向上可连续出现解及之平行的晶面

理面

钻石的八面风光部分刚玉沿菱面体方向发育裂

理面，平行地面方向产生裂理

韧性：

韧性从大到小的排序：软玉，硬玉，红宝石，蓝宝石，钻石，水晶，海蓝宝石，橄榄石,

祖母绿，黄玉，月光石，金绿宝石，萤石。

金刚石是世界上最硬物质，但韧性不够。

错石：H为6.5〜7.5,但有纸蚀现象

软玉硬度虽低，但有强的韧性，能经受刚锤冲击。

集合体材料的韧性比较好，如软玉，硬玉适用于雕琢。

稳定性：

材料反抗由光，热，化学反应造成物理或化学性质的变更的实力

琥珀在100摄氏度会变软；

欧泊受热会脱水、龟裂；

珍宝遇到汗水和化妆品会被腐蚀。

材料的耐久性取决于：硬度，韧性，稳定性。

六、比重：即相对密度

原理：阿基米德定律一当物品完全浸入液体中时，所受到的浮力相当于所排开的重量。

鉴定宝石的测试方法：静水测重法，比重液法；

材料在空气中的重量于同体积水在4。，一个大气压时的重量之比；

1立方厘米的水在4。时的重量为1克；

琥珀:1.08,水晶:2.65：钻石：3.52o

留意事项

1.多孔、有机材料、塑料、拼合石及某些处理材料避开用此法

2.不适用于大宝石

3.重液的爱护：避光、深色瓶、内放铜丝

4.防止重液挥发、校正SG

5.重液的毒性、通风、洗手，防止弄入眼中

6.视察时平视

7.测试完洗净、擦干、防止交叉感染

8.因为折射率相近，宝石轮廓不清晰，难取出，所以尽量先放在较重的液体中。

i.适合较小宝石

2.适合成包混装的宝石

3.可以顺便视察宝石的颜色分布

遮：

1.有毒有害

2.价格昂贵（只适合小宝石），不适合大宝石

3.不适合多孔、有机和拼合宝石

重液法

测定宝石的近似相对密度值，这种方法快速而便利地区特别观特别相像的宝石材料。

：主要为二碘甲烷和三滨甲烷

重液名称SG指示矿物

三滨甲烷（稀）2.65水晶

三溪甲烷2.89绿柱石

二碘甲烷（稀）3.05粉红色碧玺

二碘甲烷3.32翡翠

步骤卜

1.将宝石擦拭干净一一用镜子夹住宝石放入重液中，轻轻松开一一立刻观测宝石的行为--

取出擦干再测

2.在重液中漂移说明宝石SGV重液SG

3.在重液中悬浮说明宝石SG二重液SG

4.在重液中下沉说明宝石SG＞重液SG

比重瓶法精确测试SG

阿基米德定律。调试重液至完全悬浮，取比重夜称重，量体积，求比重

比重瓶上有体积标记

步骤：

1.调试重液：先将宝石放入某重液中，如下沉，则选较重的重液加入，否则选较轻的加入;

