寶玉石學(xué)第二章-寶玉石的性質(zhì)

1、陳炳輝Chen BinghuiDepartment of Earth SciencesSun Yat-sen University第二章 寶玉石的性質(zhì)Chapter 2 Nature of Gemstones第一節(jié) 寶石的結(jié)晶學(xué)特征Crystallography of Gemstone一、 晶體與非晶體晶體：內(nèi)部結(jié)構(gòu)原子或離子在三維定向成周期性重復(fù)有序排列的固體。 A Crystal is a Solid with a structure of regular, repeating, three dimensional arrangement of bonded atoms.非晶體：內(nèi)部結(jié)構(gòu)中

2、原子或離子無序排布，不能自發(fā)形成幾何多面體外形。 Non-Crystalline: Minerals and other materials are said to be non-crystalline, or amorphous, when they lack an overall orderly crystal structure.OBSIDIAN (Volcanic Silica Glass)二、晶體習(xí)性Crystal Habits三、對(duì)稱要素 Symmetric Elements中心 Center面 Plane軸 Axis of symmetry - An imaginary line

3、 drawn through the center of a crystal that replicates the exact shape if the crystal is turned to 360.四、七大晶系（Crystal Systems) 三斜Triclinic ： 無L2或P 單斜Monoclinic：L2和P均不多于1 斜方Orthoclinic：L2和P不少于三個(gè) 三方Trigonal： L3高次軸 六方Hexagonal：L6高次軸 四方Tetragonal：L4高次軸 等軸Isometric： 3L4第二節(jié) 寶石的力學(xué)性質(zhì) Mechanical Properties o

4、f Gemstone 一、寶石的硬度 Hardness二、寶石的解理和斷口 Cleavage and Fracture三、寶石的韌性和脆性 Tenacity and Brittleness四、寶石的比重（相對(duì)密度） Specific Gravity一、寶石的硬度 Hardness硬度 Hardness： 指寶石抵抗其它物體刻劃或壓入其表面的能力。根據(jù)測量方法，可表示為: 刻劃硬度相對(duì)硬度 壓入硬度絕對(duì)硬度差異硬度 Differential Hardness1、硬度的表示方法（1）摩氏硬度 Mohs Hardness：Hardness is defined by how well a subst

5、ance will resist scratching by another substance. 屬于一種刻劃硬度，即利用摩氏硬度計(jì)與被測礦物相互刻劃比較而測定的硬度。（2）努普(Knoop)硬度： 屬于一種壓入法測試的顯微硬度。壓入頭是一個(gè)用金剛石制成的菱面錐體，壓痕的長對(duì)角線為短對(duì)角線的7倍，為深度的30倍。以一定荷重（1kg）將壓頭壓入試樣 ，根據(jù)壓痕對(duì)角線長度和荷重計(jì)算努普硬度(Hkn)值。 計(jì)算公式： Hkn = P / Cp * L (kg/mm2) P壓入頭荷重（kg/mm2） Cp努普壓痕常數(shù)=0.07028 L壓痕的長對(duì)角線長度（mm2）努普雙壓頭顯微硬度計(jì) 2、硬度在寶石

6、中的作用 Application of Hardness in gemology（1）硬度對(duì)寶石加工的影響 （2）硬度對(duì)寶石鑒定的作用 測試硬度的常用工具有： 硬度筆用標(biāo)準(zhǔn)硬度礦物碎片鑲在筆桿上制成。 硬度板用標(biāo)準(zhǔn)硬度礦物研磨拋光制成的方形小片。二、寶石的解理和斷口Cleavage and FractureCleavage is the ability, possessed by some crystalline materials, to break alone certain well-defined crystal structure planes to leave more or le

7、ss flat faces.Fracture is the random, non-directional breakage which occurs in most gemstones as a result of stress.解理和斷口都是寶石材料在外力作用下所表現(xiàn)出的破裂面性質(zhì)。解理僅出現(xiàn)于寶石晶體中,而斷口不論在晶體、非晶體以及礦物集合體上都可以發(fā)生。1 解理在寶石中的作用Application of cleavage in gemology鑒定: 同種寶石晶體的解理特征（解理組數(shù)、方向、完善程度、解理角）總是相同加工:具極完全和完全解理的寶石材料難于加工，因容易碎裂、沿解理面方向難

