第2章寶石的基本特性

第一節(jié)寶石的光學性質一、寶石的顏色二、寶石的光澤和透明度三、寶石的折射率和色散四、寶石的多色性五、寶石的發(fā)光性六、寶石的特殊光學效應寶石學寶石的光學性質現(xiàn)在是1頁\一共有119頁\編輯于星期一寶石學寶石的光學性質光與寶石的關系示意圖產(chǎn)生的效應影響最佳加工琢型及比例評價寶石的重要依據(jù)鑒定寶石的理論基礎及方法光寶石相互作用現(xiàn)在是2頁\一共有119頁\編輯于星期一一、寶石的顏色研究意義：寶石顏色是評價寶石質量和價值的重要依據(jù)；不少寶石的特有顏色可作為重要鑒定特征；了解寶石顏色的致色原因，對寶石的合成、改色、鑒別等工作都一定的指導意義。寶石學寶石的光學性質現(xiàn)在是3頁\一共有119頁\編輯于星期一1、顏色的本質顏色是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。在整個電磁波譜中，能引起人眼視覺的可見光只是一小部分，一般取400~700nm波長作為可見光的范圍（實際范圍可達380~780nm）。寶石學寶石的光學性質現(xiàn)在是4頁\一共有119頁\編輯于星期一單色光的波長由長到短，對應的顏色感覺由紅到紫。紅色770——620nm綠色530——500nm橙色620——590nm青色500——470nm黃色590——560nm藍色470——430nm黃綠560——530nm紫色430——380nm寶石學寶石的光學性質現(xiàn)在是5頁\一共有119頁\編輯于星期一日常見到的自然光，就是由以上幾種色光混合而成的白光。將各種色光的顏色排成扇形圓環(huán)圖，任意一對對角扇形區(qū)兩種顏色的色光，都可以適當比例混合成為白光，這兩種顏色稱為互補色。紅橙黃黃綠綠藍靛紫寶石學寶石的光學性質現(xiàn)在是6頁\一共有119頁\編輯于星期一顏色表示方法：波長（λ）單位：納米（nm）能量（E）單位：電子伏（ev）E(ev)×λ(nm)≈1240400nm紫光相當于3.10ev;700nm紅光相當于1.77ev即可見光的能量范圍大致為1.77~3.10ev。波長越短，能量越大。700nm400nm寶石學寶石的光學性質現(xiàn)在是7頁\一共有119頁\編輯于星期一寶石顏色是寶石對不同波長的可見光選擇性吸收的結果。當可見光（白光）照射寶石時：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，相當于被吸收色光的補色或補色的混合色；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。寶石的顏色白光寶石學寶石的光學性質現(xiàn)在是8頁\一共有119頁\編輯于星期一2、寶石顏色的致色機理五種機理：過渡金屬離子的內(nèi)部電子躍遷致色離子間的電荷轉移致色色心致色能帶間的電子躍遷致色物理光學致色寶石學寶石的光學性質現(xiàn)在是9頁\一共有119頁\編輯于星期一（1）過渡金屬離子的內(nèi)部電子躍遷致色當寶石組分中含有：Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、

Ni、Cu等，都是寶石產(chǎn)生顏色的物質基礎，稱為“色素離子”。這類離子存在d軌道上未成對的單電子，受到周圍配位體陰離子電子云影響，d軌道的能級會發(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。當白光入射寶石晶格，d電子受到相同能量光波激發(fā)，從基態(tài)（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。寶石學寶石的光學性質現(xiàn)在是10頁\一共有119頁\編輯于星期一吸收光能釋放光能放熱吸收ACD紅寶石的呈色機理成分：Al2O3含Cr2O3Cr3+→Al3+有3個d電子基態(tài)

e

激發(fā)態(tài)吸收紫光、綠-黃光通過紅光、藍光（少量）呈紅色、紫紅色寶石學寶石的光學性質現(xiàn)在是11頁\一共有119頁\編輯于星期一（2）離子間電荷轉移致色在晶體結構中，相鄰離子間在外來能量（光能）作用下，可使電子從一個原子的軌道躍遷到另一個原子軌道上去，即離子間發(fā)生電荷轉移。離子間電荷轉移分三類型：非金屬離子——金屬離子金屬離子——金屬離子非金屬離子——非金屬離子e寶石學寶石的光學性質現(xiàn)在是12頁\一共有119頁\編輯于星期一藍寶石的致色原因藍寶石成分：Al2O3含F(xiàn)e2+、Ti4+等雜質。Fe2+——Ti4+電荷轉移吸收紅、黃光，呈藍色。寶石學寶石的光學性質現(xiàn)在是13頁\一共有119頁\編輯于星期一（3）色心致色色心：可以吸收光波的晶體結構缺陷。

