第三章 常见单晶宝石之第八节 托帕石(黄玉)
一、化学成分
含水的铝硅酸盐，分子式为Al2SiO4(F1OH)2，其中F和OH含量和比例与成矿条件有关，并且影响托帕石的物理性质。
二、晶系及结晶习性
斜方晶系，柱状晶形，常见单形有斜方柱、斜方双锥。柱面有条纹，砂矿中多磨蚀为卵石状。
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图3-8-1 |
图3-8-2 |
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晶体素描图 |
斜方柱状体 |
三、物理及光学性质
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图3-8-3 |
图3-8-3-1 |
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托帕石的颜色 |
各种颜色的托帕石 |
3．光性：二轴晶正光性
4．折射率和双折率：因颜色不同的稍差异。
无色、褐色、蓝色品种：RI：1.61-1.62，DR：0.010
红色、橙色黄色品种： RI：1.63-1.64 DR：0.008
5．多色性：中等，不同的品种多色性表现不一
6．色散：低，0.014
7．发光性：LW：褐色、粉红色品种具橙黄色荧光。蓝色和无色品种可以是弱黄绿色荧光。
8．硬度：摩氏硬度：8
9．解理：{001}底面解理完全
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图3-8-4 |
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托帕石的底面解理 |
11．包裹体特征
气-液相包裹体，固相包裹体（云母、长石、碧玺等），常见长管状孔洞或者孔洞中具不混溶的液体。
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图3-8-5 |
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托帕石中的气液两相包裹体 |
[NextPage]
四、鉴定要点
完好的晶形为柱状晶体，常由斜方柱和斜方双锥构成聚形晶，由于底面解理发育，晶体常表现为单锥，晶体的底面平坦，放大观察，可见阶梯状断口。晶体的晶面上有密集的纵纹。在砂矿中托帕石呈卵石状，按一定的解理方向敲打可打出平坦面。
2．成品的鉴别
与成品托帕石相似的宝石有：海蓝宝石、碧玺、红柱石、磷灰石、赛黄晶等。
关键区分点有：
a. 折射率及双折率的测定
b.偏光仪下干涉图的观察
c. 比重液或相对密度测试
d. 部分品种特征光谱的观察
e．多色性的观察
（1）．托帕石：RI 1.61-1.64 DR0.008-0.01. 二轴(+) 但折射仪上常表现为假一轴晶；
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图3-8-6 |
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托帕石的折射率测试 |
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图3-8-7 |
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托帕石的二轴晶干涉图 |
SG 3.53-3.56，在3.32重液中呈下沉状态。
（2）．海蓝宝石：RI1.570-1.585 DR0.005-0.006 一轴晶(-)；
偏光仪下为四明四暗,光轴方向可见一轴晶黑十字干涉图；
海蓝宝石在二色镜下有明显的多色性；
SG 2.70-2.90，在3.32重液中呈漂浮状态；
（3）．碧玺： RI1. 62-1.65 DR0.018 一轴晶(-)；
偏光仪下为四明四暗,光轴方向可见一轴晶黑十字干涉图；
碧玺在二色镜下有明显的多色性；
SG 3.01-3.11，在3.32重液中呈漂浮状态；在3.05重液中呈悬浮或缓慢的漂浮和下沉；
显微镜：由于双折率较大，放大观察可见刻面棱双影。
（4）．红柱石：RI1. 63-1.64 DR0.010 二轴晶(-)；
偏光仪下为四明四暗,光轴方向可见二轴晶干涉图；
红柱石在二色镜下有明显的多色性，可显示褐红色和灰绿色，多色性是红柱石的主要鉴别特征；
SG 3.18，在3.32重液中呈漂浮状态；在3.05重液中呈下沉状态；
（5）．磷灰石：RI1. 63-1.64 DR0.002-0.006 一轴晶(-)；
偏光仪下为四明四暗,光轴方向可见一轴晶干涉图；
SG 3.18，在3.32重液中呈漂浮状态；在3.05重液中呈下沉状态；
具有典型的吸收光谱,在黄绿区显示两组密集的吸收线,为稀土谱,具有鉴定意义；
放大观察：由于磷灰石硬度低（H5），耐磨性差，表面可见磨擦痕。
（6）．赛黄晶：RI1. 63-1.64 DR0.006 二轴晶 ；
偏光仪下为四明四暗,光轴方向可见二轴晶干涉图；
SG 3.00，在3.32和3.05重液中呈漂浮状态；
常见单晶宝石鉴定：碧玺(电气石)
第三章 常见单晶宝石之第九节 碧玺(电气石)
一、成分及性质
1．化学成分
复杂的硼硅酸盐，(Ca、K、Na)(Al、Fe、Li、Mg、Mn)3（Al、Cr、Fe、V）6（BO3）3Si6O18(OH,F)4化学通式可简写为：NaR3Al6B3Si6O27(OH)4
其中R位置类质同像替代广泛，又可分为四个单元组分。
R=Mg 镁电气石 R=Fe 黑电气石 R=Li+Al 锂电气石 R=Mn 钠锰电气石
镁电气石-黑电气石之间以及黑电气石和锂电气石之间形成完全的类质同像系列。
2．晶系及结晶习性
三方晶系，常见单形、三方柱、六方柱、三方单锥、复三方单锥等，柱面纵纹发育，横截面呈球面三角形。
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图3-9-1 |
图3-9-2 |
图3-9-3 |
图3-9-4 |
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晶体素描图 |
长柱状的晶体呈晶簇状产出 |
柱状晶形的晶面上有密集的纵纹 |
横截面呈球面三角形 |
二、物理及光学性质
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图3-9-5 |
图3-9-6 |
图3-9-7 |
图3-9-8 |
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三色碧玺 |
双色碧玺 |
"西瓜"碧玺 |
各种颜色的碧玺 |
3．光性：一轴晶，负光性