8、拋光?？衫媒饫矸较蚍指顚毷?保養(yǎng)：解理發(fā)育的寶石對(duì)寶石的耐用性有一定影響，受力后容易破碎。2、斷口在寶石中的應(yīng)用 Application of fracture in gemology Conchoidal - Fracture resembling a semicircular shell, with a smooth, curved surface. Uneven - Fracture that leaves a rough or irregular surface.Hackly - Fracture that resembles broken metal, with rough, j

9、agged, points. This fracture is also known as jagged.Splintery - Fracture that forms elongated splinters. All fibrous minerals fall into this category.Earthy or crumbly - Fracture of minerals that crumble when broken.Even or smooth - Fracture that forms a smooth surface.Subconchoidal - Fracture that

10、 falls somewhere between conchoidal and even; smooth with irregular rounded corners. Conchoidal Fracture Rock Crystal, Zircon, Peridot, Rose quartz, Opal, Agate, Turquoise,etc.Uneven FractureApatite, Jadeite, Nephrite, Lapiz Lazuli,etc 斷口的形態(tài)特征可以作為鑒定寶石的輔助依據(jù)。通過對(duì)斷口的觀察，可以了解玉石質(zhì)地的細(xì)膩程度。 質(zhì)地細(xì)膩者，斷口平坦或近似貝殼狀； 質(zhì)

11、地粗糙者，斷口參差粒狀。三、寶石的韌性和脆性 Tenacity and Brittleness1、定義 Tenacity is a physical reaction to stress such as crushing, bending, breaking, or tearing. Brittle - If a mineral is hammered and the result is a powder or small crumbs, it is considered brittle. 2、韌、脆性與硬度的關(guān)系： 沒有必然關(guān)系。硬度大的寶石不一定韌性大或脆性小。 如金剛石，雖然是硬度大的物

12、質(zhì)，但硬而不韌，它可以刻劃鋼錘，卻經(jīng)不起鋼錘一擊，甚至掉到地上也可能碰碎。3、寶石的韌、脆性特點(diǎn)： 單晶質(zhì)寶石大多有一定脆性。尤其是離子鍵性程度較高的寶石，脆性較大。脆性還與解理發(fā)育程度有關(guān)。例如： 鉆石，有較發(fā)育的八面體完全解理，因而較性脆；黃玉，有垂直C軸發(fā)育的完全解理，故脆性大。 玉石的韌、脆性與其組成礦物之間的接合方式有關(guān)。例如： 軟玉、翡翠都具有很大的韌性，因具顯微纖維狀緊密交織結(jié)構(gòu)，顆粒間的接合力強(qiáng)；石英巖玉、青金石等的韌性較低，是因具粒狀結(jié)構(gòu)，顆粒間的結(jié)合力弱。常見寶石材料的韌性 由強(qiáng)弱：黑金剛石軟玉硬玉剛玉金剛石水晶海藍(lán)寶石橄欖石祖母綠黃玉月光石金綠寶石螢石 鋯石 祖母綠4、韌

13、、脆性對(duì)寶石加工及使用的影響：韌性大的寶石一般加工難度較大，主要是不易拋光；脆性大的寶石一般也不好加工，因容易破碎； 對(duì)于韌性低或脆性大的寶石在加工和使用過程中要注意維護(hù)，以免受外力影響而破碎。四、寶石的比重（相對(duì)密度）Specific Gravity1、定義及意義比重（相對(duì)密度）在國際單位制和我國的法定計(jì)量單位中，已改用相對(duì)密度。但由于行業(yè)習(xí)慣，在寶石界仍普遍使用“比重”一詞。意義 ：是寶石的重要物理性質(zhì)，也是一項(xiàng)穩(wěn)定的物理常數(shù)，對(duì)于鑒定寶石十分重要。 2、比重的測定方法 S.G. Testing 靜水稱重法：用比重天平分稱出寶石在空氣中重量W1和寶石在水中重量W2，然后按下式計(jì)算比重SG值