主要有兩種：缺失原子（缺位）——受放射性幅照捕獲1個電子形成電子色心；額外原子（填隙原子）——受放射性幅照激發(fā)1個電子形成空穴色心。兩者結果都造成有不成對的電子而發(fā)生能級分裂，吸收光波產(chǎn)生顏色。寶石學寶石的光學性質現(xiàn)在是14頁\一共有119頁\編輯于星期一例：紫色螢石的致色原因螢石成分：CaF2由于Ca2+含量過高和受放射性幅照影響，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。F-F-F-F-F-F-Ca2+Ca2+Ca2+Ca2+F-e-F-F-F-F-Ca2+Ca2+Ca2+Ca2+寶石學寶石的光學性質現(xiàn)在是15頁\一共有119頁\編輯于星期一例：煙晶的致色原因成分：SiO2Si4+←Al3+﹢H+(Na+)受輻照后，Al3+鄰近的Oˉ的1個價電子被激發(fā)離開其軌道，出現(xiàn)未配對電子——空穴色心。產(chǎn)生極強的紫外——可見光范圍的吸收，呈煙灰色。O2-O2-O2-O2-O2-O2-Si4+Si4+Si4+Si4+O2-O1-O2-O2-O2-O2-Si4+Al3+Si4+Si4+H輻照寶石學寶石的光學性質現(xiàn)在是16頁\一共有119頁\編輯于星期一（4）能帶間的電子躍遷致色寶石學寶石的光學性質根據(jù)能帶理論，晶體中的電子按能量高低分別位于各能帶中。被電子占滿的能帶稱為滿帶，未占滿的稱為導帶，導帶的能量較高。各能帶間有一能量間隙，稱為禁帶。電子可以由滿帶向導帶躍遷，但必須吸收超過中間的禁帶寬度所代表的能量才能發(fā)生。滿帶（價帶）-充滿面電子導帶——未充填滿電子禁帶寬度-兩能帶間能量差ev禁帶滿帶——已充滿電子Eg能量原子軌道原子能級能帶處在價帶頂部的電子當受到大于Eg的外來能量（可見光）激發(fā)，可躍遷到導帶。吸收可見光能量而使晶體產(chǎn)生顏色?，F(xiàn)在是17頁\一共有119頁\編輯于星期一能帶理論所解釋的寶石顏色致色原因顏色礦物實例禁帶寬度Eg低于可見光能量紫-藍色黃色紅色白色銅藍金、黃鐵礦銅銀、鉑禁帶寬度Eg在可見光能量范圍內(nèi)紅色赤銅礦、辰砂禁帶寬度Eg大于可見光能量純凈無色金剛石、剛玉、綠柱石石英、黃玉、螢石由微量組分引起的顏色藍色黃色Ⅱb型金剛石（含硼）Ⅰa型金剛石（含氮）寶石學寶石的光學性質現(xiàn)在是18頁\一共有119頁\編輯于星期一（5）物理光學致色指由于寶石內(nèi)部的結構、構造、裂隙、包裹體等因素，對光發(fā)生物理光學作用而使寶石呈色。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）有色包體致色寶石學寶石的光學性質現(xiàn)在是19頁\一共有119頁\編輯于星期一1）干涉作用致色干涉：當兩光線相遇而疊加沿同一路線傳播時，由于彼此的位相原因造成光波相互增強或抵消的一種光學現(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薄層結構的材料。寶石學寶石的光學性質現(xiàn)在是20頁\一共有119頁\編輯于星期一例一：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（珍珠層和有機質層）呈同心層狀交替構成，對光層層反射和折射，相互干涉產(chǎn)生暈彩。寶石學寶石的光學性質現(xiàn)在是21頁\一共有119頁\編輯于星期一2）衍射作用致色衍射：為光干涉的一種特殊類型。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，當白光與之相互作用時發(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：寶石學寶石的光學性質現(xiàn)在是22頁\一共有119頁\編輯于星期一3）散射作用致色寶石材料內(nèi)部結構不規(guī)則、或粒度超出衍射限定范圍（約100~400nm）、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。寶石學寶石的光學性質現(xiàn)在是23頁\一共有119頁\編輯于星期一4）有色包裹體致色寶石材料中含有有色包體雜質，因它們的體色影響，使寶石呈現(xiàn)出相應的顏色。例如，石英中可含藍線石包體而呈藍色、日光石因含紅色赤鐵而呈紅色等。寶石學寶石的光學性質現(xiàn)在是24頁\一共有119頁\編輯于星期一二、寶石的透明度和光澤（一）寶石的透明度（二）寶石的光澤寶石學寶石的光學性質現(xiàn)在是25頁\一共有119頁\編輯于星期一（一）寶石的透明度透明度：指寶石充許可見光透過的程度。有關因素：①寶石晶體的透明度與其化學成分和結構有關。

