寶石學(xué)全套課件

寶石學(xué)

一、寶石的應(yīng)用價值

1．寶石的商品價值

2．寶石的貨幣價值

3．寶石的藝術(shù)價值二、寶石學(xué)研究現(xiàn)狀

1．寶石協(xié)會和寶石學(xué)院的成立（1908）

2．寶石鑒別儀器的研制和生產(chǎn)（二十世紀(jì)六十年代末）

3．進(jìn)一步開展寶石地質(zhì)工作，尋找新的寶石礦產(chǎn)(1973）

4．寶石改善

5．當(dāng)前國際寶石學(xué)研究的重點：

緒論a、天然寶石礦床的探采

b、天然寶石的改善

c、天然寶石和人造寶石的區(qū)別

d、不同品種寶石戒面款式的設(shè)計和琢磨

e、寶石·貴金屬首飾鑲嵌款式的設(shè)計和工藝研究

第一節(jié)寶石的概念一、廣義概念的寶石

凡是適于琢磨和雕刻成首飾和工藝品的名貴而價高的原料均屬寶石。又可分為：

(一)、無機寶石主要包括天然寶石和人造寶石：

1．天然寶石是指自然界中色澤艷麗、透明、硬度大、耐腐蝕、經(jīng)琢磨可以制成首飾和工藝品的單礦物晶體和巖石。如金剛石、紅寶石、藍(lán)寶石、翡翠、軟玉等。

2．人造寶石：包括合成寶石和贗品兩類：

(1)．合成寶石是指按照某些天然寶石的化學(xué)組成,模擬在自然界中生成時的物理、化學(xué)條件,用人工的方法合成的寶石。如合成紅寶石、合成

第一章寶石及其經(jīng)濟評價的依據(jù)藍(lán)寶石、合成祖母綠和合成金剛石等。

(2)．贗品是指色澤美麗的人造含鉛玻璃、塑料制品和仿鉆無機化合物等。如仿鉆的立方氧化鋯、釔鋁榴石等,仿琥珀的塑料等。

(二)、有機寶石是指與生物有關(guān)由天然有機物成份組成，經(jīng)加工可做首飾和工藝品的生物或生物遺體。如珍珠、珊瑚、琥珀和煤玉等。

二、狹義概念的寶石

自然界中色澤艷麗、透明無瑕、硬度大、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,或透明度稍差但具特殊光學(xué)效應(yīng)、粒度大于3mm以上的單礦物晶體。寶石界人士泛指的寶石一般限于此類。如果涉及人造寶石必須注明“人造”兩字。

三、玉石是指自然界中凡是質(zhì)地細(xì)膩、堅韌、光澤強、顏色美觀,由單礦物或多種礦物組成的巖石。如翡翠、軟玉、岫玉等。

第二節(jié)天然寶石必須具備的條件一、美觀：

1．顏色

2．透明度

3．出奇（特殊的光學(xué)效應(yīng)，奇特的固態(tài)包體）。二、耐久：1．高硬2．穩(wěn)定三、稀少第三節(jié)天然寶石經(jīng)濟評價的依據(jù)一、寶石品種1．高檔寶石：通常指五大寶石（鉆石、紅寶石、藍(lán)寶石、祖母綠和貓眼石)。

2．中—低檔寶石：坦桑石、歐泊、海藍(lán)寶石、電氣石、尖晶石、橄欖石、水晶、黃玉等。

3．低檔寶石：為裝飾石,如孔雀石、綠松石、花崗巖、大理石等。二、寶石的質(zhì)量主要是依據(jù)顏色的色相(色調(diào))、亮度、飽和度、透明度、凈度、特殊的光學(xué)效應(yīng)及清晰程度來做為評價參數(shù)。

三、寶石的重量其與價格的關(guān)系通?？捎上率接嬎悖?/p>

價格=D2×k

式中：D為寶石的重量;k為每克拉的價格。

四、寶石的款式和磨工五、買主的喜愛

復(fù)習(xí)題

1．什么叫寶石？什么叫玉石？

2．什么叫合成寶石？什么叫人造寶石？

3．天然寶石必須具備哪三個條件？

4．天然寶石經(jīng)濟評價的依據(jù)有哪些？

第一節(jié)晶體和晶系一、晶體和非晶體

1．晶體

是指具格子構(gòu)造的固體。即內(nèi)部質(zhì)點在三維空間做周期性重復(fù)排列的固體。如石鹽。

2．非晶質(zhì)體是指有一定的化學(xué)組成，內(nèi)部質(zhì)點在三維空間上做無序排列的貌似固態(tài)的物質(zhì)。如火山玻璃。

二、晶體的特性

1．自限性2．均一性

3．對稱性4．異向性第二章寶石的物理化學(xué)特征

圖Ⅰ–1–1(a、b)石鹽的晶體結(jié)構(gòu)

圖Ⅰ–1–1(c)石鹽的晶格結(jié)構(gòu)

5．穩(wěn)定性

6．內(nèi)能最小三、晶體的對稱

1．對稱面(P)2．對稱中心(C)3．對稱軸(Ln)4．旋軸反伸軸(Lin)5．對稱型四、晶系(晶體的對稱分類)

低級晶族

(無高次軸)三斜晶系無L2

、無P單斜晶系L2或P不多于一個斜方晶系L2或P的系數(shù)之和3

中級晶族

(高次軸只有一個)

高級晶族：等軸晶系有4個L3

(高次軸多于一個)

五、晶體定向

1．晶軸X(a)；Y(b)；Z（c）

2．軸角、、3．三軸定向有：等軸、四方、斜方、單斜、三斜

4．四軸定向有：三方、六方四軸定向分別用X(a)、Y(b)、U(u)、Z（c）表示。

四方晶系有一個L4或Li4三方晶系有一個L3六方晶系有一個L6或Li6

第二節(jié)礦物的形態(tài)一、礦物是指在各種地質(zhì)作用中形成的天然單質(zhì)或化合物。

二、礦物的形態(tài)主要包括礦物單體、連生體和集合體：

(一)、礦物單體的形態(tài)根據(jù)其結(jié)晶習(xí)性可分：

1．一向延長：柱狀、針狀

2．二向延展：板狀、片狀

3．三向等長：粒狀

(二)、礦物連生體的形態(tài)