3． RI和DR：RI：1.62-1.65 DR：0.018±0.004 颜色成分变化而改变。宝石级DR常在0.0018附近。
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图3-9-10 |
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碧玺RI的测试 |
6．光谱：红色、蓝色和绿色碧玺均显示吸收谱线和带。
红色、粉红色，绿区宽吸收带，525nm、450nm、458nm。
绿色蓝色：498nm吸收窄带，468吸收带。
7．发光性：多数无紫外荧光，粉红色品种可呈弱的红色荧光。
8．解理和断口：无解理，贝壳状断口
9．硬度：摩氏硬度7-7.5
10．相对密度：3.01-3.11，随成分而变。粉红色品种带为3.06
11．色散：低0.017
12．光学效应：含大量定向的线状或管状包裹体品种具猫眼效应。
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图3-9-11 |
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碧玺猫眼 |
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图3-9-12 |
图3-9-13 |
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碧玺中的针管状包体 |
碧玺猫眼中的生长管 |
三、主要鉴别特征
长柱状晶体，三方柱、六方柱及三方单锥的聚形，晶体的横断面呈球面三角形，晶面上有密集的纵纹。由于化学成分的复杂性，在部分晶体的上、中、下会出现两至三种不同的颜色。部分晶体会在晶体的内外出现不同的颜色，如内红外绿者则称为"西瓜"碧玺。
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图3-9-14 |
图3-9-15 |
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长柱状体晶面上的密集纵纹 |
长柱状晶体的上下形成不同的颜色 |
a 颜色：碧玺的颜色丰富多彩，红色、粉红色、绿色、暗绿色、蓝色、黄色、无色和褐色。其中以红色，尤其是双桃红最佳。
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图3-9-16 |
图3-9-17 |
图3-9-18 |
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碧玺的颜色丰富多彩 |
粉红色碧玺 |
蓝色碧玺 |
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图3-9-19 |
图3-9-20 |
图3-9-21 |
图3-9-22 |
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绿色、蓝色碧玺 |
黄色、褐色碧玺 |
碧玺颜色品种 |
三色碧玺 |
c 二色镜：碧玺多色性明显至强，多色性颜色在体色的深浅上发生变化。
d相对密度：碧玺SG 3.01-3.11 在3.05悬浮或缓慢的↑或↓ 。
四、与相似宝石的区分
图3-9-23
图3-9-24
图3-9-25
红碧玺
红宝石
红托帕石
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图3-9-26 |
图3-9-27 |
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红尖晶石 |
锂辉石 |
颜色 |
红碧玺 |
红宝石 |
红托帕石 |
红尖晶石 |
锂辉石 | |
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粉红色 |
红中带紫 |
浅红色 |
大红色 |
粉红色 | ||
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折射仪 |
RI |
1.62-1.65 |
1.76-1.78 |
1.63-1.64 |
1.715-1.730 |
1.66-1.68 |
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DR |
0.018 |
0.008 |
0.008 |
单折射 |
0.015 | |
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光性 |
一轴(-) |
一轴(-) |
二轴(+) |
均质体 |
二轴(+) | |
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多色性 |
明 显 |
明 显 |
明 显 |
无 |
显 著 | |
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浅粉-粉红色 |
红色-橙红色 |
淡红-浅红 |
三色性 | |||
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偏光镜(锥光) |
显一轴晶干涉图 |
显一轴晶干涉图 |
显二轴晶干涉图 |
全消光 |
显二轴晶干涉图 | |
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分光镜 |
无典型吸收光谱 |
典型的铬谱蓝区有三条吸收线 |
无典型吸收光谱 |
典型的铬谱 |
无典型吸收光谱 | |
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多色性 |
绿碧玺 |
绿色蓝宝石 |
铬透辉石 |
祖母绿 | |
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明显浅绿-深绿 |
明显绿-蓝绿 |
浅绿-翠绿色 |
绿色-黄绿\蓝绿 | ||
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折射仪 |
RI |
1.62-1.65 |
1.76-1.78 |
1.67-1.70 |
1.56-1.60 |
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DR |
0.018少数0.039 |
0.008 |
0.025 |
0.004-0.009 | |
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光性 |
一轴晶(-) |
一轴晶(-) |
二轴晶(+) |
一轴晶(-) | |