金屬晶格內(nèi)部存在較多自由電子，電子躍遷會吸收大量光波，透過光少，故透明度低或不透明如赤鐵礦；原子晶格和離子晶格內(nèi)不存在自由電子或較少，則對光波的吸收少，透明度較高，如鉆石具典型的原子晶格。寶石的光學性質寶石學現(xiàn)在是26頁\一共有119頁\編輯于星期一②與寶石中的雜質、包裹體、裂隙、厚度和自身顏色，以及表面是否光滑等因素有關。③玉石的透明度與組成礦物的透明度和顆粒結合方式有關。組成礦物的粒度越不均勻、排列越雜亂、顆粒邊緣越不平直，則內(nèi)部顆粒之間的界面對光線的折射、散射越強，透明度越低。即使主要由透明礦物組成的玉石也?？杀憩F(xiàn)出較低的透明度。寶石的光學性質寶石學現(xiàn)在是27頁\一共有119頁\編輯于星期一寶石透明度分級寶石的透明度通常是對加工成一定規(guī)格大小的成品而言。分級標準（五級）：（1）透明：可充分透光，隔著寶石可清晰透視另一側物體，如優(yōu)質鉆石、水晶等；（2）半透明：可較好地透光，可透視物體，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，不能透視物體，如優(yōu)質翡翠、軟玉、岫玉、玉髓等；（4）半亞透明：透光很少，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。目前珠寶界對透明度級別的劃分逐漸趨于三分法，即劃分為透明、半透明、不透明三個級別。寶石的光學性質寶石學現(xiàn)在是28頁\一共有119頁\編輯于星期一（二）寶石的光澤光澤：指寶石表面對可見光的反射能力。但對透明度很高的寶石來說，其光澤應是反射光量（主要）和透射光量（次要）的總和。寶石光澤的強弱取決于寶石的折射率（N）、吸收系數(shù)（K）、反射率（R）。它們的關系如下：透明寶石R=(N-1)2

/

(N+1)2不透明寶石R=[(N-1)2+K2]/[(N+1)2+K2]此外，寶石的拋光質量、表面平整程度、集合體的結合方式（如石英巖和虎睛石）等因素也會影響寶石光澤強弱。寶石的光學性質寶石學現(xiàn)在是29頁\一共有119頁\編輯于星期一寶石光澤分級根據(jù)折射率（N），分為：金屬光澤N﹥3赤鐵礦半金屬光澤N=2.6~3.0金紅石金剛光澤N=2.0~2.6金剛石半金剛光澤N=1.9~2.0鋯石強玻璃光澤N=1.7~1.9金綠寶石、鈣鋁榴石玻璃光澤N=1.54~1.70尖晶石、電氣石、水晶半玻璃光澤N=1.21~1.54歐泊、螢石寶石的光學性質寶石學現(xiàn)在是30頁\一共有119頁\編輯于星期一寶石的光學性質寶石學現(xiàn)在是31頁\一共有119頁\編輯于星期一油脂光澤：由于極微細的粗糙表面（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：由隱晶質塊體或微細顆粒表面對光線漫反射而呈現(xiàn)出蠟狀反光現(xiàn)象，較油脂光澤弱。如綠松石、玉髓等。寶石的光學性質寶石學寶石的特殊光澤現(xiàn)在是32頁\一共有119頁\編輯于星期一樹脂光澤：由于質軟或折射率低，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：由于具有纖維狀結構或構造，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。寶石的光學性質寶石學現(xiàn)在是33頁\一共有119頁\編輯于星期一珍珠光澤：為珍珠特有的光澤，因具有細微的同心層狀結構，對光層層反射干涉而呈現(xiàn)出朦朧的暈色光澤。其它某些具有細微平行層面結構的寶石材料有時也可出見類似的光澤，如月長石等。寶石的光學性質寶石學瀝青光澤（煤玉）和土狀光澤（劣質綠松石）現(xiàn)在是34頁\一共有119頁\編輯于星期一三、寶石的折射率和色散（一）折射率（二）雙折射率（三）色散寶石的光學性質寶石學現(xiàn)在是35頁\一共有119頁\編輯于星期一（一）折射率當光線從空氣（光疏介質）傳播到寶石（光密介質）表面時，一部分光線按反射定律返回空氣，一部分光線按折射定律進入寶石：反射定律：反射角等于折射角，r′=i折射定律：折射角小于入射角，r=iir′r寶石的光學性質寶石學現(xiàn)在是36頁\一共有119頁\編輯于星期一根據(jù)折射定律：寶石的折射率N為光在空氣中的傳播速度Vi與光在寶石中的傳播速度Vr之比，它等于入射角i的正弦與折射角r的正弦之比，是一常數(shù)。例：已知光在空氣的傳播速度為300000km/s,在鉆石中的傳播速度為123967km/s,則鉆石的折射率為：寶石的光學性質寶石學現(xiàn)在是37頁\一共有119頁\編輯于星期一寶石折射率與光在晶體中的傳播速成度成反比。傳播速度越小，折射率越大；反之，則越小。折射率是寶石的一種穩(wěn)定光常數(shù)，各種寶石都有其固定的折射率值，故是鑒定寶石的重要依據(jù)。例如：鉆石2.42紅寶石1.762~1.770黃玉1.619~1.627水晶1.544~1.553寶石的光學性質寶石學現(xiàn)在是38頁\一共有119頁\編輯于星期一結晶質：內(nèi)部質點作規(guī)則排列，即具格子狀構造。結晶質在空間的有限部分稱為晶體。非晶質：內(nèi)部質點不作規(guī)則排列，即不具格子構造。如玻璃。稱為非晶質體。寶石的光學性質寶石學現(xiàn)在是39頁\一共有119頁\編輯于星期一等軸晶系四方晶系六方晶系三方晶系斜方晶系單斜晶系三斜晶系寶石的光學性質寶石學現(xiàn)在是40頁\一共有119頁\編輯于星期一（二）雙折射率均質體寶石：