14、： SG = W1 / (W1-W2 ) 重液法：第三節(jié) 寶石的光學(xué)性質(zhì)Optical Properties顏色及其成因透明度光澤折射率與雙折射率色散、多色性寶石的發(fā)光性寶石的特殊光學(xué)效應(yīng)（一）寶石的顏色 Colour研究意義： 是評(píng)價(jià)寶石質(zhì)量和價(jià)值的重要依據(jù); 不少寶石的特有顏色可以作為其重要鑒定特征；了解寶石顏色的致色原因，對(duì)寶石的合成、改色、鑒別等工作都一定的指導(dǎo)意義。1、顏色的本質(zhì) Nature of Colour顏色是具有一定波長的電磁波。一定波長的可見光，會(huì)呈現(xiàn)一定的顏色。在整個(gè)電磁波譜中，能引起人眼視覺的可見光只是一小部分，一般取400700nm波長作為可見光的范圍（實(shí)際范圍可達(dá)

15、380780nm）。 單色光的波長由長到短，對(duì)應(yīng)的顏色感覺由紅到紫。 430380nm紫色 560530nm黃綠 470430nm藍(lán)色 590560nm黃色 500470nm青色 620590nm橙色 530500nm綠色 770620nm紅色顏色表示方法：波長（） 單位：納米（nm）能量（E） 單位：電子伏（ev） E(ev) (nm) 1240400nmev ; 700nmevev 。波長越短，能量越大。寶石的顏色是寶石對(duì)不同波長的可見光選擇性吸收的結(jié)果。 當(dāng)可見光（白光）照射寶石時(shí)：如果寶石選擇吸收了某些波長的色光，則寶石呈透射或反射色光的混合色，相當(dāng)于被吸收色光的補(bǔ)色或補(bǔ)色的混合色；

16、如果寶石普遍均勻的吸收所有色光，則寶石隨吸收程度不同而呈黑、灰或白色；如果所有的色光都有通過寶石，則寶石呈無色透明。2、寶石的致色機(jī)理 Gemstone Colouring Mechanism四種機(jī)理：過渡金屬離子的內(nèi)部電子躍遷致色離子間的電荷轉(zhuǎn)移致色色心致色物理光學(xué)致色（1）過渡金屬離子的內(nèi)部電子躍遷致色 “色素離子”：Ti 、 V 、 Cr 、 Mn 、 Fe 、 Co 、 Ni 、 Cu 這類離子存在 d 軌道上未成對(duì)的單電子，受到周圍配位體陰離子電子云影響，d 軌道的能級(jí)會(huì)發(fā)生分裂，所產(chǎn)生的能量差值可能與某種波長的可見光能量相當(dāng)。當(dāng)白光入射寶石晶格，d 電子受到相同能量光波激發(fā)，從基態(tài)

17、（低能軌道）躍遷到激發(fā)態(tài)（高能軌道），這部分光波的能量轉(zhuǎn)移給被激發(fā)電子，即吸收，其余光波透射或反射出寶石，混合呈色。自色寶石和他色寶石(Idiochromatic and Allochromatic)自色寶石：橄欖石、鐵鋁榴石、孔雀石他色寶石：紅寶石、祖母綠研究意義（2）離子間電荷轉(zhuǎn)移致色在晶體結(jié)構(gòu)中，相鄰離子間在外來能量（光能）作用下，可使電子從一個(gè)原子的軌道躍遷到另一個(gè)原子軌道上去，即離子間發(fā)生電荷轉(zhuǎn)移。藍(lán)寶石的致色原因藍(lán)寶石成分：Al2O3 含F(xiàn)e2+ 、Ti4+ 等雜質(zhì)。Fe2+ Ti4+電荷轉(zhuǎn)移吸收紅、黃光，呈藍(lán)色。 （3）色心致色色心：可以吸收光波的晶體結(jié)構(gòu)缺陷。 主要有兩種： 缺