雙晶：指由一個以上的同種礦物晶體,按一定的對稱方式相互連生在一起的晶體。根據(jù)雙晶個體連生方式又可分為：

(1)．接觸雙晶

(2)．穿插雙晶

辰砂單晶,長9cmm,產(chǎn)自貴州銅仁剛玉晶體,長8cm鐵鋁榴石,單晶2.5cm,產(chǎn)自新疆阿勒泰螢石晶體,直徑9cm,產(chǎn)自淅江武義

(三)、礦物集合體的形態(tài)

礦物集合體是指同種礦物的多個單體聚集在一起的整體。

1．顯晶集合體

(1)．粒狀集合體

(2)．片狀、板狀集合體

(3)．柱狀、針狀集合體

(4)．晶簇:

是指一組具有共同基底的單晶成簇狀的集合體。

2．隱晶和膠態(tài)集合體

(1)．結(jié)核體

(2)．鮞狀及豆?fàn)罴象w

(3)．分泌體

(4)．鐘乳狀集合體

圖II一3一15礦物的集合體形態(tài)(1)圖II一3一15礦物的集合體形態(tài)(2)自然硫晶簇,單晶最大8cm,產(chǎn)自俄羅斯輝銻礦晶簇,產(chǎn)自湖南新化

第三節(jié)礦物的分類一、礦物的化學(xué)成分類型

1．單質(zhì)：是指由一種元素組成的礦物。

2．化合物：是指由多種離子或離子團組成的礦物。

二、晶體化學(xué)分類是依據(jù)礦物的化學(xué)成分和晶體結(jié)構(gòu)而制訂的一種分類方法：

大類類亞類族亞族種

亞種

其具體分類方法如下：

1．第一大類：自然元素礦物。

2．第二大類：硫化物及其類似化合物礦物。

3．第三大類：鹵化物礦物。

4．第四大類：氧化物和氫氧化物礦物。

5．第五大類：含氧鹽礦物。其又可分：

(1)．第一類：硅酸鹽礦物。

(2)．第二類：碳酸鹽礦物。

(3)．第三類：硫酸鹽礦物。

(4)．第四類：其它含氧鹽礦物。

第四節(jié)寶石的光學(xué)性質(zhì)一、自然光和偏振光

1．自然光：a、傳播方向與振動方向垂直

b、振動面以任意方向振動

2．偏振光：自然光經(jīng)過反射、雙折射或通過特制的偏光片后，改變了光的振動方向，使其成為只在一個固定方向振動的光波，稱為平面偏光，簡稱偏振光或偏光。

二、光的折射、全反射和折光率

1．光的折射

根據(jù)折射定律：光由疏介質(zhì)向密介質(zhì)傳播，光的傳播方向向法線方向折射，入射角大于折射角。

當(dāng)光由密介質(zhì)向疏介質(zhì)傳播，光的傳播方向向遠(yuǎn)離法線方向折射，入射角小于折射角2．光的反射

光由密介質(zhì)向疏介質(zhì)傳播，當(dāng)折射角等于90°時，入射角就是光疏質(zhì)的“臨界角”，如果入射角稍大于臨界角，入射光就全部反射回原來介質(zhì)中，這種現(xiàn)象稱之為全反射。

3．折光率是指光在空氣中的傳播速度與在晶體中的傳播速度之比。即：

N=V1/V2

式中：N為折光率；V1

為光在空氣中傳播速度；V2為光在晶體中傳播速度。因光在入射介質(zhì)中的速度與折射介質(zhì)中的速度之比,等于入射角的正弦與折射角的正弦之比,是一個常數(shù),即：

N=V1/V2=Sin/Sin

如果光由光密質(zhì)(N1)進(jìn)入光疏質(zhì)(N2),在己知光密質(zhì)折射率(N1)的前提下,就可求出光疏質(zhì)的折光率(N2)：

N2/N1=Sin/Sin90oN2=N1Sin

式中：為寶石的臨界角。常見寶石的為：鉆石24o25′；紅藍(lán)寶石43o37′；水晶40o50′。

三、光在均質(zhì)體和非均質(zhì)體中的傳播

1．均質(zhì)體

是指光在各個方向上傳播速度相等的介質(zhì)。光在其中傳播有兩個特點：

(1)．光速不變,且折光率相等

(2)．光的振動方式不變屬均質(zhì)體的有等軸晶系和非晶質(zhì)體的寶石。

2．非均質(zhì)體和雙折射

(1)．非均質(zhì)體：是指光的傳播速度隨光波振動方向不同而發(fā)生變化的介質(zhì)。

(2)．雙折射：是指自然光進(jìn)入非均質(zhì)體寶石后,原來在任意方向振動的自然光便分成相互垂直的兩條偏振光,(傳播速度除特殊方向外,均不會相等,)出現(xiàn)兩條折光率不同的光波的現(xiàn)象。雙折射率=最大折光率—

最小折光率雙折射及雙折射率是識別寶石的主要特征之一。中級晶族和低級晶族的寶石均屬于非均質(zhì)體。

四、一軸晶、二軸晶

1．光軸是指自然光在非均質(zhì)體中傳播時不發(fā)生雙折射的方向。中級晶族：結(jié)晶軸Z就是光軸。低級晶族：光軸與Z軸有一定的交角。

2．一軸晶是指自然光在非均質(zhì)體中只有一個方向不發(fā)生雙折射的晶體。屬于一軸晶的寶石有中級晶族的四方晶系、三方晶系、六方晶系的晶體。

當(dāng)光線在這類晶體中傳播時,有兩個方向速度不同,故折光率也不同,為此一軸晶的晶體有兩個折光率,即：

No

—常光(保持不變)和Ne

—非常光(隨晶體轉(zhuǎn)動有所變化)

當(dāng)：Ne

—No>0為正光性；

Ne

—No<0為負(fù)光性。屬于一軸晶的寶石有：鋯石、紅藍(lán)寶石、祖母綠、電氣石、水晶等。

3．二軸晶是指自然光在非均質(zhì)體中有兩個方向不發(fā)生雙折射的晶體。它包括斜方晶系、單斜晶系和三斜晶系的寶石。由于這三個晶系的晶體光在三個方向傳播速度不同,故有三個折光率,即：Ng、Np、Nm