光學上各向同性，等軸晶系、非晶質體。單折射，只有1個折射率值N。N單折射寶石的光學性質寶石學現(xiàn)在是41頁\一共有119頁\編輯于星期一非均質體寶石：光學上各向異性的介質，除等軸晶系外的其它六個晶系。雙折射，有多個折射率值：一軸晶（四方、三方、六方晶系），二個主折射率Ne、No。Ne>No，正晶；Ne<No，負晶。Ne-No，雙折射率。

二軸晶（斜方、單斜、三斜晶系），三個主折射率Ng、Nm、Np。Ng-Nm>Nm-Np，正晶；Ng-Nm<Nm-Mp，負晶。Ng-Np，雙折射率。NeNo雙折射寶石的光學性質寶石學現(xiàn)在是42頁\一共有119頁\編輯于星期一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)等。雙折射率也是鑒定寶石的光學數(shù)據(jù)。雙折射雙影現(xiàn)象及其明顯程度可作為肉眼鑒別非均質體寶石的標志。寶石的光學性質寶石學現(xiàn)在是43頁\一共有119頁\編輯于星期一（三）色散1、光的色散：指白光被分解為單色光而形成七色光譜現(xiàn)象。棱鏡分光原理圖解：白光色散光ir波長越長(紅光)，折射率(n)越小，而折射角(r)越大;波長越短(紫光)，折射率(n)越大，而折射角(r)越小。寶石的光學性質寶石學現(xiàn)在是44頁\一共有119頁\編輯于星期一白光色散光(火彩)2、寶石的色散：當白光通過加工成特定琢型的刻面型寶石后，也會發(fā)生色散現(xiàn)象。俗稱“出火”、“火彩”。寶石的光學性質寶石學現(xiàn)在是45頁\一共有119頁\編輯于星期一色散值：指一定波長的紫光(430.8nm)和一定波長的紅光(686.7nm)，在晶體中產(chǎn)生的折射率之差。例如：鉆石NG=2.451NB=2.407色散值=0.044影響寶石色散現(xiàn)象（火彩）的因素：①寶石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)生明顯的色散現(xiàn)象。②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。③體色和凈度。寶石的光學性質寶石學現(xiàn)在是46頁\一共有119頁\編輯于星期一四、寶石的多色性多色性：有色寶石晶體，在光的透射照明下，不同方向呈現(xiàn)不同顏色的現(xiàn)象。產(chǎn)生原因：晶體內(nèi)不同方向上晶格結構存在差異，除造成折射率不同外，同時對光波的吸收不同，而呈現(xiàn)不同的顏色。均質體寶石：各向同性，不具有多色性。非均質體寶石：各向異性，對光波有吸收差別，可具多色性。二色性——四方、三方、六方晶系寶石；三色性——斜方、單斜、三斜晶系寶石。多色性特征是鑒定寶石的重要依據(jù)之一。寶石的光學性質寶石學現(xiàn)在是47頁\一共有119頁\編輯于星期一Ne=藍綠No=藍Np=黃綠Ng=藍Nm=紫寶石礦物多色性示例黝簾石光性方位與多色性藍寶石光性方位與多色性寶石的光學性質寶石學現(xiàn)在是48頁\一共有119頁\編輯于星期一五、寶石的發(fā)光性發(fā)光性：指寶石在外加能量（可見光、紫外線、X射線）的激發(fā)作用下，能發(fā)出可見光的性質。發(fā)光性分兩種：熒光——在外激發(fā)光的能量停止作用時，發(fā)光也隨即停止。磷光——在外激發(fā)光的能量停止作用后，發(fā)光還能繼續(xù)一段時間。寶石的光學性質寶石學現(xiàn)在是49頁\一共有119頁\編輯于星期一夜明珠（螢石）寶石學寶石的光學性質現(xiàn)在是50頁\一共有119頁\編輯于星期一發(fā)光性原理實質：寶石晶體結構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)兩個階段：1）電子吸收光子能量進入高能級（A）；2）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（B）。400500700能量能量高激發(fā)態(tài)激發(fā)態(tài)基態(tài)吸收帶吸收發(fā)光AB寶石的光學性質寶石學現(xiàn)在是51頁\一共有119頁\編輯于星期一發(fā)光性影響因素：

與寶石本身的化學成分有關，主要是過渡元素、特別是稀土元素的種類和數(shù)量有關；與外來雜質、幅照環(huán)境條件等因素有關。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)。寶石的光學性質寶石學現(xiàn)在是52頁\一共有119頁\編輯于星期一六、寶石的特殊光學效應指寶石外表出現(xiàn)的一些奇異光學現(xiàn)象。主要有以下幾種：貓眼效應星光效應變彩效應變色效應月光效應砂金效應寶石的光學性質寶石學現(xiàn)在是53頁\一共有119頁\編輯于星期一1、貓眼效應寶義：