18、失原子（缺位） 受放射性輻照捕獲 1個(gè)電子形成電子色心；額外原子（填隙原子）受放射性輻照激發(fā) 1個(gè)電子形成空穴色心。 兩者結(jié)果都造成有不成對(duì)的電子而發(fā)生能級(jí)分裂，吸收光波產(chǎn)生顏色。例：紫色螢石的致色原因 螢石成分：Ca F2 由于Ca2+含量過高和受放射性輻照影響，造成F 缺位而為電子占據(jù)電子色心。 該色心吸收黃綠光波，使螢石呈紫色。 例：煙晶的致色原因 成分：SiO2 Si4+Al3+H+(Na+) 受輻照后，Al3+鄰近的O2-的1個(gè)價(jià)電子被激發(fā)離開其軌道，出現(xiàn)未配對(duì)電子空穴色心。 產(chǎn)生極強(qiáng)的紫外可見光范圍的吸收，呈煙灰色。（4）物理光學(xué)致色指由于寶石內(nèi)部的結(jié)構(gòu)、構(gòu)造、裂隙、包裹體等到因素

19、，對(duì)光發(fā)生物理光學(xué)作用而使寶石呈色。 這些作用主要有： （1）干涉作用致色（2）衍射作用致色 （3）散射作用致色 （4）有色包體致色1）干涉作用致色(Interfereence)干涉：當(dāng)兩條光線相遇而疊加沿同一路線傳播時(shí)，由于彼此的位相原因造成光波相互增強(qiáng)或抵消的一種光學(xué)現(xiàn)象，其效果是產(chǎn)生非純正光譜色。常見于有裂隙、薄層包裹體或具不同物質(zhì)薄層結(jié)構(gòu)的材料。例一：暈彩石英，由于存在充填于裂隙中的氣、液薄膜，呈現(xiàn)虹彩。例二：珍珠，兩種折射率不同的物質(zhì)（珍珠層和有機(jī)質(zhì)層）呈同心層狀交替構(gòu)成，對(duì)光層層反射和折射，相互干涉產(chǎn)生暈彩。 2）衍射作用致色(Diffraction)衍射：為光干涉的一種特殊類型。

20、產(chǎn)生衍射的寶石具有規(guī)則的不同折射率的交替層堆積，當(dāng)白光與之相互作用時(shí)發(fā)生光波的定向傳播，其效果產(chǎn)生純正光譜色。 這種現(xiàn)象主要見于歐泊3）散射作用致色(Dispersion)寶石材料內(nèi)部結(jié)構(gòu)不規(guī)則、或粒度超出衍射限定范圍（約100400nm）、或含直徑大于可見光波長的包裹體、微晶微裂隙或氣泡，入射光線與這些不符合衍射條件的物質(zhì)界面相互作用，造成光在不同方向上的反射而呈現(xiàn)顏色。 例：普通蛋白石、乳石英等。4）有色包裹體致色(Inclusion)寶石材料中含有有色包體雜質(zhì)，因它們的體色影響，使寶石呈現(xiàn)出相應(yīng)的顏色。例如，石英中可含藍(lán)線石包體而呈藍(lán)色、日光石因含紅色赤鐵而呈紅色等。（二）透明度(Tra

21、nsparency)透明度：指寶石允許可見光透過的程度。 有關(guān)因素：寶石晶體的透明度與其化學(xué)成分和結(jié)構(gòu)有關(guān)。 如果內(nèi)部存在有較多自由電子，電子躍遷會(huì)吸收大量光波，透過光少，故透明度低或不透明； 如果內(nèi)部不存在自由電子或較少，則對(duì)光波的吸收少，透過光多，透明度較高。玉石的透明度與組成礦物的透明度和集合體方式有關(guān)。 一般透明度低或不透明。即使主要由透明礦物集合而成，因內(nèi)部顆粒之間的界面對(duì)光線產(chǎn)生散射，也表現(xiàn)出較低的透明度。與寶石中的雜質(zhì)、包裹體、裂隙，以及表面是否光滑等因素有關(guān)。寶石透明度分級(jí) 寶石的透明度通常是對(duì)加工成一定規(guī)格大小的成品而言。分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)（五級(jí)）： （1）透明：可充分透過可見光，隔著