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分光镜 |
无典型吸收光谱 |
蓝区450nm |
红区显铬吸收线 |
为典型的铬谱 | |
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放大观察 |
干净或晶体包体和气液包体 | 六方生长色带及晶体包体和针状包体 | 刻面棱双影线明显,晶体包体也显双影象 | 内含物丰富,晶体包体,气液两相和三相包体 | |
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图3-9-28 |
图3-9-29 |
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蓝碧玺 |
蓝宝石 |
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图3-9-30 |
图3-9-31 |
图3-9-32 |
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蓝托帕石 |
海蓝宝石 |
堇青石 |
颜色 |
蓝碧玺 |
蓝宝石 |
蓝托帕石 |
海蓝宝石 |
堇青石 | |
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深蓝色 |
蓝中带紫 |
浅蓝色 |
浅蓝色 |
紫蓝色 | ||
| 折射仪 | RI |
1.62-1.65 |
1.76-1.78 |
1.63-1.64 |
1.57-1.585 |
1.54-1.55 |
| DR |
0.018 |
0.008 |
0.008 |
0.005-0.006 |
0.008-0.012 | |
| 光性 |
一轴(-) |
一轴(-) |
二轴(+) |
一轴(-) |
二轴晶 | |
| 多色性 |
明 显 |
明 显 |
明 显 |
明显 |
显 著(三色性) | |
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浅蓝-深蓝色 |
蓝-蓝绿\黄绿 |
无色-浅蓝色 |
浅色-海水蓝 |
紫蓝\浅蓝\浅黄色 | ||
| 偏光镜(锥光) |
显一轴晶干涉图 |
显一轴晶干涉图 |
显二轴晶干涉图 |
显一轴晶干涉图 |
显二轴晶干涉图 | |
| 分光镜 |
无典型吸收光谱 |
典型的铁谱蓝区有三条吸收窄带 |
无典型吸收光谱 |
显铁谱蓝区有吸收线 |
无典型吸收光谱 | |
| 相对密度 |
3.01-3.11 |
3.99-4.01 |
3.53-3.56 |
2.70-2.90 |
2.57-2.60 | |
常见单晶宝石鉴定：橄榄石
一、化学成分及分类
化学式为(Mg,Fe)2[SiO4]，通常指Mg2SiO4-FeSiO4间的完全类质同像系列。按其中的Mg、Fe含量及比例又划分为六个亚种，即镁橄榄石、贵橄榄石、镁铁橄榄石、铁镁铁橄榄石、铁橄榄石。宝石学中的橄榄石常为贵橄榄石和透铁橄榄石，其中Fe2SiO4分子分别为0-10%和10-30%。
二、物理及光学性质
1． 晶系及结晶习性
斜方晶系：晶体多呈短柱状或厚板状。常见单形有平行双面。斜方柱及斜方双锥。宝石级橄榄石多为不规则柱状形完好者少见。
2． 颜色和多色性，黄绿色为主，少量为褐绿色或褐色。多色性弱。
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图3-10-1 |
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黄绿色的橄榄石 |
3． 光泽和透明度：玻璃光泽，透明至半透明。
4． 光性：二轴晶，光性正负随成分变化而定。
5． 折射率及双射率：RI：1.65-1.69，RI：0.036，褐色品种略高。
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图3-10-2 |
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橄榄石的折射率测试 |
6． 色散：0.020，中等。
7． 吸收光谱：蓝区三个吸收带,453nm、473nm、493nm。
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图3-10-3 |
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橄榄石的典型光谱 |
8． 硬度：6.5-7，随成分改变而变化。
9． 相对密度：3.32-3.37，因成分而变化。
10．解理和断口：解理差，贝壳状断口
11、包裹体
橄榄石中的晶体包体、睡莲叶状包裹体、负晶、气液相包裹体、云雾状包裹体。
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图3-10-4 |
图3-10-5 |
图3-10-6 |
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橄榄石中的锆石晕 |
橄榄石中的荷叶状包体 |
睡莲叶状包裹体 |
三、鉴定要点
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图3-10-7 |
图3-10-8 |
图3-10-9 |
图3-10-10 |
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橄榄石 |
绿色碧玺 |
锆石 |
透辉石 |
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图3-10-11 |
图3-10-12 |
图3-10-13 |
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硼铝镁石 |
金绿宝石 |
钙铝榴石 |
a. 折射率及双折率的差异；
b. 吸收光谱；
c. 相对密度；
d. 非均质性及刻面棱双影线特征；
e. 光泽、色调及多色性差异。
1．.原石鉴定：
橄榄石：典型的黄绿色为鉴别特征。晶体呈斜方柱状体，晶面上有密集的纵纹，大多数情况下为晶体碎块或呈卵石状。
绿碧玺：三方柱、六方柱及三方单锥的聚形或晶体的碎块，晶面上有密集的纵纹，晶体的横断面为球面三角形。
锆石：四方柱、四方双锥及其聚形，晶面显亚金刚光泽，多色性弱。SG大。手感沉。
透辉石：单斜晶系宝石，晶体呈短柱状及碎块，硬度低，耐磨性差，多色性明显。
硼铝镁石：褐色至黄褐色，多色性明显，
金绿宝石：三连晶呈假六边形，板状及厚板状晶体，晶体碎块及卵石状，晶体表面显亮玻璃光泽。
钙铝榴石：完好晶形呈现菱形十二面体、四角三八面体，晶面上可见生长纹。