指某些寶石加工成弧面型后，在其弧形表面可以呈現(xiàn)出一條明亮的光帶，并且對著光帶轉動寶石時，光帶也隨之平行移動的光學現(xiàn)象。寶石的光學性質寶石學現(xiàn)在是54頁\一共有119頁\編輯于星期一⑴寶石中具有呈一個方向密集排列的針狀、纖維狀礦物包體或管狀氣-液包體等；⑵切磨寶石的底面平行于包體組成的平面；⑶必須切磨拋光成弧面型，其長軸方向垂直于包體延伸方向。具備上述三條件的寶石，在光照下，弧面迎光部位的各纖維或針、管狀包體的反光點連在一起，就構成一條明亮光帶。當轉動寶石時，光帶隨著迎光部位的改變而移動。形成貓眼效應必須具備三個條件寶石學寶石的光學性質現(xiàn)在是55頁\一共有119頁\編輯于星期一品種：

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、普通輝石、綠簾石、黝簾石、透閃石、硅灰石、紅柱石、矽線石等。共有20多種，以金綠寶石出現(xiàn)的貓眼效應最好。寶石的光學性質寶石學現(xiàn)在是56頁\一共有119頁\編輯于星期一名稱：

金綠寶石貓眼石，可簡稱“貓眼”、“貓眼石”。其它具貓眼效應寶石，“該寶石名+貓眼（石）”。

如“海藍寶石貓眼（石）”。

寶石的光學性質寶石學現(xiàn)在是57頁\一共有119頁\編輯于星期一2、星光效應定義：

某些寶石當加工成弧面型后，在其弧形表面可以呈現(xiàn)出多條相互交叉的光帶，構成四射、六射或十二射的放射狀星光圖案的光學現(xiàn)象。寶石的光學性質寶石學現(xiàn)在是58頁\一共有119頁\編輯于星期一原理：寶石中含有沿著二個、三個或六個幾何方向排列的針狀礦物包體、或管狀氣-液包體，當平行這些包體的交織展布面（⊥C軸）切磨原料加工成弧面型，各方向包體對光反射產(chǎn)生的光帶相互交叉，就構成星狀圖案。寶石的光學性質寶石學現(xiàn)在是59頁\一共有119頁\編輯于星期一品種：

星光紅寶石和星光藍寶石（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、星光藍寶石。寶石的光學性質寶石學現(xiàn)在是60頁\一共有119頁\編輯于星期一3、變色效應定義：

指某些寶石，能在日光和燈光照射下呈現(xiàn)出同的顏色的光學現(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-藍綠色，在燈光下呈紅-紫紅色。寶石的光學性質寶石學現(xiàn)在是61頁\一共有119頁\編輯于星期一原理：

與寶石中的化學成分（Cr3+、V3+)有關。變石：含微量Cr3+,使它對綠光透射最強，對紅光透射次之，對其它光波強烈吸收。因此，在日光照射下，由于光源中綠光成分相對較多，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、哥倫比亞含釩藍寶石、東非含釩電氣石等。命名：變色＋寶石名稱。

合成變色藍寶石、合成變色尖晶石、合成變色立方氧化鋯等。命名：合成變色＋寶石名稱。寶石的光學性質寶石學現(xiàn)在是62頁\一共有119頁\編輯于星期一4、變彩效應變彩：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構反射時，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：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，色彩隨著轉動寶石而變幻。寶石的光學性質寶石學現(xiàn)在是63頁\一共有119頁\編輯于星期一同一彩片范圍內(nèi)的球粒大小相等，球粒間的空隙形狀相同，距離相等。構成可以衍射可見光的空間格子（三維衍射光柵）。寶石的光學性質寶石學原理：歐泊的變彩與其內(nèi)部規(guī)則排列的球粒結構有關。掃描電鏡觀察證明，歐泊由直徑150-400nm的非晶質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。現(xiàn)在是64頁\一共有119頁\編輯于星期一5、月光效應定義：

指在加工成弧面型的月光石表面所呈現(xiàn)的淡藍-乳白色暈彩，如同朦朧的月光。鈉長月光石寶石的光學性質寶石學現(xiàn)在是65頁\一共有119頁\編輯于星期一原理：

與月光石所具有的薄層及格子狀雙晶結構有關。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。當雙晶層很薄、厚度在50-1000nm時，微細的格子雙晶面對入射光產(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-乳白的暈色。寶石的光學性質寶石學現(xiàn)在是66頁\一共有119頁\編輯于星期一6、砂金效應定義：

指寶石中的細小包體對光呈星點狀反射的光學現(xiàn)象。尤如水中的砂金一樣。原因：

含有許多細小不透明的片狀礦物包體，如云母、赤鐵礦等。寶石的光學性質寶石學現(xiàn)在是67頁\一共有119頁\編輯于星期一品種：

日光石——含赤鐵礦、針鐵礦包體的斜長石。砂金石——含云母、氧化鐵細片的黃或紅褐色石英巖。東陵石——含鉻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。寶石的光學性質寶石學現(xiàn)在是68頁\一共有119頁\編輯于星期一第二節(jié)寶石的力學性質一、寶石的硬度二、寶石的解理、斷口和裂開三、寶石的韌性和脆性四、寶石的比重（相對密度）寶石學寶石的力學性質現(xiàn)在是69頁\一共有119頁\編輯于星期一一、寶石的硬度硬度：