22、寶石可清透視另一側(cè)物體，如優(yōu)質(zhì)鉆石、水晶等；（2）半透明：可較好地透過部分可見光，隔著寶石可透射另一側(cè)物體，但不清淅，如電氣石、月光石等；（3）亞透明：可較差地透過部分可見光，隔著寶石不能透視另一側(cè)物體，如優(yōu)質(zhì)翡翠、軟玉、岫玉、玉髓等； （4）半亞透明：只能透過很少可見光，或光線只能透過寶石薄片，如瑪瑙、黑曜巖、天河石等；（5）不透明：基本上不能透過可見光，即使磨成薄片也不透明，如青金石、孔雀石等。 （三） 光澤 LustreLustre describes how a mineral appears to reflects light, particularly how brilliant

23、or dull the mineral is. 指寶石表面對(duì)可見光的反射能力。但對(duì)透明度很高的寶石來說，其光澤應(yīng)是反射光量（主要）和透射光量（次要）的總和。 寶石光澤的強(qiáng)弱取決于寶石的折射率（N）、吸收系數(shù)（K）、反射率（R）。 它們的關(guān)系如下： 透明寶石 R=(N-1)2 / (N+1)2 不透明寶石 R=(N-1) 2 +K 2 / (N+1) 2 +K根據(jù)折射率（N），分類： 金屬光澤 N3 赤鐵礦 半金屬光澤 N= 2.63.0 金紅石 金剛光澤 N= 2.02.6 金剛石 半金剛光澤 N= 1.92.0 鋯石 強(qiáng)玻璃光澤 N= 1.71.9 金綠寶石、鈣鋁榴石 玻璃光澤 N=1.54

24、1.70 尖晶石、電氣石、水晶 半玻璃光澤 N=1.211.54 歐泊、螢石寶石的特殊光澤油脂光澤：由于極微細(xì)的粗糙表面（拋光面或斷面）使光線漫反射而顯示油脂般的反光現(xiàn)象。如軟玉、蛇紋石玉、石英斷口等。蠟狀光澤：由隱晶質(zhì)塊體或微細(xì)顆粒表面對(duì)光線漫反射而呈現(xiàn)出蠟狀反光現(xiàn)象，較油脂光澤弱。如綠松石、玉髓等。樹脂光澤：由于質(zhì)軟或折射率低，呈現(xiàn)出如同樹脂般的微弱反光現(xiàn)象。如琥珀、塑料等。 絲絹光澤：由于具有纖維狀結(jié)構(gòu)或構(gòu)造，各纖維的反射光相互影響而呈現(xiàn)出絲絹般的反光現(xiàn)象。如木變石、纖維石膏等。珍珠光澤：為珍珠特有的光澤，因具有細(xì)微的同心層狀結(jié)構(gòu)，對(duì)光層層反射干涉而呈現(xiàn)出朦朧的暈色光澤。(四） 折射率與

25、雙折射率Refractive Index and D.R.折射率 RI (N) 折射率是寶石的一種穩(wěn)定光常數(shù)，各種寶石都其固定的折射率值，故是鑒定寶石的重要依據(jù)。例如：鉆石 2.42 紅寶石 1.7621.770 光、折射率與臨界角的關(guān)系雙折射與雙折射率 Double Refraction and D.R.非均質(zhì)體(各向異性)寶石：除等軸晶系外的其它六個(gè)晶系。具雙折射，有多個(gè)折射率值： 一軸晶（四方、三方、六方晶系） 二個(gè)主折射率Ne、No。NeNo，正晶；NeNm-Np，正晶；Ng-NmNm-Mp，負(fù)晶。Ng-Np，雙折射率。雙折射率也是鑒定寶石的光學(xué)數(shù)據(jù)，雙折射率（DR）例子碧璽:托帕石:

26、 雙折射率很大的寶石材料，可呈見出明顯的雙影現(xiàn)象，如冰洲石(0.172)、金紅石(0.287)、鋯石(0.059)、合成碳硅石（0。043）等。雙折射雙影現(xiàn)象及其明顯程度可作為肉眼鑒別非均質(zhì)體寶石的標(biāo)志。（五）色散、多色性Dispersion and Pleochroism色散（火彩） Dispersion (Fire)Dispersion is the splitting of white light into the colors of the spectrum. This effect is observable in faceted, transparent, colorless ge

27、ms, where the white light disperses in the gem and reflects on its inner surfaces, giving the gem a colorful sparkle. This effect is known as fire in the gem trade. nm)nm)這兩個(gè)波長分別是太陽光譜中的G線和B線，在晶體中產(chǎn)生的折射率之差。例如： 鉆石 NG=2.451 NB=2.407 色散值Disp 影響寶石色散現(xiàn)象（火彩）的因素：寶石材料本身必須具備足夠大的色散值。一般色散值在0.03以上的透明無色或淺色寶石都可產(chǎn)生明顯的

28、色散現(xiàn)象。 寶石刻面的切磨比例和角度。只有刻面比例和角度（冠角、亭角）合適，才能產(chǎn)生較好的色散現(xiàn)象。色散例子鉆石：0.044; 多色性Plechroism: a differential selective absoption of light by certain anisotropic coloured materials. It is used to describe the different colours which may be seen in different directions in certain coloured gemstone. 均質(zhì)體寶石（Isotropic），

29、各向同性，對(duì)光波無吸收差異，不具有多色性。非均質(zhì)體寶石(anisotropic) ，各向異性，對(duì)光波有吸收差別，可具有多色性：二色性Dichroism四方、三方、六方晶系寶石； 三色性Trichroism斜方、單斜、三斜晶系寶石。（六）寶石的發(fā)光性 Luminescence發(fā)光性：指寶石在外加能量（紫外線、X射線）的激發(fā)作用下，能發(fā)出可見光的性質(zhì)。發(fā)光性分兩種： 熒光Fluorescence the emission of visible light by a substance while it is being illuminated by irradiation of shorter w

30、avelengths.磷光Phosphorescence A liminous afterglow which persists in some fluorecent materials after the original sourse of exciting radiation has been shut off.發(fā)光性原理發(fā)光性的實(shí)質(zhì)是寶石晶體結(jié)構(gòu)吸收了較高的外加能量，然后以較低的能量（可見光）再發(fā)射出來。 發(fā)光過程大致經(jīng)兩個(gè)階段：電子吸收光子能量進(jìn)入高能級(jí)（A）；電子以發(fā)射光子和釋放熱的形式放出能量回落到低能級(jí)（B）。發(fā)光性影響因素：與寶石本身的化學(xué)成分有關(guān)，主要是過渡元素、特別是稀土

31、元素的種類和數(shù)量有關(guān)；與外來雜質(zhì)、幅照環(huán)境條件等因素有關(guān)。發(fā)光性鑒定意義： 有些寶石的發(fā)光性特征較穩(wěn)定，有時(shí)可作為有效鑒別依據(jù)； 有些寶石的發(fā)光性特征變化很大，不能作為可靠的鑒定依據(jù)。（七）寶石的特殊光學(xué)效應(yīng)Special Optical Effects指寶石外表出現(xiàn)的一些奇異光學(xué)現(xiàn)象。主要有以下幾種： 貓眼效應(yīng) Chatoyancy 星光效應(yīng) Asterism變彩效應(yīng) Play of Colour變色效應(yīng) Colour Change Effect月光效應(yīng) Moon Effect砂金效應(yīng) Gold Dust Effect1、貓眼效應(yīng) Chatoyancy定義： 指某些寶石加工成弧面型后，在其弧

32、形表面可以呈現(xiàn)出一條明亮的光帶，并且對(duì)著光帶轉(zhuǎn)動(dòng)寶石時(shí)，光帶也隨之平行移動(dòng)的光學(xué)現(xiàn)象。 Chatoyancy - Phenomenon of certain Cats Eye minerals which causes it to exhibit a concentrated narrow band of reflected light across the center of the mineral. Chatoyancy is usually only seen on polished Cabochons.原理： 寶石內(nèi)部具有平行的纖維構(gòu)造或含有平行密集的針狀、纖維狀礦物包體或管狀氣-液包