當(dāng)：Ng—Nm>Nm

—Np

時,為正光性

Ng

—Nm<Nm

—Np

時,為負(fù)光性屬于二軸晶的寶石有：橄欖石、黃玉、金綠寶石等。

五、顏色

1．顏色的概念顏色是一種具有一定波長的電磁波，一定波長的可見光會呈現(xiàn)一定的顏色。寶石的顏色是寶石對可見光區(qū)域內(nèi)（400-700nm),不同波長的光選擇性吸收后，透射或反射出光的混合色。各種顏色的光波波段為：紫色400—450nm

藍(lán)色450—480nm

青色480—510nm

綠色510—550nm

黃色550—590nm

橙色590—630nm

紅色630—700nm

自然光照射到寶石上，寶石產(chǎn)生選擇性吸收后的補色就是寶石的顏色。紅寶石的紅色是自然光通過紅寶石時,紅寶石將其中的藍(lán)色和綠色波段吸收后,透射出來的光呈現(xiàn)紅色；如果寶石對白光中各波段的光全被吸收,寶石就呈現(xiàn)出黑色；若對各波段的光均勻吸收不完全則為灰色；若全部通過寶石則無色透明。

2．三原色是指紅色(R)、藍(lán)色(B)和綠色(G)三種基色。反映到我們眼睛里的顏色有兩種情況：

(1)．加色：是指不同顏色的光源疊加在一起呈現(xiàn)的顏色。

(2)．減色：是指白光通過寶石時,寶石吸收了部分波段的光然后透射或反射出光的混合色。國際上統(tǒng)一使用的標(biāo)準(zhǔn)白色光源的色溫是6500°K，是由三束能量近似相等的三色光源—紅光、綠光、藍(lán)光混合而成。

3．顏色三要素

(1)．色調(diào)(色相)(2)．飽和度（彩度）

(3)．亮度

是指寶石的明亮程度。寶石戒面的亮度取決于以下四個方面：

A、寶石本身折光率大小；

B、寶石翻面款式的設(shè)計是否合理；

C、寶石表面的光潔程度；

D、寶石顏色的深淺。根據(jù)以上三要素,色調(diào)純正、亮度大、飽和度高的寶石為佳品。

4．顏色的表示方法

(1)．目測法

(2)．對比法是指根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)色度圖冊對比來確定寶石所屬標(biāo)準(zhǔn)顏色的方法。

5．顏色產(chǎn)生的原因

(1)．自色(2)．他色(3)．假色六、色散是指白光斜射入寶石時,不同的色光因折射角不同而發(fā)生分離,將白光分解為七種不同色光的現(xiàn)象。色散度通常分為：強(>0.050)、中(0.050—0.010)、弱(<0.010)。折射率越高，色散越強。標(biāo)準(zhǔn)色譜法二名法類比法

七、多色性是指寶石晶體在透射光照射下,不同方向呈現(xiàn)不同顏色的現(xiàn)象。通常具有多色性的寶石均屬非均質(zhì)體,可分為：

1．二色性：一般中級晶族的三方、四方、六方晶系中的寶石具有二色性。如藍(lán)寶石、紅寶石。

2．三色性：一般低級晶族的斜方、單斜、三斜晶系中的寶石具有三色性。如坦桑石。

八、光澤是指寶石表面反射光量和透射光量的總和。寶石的光澤與其透明度和折光率有關(guān),透明度高,光澤弱；折光率高光澤則強。根據(jù)其折光率的大小可將寶石光澤分為：

1．金屬光澤如：金

2．金剛光澤如：金剛石

3．亞金剛光澤如：鋯石

4．玻璃光澤如：水晶、尖晶石等如果寶石內(nèi)部具有特殊結(jié)構(gòu),還可以造成如下特殊光澤：

1．絲絹光澤：如虎睛石

2．油脂光澤：如石英

3．珍珠光澤：如珍珠

4．蠟狀光澤：如岫玉

5．樹脂光澤：如琥珀

6．瀝青光澤：如煤玉九、透明度是指寶石透過可見光的能力。透明度的大小可用透射系數(shù)Q來表示：

Q=I/Io

式中：I為光透過1cm厚的寶石時的透光強度；Io

為射入寶石的光線強度。Q越大,寶石越透明,反之為半透明或不透明。由此可將寶石分為：

1．透明：如鉆石、水晶。

2．半透明：如電氣石。

3．亞透明：如高檔翡翠。

4．半亞透明：如優(yōu)質(zhì)瑪瑙。

5．不透明：如青金石。

影響寶石透明的因素主要有寶石自身的物理化學(xué)特點和內(nèi)部所含雜質(zhì)、包裹體和裂紋等。

十、寶石中特殊的光學(xué)效應(yīng)

由于寶石內(nèi)部保存了結(jié)晶過程中遺留下來的某些痕跡,如包裹體、雙晶、微細(xì)球狀結(jié)構(gòu)等,當(dāng)光線與寶石這些特殊內(nèi)在因素發(fā)生作用時,則造成光的干涉、散射、衍射等現(xiàn)象,使寶石呈現(xiàn)出特殊的光學(xué)效應(yīng),常見的特殊光學(xué)效應(yīng)有：

1．貓眼效應(yīng)：弧面寶石在光線的照射下，在寶石表面呈現(xiàn)出平行移動的絲絹狀光帶，象貓眼睛的虹膜，這種現(xiàn)象稱為貓眼效應(yīng)?！柏堁凼敝妇哓堁坌?yīng)的金綠寶石。

2．星光效應(yīng)：弧面寶石在光線照射下，在寶石表面呈現(xiàn)相互交會的四射、六射、十二射星狀光帶，好似夜空中的星光，這種現(xiàn)象稱為星光效應(yīng)。星光紅寶石

星光藍(lán)寶石

3．月光效應(yīng)：月光石是鉀、鈉長石交替平行排列，互相垂直具格子狀雙晶的微斜長石，當(dāng)雙晶很薄時，入射光在微細(xì)雙晶面上造成光的散射作用，無規(guī)律的反射光聚集在一起，造成朦朧狀的蔚藍(lán)色的暈色，如同月光，稱為月光效應(yīng)。

4．變彩效應(yīng)：

歐泊是由整齊排列的層狀二氧化硅球粒組成，當(dāng)光線照射到規(guī)則排列的層狀球?qū)由蠒r，球?qū)訉ψ匀还獍l(fā)生衍射作用，使之變成波長相同的單色光。