指寶石表面抵抗外力刻劃、壓入或研磨的能力。根據(jù)測量方法，可表示為:刻劃硬度——相對硬度壓入硬度——絕對硬度寶石學寶石的力學性質現(xiàn)在是70頁\一共有119頁\編輯于星期一1、硬度的表示方法（1）摩氏硬度（HM）：

屬于一種刻劃硬度，即利用摩氏硬度計與被測礦物相互刻劃比較而測定的硬度。摩氏硬度計由十種不同硬度的礦物組成，分為十級：寶石學寶石的力學性質現(xiàn)在是71頁\一共有119頁\編輯于星期一（2）努普(Knoop)硬度：

屬于一種壓入法測試的顯微硬度。壓入頭是一個用金剛石制成的菱面錐體，以一定荷重（＜1kg）將壓頭壓入寶石拋光表面產(chǎn)生永久變形，根據(jù)負荷與壓痕表面積計算礦物的硬度（負荷/面積，Kg/mm2）。寶石學寶石的力學性質現(xiàn)在是72頁\一共有119頁\編輯于星期一寶石的摩氏硬度與努普硬度的關系：寶石學寶石的力學性質現(xiàn)在是73頁\一共有119頁\編輯于星期一3、硬度在寶石中的作用（1）硬度對寶石加工的影響

不同硬度的寶石，加工的難易程度不同，需使用不同的加工方法、設備及工藝材料。（2）硬度對寶石鑒定的作用

是寶石的一重要物理常數(shù)，可作為鑒定的重要依據(jù)。鑒定中，測試硬度的常用工具有：寶石學寶石的力學性質現(xiàn)在是74頁\一共有119頁\編輯于星期一寶石學寶石的力學性質硬度板：用標準硬度礦物研磨拋光制成的方形小片硬度筆：用標準硬度礦物碎片鑲在筆桿上制成

現(xiàn)在是75頁\一共有119頁\編輯于星期一二、解理、斷口和裂開解理、裂開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。

但解理和裂開僅出現(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。寶石學寶石的力學性質現(xiàn)在是76頁\一共有119頁\編輯于星期一（一）解理1、解理定義：

解理——指寶石晶體在外力作用下（如敲打、擠壓）下嚴格沿著一定結晶方向破裂成光滑平面的性質。所破裂的平面稱為解理面。2、解理分級：

根椐晶體在外力作用下裂成光滑平面的難易程度，解理分為五級：極完全——完全——中等——不完全——極不完全寶石學寶石的力學性質現(xiàn)在是77頁\一共有119頁\編輯于星期一寶石學寶石的力學性質現(xiàn)在是78頁\一共有119頁\編輯于星期一寶石學寶石的力學性質現(xiàn)在是79頁\一共有119頁\編輯于星期一寶石學寶石的力學性質現(xiàn)在是80頁\一共有119頁\編輯于星期一3、解理在寶石中的作用

⑴、由于同種寶石的解理特征（解理組數(shù)、方向、完善程度、解理角）總相同，故解理是重要的鑒定特征。⑵、解理對寶石的加工有很大影響，具極完全和完全解理的寶石材料難于加工，因容易碎裂、沿解理面方向難拋光。不過，有時可以利用解理方向來分割寶石。⑶、解理發(fā)育的寶石對寶石的耐用性有一定影響。寶石學寶石的力學性質現(xiàn)在是81頁\一共有119頁\編輯于星期一寶石學寶石的力學性質現(xiàn)在是82頁\一共有119頁\編輯于星期一（二）斷口1、斷口定義：

指寶石（晶體、非晶體、集合體）在外力作用（打擊、擠壓）下不依一定結晶方向破裂而形成的凹凸不平的斷面。2、常見斷口：

貝殼狀斷口——水晶、鋯石、橄欖石、芙蓉石、歐泊、瑪瑙、綠松石等。參差狀斷口——磷灰石、翡翠、軟玉、青金石、石英巖玉、木變石等。寶石學寶石的力學性質現(xiàn)在是83頁\一共有119頁\編輯于星期一寶石學寶石的力學性質現(xiàn)在是84頁\一共有119頁\編輯于星期一3、斷口在寶石中的應用

斷口的形態(tài)特征可以作為鑒定寶石的輔助依據(jù)。通過對斷口的觀察，可以了解玉石質地的細膩程度。例如綠松石：質地細膩者，斷口平坦或近似貝殼狀；質地粗糙者，斷口參差粒狀。寶石學寶石的力學性質現(xiàn)在是85頁\一共有119頁\編輯于星期一（三）裂開裂開（裂理）也是晶體受力后沿著一定結晶方向裂開的性質，與解理的區(qū)別在于形成內(nèi)因和裂面特征不同。裂開多沿雙晶結合面或包裹體層發(fā)生，尤其是沿聚片雙晶結合面發(fā)生，裂開面的光滑程度不如解理面。例如，剛玉具有平行菱面體的三組聚片雙晶，故常沿菱面體發(fā)育裂理，其另一組常見裂理發(fā)育于與底面平行的方向。寶石學寶石的力學性質現(xiàn)在是86頁\一共有119頁\編輯于星期一三、寶石的韌性和脆性1、定義：