边加边搅动，停下来视察，再一滴滴的加直悬浮。

2.取一比重瓶，清洗、晾干、称重（带瓶塞）W,

3.将重液注入瓶内，充溢，塞盖，让多余的液体从毛细管中溢出，并擦干

4.确认瓶内无气泡后，称重W2

5.计算比重：W,-W./V其中生为液体的称重量，V为比重瓶的指示指数。

盛E窗霾矮割轴则显glgjgil

先称出空气中的重量A,再称出在水中的重量W

SG=A/A-W如红宝石:SG=1.6/（1.6T.2）=4

方法：单盘天平、双盘天平、弹簧秤、直读比重天平

曩

步骤1.穆宝石在空气中的重量A

天2.将悬挂样品的支架放在天平盘上，将桥跨在盘上方并不接触盘，桥上放装

平2/3永的烧杯

3.将支架悬丝末端的网兜浸没于水中，并不接触杯底;和边部，天平调零

4.将宝石放入网兜内，宝石完全浸没于水中，且不接触杯底和边部（蔑慢，

防止水溅出，消退气泡）称宝石在水中的重量W

5.计算SG=A/（A-W）

6.重测2-3次验证

招惹事1.样品十净尢油污

项2.委纳塞储水普京开水，避开用自来水（气泡多）

4.只适甭于二干上2ct的宝石，小的误差大

5.天平精度要求高

适用小雕件、大原石、很大的球型宝石10T00克里的

1步骤1.先用尼龙网兜装宝石，称在空气中重算A

2.打算一企大烧杯，充溢2/3的水，假如宝石很大，可采纳杆秤、大水桶等

S3.将宝石光全浸没水中（水中加洗涤剂1滴），消退气泡，称其在水中的重量

W

4.计算SG=A/（A-W）空气重量一水中重量

5.重测2-3次验证

留意过用大标本，多孔宝石（易吸水）不宜，要消退气泡、表的张力，用烝储水

I1.称宝石在空气中的重量A

步骤2.取烧杯加蒸留水2/3满，滴洗涤剂1滴消退表面张力

3.将粗铁丝平分2半，一半挂右盘，一半挂左盘上方的挂钩上c取细铁丝平

分,一半放右盘，一半作宝石兜悬挂于悬丝末端

4.将阿基米德桥跨在左盘上方并不接触盘，桥上放装2/3水的烧杯将支架悬

丝末端的网兜浸没于水中，并不接触杯底和边部，调整右盘铁丝长度使天平平

衡

5.将宝石放入网兜内，完全浸没于水中，且不接触杯底和边部（缓慢，防水

溅出，消退气泡）称宝石在水中重量W

6.计算SG

静水称重法的优缺点和留意事项:

优点（

1.能快速精确地测定宝石比重，无困难的计算

2.无毒、无害、无污染、经济

题:

1.不能精确测定较小的宝石〔小于0.5ct）

2.多孔的宝石不相宜（尽量削减在水中测试的时间）

留意事项|：

1.多测几次

2.样品干净无油污

3.消退表面张力（水的选择、加洗涤剂、刷气泡）

4.可用CCL4代替水

直读比重天平:不必计算，ITOOct兼可

宝石大小及测试方法的选择：

大小工具

大于2-3克单、双盘大

位平

10-100克弹簧秤

更大测量体枳称

更小重液法

1-100克直读比重大

平

各种规则形态的材料测试方法:

重量/体积=密度

球体：4n*r*r*r/3(「是半径，如题目给的是直径，要先除以2)

立方体：a*a*a

长方体：a*b*c

圆柱体：hn*r*r

七、光学性质

A.光的本质：

1：波粒二象性，电磁波一横波

2；波长一入光谱色(400-700nm可见光)

3；振幅一A光的强度

4；粒子性E=1240/Xrun

5；可见光波长3.26-1.59ev

B.颜色

(400-430紫)(430-490蓝)(490-550绿)(550-590黄)(590-630橙)(630-700红)