33、體等，當(dāng)垂直這些平行結(jié)構(gòu)或構(gòu)造方向?qū)毷心伖獬苫∶嫘蜁r(shí)，在光線照射下，弧面迎光部位的各個(gè)纖維或針、管狀包體的反光點(diǎn)連在一起，就構(gòu)成一條明亮光帶。當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)寶石時(shí)，光帶隨著迎光部位的改變而移動(dòng)。品種： 金綠寶石、綠柱石、電氣石、磷灰石、石英、木變石、方柱石、鋰輝石、透輝石、頑火輝石、綠簾石、黝簾石、透閃石、硅灰石、紅柱石、硅線石等都可以產(chǎn)生貓眼效應(yīng)。 共有20多種，以金綠寶石出現(xiàn)的貓眼效應(yīng)最好。名稱： 金綠寶石貓眼石，可簡稱“貓眼”、“貓眼石”。 其它具貓眼效應(yīng)寶石，“該寶石名+貓眼（石）”。 如“海藍(lán)寶石貓眼（石）”。 2、星光效應(yīng) Asterism定義： 某些寶石當(dāng)加工成弧面型后，在其弧形表

34、面可以呈現(xiàn)出多條相互交叉的光帶，構(gòu)成四射、六射或十二射的放射狀星光圖案的光學(xué)現(xiàn)象。Effect exhibited on some minerals (usually only in polished cabochons) causing it to reflect a billowy, star-like formation of concentrated light which moves around when the mineral is rotated. Gemstones that display asterism may exhibit four, six, and someti

35、mes twelve rayed stars, depending on the inclusions, size, and facet mode. star Sapphire 原理： 寶石中含有沿著二個(gè)、三個(gè)或六個(gè)幾何方向排列的針狀礦物包體、或管狀氣-液包體，當(dāng)平行這些包體的交織展布面（C軸）切磨原料加工成弧面型，各方向包體對(duì)光反射產(chǎn)生的光帶相互交叉，就構(gòu)成星狀圖案。 Asterism is caused by dense inclusions of tiny, parallel, slender, fibers in the mineral which cause the light to

36、 reflect in such an interesting manner. 品種： 星光紅寶石和星光藍(lán)寶石（六射、十二射）、星光芙蓉石（六射）、星光綠柱石（六射）、星光鐵鋁榴石（四射）、星光尖晶石（四射）、星光透輝石（四射）、星光頑火輝石（四射）、星光透閃石（四射）、星光堇青石（四射）等。 有10多種，最漂亮的是星光紅寶石、星光藍(lán)寶石。3、變色效應(yīng) Colour Change Effect定義： 指某些寶石，能在日光和燈光照射下呈現(xiàn)不同的顏色的光學(xué)現(xiàn)象。變色現(xiàn)象最早發(fā)現(xiàn)于含鉻的金綠寶石（變石），它在日光下呈綠-藍(lán)綠色，在燈光下呈紅-紫紅色。原理： 與寶石中的化學(xué)成分（Cr3+、V3+)有關(guān)

37、。變石：含微量Cr3+,使它對(duì)綠光透射最強(qiáng)，對(duì)紅光透射次之，對(duì)其它光波強(qiáng)烈吸收。在日光照射下，由于光源中綠光成分相對(duì)較多，變石透過綠光多而呈綠色； 在白熾燈、燭、油燈光照射下，由于光源中紅光成分多，變石透過紅光多而呈紅色。 品種：變石（含鉻金綠寶石）。其它少數(shù)含鉻或釩的鎂鋁榴石和錳鋁榴石、哥倫比亞含釩藍(lán)寶石、東非含釩電氣石等。合成剛玉、合成尖晶石、立方氧化鋯等。4、變彩效應(yīng) Play of Colour變彩：主要指歐泊（貴蛋白石）所特有的暈彩。可定義為“光從歐泊所特有的結(jié)構(gòu)反射時(shí)，由于干涉或衍射作用產(chǎn)生的一系列顏色變化現(xiàn)象”。特點(diǎn)：在同一寶石表面呈現(xiàn)出多種光譜色，呈不規(guī)則的各種彩片分布，色彩隨