韌性——指寶石受外力作用（撕拉、碾壓）時不易發(fā)生破碎的性質。脆性——指寶石受外力作用（撕拉、碾壓）時易于發(fā)生破碎的性質。2、韌、脆性與硬度的關系：

無必然關系。硬度大的寶石不一定韌性大或脆性小。如金剛石，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。寶石學寶石的力學性質現(xiàn)在是87頁\一共有119頁\編輯于星期一3、寶石的韌、脆性特點：

單晶質寶石大多有一定脆性。尤其是離子鍵性程度較高的寶石晶體，脆性較大。晶體的脆性還與解理發(fā)育程度有關。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。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構，顆粒間的接合力強；石英巖玉、青金石等的韌性較低，是因具粒狀結構，顆粒間的結合力弱。寶石學寶石的力學性質現(xiàn)在是88頁\一共有119頁\編輯于星期一常見寶石材料的韌性值常見寶石韌性由強→弱：黑金剛石→軟玉→硬玉→剛玉→金剛石→水晶→海藍寶石→橄欖石→祖母綠→黃玉→月光石→金綠寶石→螢石寶石學寶石的力學性質現(xiàn)在是89頁\一共有119頁\編輯于星期一4、韌、脆性對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，以免受外力影響而破碎。寶石學寶石的力學性質現(xiàn)在是90頁\一共有119頁\編輯于星期一四、寶石的比重（相對密度）1、定義：

比重——相對密度，指礦物在空氣中的重量與同體積水在4℃時的重量之比。在4℃時，1cm3水的質量為1g。在國際單位制和我國的法定計量單位中，比重已經(jīng)費除，改用相對密度。但由于行業(yè)習慣，在寶石界仍普遍使用“比重”一詞。目前，寶石界也常用“密度”一詞，其定義是：寶石單位體積的質量（g/cm3）。數(shù)值上與比重相同。寶石學寶石的力學性質現(xiàn)在是91頁\一共有119頁\編輯于星期一3.52鉆石2.71祖母綠4.00紅寶石3.75金綠寶石1.00水2、比重的意義

比重是寶石的重要物理性質，也是一項穩(wěn)定的物理常數(shù)，對于鑒定寶石十分重要，也是確定寶石分選方法（重選）的主要依據(jù)。寶石學寶石的力學性質現(xiàn)在是92頁\一共有119頁\編輯于星期一3、比重的測定方法

寶石比重的測定有靜水稱重法、重液法等。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4℃水中重量W2，然后按下式計算比重D值：D=W1/(W1-W2)寶石學寶石的力學性質現(xiàn)在是93頁\一共有119頁\編輯于星期一第三節(jié)其它物理性質一、導電性：如赤鐵礦、針鐵礦、人造金紅石、天然藍色鉆石。二、熱電效應：溫度升高或降低，使寶石晶體產(chǎn)生電壓或形成表面電荷的效應，如水晶、電氣石等?？赡苁怯捎诰w受到差異溫度作用時，晶體產(chǎn)生膨脹或收縮，晶格中被熱激發(fā)出電荷并發(fā)生運移所致。三、壓電效應：凈度較高的石英單晶當受到壓力作用時會產(chǎn)生電荷；當受電壓作用時，又會產(chǎn)生頻率很高的振動。天然單晶水晶和合成單晶水晶均具有良好的壓電性能。具有壓電性的晶體不能有對稱中心。寶石學熱學電學性質現(xiàn)在是94頁\一共有119頁\編輯于星期一四、靜電效應：如琥珀、塑料制品等。五、導熱性：不同寶石傳導熱的性能差異甚大，所以導熱性可作為寶石的鑒定特征之一。寶石學一般以相對熱導率表示寶石的相對熱導性能，常以銀或尖晶石的熱導率為基數(shù)。鉆石的熱導率比其它寶石高達數(shù)十倍至數(shù)千倍，因此使用熱導儀能迅速鑒別鉆石。寶石學熱學電學性質現(xiàn)在是95頁\一共有119頁\編輯于星期一銀金寶石學熱學電學性質現(xiàn)在是96頁\一共有119頁\編輯于星期一寶石學熱學電學性質六、放射性：由于所含的放射性元素能自發(fā)地從原子核內(nèi)放出粒子或射線，同時釋放能量。它可使寶石致色，對人體可能產(chǎn)生傷害，影響寶石價值。另一方面經(jīng)過輻射處理的寶石也可能存在放射性問題。七、磁學性質：主要由于礦物成分中含有鐵、鈷、鎳、鈦和釩等元素所致。強弱取決于所含金屬元素的多少。大多數(shù)寶石應具有磁性，一些比較強的完全可以用磁性鑒定（如磁鐵礦、赤鐵礦），較弱的則尚無鑒定意義。