单位:lnm=10m

自然光：在垂直光波传播方向的平面内，沿各个方向振动且振幅相等的光

平面偏光：在垂直光波传播方向的某一固定的平面内，沿一固定的方向振动的光波

C.折射，折射定律，折射率

1：折射：是从一种介质进入另一种具有不同光密度的介质时，传播方向发生变更现象。

当光线从光疏介质进入光密介质时.，光线偏向法线折射，折射角小于入射角。

2)折射定律：入射线，法线，折射线在同一平面内，对于给定的任何2种相接触的介质

及给定波长的光来说，入射角的正弦及折射角的正弦之比为一个常数。

3)折射率二Sin入射角/Sin折射角

4；折射率也可表示为光在空气中的速度及某材料中的速度之比

5；RT:光在空气中的速度除以光在某材料的速度

D.反射，反射定律，反射率

1；反射：光在遇到不同介质的分界面时补折回的现象

2：入射线：反射线及法线在同一平面

3；入射角二反射角

4；反射率：指光在垂直介质分界面入射时，反射光的强度及入射光强度的百分比

5；R=(RI-1)7(RI+1)2钻石：17%

全内反射

1)当光线从光密介质进入光疏介质时，折射线偏离法线方向，折射角大于入射角，当折射角

为90°时的入射角称为临界角；全部大于临界角的入射光线不能进入其次种介质而在原

介质内发生反射，遵循反射定律：入射角等于反射角，光线将全部返回到光密介质而发

生光的全内反射。

2)人们利用这一特性制造出很多光学仪器，也包括折射仪。折射仪的工作原理正是建立在全

内反射的基础上，它是用来测量宝石的临界角，并把读数干脆换算成折射率的一种仪器。

折射仪棱镜恒久是光密介质，宝石恒久是光疏介质。

3）在宝石加工中也会用到全内反射，例如钻石的标准圆多面体琢型，是依据志向比例切工,

使光进入宝石发生全内反射，产生最大亮度和火彩。

备向同恺

①等轴晶系和非品质结构的宝石，允许光线朝各个方向以相同的速度通过，这类宝石材料在

随意方向上均表现出相同的光线（各向同性），只有一个折射率值。

②特定频率的光波在均质体宝石中传播时；其传播速度不因光波在晶体中振动方向不同而发

生变更。均质体的折射率值不因光波在晶体的振动方向不同而发生变更，其折射率值只

有•个。自然光射入均质体后，基本上仍为自然光；偏光入射均质体后仍为偏光，而且

其振动方向基本不变。

③若透亮材料在正交偏光片间无论取向如何都是很暗的，那么它是各向同性的。

④等轴晶系的宝石有钻石、尖晶石、石榴石族及CZ、YAG、GGG等；非品质宝石有欧泊、琥

珀、各种自然和人造玻璃、塑料等。

各向异性

①三方、四方、六方、斜方、单斜、三斜6个品系的宝石均表现出定向的光性（各向异性）。

光线通过这类非均质体宝石时，入射光线将分解为两条，传播方向不同、振动方向相互

垂直的平面偏振光，不同的平面偏振光的传播速度不同，即有不同的折射率值，两个折

射率之间的差值称为双折射率值。

②各向异性宝石的双折射率，用最大折射率值（RI大）和最小折射率值（RI小）的差值来

表示。双折射率DR=RI大-RI小

双折射

双折射宝石包括三方、四方、六方、斜方、单斜、三斜6个晶系的宝石。当光线通过这

类非均质体宝石时均表现出定向的光性（各向异性），入射光线将分解为彼此完全独立的、传

播方向不同、振动方向相互垂直的平面偏振光，不同的平面偏振光的传播速度不同，即有不

同的折射率值，两个折射率之间的差值称为双折射率值。双折射宝石包括一轴晶宝石和二轴

晶宝石。一轴晶宝石（三方、四方、六方）有一个方向不发生双折射，有一个光轴方向，称

为一轴晶；二轴晶宝石（斜方、单斜、三斜）有两个方向不发生双折射，有2个光轴方向，

称为二轴晶。

RImax-RImin=DR如水晶：1.553-1.544=0.009（双折射率）

光轴：全部各向异性宝石都有（或2个不发生双折射的光向

一轴晶：三方、四方、六方晶系的宝石有一个方向不发生双折射，有一个光轴方向，称为一

轴晶

二轴晶：斜方、单斜、三斜晶系的宝石有两个方向不发生双折射，有2个光轴方向，称为二

轴晶。

异同点均质体一轴晶二轴晶

相同宝石的光宝石的光性宝石的光性

性

不同各向同性各向异性各向异性

2个折射率3个折射率

偏光镜全暗四明四暗（牛眼干四明四暗（单臂、

表现涩图、螺旋桨状黑十双臂）

字）

+折射仪一条阴影2条阴影边界，一条2条阴影边界，2条

表现边界动，一条不动都动

二色镜无多色性可显二色性可显三色性

光率体：表示晶体中光波的振动方向及折射率的关系而建立的立体图形（线段表示振动方向

的折射率大小）

各向同性的宝石：光率体为球形

一轴晶：旋转椭球体No（常光）Ne（特别光）Ne一垂直No一平行

双折射率高的宝石，台面应垂直光轴，从台面就不会看到刻面棱重影，显得清晰透亮

轴晶和二轴晶宝石均为双折射，在折射仪和偏光镜的表现以及多色性为:

光光轴晶系宝石品种折射仪表现多色偏光镜表现

性阴影边界光性定义性正交偏干涉图

光

各一轴四方钻石、方柱转动360°Ne）No为二色

四明四牛眼干涉

向晶石、时，出现两条正光性；性

暗图

异（一二方.刚玉、石英、阴影边界，其Ne（No为

螺旋桨状

性个光碧玺中一条阴影负光性

干涉图

轴）六方绿柱石、磷边界移动，一

灰石条固定不变。

各二轴斜方.橄榄石、托转动360°Ng-Nm〉三色带色圈的

四明四

向晶帕石时，出现两条NurNp为正性黑色单臂

—暗

异（二单斜.月光石、翡都移动的阴光性；或双臂

性个光翠影边界Ng-Nm

轴）三斜绿松石、蔷〈,m-Np为

薇辉石负光性

宝石的光学性质

光泽：I材料表面反光的实力和特征。它主要及材料的折射率、反光率有关，但也及材料的颗

粒集合方式、表面平整程度以及抛光质量和硬度有关。

矿物学中，通常按光泽强弱分为四个级别：

折射率光泽宝石矿物

折射率〉3金属光泽钳、金、银、铜

折射率半金属光乌钢石（针铁矿）、闪

2.6-3泽锌矿

折射率金刚光泽金刚石、钻石（亚金刚

1.9-2.6光泽）

折射率玻璃光泽绝大多数宝石属于此

1.3-1.9类

特殊光泽为:

①树脂光泽：琥珀等软的具低折射率宝石

②丝绢光泽：石膏和孔雀石等一些纤维状矿物

③珍宝光泽：自然和养殖珍宝都是由晶质层组成，光从表面和近表面的晶质层反射。有时这

种微细的结构引起晕彩。

④油脂光泽：软玉

⑤蜡状光泽：绿松石

透亮度：指物质透过光的强弱的一种表现。汲取性强，透亮度弱；汲取性弱，透亮度强。

a）透亮能完全清晰地透视其他物体。如钻石、红宝石等能允许绝大部分的可见光透过晶体。

b）半透亮:一般厚度下，能模糊地透视其他物体的轮廓。例如玛瑙、芙蓉石等能允许部分光

通过晶体。

c）微透亮:一般厚度下，能透过光，但看不清透过的物象。如软玉、独山玉、岫玉等。

d）不透亮:宝石的晶体或块体基本上不透光。如青金岩、绿松石、珊瑚等。

颜色，汲取光谱，多色性

颜色是确定宝石珍贵和价值凹凸的基本和首要因素。是眼睛对光波的感应而在大脑中产

生的感觉。可见光经物体选择性汲取后，其残余光的混合色即是该物体的颜色。

对宝石颜色的感觉取决于：

1）白光源

2）反射、散射及变更这种光的物体

3）接受光的人的眼睛和说明它的大脑。

三个条件缺一不行，否则就无颜色。

颜色三要素：颜色是色调（红橙黄绿）及非色调（黑白灰）的总和，不同的色调在外观上可

以从三个方面去视察：色调、饱和度、明度。

色调是彩色宝石间相互区分的特性，如红、绿或蓝色等的属性。色调及残余光的波长有关，

通常用主波长来表示。例如某宝石主波长为600nm,则该宝石显橙黄色。不同颜色的宝石其

色调不同，相同颜色的宝石，色调上也会有差异。

饱和度是指色调的纯净程度或明丽度。取决于颜色中白光的含量或比例。是宝石的鉴别特征,

也为彩色宝石颜色分级的依据，

明度是指颜色的光明程度，即光的强度或亮度。取决于宝石所反射或透射光的亮度。宝石对

光的反射比或透射比越高，明度就越大。

汲取光谱|：

利用分光镜视察宝石的残余色时，某些致色元素汲取了特定波长的光而产生的光谱间断,

在可见光谱中出现的垂直黑带（汲取带）或垂直黑线（汲取线），依据汲取带或汲取线的位置

和宽度，可以帮助确定宝石的致色元素，有助于区分宝石和了解宝石的致色成因。

可见光是电磁波谱中很窄的区段，波长范围为780-380nm,由一系列颜色混合而成白色,

大致波长如下：（红：780-630橙：630-590黄：590-550绿：550-490蓝：490-440紫：

440-380）＜,如翡翠的汲取光谱是在紫区437nm处有强的汲取线。

色散值：|太阳光谱中B线及G线测的材料折射率的差值。

B线:红光,686.7nm,钻石RI=2.407

G线：紫光,430.8nm,钻石RI=2.451

钻石的色散值是两者之差，0.044

高色散的宝石，加工成刻面型宝石后，各小面上可闪烁出五彩缤纷的火彩.如钻石色散

值0.044,为高色散宝石，按志向比例加工成圆多面形，在冠部小面可闪烁出橙黄色、蓝色

等颜色的火彩来。

色散级别宝石种（部分自然宝石）色散值范围

高色散0.030以金红石、翠榴石、钻石、0.280、0.057、0.044、

上高型错0.039

中等色散铁铝、镁铝、尖晶石、橄0.024、0.022、0.020、绝大多数宝

0.020-0.030榄石0.020石为低色散宝

低色散0.020以刚玉、祖母绿、碧玺、托0.018、0.014、0.015、石，高色散宝石

下帕石、水晶0.014、0.013较少，因此，色

散值高的宝石，

加工成型后，通常火彩较好，也是鉴别特征之一。

亮度：

是透过冠部刻面视察时所见到的光被宝石反射而导致的光明程度。它是由亭部刻面反射

的光和从冠部表面反射的光和从冠部刻面表面反射的光共同造成的。亮度是内反射和外反射

效应。

当光线从光密介质中进入光疏介质时，法线偏离折射，这时的折射角大于入射角。当入

射角增加到折射线沿两介质之间的分界面通过时，即折射角达到90。，这时的入射角称为临

界角。

全内反射指当光线从光密介质进入光疏介质时，假如入射角大于临界角，光线将发生全

内反射，并遵循反射定律，留在光密介质中。

适当的宝石后刻面琢型角度，可使从顶部进入宝石的入射光，经过多次的全内反射能再

次从顶部射出，从而使宝石忽然增辉。相比之下，琢型不正确会产生“漏光”现象，即入射

光从后刻面发生折射，宝石产生漏光，给人以呆板有暗域的感觉。

例如钻石折射率值高达2.417,正确的加工比例可以使钻石不漏光，而特别光明。而低折

射率的宝石，临界角较大，即使切磨得当，也很难做到不漏光，其亮光不如钻石等高折射率

的宝石。

刻面型宝石的色散作用使白光分解成形成五彩缤纷的闪烁光的现象。

影响因素：

①色散率：色散率越大，火彩越强。如钻石色散值0.044,为高色散宝石，按志向比例加工

的圆多面形，在冠部小面可闪烁出橙黄色、蓝色等颜色的火彩。依据色散率的数值，将宝石

的色散划分为高、中、低三种类型。绝大多数宝石的色散率多比较小，为低色散宝石，高色

散宝石较少，因此，色散值高的宝石可以具有较好的火彩，也是鉴别特征之一。

②切工：宝石的火彩还取决于宝石的琢型，尤其是冠部倾斜的刻面的角度和大小，正确的切

工才能最大限度地展示宝石的色散作用形成的火彩。

③体色：宝石假如有明显的体色，会使火彩大为减弱，所以，只有无色或者很浅色的高色