2. 成品鉴别：(见下表)
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橄榄石 |
绿碧玺 |
绿锆石 |
透辉石 |
硼铝镁石 |
金绿宝石 |
钙铝榴石 | |
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颜色 |
黄绿色 |
绿色、暗绿色 |
绿色、暗绿色 |
绿色、暗绿色 |
褐色、黄褐色 |
黄色、蜜黄色 |
淡黄、黄、褐黄色 |
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RI |
1.65-1.69 |
1.62-1.65 |
1.93-1.99 |
1.67-1.70 |
1.67-1.71 |
1.74-1.75 |
1.74 |
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DR |
0.036 |
0.018 |
0.059 |
0.025 |
0.038 |
0.009 |
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光性 |
二轴(+) |
一轴(-) |
一轴(+) |
二轴(+) |
二轴(-) |
二轴(+) |
均质体 |
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典型光谱 |
453、473、493nm三条吸收窄带 |
无典型光谱 |
653.5nm处吸收线多时可从1-40条 |
由铬致色时红区有吸收线 |
452、463 475、493nm处有四条吸收窄带 |
444nm处有强的吸收窄带 |
无典型吸收 |
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放大观察 |
"百荷花叶"、刻面棱双影线晶体包体 |
较干净或含气液包体 |
双影线明显，刻面棱破损严重 |
硬度低表面磨损严重，晶体包体双影 |
晶体包体，双影明显 |
晶体包体。针管状包体 |
晶体、气液包体 |
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多色性 |
弱 |
明显 显二色性 |
弱 |
明显 显三色性 |
明显 显三色性 |
弱至明显 |
无 |
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相对密度 |
3.32-3.37 |
3.01-3.11 |
4.68 |
3.30 |
3.48 |
3.72 |
常见单晶宝石鉴定：尖晶石橄榄石石榴石：锆石 英文为Spinel，属氧化物类尖晶石族，其中透明或有特殊光学效应的品种常作为宝石及尖晶石。镶在英国王冠上的黑太子红宝石（Black prince's Ruby）和铁木耳红宝石（Timur Ruby）实为两颗红色尖晶石。 图3-11-1 图3-11-2 黑太子红宝 红尖晶石 一、化学成分 MgAl
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图3-11-1 |
图3-11-2 |
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黑太子红宝 |
红尖晶石 |
MgAl2O4，其中类质同像替代普遍，Mg2+-Fe2+，Mg2+-Zn2+之间为完全类质同像系列，Al3+可被Cr3+-Fe3+-V3+等替代，其中Al3+-Cr3+间为完全类质同像系列。因替代程序不同，宝石性质发生变化。宝石种的尖晶石多为含微量Cr3+,Fe2+的富镁尖晶石。
等轴晶系：常见八面体及尖晶石律双晶。偶见八面体与菱形十二面体或立方体聚形。
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图3-11-3 |
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尖晶石的晶体素描图（a八面体晶体 b八面体接触双晶） |
1． 颜色：无色、粉红、紫红、红色、橙色、黄色、蓝色、绿色、褐色以及不透明的黑色等，含Cr3+常呈红色，含Fe2+或Zn2+常呈蓝色，Fe3+常呈褐色Cr3+和Fe2+常呈紫红或紫色。
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图3-11-4 |
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不同颜色的尖晶石 |
3． 光性：均质体，可部分见异常双折射
4． 硬度：摩氏硬度：8
5． 解理和断口：无解理，贝壳状断口
6． 折射率：单折射，RI因品种不同各异。宝石级多为1.712-1.730，大多数品种约为1.718，富铬的红色尖晶石最高可达1.740，锌尖晶石或镁铁尖晶石为1.79-1.80或更高。
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图3-11-5 |
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尖晶石的折射率测试 |
8． 吸收光谱：
红色尖晶石：特征的铬谱，红区有多条荧光谱线，黄绿区吸收带，紫区吸收。
蓝色尖晶石：天然的主要为铁谱。
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图3-11-6 |
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红色尖晶石的典型光谱 |
SW ：无至弱的红色、橙色
10. 包裹体
包括：a.各种固相包裹体，以单颗粒或面状排列的八面体尖晶石包裹体最为典型。
b.液相包裹体：存在于晶体包裹体周围的盘状裂隙。
c.生长纹、双晶纹
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图3-11-7 |
图3-11-8 |
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单颗粒或面状排列的八面体尖晶石 |
晶体包裹体周围的盘状裂隙 |
变色效应：尖晶石中变色效应少见，日光下呈蓝色，白炽灯呈紫色或紫红色
星光效应：尖晶石中当含有大量的针管状包体，并有规律排列时，只有加工取向正确时可产生四射星光或六射星光。
与尖晶石相似的宝石主要是刚玉及石榴石。
1． 尖晶石的主要鉴别特征：
原石的鉴别：晶体形态为八面体、八面体及菱形十二面体的聚形，八面体接触双晶；
成品鉴别：RI1.712-1.730,少数红尖晶可达1.74,单折射,正交偏光下全消光,无多色性.