38、著轉(zhuǎn)動(dòng)寶石而變幻。原理：歐泊的變彩與其內(nèi)部規(guī)則排列的球粒結(jié)構(gòu)有關(guān)。掃描電鏡觀察證明，歐泊由直徑150-400nm的非晶質(zhì)SiO2球粒呈六方或立方緊密堆集而成，空隙中常有水和空氣充填。同一彩片范圍內(nèi)的球粒大小相等，球粒間的空隙形狀相同，距離相等。構(gòu)成可以衍射可見光的空間格子。歐泊的衍射原理布拉格公式：n=2dSin 當(dāng) n=1, =90, =1.45 , 則 =2.9d 對(duì)400nm紫光，d = 400nm / 2.9 = 138nm 對(duì)700nm紅光，d = 700nm / 2.9 = 241nm 結(jié)論：當(dāng)球粒增大時(shí)，衍射波的波長也增加。5、月光效應(yīng)定義： 指在加工成弧面型的月光石表面所呈現(xiàn)的

39、淡藍(lán)-乳白色暈彩，如同朦朧的月光。月光石Moonstone原理： 與月光石所具有的薄層及格子狀雙晶結(jié)構(gòu)有關(guān)。 由鉀、鈉長石交替平行排列，并以兩組近于正交的聚片雙晶組合成的格子狀雙晶。兩種長石層的折射率有差別。 當(dāng)雙晶層很薄、厚度在50-1000nm時(shí)，微細(xì)的格子雙晶面對(duì)入射光產(chǎn)生散射，無規(guī)律的散射光線再經(jīng)弧面作用的斂聚，就呈現(xiàn)出淡藍(lán)-乳白的暈色。6、砂金效應(yīng)定義： 指寶石中的細(xì)小包體對(duì)光呈星點(diǎn)狀反射的光學(xué)現(xiàn)象。原因： 含有許多細(xì)小不透明的片狀礦物包體，如云母、赤鐵礦等。品種： 日光石含赤鐵礦、針鐵礦包體的斜長石。 砂金石含云母、氧化鐵細(xì)片的黃或紅褐色石英巖。 （東陵石的一種特殊類型）東陵石含鉻

40、云母片的綠色石英巖。 金星石一種摻入有銅粉顆粒的人造玻璃。第四節(jié) 寶石的其它物理性質(zhì)熱電效應(yīng)：碧璽 TOURMALINE壓電效應(yīng)：石英QUARTZ靜電效應(yīng)：琥珀AMBER導(dǎo)電性：藍(lán)色鉆石BLUE DIAMOND導(dǎo)熱性：鉆石、合成碳硅石DIAMOND，SYNTHETIC MOISSANITE第五節(jié) 寶石中的包裹體（內(nèi)含物）Inclusions in Gemstone一、包裹體的概念 Definition of inclusion二、包裹體的分類 Classfication of inclusion三、包裹體在寶石中的應(yīng)用 Application of inclusion in gemology一

41、、包裹體的概念Definition of inclusion包裹體也稱內(nèi)含物，其英文詞為Inclusion。但在國內(nèi)寶石界，人們對(duì)該詞的理解卻有所不同。有人認(rèn)為包裹體與內(nèi)含物的含義相同；有人則認(rèn)為內(nèi)含物涵蓋包裹體。 一般將包裹體分為廣義包裹體和狹義包裹體兩種概念。Inclusion: Internal visible features within cut or uncut gem materials. Inclusions may be crystals, cavilities, bubbles, fragments, fractures, healed features, incipient cleavages, swirl and striations.1、廣義包裹體： 指寶石材料中放大可見的各種內(nèi)部特征，除包括寶石材料中所含的固相、液相、氣相物質(zhì)外，還包括各種生長現(xiàn)象，如生長