產(chǎn)于澳大利亞的黑歐泊

產(chǎn)于澳大利亞和墨西哥的黑歐泊和白歐泊

白歐泊項鏈墜和戒面橢園形弧面石澳大利亞產(chǎn)黑歐泊

5．變色效應(yīng)金綠寶石有一個綠色變種,它在日光(以波長550nm為主)照射下呈現(xiàn)綠色,而在白熾燈下(波長大于600nm為主)呈紅色,這種現(xiàn)象稱為變色效應(yīng)。通常將具有此種效應(yīng)的金綠寶石稱為變石。許多寶石品種也能產(chǎn)生變色效應(yīng),如石榴石、藍(lán)寶石和尖晶石等。

6．砂金效應(yīng)是指透明的寶石內(nèi)部含有許多不透明的固態(tài)包體,如細(xì)小云母片、黃鐵礦、赤鐵礦和小金屬片等,當(dāng)觀察寶石時,包體對光的反射作用呈現(xiàn)許多星點狀反光點,宛若水中砂金,稱為砂金效應(yīng)。具有這種效應(yīng)的天然寶石有日光石,人造砂金石。

第五節(jié)寶石的力學(xué)性質(zhì)一、寶石的密度(比重)1．密度：是指單位體積的質(zhì)量。

=m/v

單位：g/cm3

己知水在4oC的密度為1g/cm3,金剛石的密度為3.52g/cm3,紅寶石為4.00g/cm3。說明不同的寶石密度不同,其大小取決于組成元素的原子量、原子或離子半徑及堆積方式,通?？捎上率接嬎悖?/p>

=(MZ×1.6608×10–24)/V

式中：M為晶體化學(xué)式中元素的原子量之和；Z為單位晶胞中相當(dāng)晶體化學(xué)式中的分子數(shù)；V為晶胞的體積。

2．比重：是指寶石在空氣中的重量與同體積水在4oC時的重量之比。即：

G=P/(P–P1)

式中：P為寶石在空氣中的重量(可直接稱得)；P1

為寶石在水中的重量；P–P1

為寶石在水中失去的重量,即排開同體積水的重量。

因為比重又是相對密度，即比重=寶石的密度/水的密度。水在4°C時的密度是1g/cm3,故寶石的比重值就是密度值。由于密度測定的手續(xù)繁雜，可以用測比重的方法求測定密度。目前國際上比重已經(jīng)廢除，統(tǒng)一用比重值后面冠以密度單位（g/cm3

），即測定密度（Dm）,來表示寶石的密度。二、寶石的硬度是指寶石抵抗其它物質(zhì)刻劃和磨蝕的能力。目前測定寶石硬度的方法主要有：

1．摩氏硬度是利用十種標(biāo)準(zhǔn)礦物作為摩氏硬度計來進(jìn)行相互刻劃測定。

①滑石②石膏③方解石④螢石⑤磷灰石

⑥長石⑦石英⑧黃玉⑨剛玉⑩金剛石除十種標(biāo)準(zhǔn)礦物外，指甲硬度為2.5，小刀硬度為5.5，玻璃硬度為5.5。

2．絕對硬度目前主要利用各種顯微硬度儀測定寶石的絕對硬度。由于設(shè)備和測試方法都比較復(fù)雜,故多用于科研。

三、解理、斷口和裂開

1．解理是指寶石在外力作用下(敲打、擠壓),沿著一定結(jié)晶方向破裂成一系列光滑平面的性質(zhì)稱之為解理。如果寶石受外力打擊后在任意方向破裂并呈各種凹凸不平的斷面（如貝殼狀、鋸齒狀等），這樣的斷面稱之為斷口。根據(jù)解理面產(chǎn)生的難易程度，解理可分為：

(1)．極完全解理：如云母

(2)．完全解理：如方解石

(3)．中等解理：如金剛石

(4)．不完全解理：如綠柱石

(5)．極不完全解理：如石英

2．?dāng)嗫谑侵笇毷芡饬Υ驌艉笤谌我夥较蚱屏?并呈各種凹凸不平的斷面。斷口不論在晶體或非晶體寶石上均可發(fā)生,易產(chǎn)生斷口的寶石其斷口常具有一定的形態(tài),可作為鑒定寶石的一種輔助特征。常見的寶石斷口有：貝殼狀斷口：如水晶、玻璃等。參差狀斷口：如磷灰石等。通常解理與斷口的發(fā)育互為消長,解理發(fā)育斷口不發(fā)育,斷口發(fā)育解理則不發(fā)育。

3．裂開也是寶石晶體在外力作用下沿著一個結(jié)晶方向裂開的性質(zhì),但裂開多是沿著雙晶接合面或因含有雜質(zhì)的方向發(fā)生。如海南島的藍(lán)寶石平行菱面體的三組聚片雙晶十分發(fā)育,常沿此方向發(fā)生裂開。四、寶石的韌性和脆性

1．韌性是指寶石受外力作用時不易破碎的性質(zhì)。

2．脆性是指寶石受外力作用時易破碎的性質(zhì)。硬度大的寶石不一定比硬度小的耐破損,如金剛石硬度為10,一般不易磨損,但韌度較小,為7.5,脆性較大,受打擊易破碎；黃玉硬度為8,韌度為5；石英硬度為7,韌度為7.5,所以黃玉比水晶易加工。

第六節(jié)寶石的發(fā)光性寶石的發(fā)光性是指寶石受外加能量激發(fā),能發(fā)出可見光的性質(zhì)。根據(jù)其發(fā)光時間長短,可分為：

一、熒光性是指寶石發(fā)光體停止受激,寶石的發(fā)光現(xiàn)象立即消失的性質(zhì)。如在長短波紫外線下：紅寶石發(fā)紅色熒光；祖母綠發(fā)紅色熒光；而鉆石則發(fā)藍(lán)色、綠色、黃色或粉紅色熒光。通常的發(fā)光激發(fā)源有：

①光致發(fā)光：可見光、紫外光、紅外光等。②陰極射線發(fā)光：X射線、射線等。常用以紫外線作為激發(fā)源對不同寶石激發(fā)可以使它們發(fā)出不同顏色的熒光，幫助我們迅速鑒定礦物。利用寶石的發(fā)光性可鑒定寶石的真?zhèn)?如人造立方氧化鋯在短波紫外線和長波紫外線下都能發(fā)出均勻的黃色熒光,而鉆石在短波紫外線下藍(lán)色熒光。常用的熒光儀有兩個燈管：長波365nm,