放大观察:八面体晶体及八面体负晶。
2． 刚玉中红宝石及蓝色、橙色、橙色、绿色的蓝宝石与尖晶石外观相似。
关键区分点有：
a. 刚玉具有双折射、多色性明显 ，正交偏光下为四明四暗；尖晶石则为单折射宝石
b. 刚玉的折射率1.76-1.78 DR0.008 一轴负光性
c. 吸收光谱特征各异，特殊是红宝石中红区荧光线的位置不同及蓝区有吸收线。
d. 刚玉的相对密度较大SG3.99-4.01 尖晶石SG3.60
e. 可能存在的典型包裹体特征。刚玉中可见金红石针状包体和生长色带、双晶纹等。
3．紫红色、红色的镁铝榴石、铁铝榴石外观与尖晶石相似。
关键区分点有：
a. 石榴石折射率较高，红色尖晶石RI一般小于1.730。而镁铝榴石RI值一般大于 1.740。
b. 铁铝榴石吸收光谱不同，镁铝榴石吸收谱易相混。
c. 荧光及查尔斯滤色镜下反应不同。石榴石无荧光，滤色镜下无反应。
d. 石榴石相对密度较大。
e. 典型的包裹体各异。
目前有焰熔法和助熔剂法两种方法合成的尖晶石。
1．焰熔法合成尖晶石的区分要点如表：
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种类 特征 |
合成尖晶石 |
尖晶石 |
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偏光特征 |
常见异常消光：格子状或应力十字状 | 全暗，少见异常消光 |
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RI |
多数品种：1.727±0.002 红色品种：1.722-1.725 |
1.710-1.730 部分红色品种达1.74 |
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S.G |
多数为：3.63-3.64 | 多数为3.58-3.61少数品种高达4.64 |
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吸收光谱 |
红色品种：12区仅一条荧光谱线 蓝色品种：以钴谱为特征 |
红色品种：典型铬谱 蓝色品种：铁谱为主 |
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紫外荧光 |
所有品种在LW和SW下均有荧光并且在SWWV下为白垩状荧光。 | 因品种而不同，且在SWWV下各异。 |
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包裹体 |
气泡，异形气泡，弧形生长纹，末溶粉丰等 | 各种典型天然包裹体 |
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图3-11-9 |
图3-11-10 |
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合成蓝尖晶石的典型光谱图 |
天然蓝尖晶石的光谱图 |
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图3-11-11 |
图3-11-12 |
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合成尖晶石中的内含物 |
天然尖晶石中的内含物 |
蓝色尖晶石：Fe、Zn、Ca，微量元素Ni、V、Cr、Mn、Cu
紫外荧光
蓝色尖晶石（Fe致色）：长波：弱至中，红至紫红，白垩状；短波：强于长波 红色尖晶石：长波：弱至强，红色至橙色；短波：无至弱，红色至橙红色 蓝色尖晶石（Fe致色）：无（Co致色）长波：弱至中，红色；短波：无
内部特征
吸收光谱
上述中成分测试需借助大型仪器如X射线荧光光谱
常见单晶宝石鉴定：石榴石：锆石绿松石
一、 分类及品种
沿袭矿物学分类，属石榴石族， 岛状硅酸盐，化学公式为A3B2[SiO4]3
A：Mg2+、Fe2+、Mn2+、Cu2+
B：Al3+、Fe3+、Cr3+、V3+
按类质同像替代分两个系列：
表2 石榴石族宝石主要品种及成分表
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系列 |
种 |
成分 |
英文名称 |
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铝石榴石系列 |
镁铝榴石 |
Mg3Al2[SiO4]3 |
Pyrope |
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铁铝榴石 |
Fe3Al2[SiO4]3 |
Almandine | |
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锰铝榴石 |
Mn3Al2[SiO4]3 |
Spessortite | |
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钙石榴石系列 |
钙铝榴石 |
Ca3Al2[SiO4]3 |
Grossolurite |
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钙铁榴石 |
Ca3Fe2[SiO4]3 |
Andradite | |
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钙铬榴石 |
Ca3Cr2[SiO4]3 |
Urarovite |
钙铁榴石中仅绿色的翠榴石作为宝石品种，钙铝榴石又包括三个亚种：
铁钙铝榴石（桂榴石）、绿色铬钒钙铝榴石，水钙铝榴石（钙铝榴石玉）
二、该族宝石共性
2. 结晶形态常为菱形十二面体、四角三八面体以及这二者之间的聚形。自然产出除发育完全的晶体外，常呈浑圆柱状或不完整晶体出现。
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图3-12-1 |
图3-12-2 |
图3-12-3 |
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石榴石的晶体素描图 |
石榴石的菱形十二面体 |
石榴石的四角三八面体 |
4. 强玻璃光泽，贝壳状断口，断口处可显油脂光泽，无解理，脆性较高；
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图3-12-4 |
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石榴石的强玻璃光泽 |
6. 除极少数品种（无色至浅色的钙铝榴石）具弱荧光外，其他品种在长、短波紫外光下均无荧光效应；