散率宝石才具有好的火彩。

囚也当视察着宝石或者光源移动时，所视察到的宝石表面一闪一闪的反光。

特殊光学效应

猫眼效应卜在琢磨成弧面型的宝石表面出现的这一头到另一头的亮带，这条亮带会随着光线

的移动而移动。定向的针管状包体对光的反射形成的。

形成猫眼条件：

①一组针管状包体密集而平行的排列

②琢磨的弧面型宝石底面平行于包体的方向，针状矿物，管状矿物，瘦长片晶

金绿宝石中含有大量的针管状包体，当这些针管状包体平行而密集的排列，加工取向正确时,

在垂直于包体方向会产生一条亮带。

具有猫眼效应的宝石有金绿宝石、碧玺、绿柱石、石英、磷灰石、方柱石、红柱石等，其中

以金绿宝石猫眼效果最佳，

金绿宝石有猫眼效应的，可干脆称为猫眼，这是唯一一种无须注明矿物而直称猫眼的宝石。

而能供应猫眼的其他一些宝石如石英（包括虎睛石）和碧玺，应描述成石英猫眼、碧玺猫眼

等。

星光效应：|琢磨成弧面型的某些宝石表面,在点光源下有通常为4或6道，极个别为12道星

状光线的效应。星光至少是由儿组（至少是2组）定向排列的针管状包体对光的反射所造成

的。

例如：刚玉三组平行排列的包袱体分别于三个横晶轴所在的平面，彼此以120度角相交。

当宝石切磨成弧面型且及其底面平行于这三组包袱体所在的平面时，光从宝石内部的每组包

袱体反射，导致三条相交的反射光带，在表面显示出六射星光效应。

形成条件：1）至少2个方向定向排列的密集的针管状包体。2）弧面型宝石底面平行于

包体所在平面。

高拱顶可突出星光效应，自然星光宝石的底面可加工成深拱形以增加重量。

包体数量不足则不能显示星光，间或可从这些少量包体中反射处的光，叫丝光

能显示出星光效应的宝石有：红宝石、蓝宝石、铁铝榴石、尖晶石、透辉石、芙蓉石等。

间或在另一平面上出现其次套完整发育的内含物，分布在第一套三组针状体之间，这时

宝石琢磨成弧面型以后，将出现罕见的12射星光。

自然刚玉的星光发散，发自深部，有宝光；合成星光刚玉星线细直，附在表面，无宝光。

晕彩（变彩）|：一种干涉和衍射效应，指光线从薄膜或从。pal所持有的结构中反射出，经过

干涉或衍射作用而产生的颜色或一系列颜色。

干涉:H当2组相同波长的光线，沿同一路径传播时，2条波同相位时被加强，异相位时被减

弱（抵消）。

晕彩可分为单色变彩和多色变彩。

运用白光时宝石材料的干涉看得最清晰。

白光发生干涉：

不同波长的光有不同的光程差；

有的波长加强，有的波长抵消一一形成颜色。

干涉的条件：

1.相同波长的2束或多束光波

2.沿同一路径传播

例如：

单色变彩：如月光石，单色变彩为蓝色。当光线进入月光石宝石时，由于内部细小的出溶体

对光线的衍射造成的定向辉光，

只有澳大利亚的蛋白石（欧泊）变彩。

被称为衍射光栅的由人工制作的一组瘦长或狭缝被用于产生光谱，它可用于宝石检测。

月光石

•半透亮的乳浊状外观叫乳光效应

・月光石内部微细结构对光引起散射出现的光学现象

月光石效应:月光石内部超细互成对光的干涉形成淡蓝色变彩，当转动宝石可见光彩转动

衍射「

•从点光源发出的光波，通过一大小及光波长相近的狭缝时，其直线传播方向发生变更现象

（线射）

•条件：1）点光源，狭缝及波长相近，绕射-折射-不同波长分开-形成光谱色。2）现象：

变彩。

欧泊的等大的SiO2小球规则排列，形成立体光拦导致衍射，形成色斑。

欧泊内部结构：

多色变彩：在欧泊中，二氧化硅球体之间的空间供应了细小的孔隙并产生光明的晕彩色。

是从微小和规则排列的结构或包袱体衍射。二氧化硅球体的直径只有200-300纳米，它们之

间的孔隙在尺寸上及光的波长为同一数量级。当一些白光光线穿过三维结构时将发生干涉。

不同的欧泊样品中球体的大小不同，所产生的颜色范围也不同，球体直径为300nm形成七色

色斑；球体直径为150-200nm,形成蓝、蓝绿色色斑；球体太大或太小不能形成衍射。当转

动宝石时就会出现多种颜色。

光泽晕彩

光学效应光学效应

材料表面光滑材料表面光滑

薄膜反射或衍射而发生的干材料表面反光的实力

涉作用和特征

砂金效座«星彩或日光石效煦］片状包袱体对光的反射而形成闪闪发光的现象称为砂金效应。

•日光石含大量的橙色赤铁矿小薄片的长石

•东陵玉含大量绿色铭云母片的石英岩

•金星石是玻璃中含有铜片，也称“砂金石”颜色有黄褐色，暗蓝色

变色效应:

宝石在日光和白炽灯下视察，出现迥然不同的两种颜色，日光下呈现绿色，白炽灯下呈

红色。

缘由：一种由于入射光波长变更而使宝石呈现不同颜色的光学效应称为变色效应。对光

的选择性汲取是宝石呈色的基本缘由。但由于入射光的变更，有些宝石会呈现不同的颜色。

例如:变石，它是金绿宝石的一个亚种，在日光下呈绿色，烛光下呈红色。这是因为变石

含过渡族元素Cr。Cr元素在红宝石中形成红色，在祖母绿中形成绿色，而在变石中Cr元素

须要的能量正好处于红色和绿色中，因此宝石的颜色取决于所视察的光源。变石在绿光足够

的日光下呈绿色，在红光足够的烛光中呈现红色。

变色效应产生的必备条件：宝石的可见光汲取谱中存在着两个明显相间分布的色光透过

带，而其余光均被较强汲取透射光的波长及透射强度成正比。

变色效应不仅在自然变石中发生，还产生在合成变石和合成刚玉仿变石中。合成刚玉仿

变石在口