短波253.7nm,

通常對人體有害,不能直接照射。

二、磷光性是指激發(fā)停止后,寶石仍能持續(xù)發(fā)出一段時間的光的性質(zhì)。利用寶石的磷光性可鑒定其真?zhèn)?如天然歐泊可發(fā)綠色磷光,而人工合成歐泊則無磷光。

第七節(jié)寶石的熱學(xué)性質(zhì)一、熱導(dǎo)性是指寶石對熱的傳遞能力。寶石的熱導(dǎo)性與其晶體化學(xué)結(jié)構(gòu)有關(guān),一般用熱導(dǎo)率來表示。熱導(dǎo)率是反映穿過給定厚度的材料,并使該材料升高一定溫度所需要的熱量,單位為卡/厘米·秒·度。常見材料的熱導(dǎo)率為：鋯石0.48剛玉2.6

金紅石0.54金31.0

水晶0.81銀44.2

尖晶石1.0鉆石70.7—212.0

二、鉆石的熱導(dǎo)性鉆石的相對熱導(dǎo)率較各種寶石高出數(shù)十倍,所以利用熱導(dǎo)儀可迅速鑒定其真?zhèn)?。由于鉆石導(dǎo)熱性極好,故哈氣在鉆石表面沒有霧氣存在而在其它寶石表面則有霧氣存在。

第八節(jié)寶石的電學(xué)性質(zhì)一、熱電性是指寶石被加熱時,在其晶體兩端產(chǎn)生電壓或電荷的性質(zhì)。如碧璽,當(dāng)用燈泡烘烤時,兩端表面有吸塵現(xiàn)象。而其它礦物表面則比較干凈,利用這一性質(zhì)可對寶石進(jìn)行鑒定。

二、導(dǎo)電性是指將寶石兩端加上一定電壓,寶石中有電流通過的性質(zhì)。利用寶石的導(dǎo)電性可鑒定其真?zhèn)巍Ｈ缣烊凰{(lán)色鉆石可導(dǎo)電,而由輻射改色的藍(lán)色鉆石不導(dǎo)電。

三、靜電性是指將琥珀寶石表面用力摩擦,其表面能產(chǎn)生靜電荷,可以吸起小紙片。利用這一特性可快速鑒定琥珀和塑料制品。

復(fù)習(xí)題

1．何謂折射率？雙折射率？

2．什么是均質(zhì)體？均質(zhì)體寶石有幾個折射率？什么是非均質(zhì)體？非均質(zhì)體寶石有幾個折射率？

3．何謂色散？

4．何謂多色性？

5．寶石中特殊的光學(xué)效應(yīng)有哪幾種？每種光學(xué)效應(yīng)呈現(xiàn)什么現(xiàn)象？

6．寶石的光澤有哪幾種？特殊的變異光澤有哪幾種？

7．寶石的透明度可分為哪幾級？

8．摩氏硬度計從軟到硬由哪十種礦物組成？

9．何謂熱導(dǎo)性？天然寶石中哪種寶石的熱導(dǎo)率最高？

第一節(jié)寶石放大鏡及寶石顯微鏡

一、寶石放大觀察及所使用的儀器

1．寶石放大鏡

(1)．種類

a.單鏡一般為：3X。

b.雙鏡可校正一部分圖形極變。

c.三合鏡可校正相差—圖形極變；色差—彩色邊緣效應(yīng)。一般有：5X、10X、20X、30X；通常多使用10X。

(2)．寶石放大鏡的迭購

a.是否有相差第三章寶石鑒定儀器及其應(yīng)用

b.是否有色差

(3)．使用方法

2．寶石顯微鏡

(1)．種類：a.單筒變焦顯微鏡；b.雙筒變焦顯微鏡；

c.雙筒立體變焦顯微鏡。

(2)．結(jié)構(gòu)：a.顯微鏡支架；b.目鏡(10X、12.5X、15X)；c.可變放大物鏡(1—60X)；d.底光源；e.輔助設(shè)備(供透射和反射光的照明光源、鑷子等)。

(3)．照明方式：a.

暗域照明；b.亮域照明；c.頂燈照明；

d.散射照明。e.油浸槽：常用的浸油：水1.33；苯1.50；一溴化苯1.56；三溴甲烷1.59；一碘化苯1.62；二碘甲烷1.74。

(4)．使用方法(5)．注意事項二、寶石顯微鏡和放大鏡的用途

1．觀察寶石表面特征

2．觀察寶石的內(nèi)部特征

(1)．包裹體

(2)．裂隙(或裂紋)(3)．生長紋

(4)．解理

(5)．雙晶紋

(6)．色帶

(7)．雙折射重影

(8)．鑒別拼合石：二層石、三層石及其結(jié)構(gòu)面上氣泡和光澤的變化。

第二節(jié)折光儀及其折光率的測定一、折光儀的原理及結(jié)構(gòu)

1．原理折光儀是根據(jù)光的全內(nèi)反射原理制成的。當(dāng)光由密介質(zhì)向疏介質(zhì)傳播時,若折射角=90o,這時入射角是光疏介質(zhì)的“臨界角”；如果入射角稍大于臨界角,入射光就全部反射回原來的密介質(zhì)中。它們之間的關(guān)系為：N2<N1；<

N2/N1=Sin/Sin

式中：N2

為光疏介質(zhì)折光率；N1

為光密介質(zhì)折光率；為光的入射角；為光的折射角。因Sin=1,所以N2=N1·Sin。如果光疏介質(zhì)為寶石,己知臨界角,而光密介質(zhì)的折光率己知,根據(jù)：N寶

=N密·Sin

。制成標(biāo)準(zhǔn)折射儀。密介質(zhì)的選擇：鉛玻璃：折光率1.96,H=4；立方氧化鋯：折光率2.15,H=8.5。

2．結(jié)構(gòu):(1)．半球形工作臺:折光率為2.15

的立方氧化鋯

(2)．刻度尺：把臨界角換算成直接能讀出來的數(shù)值

(3)．目鏡：放大

(4)．凸透鏡：放大、聚焦

(5)．棱鏡：改變光路

(6)．偏光片：把兩條光分開，讀出其中的一個數(shù)值

(7)．光源：

(8)．折射油：(9)．待測寶石折射油：配制原科：

二碘甲烷(密度為3.33),折射率為1.74；二碘甲烷+硫,折射率為1.78；二碘甲烷+硫+四碘乙烯,折射率為1.81。折射油易揮發(fā),且有毒性,應(yīng)避光保存在棕色瓶內(nèi)。折光儀的型號很多,目前常用的折光儀只適用于測折光率為1.36—1.81范圍內(nèi)的寶石。折光儀用來測定寶石的折光率、雙折射率及光性符號。二、折光儀的操作方法