7. 该族宝石除蓝色外，可呈现各种颜色。其中铝榴石系列宝石的品种常为紫红色、红色、橙红色、橙黄色、黄色；钙榴石系列宝石的品种常为黄褐色、黄绿色、绿色、翠绿色等。
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图3-12-5 |
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不同颜色的石榴石品种 |
三、基本性质
表2 主要石榴石品种物理性质表
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品种 |
镁铝榴石 |
铁铝榴石 |
锰铝榴石 |
钙铝榴石 |
钙铁榴石 |
钙铬榴石 |
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颜色 |
红色、紫红色、黄红色 | 褐红色、暗红色、紫红色 | 黄橙色、橙红色 | 褐黄色、黄色、黄绿色、绿色 | 黄绿色、翠绿色、黑色 | 绿色 |
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硬度 |
7.25 |
7.5 |
7.25 |
7.25 |
6.5 |
7-7.5 |
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相对密度 |
3.7-3.8 |
3.8-4.2 |
4.16 |
3.60-3.70 |
3.85 |
3.77 |
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折射率 |
1.74-1.76 |
1.76-1.81 |
1.80-1.82 |
1.73-1.76 |
1.89 |
1.87 |
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色散 |
中等0.022 |
中等0.024 |
中等0.027 |
中等0.028 |
高0.057 |
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吸收光谱见图2） |
黄绿为中心宽吸收带紫区普遍吸收，含铬红区有弱双线 | 黄、绿、蓝绿区三条强吸收带，橙红、蓝区各一弱带 | 紫区两条极强带 | 非特征吸收谱 | 亚种翠榴石紫区强吸收带切断短波区，富铬红区可见双线 | 具铬吸收谱 |
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包裹体 |
较干净，有时含有少量的针状晶体包体 | 典型针状金红石晶体，同一平面内相交70°、110°，其他晶体及应力裂纹 | 不规则，碎裂状、液滴及羽状体 | 大量圆形包裹体及糖浆状效应，黑色磁铁矿视亚种不同而变化 | 马尾丝状石棉包裹体 | 宝石晶体小而罕见 |
（1）变石石榴石：该石榴石具有迷人的变色效应，其颜色在日光下为蓝绿色，在白炽灯下略带紫色的红色，其成分为镁铝-锰铝榴石，变色效应是由含有微量的V2O3和Cr2O3引起的，其相对密度为3.88，折射率为1.765。
（2）星光石榴石：该种铁铝榴石因内部含有大量定向排列的针状包裹体（如图）当沿恰当方向琢磨成弧面型宝石时，其顶部出现四射和六射星光（如图）。该品种比较少见，是石榴石家族中难得的珍品。
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图3-12-6 |
图3-12-7 |
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石榴石的六射星光 |
石榴石的四射星光 |
四、主要鉴定特征
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图3-12-8 |
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石榴石晶体的晶面花纹 |
（1）光泽：因高折射率使表面具有强玻璃光泽，非常明亮。
（2） 折射率：单折射、不同品种的石榴石，折射率大小不一，除翠榴石、锰铝榴石、部分铁铝榴石的折射率超出折射仪的测试范围以外，其它都可测，只要小心测试有帮助鉴定出品种。
（3） 典型的吸收光谱为镁铝榴石、铁铝榴石、锰铝榴石和翠榴石提供了准确的鉴定依据，从而帮助确定宝石种名称。
（4） 不同品种的石榴石内含物特征，为准确定名提供有利的依据。如铁铝榴石、锰铝榴石、铁钙铝榴石、翠榴石等。
（5） 颜色特点及分布状态，也可帮助区分石榴子石品种。
(一).镁铝榴石（Pyrope）
1． 颜色：常为浅黄红、深红色、紫红色和红色，因铁和铬致色，成分纯净的镁铝榴石为无色。
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图3-12-9-1 |
图3-12-9 |
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镁铝榴石 | |
与第一种情况相似，但缺失500-475nm的透光区，光谱特征除红-橙光区外，全部吸收。红光区有弱吸收线，以黄绿区为中心宽吸收带，绿区有一强的吸收窄带，紫区普遍吸收，光谱中有铁铝榴石的光谱伴随。
3．内含物：镁铝榴石内部较纯净，内含物较少，常见浑圆状的磷灰石，细小的片状钛铁矿和其它针状内含物，有时可见由石英组成的圆形雪坏状小晶体。
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图3-12-10 |
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镁铝榴石内的浑圆状晶体和细小针状物 |
（二）铁铝榴石（Almandine）
1． 颜色：常为褐色、褐红色、紫红色、深紫红色、紫色、深红色，因颜色较深导致透明度降低。
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图3-12-11 |
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褐红色的铁铝榴石 |
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图3-12-12 |
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铁铝榴石的典型光谱 |
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图3-12-13 |
图3-12-14 |
图3-12-14-1 |
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铁铝榴石中的两组金红石针 |
铁铝榴石中的三组金红石针 |
铁铝榴石中的磷灰石晶体包体 |
1． 颜色：锰铝榴石是相当罕见的宝石，具有黄色至橙红的各种色调，其中橙红色最漂亮，价值较高。成分中可含铁铝榴石的组分，并导致褐红色色调，近于纯净的锰铝榴石为黄色至淡橙黄色。
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图3-12-15 |
图3-12-16 |
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锰铝榴石 |
橙色的锰铝榴石 |
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图3-12-17 |
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锰铝榴石典型光谱 |
（四）、钙铝榴石（Grossulor）
钙铝榴石有各种颜色,无色、浅黄色、黄色、褐黄色、暗红色、绿色和多晶质品种。
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图3-12-18 |
图3-12-19 |
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钙铝榴石的颜色品种 |
钙铝榴石的颜色品种 |
是一种含铁钙铝榴石组份的钙铝榴石，也称桂榴石，颜色为暗红色、褐黄色、褐红色等内含有大量的晶体包体，似粒状外观，也描述为糖浆状构造。折射率1.74-1.75。无典型吸收光谱。产地有斯里兰卡、巴西、马达加斯加、加拿大、坦桑尼亚等。
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图3-12-20 |
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铁钙铝榴石中含有大量的晶体包体 |
2．钒铬钙铝榴石
颜色为鲜绿色，也称绿色钙铝榴石，RI1.74左右，内部较干净，有时含有长柱状磷灰石，细小的棱柱状透辉石以及石英、长石、顽火辉石和硫锰矿，这些矿物组合是一典型的特征。绿色钙铝榴石无典型光谱，在查尔斯滤色镜下变红色。
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图3-12-21 |
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绿色钙铝榴石 |
为一种多晶集合体，半透明到不透明，也称南非玉，常见浅绿色，绿色由Cr致色，也有粉红色颜色，呈点状、块状和不规则状色斑不均匀地分布，白色部分为无色的钙铝榴石。水钙铝榴石折射率1.70-1.73，相对密度：3.35左右，蓝区461nm处有一吸收窄带，绿色部分在滤色镜下变红，在X荧光下有很强黄色，橙色荧光。
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图3-12-22 |
图3-12-22-1 |
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水钙铝榴石 | |
块状钙铝榴石是一种多晶集合体，颜色从浅绿至绿色并呈粒状、块状和不规则团块状及条带状分布，基质为白色的钙铝榴石，产于我国青海、新疆和贵州等地，在商业上称"青海翠"。主要特征以钙铝榴石为主，可含少量的绢云母、蛇纹石、黝帘石等RI1.74-1.75，相对密度约3.6，X-射线下有橙色荧光，绿色部分在查尔斯滤色镜下变红。
（五）、钙铁榴石（Andradite）
1． 品种及颜色：因含杂质Ti和Cr，使得钙铁榴石产生不同的颜色，形成的变种有：黑榴石、钛榴石，因含Ti而呈黑色；黄榴石呈黄绿色，一般颗粒较小，大于2-3ct的琢型宝石也很珍贵；翠榴石因含铬而呈鲜艳绿色，是石榴石中最有价值之一。
2． 吸收光谱：翠榴石的翠绿色，含Cr而具典型铬的吸收光谱，红光区有一双线（701nm），693nm吸收线，橙黄区伴有两条横糊带，紫区强吸收形成443nm截止边。
3． 内含物：俄罗斯乌拉尔山产的翠榴石可含有典型的"马尾丝状"（纤维状石棉）包裹体具有特征的鉴定意义。纳米比亚产的翠榴石无此特征，但具有有较为明显的生长纹和碎裂状的黑色包裹体。时间:2008-09-05 03:56来源:宝石鉴定学 作者:admin 点击: 458次
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图3-12-23 |
图3-12-24 |
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翠榴石中的马尾丝状包体呈放射状 |
翠榴石中的纤维状石棉 |
（六）钙铬榴石（Uvarovite）
钙铬榴石很少用作宝石。颜色呈深绿、鲜绿色。常呈菱形十二面体小晶体，由于颗粒太小，难以琢磨成宝石，一般以晶簇标本为主，主要用作观赏、装饰和收藏品。
五、 与相似宝石的鉴别
红色尖晶石：相对较低的折射率，特征的吸收光谱及内部包裹体。紫外灯下的荧光反应为关键区分点。
红宝石：非均质性，折射率及双折率，吸收光谱为关键区分点。
红色锆石：非均质性，强色散及二色性，双折射（刻面棱双影），吸收光谱"纸蚀"现象等。
红色碧玺：非均质，二色性，折射率与双折率、包裹体等。重液或比重测试亦有助于上述宝石的区分。
（2）与黄色、橙黄、褐黄色石榴石（钙铝榴石、锰铝榴石）相似宝石有：
黄色锆石、托帕石、榍石、金绿宝石、火欧泊等
其重要区分内容为：均质与非均质性，单折射与双折射、折射率与双折率，吸收光谱、相对密度等。
（3）与绿色石榴石相似的宝石有：
同绿色钙铝榴、翠榴石、相似的有：祖母绿、铬透辉石、绿碧玺、绿锆石等。
同绿色多晶质的水钙铝榴石（钙铝榴石玉）相似宝石有：玉符山石、钠黝帘石岩、翡翠等。其中绿色的不均匀性及表现特征，点测近似折射率、相对密度、查尔斯滤色镜的反应可视为关键区分特征。
六、石榴石拼合石的鉴别
这种拼合石的检测方法：
① 侧视拼合石，上下光泽、颜色有差异，上下部分的折射率、包裹体特征、荧光现象亦有不同；
②放大检查可找到粘合层以及粘合层面上可能有气泡；
③拼合石具有红环效应（如图）。将拼合石台面向下置于白色背景上，在合适的光照条件下，可见一红色圈环绕宝石腰部。
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图3-12-25 |
图3-12-26 |
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以石榴石为顶的拼合石 |
红环效应 |
常见单晶宝石鉴定：锆石绿松石
ZrSiO4常含有U. Th放射性元素及其它微量元素，因放射性元素辐射作用使锆石发生蜕晶质变化，结晶程度降低，物理光学性质亦发生改变。
按结晶程度将锆石分为高、中、低三种类型，低型锆石近于非晶态。