1．近視法－刻面寶石折光率的測定

(1)、清洗寶石樣品：清洗液用二甲苯、乙醇、乙醚或二者混合液(2)．清洗工作臺

(3)．調(diào)節(jié)好儀器光源

(4)．滴油：

(5)．將寶石的最大刻面放在浸油滴上(刻面拋光必須極好,表面不平整的樣品不能測試)；

(6)．讀數(shù)并記錄；

(7)．取下寶石并清洗工作臺；

(8)．現(xiàn)象及正確解釋。

A、單折射率的測定單折射寶石（只有一個折光率）為均質(zhì)體（等軸或非晶質(zhì)體)。1.501.60暗域(折射)亮域(全反射)B、雙折射率的測定

具有雙折射率的寶石可能是一軸晶或二軸晶，除寶石晶體的光軸方向外，在同一測面上均具兩個數(shù)值不同的折光率。二軸晶寶石的第三個折射率需調(diào)換測面測試。

C：測光性及光性符號

2．遠(yuǎn)視法－弧面寶石點測法

(1)．清洗樣品及工作臺；

(2)．取下折光儀的目鏡(偏光片)；

(3)．調(diào)整好光源；

(4)．滴油；

(5)．將拋光好的寶石孤面放在小油滴上；在眼睛距折光儀30—35cm處觀察,在視域刻度尺上可見一個小斑點,小斑點愈小愈好,最好不超過2—3個刻度,如超過就應(yīng)將多余的油用軟紙吸掉,在視域中上下調(diào)整觀察角度,斑點也隨之在刻度尺上移動,當(dāng)刻度尺上的點相當(dāng)于寶石的折射率時,其斑點呈半明半暗,

在亮暗分界處出現(xiàn)藍(lán)綠色色帶,此值就是所測寶石的折光率。優(yōu)點：擴大測試范圍。缺點：精度差,只能測到小數(shù)點后兩位,而刻面寶石±0.002誤差。點測法不能測雙折射率,因為點測法是個估計值。三、注意事項

1．測定時在視域中見不到寶石的影像

(1)．檢查光源；

(2)．重復(fù)操作步驟；

(3)．樣品的折射率>浸油的折射率(1.78—1.81)看到的邊界為油的邊界。

2．浸油不宜過多

3．測試完要清潔工作臺

4．切忌在工作臺上使用鑷子

四、折射率的相對測量法—浸沒法

(一)、原理

(二)、浸液水1.33

甘油1.46+水(蛋白石1.45)

甲苯1.50

三溴甲烷1.59+甲苯(水晶1.544)

二碘甲烷1.745+甲苯(橄欖石1.66)

(三)、觀察測定

第三節(jié)偏光器(偏光鏡)

一、偏光器的原理偏光器是依據(jù)平面偏振光垂直相交時,光線通不過的原理制造的一種簡單光學(xué)儀器。

二、偏光器的結(jié)構(gòu)

1．上、下兩個振動方向垂直的偏光片

2．支架

3．照明燈(光源)

三、偏光器的用途主要用來檢測寶石的光性(均質(zhì)體或非均質(zhì)體)和多色性。

四、寶石光性的測定方法

1．操作步驟

2．現(xiàn)象及解釋

(1)．樣品全黑,沒有明暗變化,這時應(yīng)將樣品調(diào)整一個角度觀察,如果仍不亮,則屬于均質(zhì)體的寶石(等軸晶系和非晶質(zhì)體)。如尖晶石、石榴子石等。

(2)．樣品全亮,但無明暗變化,則可能是隱晶質(zhì)或多晶集合體,如翡翠、玉髓等。

(3)．樣品有四明四暗變化,則表現(xiàn)為非均質(zhì)體,屬非均質(zhì)體的有三方、四方、六方晶系的一軸晶寶石和二軸晶的斜方、單斜和三斜晶系的寶石。如紅寶石、橄欖石等。

(4)．異常圖案,具灰暗的蛇紋狀、網(wǎng)格狀或不規(guī)則形狀現(xiàn)象,可能是均質(zhì)體寶石所呈現(xiàn)的異常干涉色,與非均質(zhì)體的區(qū)別方法是將寶石轉(zhuǎn)到最亮位置,再將上偏光片轉(zhuǎn)動90o,使上偏與下偏光平行,注意觀察寶石的明暗變化：

A、寶石變得更亮,

則為異常干涉色,屬均質(zhì)體；

B、寶石保持不變或變暗,屬非均質(zhì)體。

五、檢查寶石的多色性轉(zhuǎn)動上偏光片,使其與下偏光片的振動方向一致,在這樣的單偏光鏡下觀察,并轉(zhuǎn)動寶石,就可看到寶石的多色性。從而可驗證寶石的非均質(zhì)性或均質(zhì)性。

六、注意事項

1．包體、裂隙很多的透明寶石不能觀察

2．不透明的寶石不能觀察

第四節(jié)二色鏡一、二色鏡的原理與結(jié)構(gòu)

1．原理自然光通過非均質(zhì)體的寶石時,會分解成兩束振動方向和傳播速度均不相同的偏振光,由于晶體的不同方向?qū)ζ窆獾奈詹煌?對有色寶石而言,可因方向不同而呈現(xiàn)出不同顏色,即多色性。多色性是寶石異向性的反映。二色鏡就是用冰洲石或偏光片制成的儀器,用來觀察寶石的多色性。

2．結(jié)構(gòu)

A、目鏡

B、窗口

S、冰洲石

G、玻璃棱鏡

二、使用方法

1．將二色鏡的窗口對著光源,用強的陽光或燈光透射寶石。

2．眼睛對著目鏡,可見到二色鏡的視域為兩個平行的長方形或方形亮塊。通過旋轉(zhuǎn)寶石和二色鏡,根據(jù)長方形或方形亮塊內(nèi)顏色的變化,就可確定寶石是否具有多色性：