二、晶系及结晶系性
四方晶系，常见单形：四方柱、四方双锥、复四方双锥，可发育膝状双晶。
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图3-13-1 |
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晶体素描图 |
三、物理及光学性质
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图3-13-2 |
图3-13-3 |
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褐色锆石 |
绿色锆石 |
3． 光性：一轴晶、正光性。
4． 主要物理及光学参数：
硬度Hm RI DR S.G
高型锆石 7-7.5 1.90-2.01 0.059 4.6-4.8
低型锆石 6 1.78-1.82 无或低 3.95-4.2
中型锆石介于二者之间。
5． 解理和断口：无解理，贝壳状断口
6． 脆性：高，具纸蚀现象。
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图3-13-4 |
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锆石刻面棱破损具"纸蚀"现象 |
8． 吸收光谱：可具多条吸收线或吸收窄带。其中红区中内653.5nm、和659nm为诊断性吸收光谱。无色，蓝色仅此特征吸收线，黄、褐、绿色锆石多达40条谱线，红、橙色无特征吸收线。
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图3-13-5 |
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锆石的士典型的吸收光谱 |
10．发光性：紫外荧光变化范围广。因体色不同，可以表现为无荧光和不同强度的其它颜色荧光。
11. 包裹体：各种固相矿物如磁铁矿、黄铁矿、磷灰石等。
愈合裂隙：平直或角状色带。刻面棱双影线等。
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图3-13-6 |
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锆石双折率大，可见刻面棱双影线 |
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四、处理方式
Δ
褐红色锆石------→无色、蓝色、金黄色
还原气氛
处理结果因热处理温度和不同产地的锆石而异。
五、鉴定要点
a. 亚金刚光泽，高色散（火彩）特征。
b. 非均质性，折射仪上负读数。
c. 放大观察刻面棱双影线明显。
d. 特征的吸收光谱。
e. 比重液或密度测试。
f. 可能出现的"低蚀"
1．高型锆石
（1） 完好的结晶形态：四方柱和四方双锥的聚形。
（2）高硬度：H 7.5
（3）高折射率：RI1.93-1.99，DR0.059 一轴（+）
（4）高色散：0.039
（1） 颜色：红色、褐色、黄色、绿色、紫色和无色，其中以无色、蓝色和红色为佳。
（2） 典型光谱：红光区653.5nm和659nm吸收线，可从深色40条均匀分布于各个色区，其中653.5nm为诊断线，红色锆石无此吸收线。
（7）发光性：长、短波紫外线下有不同黄色荧光，X-射线下发黄色荧光。
2．中型锆石：因蜕晶质程度不同，所有性质介于高型和低型锆石之间，如折射率、双折射率、相对密度、硬度等，根据蜕晶质程度不同而有变化。它是高型锆石与低型锆石之间的过渡产物。
3. 低型锆石：因含一些放射性元素，使得结构遭到严重破坏，晶体转为非晶质体，并将锆硅酸盐成分分解为氧化锆和二氧化硅的混合物。即ZrSiO4分解ZeO2+SiO2这些混合物基本上为非晶质体，由晶体转变成非晶质的过程，称为蜕晶质或非晶质化。蜕晶质后，大部分物理性质都发生改变，折射率、双折射率、硬度、密度值均下降，双折射率降低为0-0.008。
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图3-13-7 |
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暗绿色的低型锆石 |
（1） 低型锆来源：主要指来自斯里兰卡和缅甸的滚圆卵石，其晶格已被破坏，无结晶外形。
（2）颜色为绿色、褐色和橙色。
（3）折射率1.78-1.84，单折射，光性特点主要为均质体。
（4）相对密度：3.9-4.1。
（5）硬度：6
（6）内部常有多边形环带和条纹，有明亮的裂缝，称为角形包体。
加热能促使蜕晶质锆石局部重结晶，并使密度增高，吸收光谱清晰。斯里兰卡的绿色锆石加热后颜色变浅，红褐色锆石加热后变为无色锆石。
绿松石鉴定
绿松石是一种上档玉雕材料，主要成分为CuAl 6 (PO 4 ) 4 (OH) 8 ·4H 2 O含Fe、Zn等杂质，绿松石属外生淋滤成因，与含磷和铜的硫化物矿化岩石风化壳有关，我国湖北、陕西有优质绿松石的产出。图4-3-1 图4-3-2 瓷松雕件 绿松石雕件 一、主要鉴别特征 1．颜色
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绿松石是一种上档玉雕材料，主要成分为CuAl6(PO4)4(OH)8·4H2O含Fe、Zn等杂质，绿松石属外生淋滤成因，与含磷和铜的硫化物矿化岩石风化壳有关，我国湖北、陕西有优质绿松石的产出。
一、主要鉴别特征
2．RI：1.62（点），为多孔隙宝石材料，一般不可测。
二、品种
三、优化处理及鉴别 2． 灌注处理： 四、 绿松石与相似宝石材料的区别
2．合成松石：1972年合成绿松石问世。隐晶质结构，放大50倍有球粒状结构。RI1.60，SG2.70，蓝区无吸收线， 用一滴酸（水与酸2:1）在不显眼部位进行，能使蓝色变成绿色，因合成松石常含有铜的化合物，借以产生蓝色，铜盐能在盐酸中溶解。
3．硅孔雀石：RI1.50，SG2.0-2.5，H4，颜色绿中有杂色，低RI.SG.H颜色特点区别于绿松石。
5． 染色玉髓：具有层状结构，颜色呈斑杂状，染料集中于裂隙处，查尔斯滤色镜下呈红色或淡褐色，RI1.53，SG2.60-2.63。
托帕石、白色宝石光、白水晶的区别时间:2012-03-11 19:18来源:快乐蚂蚁 作者:山峰 点击: 842次
白色宝石光。 白色宝石光是一种稀有玉髓，是隐晶质的集合体，看不到晶体颗粒，硬度6.5-7左右，密度2.58~2.64，折射率1.53~1.54。半透明至微透明，光泽含蓄，似乎包裹在玉石的内部，内敛而韧性较好。 天然新疆托帕石籽料 托帕石的矿物学名称为黄玉，又称为黄
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