A、如果二個窗口內(nèi)顏色一樣，轉(zhuǎn)動也沒有變化，無二色性。

B、如發(fā)現(xiàn)有顏色變化就轉(zhuǎn)動二色鏡180°，如果二個窗口內(nèi)顏色互換，寶石具二色性。

C、如果轉(zhuǎn)動二色鏡360°，發(fā)現(xiàn)有三種顏色的變化，寶石具三色性。具二色性的寶石可能是一軸晶，也可能是二軸晶，但具三色性的寶石屬二軸晶。

三、注意事項

1．待測試的寶石必須具有顏色、透明而且必須是單晶，玉石不不能測多色性。

2．多色性為體色的不同色調(diào)。第五節(jié)分光鏡一、分光鏡的原理

1．自然光由不同波長的光組成，通過棱鏡(或光柵)可分解為一個連續(xù)的可見光譜；

2．含有過渡金屬元素,如Cr、Ni、Co、V、Ti、Fe、Mn的寶石,會對光有選擇性吸收,形成連續(xù)光譜中的黑線(吸收線)或黑帶(吸收帶)。寶石的顏色,是寶石中所含的某些過渡金屬元素(Cr、Ni、Co、V、Ti、Fe、Mn)對可見光選擇性吸收后,剩余光波的混合色。通過分光器觀察就能得到一個被選擇性吸收后的不連續(xù)的可見光吸收譜。由于每種元素在可見光譜中有固定吸收波段,因此，依據(jù)寶石見光譜的吸收和透射現(xiàn)象,來研究寶石顏色的組成和致色因子,可達(dá)到鑒別寶石的目的。

二、用途：測寶石對可見光的吸收光譜。可見光吸收光譜是寶石的主要鑒定依據(jù)。三、分光鏡的結(jié)構(gòu)(棱鏡式)

四、分光器的種類及使用方法

1．分光鏡的種類2．使用方法

(1)、選擇好光源，透明寶石用透射法，不透明寶石用反射法。

(2)、將分光鏡置于樣品前幾毫米處；

(3)、調(diào)節(jié)分光鏡下端狹縫,滑管焦距；

(4)、觀察藍(lán)色波段吸收譜時向外拉；

(5)、觀察紅色波段向內(nèi)推,直到最清晰為止。

3．注意事項

要在暗室或光線暗的地方進(jìn)行，光源要強、樣品要大、透明度要好、樣品顏色要深。測試時勿用手持樣品,因血液會產(chǎn)生波長為592nm的吸收線,影響測試結(jié)果。五、不同色素離子的特征吸收光譜從特征性吸收光譜可以看出,不同的金屬離子致色的寶石,吸收光譜的特征均不相同。但同種金屬離子致色的寶石吸收光譜的特征相似。

1．鉻在透明寶石中,由鉻離子致色的寶石多呈鮮艷的紅色和綠色。顏色的明度大,有較好的反光效果,多屬高檔寶石品種。如祖母綠、翡翠、變石、紅寶石和粉紅色尖晶石、粉紅色黃玉、鈣鐵榴石等。這些寶石由于本身鉻的含量不同,顏色上的差異使吸收線和吸收帶在可見光吸收譜中略有差異,但總的規(guī)律是一致的。無論是紅色寶石,還是綠色寶石,在可見光譜中的紫色、藍(lán)色、橙色(黃色)光波區(qū)均有寬的灰色吸收帶。在紅色光波段有2—4條平行排列的黑色吸收線。所以我們可據(jù)此判斷某種寶石的致色元素。如玫瑰紅色紅寶石的吸收光譜：除在紅色波段(610-700nm)和青色波段(480-510nm)處能通過紅色和青色外，其余波段的顏色均被吸收，呈灰黑色，這說明玫瑰紅色紅寶石的顏色是由紅色和青色組成。在可見光譜中紅色波段655、675、687處有三條黑色吸收線，在藍(lán)色波段467、477、478處有三條黑色吸收線，紅區(qū)的吸收線是鉻離子所處的位置，藍(lán)區(qū)的吸收線是鐵離子所處的位置，這說明玫瑰紅色紅寶石中含有Cr離子和Fe離子，鮮艷的玫瑰紅色是由鉻離子及少量的鐵離子致色。

2．鐵鐵元素對可見光有較強的吸收性,所以由鐵致色的寶石顏色明度一般較暗。如泰國的紅寶石,是由鉻和鐵兩種元素致色,所以顏色呈暗紅色,反光效果遠(yuǎn)較緬甸紅寶石差。鐵的含量和價態(tài)不同,在寶石中可以呈顯各種顏色,如藍(lán)寶石、紅色石榴石、綠色電氣石及黑色電氣石、綠柱石、海藍(lán)寶石、藍(lán)色尖晶石、堇青石和透輝石等。由鐵致色的吸收光譜特征是：除紅色寶石外,在紅色區(qū)、黃色區(qū)、紫色區(qū)均有灰色吸收帶。在藍(lán)色、綠色、青色區(qū)透光；在藍(lán)光區(qū)至青光區(qū)有數(shù)條黑色吸收線(一般集中在藍(lán)色光區(qū))。

六、主要寶石的吸收光譜

第六節(jié)查爾斯濾色鏡一、原理查爾斯濾色鏡最初是為測祖母綠的真?zhèn)味圃斓?。祖母綠和合成祖母綠由鉻離子致色,有透過紅光和綠光的特征。當(dāng)通過查爾斯濾色鏡觀察祖母綠和合成祖母綠時,寶石的綠色被濾色鏡吸收,只有紅光通過,所以祖母綠就呈現(xiàn)紅色或粉紅色,由V致色的祖母綠在查爾斯鏡下呈綠色。而其它與祖母綠相似的天然綠色寶石,用查爾斯濾色鏡觀察時不顯紅色。

二、結(jié)構(gòu)由兩片透明膠片組成,其僅讓紅光和少量黃綠色光透過,吸收綠色光和其它色光。

三、使用方法用強光源(聚光手電或筆式手電),置于反射鏡下觀察,觀察時寶石樣品、濾色鏡、眼睛應(yīng)相距很近,不超過1cm為佳。

四、其它用途

第七節(jié)熒光儀一、原理二、儀器結(jié)構(gòu)

1．兩支長波(365nm)和短波(253.7nm)熒光燈管；2、暗箱。

第八節(jié)熱導(dǎo)儀一、熱導(dǎo)儀的原理及結(jié)構(gòu)熱導(dǎo)儀是根據(jù)鉆石具有良好傳熱性而制造的。其結(jié)構(gòu)見下圖。

二、熱導(dǎo)儀的種類：表頭式、蜂鳴式三、使用方法

1．打開熱導(dǎo)儀電源,經(jīng)過20秒對探頭預(yù)熱；

2．將熱針觸及樣品表面,根據(jù)熱導(dǎo)儀發(fā)出的信號(鳴叫或指針擺動),可確定被測樣品是否為鉆石。

第九節(jié)寶石密度的測量方法一、掂量法二、重液法

通常使用的重液密度：飽和鹽水溶液：1.13

三溴甲烷：2.9+乙醇2.9—2.5

二碘甲烷3.33+二甲苯3.33—2.9

克來里奇液4.15+水4—3.33

三、靜水力學(xué)法根據(jù)：

G=P/P–P1×液體密度例如：寶石重4克拉,在28°C的四氯化碳中稱重2.42克拉,四氯化碳在28°C時的密度為1.579,代入

G=4/4–2.42×1.579=3.997

這個結(jié)果表明所測寶石是剛玉,再加上密度單位為3.997g/cm3。

復(fù)習(xí)題

1．常用的寶石鑒定儀器有哪幾種？并說明各自的用途。其中：放大鏡的倍數(shù)；偏光鏡的四種現(xiàn)象解釋；折光儀的測定范圍等。

第一節(jié)寶石之王—鉆石一、概述

1．名稱的由來

(1)、礦物名稱：金剛石(2)、英文名稱：Diamond2．鉆石的形成

高溫：>1600°C高壓：4-6萬大氣壓產(chǎn)金剛石的母巖：金伯利巖、鉀鎂煌斑巖

3．鉆石產(chǎn)地的變遷

1700年以前，只有印度產(chǎn)金剛石

1727年：巴西1866年：南非

1953年：剛果(金)

1954年：原蘇聯(lián)

第四章天然寶石

1977年：澳大利亞

4．鉆石的重量

國際鉆石貿(mào)易中使用的重量單位：克拉、分克拉：符號“ct”分：符號“point”1克拉=200毫克1克拉=100分

通常根據(jù)重量劃分：大鉆>1ct

中鉆0.99~0.25ct

小鉆<0.24ct

二、鉆石的銷售

1880年英國人朗德(Rhode)在南非創(chuàng)立了戴比爾斯公司二十世紀(jì)30年代創(chuàng)立了中央銷售系統(tǒng)(CSO),總部設(shè)在倫敦

總部→配銷商→零銷商三、鉆石的物理化學(xué)特性

1．化學(xué)組成：C

常含微量雜質(zhì)元素,如N、B、Be、Al等根據(jù)金剛石中所含微量元素的種類及含量,把金剛石分為兩個類型：

Ⅰ型：含N,98%的天然金剛石均屬此類。

Ⅱ型：不含N,含微量的B、Be、Al等,一般呈微帶藍(lán)的天藍(lán)色。在自然界金剛石中的含量不超過2%。

2．晶系及結(jié)晶形態(tài)等軸晶系,晶體呈八面體、四面體、菱形十二面體。

3．物理性質(zhì)

(1)．顏色

白色系列：無色、白色、淡黃色、淡褐色。

彩色系列：淡藍(lán)色、藍(lán)色、粉紅色、紅色、紫色、淡綠色等。

(2)．光澤：金剛光澤

(3)．透明度：天然鉆石透明；工業(yè)鉆石透明度差

(4)．光性特征：均質(zhì)體,但偏光鏡下很難全暗,(因折光率太高)。

(5)．折光率：2.417；為單折射

(6)．色散度：中等0.044(7)．硬度：HM=10

(8)．密度：3.52g/cm3

(9)．解理：一組不完全解理；∥｛111｝。

(10)．韌性：較差,易破碎

(11)．熒光性：長波紫外線下Ⅱ型發(fā)弱淡藍(lán)色熒光,短波紫外線Ⅱ型發(fā)弱熒光，除此之外還有黃色、綠色、橙色、紅色,但少見。

(12)．吸收光譜：在紫色區(qū)415nm處呈現(xiàn)吸收窄帶。

(13)．包裹體：常見有石墨、石榴石、橄欖石、透輝石、鉻尖晶石、磁鐵礦等細(xì)小礦物包裹體。

4．化學(xué)性質(zhì)

(1)．耐強酸、強堿甚至王水中也不分解；

(2)．燃點：

1770oC,大于此溫度會燃燒。

5．特殊性質(zhì)

(1)．熱導(dǎo)率：導(dǎo)熱極好,用熱導(dǎo)儀測十分靈敏。

(2)．親油性：手摸易沾污痕跡。

四、鑒定方法

1．肉眼鑒定鉆石的最大特點是強金剛光澤,色散高,折光率高,硬度高,粒度小。對脂肪吸附力強,用手觸摸后看上去有一層油膜,琢磨后成品不漏光。

2．儀器檢測

(1)．熱導(dǎo)儀

(2)．硬度

(3)．折光率測定(浸油法)

鑒別群鑲小鉆石時,可將鑲好的首飾浸入二碘甲烷中,因二碘甲烷折光率為1.74比鉆石(折光率2.42)小得多,會呈現(xiàn)出清晰的鉆石外形,其它仿制品的折光率與二碘甲烷的接近,寶石外形不清晰。

(4)．偏光鏡鑒定鉆石密度為3.52,無色黃玉為3.56,二者十分相近,需通過偏光鏡檢查,是否為均質(zhì)體來進(jìn)行區(qū)別。

(5)．包裹體除極少最佳鉆石外,一般鉆石都含有少量極細(xì)小的礦物包裹體,用10X放大鏡觀察時能看到,被稱為鉆石缺陷或瑕疵。常見的包裹體有黑色石墨、深紅色尖晶石、鎂鋁榴石等。

(5)．熒光性鉆石用熒光儀檢測時,在Lw、Sw均有熒光,以淡藍(lán)為主,五顏六色,強弱不一,而仿制品的熒光性與鉆石不同,多呈均勻一致的色彩。

(6)．分光儀鑒定：鉆石的吸收光譜在415nm處具吸收窄帶。

五、鉆石的人工處理方法

1．鍍膜

2．染色

3．激光打孔

4、充填

5．輻照改色

6．鉆石夾層石(夾心鉆)

六、合成金剛石和常見鉆石仿制品

1．合成金剛石

2．