現(xiàn)在是97頁\一共有119頁\編輯于星期一第四節(jié)寶石中的包裹體一、包裹體的概念二、包裹體的分類三、包裹體的研究意義四、包裹體的研究方法寶石學寶石中的包裹體現(xiàn)在是98頁\一共有119頁\編輯于星期一一、包裹體的概念包裹體也稱內(nèi)含物，其英文詞為Inclusion。但在國內(nèi)寶石界，人們對該詞的理解卻有所不同。有人認為包裹體與內(nèi)含物的含義相同；有人則認為內(nèi)含物涵蓋包裹體。據(jù)《珠寶首飾英漢-漢英詞典》（陳鐘惠主編，1999），將包裹體分為廣義包裹體和狹義包裹體兩種概念。寶石學寶石中的包裹體現(xiàn)在是99頁\一共有119頁\編輯于星期一寶石學寶石中的包裹體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、氣相物質外，還包括各種生長現(xiàn)象，如生長帶、色帶、雙晶紋等，以及裂隙、解理、斷口乃至與內(nèi)部結構有關的表面特征等。2、狹義包裹體：

指包含在寶石材料內(nèi)部的固相、液相和氣相物質。常簡稱“包體”。狹義包裹體的概念主要來源于礦物學，即與礦物學中所指的包裹體概念相當。指礦物中由一相或多相物質組成的并與宿主礦物具有相的界限的封閉系統(tǒng)。現(xiàn)在是100頁\一共有119頁\編輯于星期一寶石學寶石中的包裹體現(xiàn)在是101頁\一共有119頁\編輯于星期一二、包裹體的分類下述的包裹體分類主要針對狹義包裹體。從礦物學角度，包裹體是指礦物在生長過程中所捕獲的或由某些外部因素造成的包裹在晶體內(nèi)部的外來物質。通常按成因和物理狀態(tài)進行分類：按成因分類原生包裹體同生包裹體后生包裹體按物理狀態(tài)分類固態(tài)包裹體氣液包裹體礦物包裹體玻璃包裹體氣相包裹體液相包裹體多相包裹體寶石學寶石中的包裹體現(xiàn)在是102頁\一共有119頁\編輯于星期一1、按成因分類（1）原生包裹體

指比主礦物先形成，后被主礦物生長時所包裹而成為的包裹體。均為固態(tài)礦物包裹體，主要見于巖漿作用和變質作用成因的寶石礦物中。如金剛石中的小八面體金剛石包體；紅寶石中的磷灰石包體。包體常具有其晶形棱角因受熔蝕而變得圓滑的特征。

（2）同生包裹體

是在主礦物生長過程中同時形成的包裹體。主要是氣-液包體。但也可形成一些固態(tài)的子晶礦物包體。如石英中的石英包體、金剛石中的鉻透輝石和橄欖石包體、鈣鐵榴石中的石棉纖維包體等。氣-液包體的形態(tài)復雜多樣，同生固態(tài)礦物包體一般具有棱角分明的晶形特征。寶石學寶石中的包裹體現(xiàn)在是103頁\一共有119頁\編輯于星期一原生包裹體同生包裹體次生包裹體寶石學寶石中的包裹體現(xiàn)在是104頁\一共有119頁\編輯于星期一（3）后生包裹體

是在主礦物停止生長以后形成的包裹體。這類包裹體可以由以下作用形成：化學蝕變作用出溶作用外來物質沿裂隙滲入沉淀放射性元素的破壞作用例如：剛玉和石榴石中的針狀金紅石包體，是晶體中所含的鈦雜質由于出溶作用而結晶析出形成。一些寶石中的樹枝狀鐵錳氧化物包體，是沿裂隙滲入沉淀而成的。斯里蘭卡的紅、藍寶石常含鋯石礦物包體，因鋯石含放射性元素鈾和釷，破壞了鋯石晶格，體積增大，導致形成一些環(huán)繞裂隙，稱為“鋯石暈”包體。寶石學寶石中的包裹體現(xiàn)在是105頁\一共有119頁\編輯于星期一紅寶石中的針狀金紅石包體紅寶石裂隙中的鐵錳氧化物花紋鐵鋁榴石中的金紅石和鋯石暈包體寶石學寶石中的包裹體現(xiàn)在是106頁\一共有119頁\編輯于星期一2、按物理狀態(tài)分類（1）固態(tài)包裹體

1）礦物包裹體：包括各種原生、同生和后生的結晶礦物包體。2）玻璃包裹體：主要由玻璃和氣孔組成，是由捕獲的硅酸鹽溶漿因急劇冷卻而形成的包體。主要見于火山巖型成因的斑晶寶石中。如產(chǎn)于玄武巖內(nèi)的剛玉和橄欖石中可見到這種包體。（2）氣液包裹體

1）氣相包裹體：完全為氣體或氣液比大于50%；2）液相包裹體：完全為液相或氣液比小于50%；3）多相包裹體：由氣相、液相和固相（子晶）組成。如哥倫比亞祖母綠常含有二氧化碳氣泡、鹽水和石鹽晶體組成的三相包體。寶石學寶石中的包裹體現(xiàn)在是107頁\一共有119頁\編輯于星期一氣相液相固相天然黃玉中“卡脖子”氣液包體，含有柱狀子晶寶石學寶石中的包裹體現(xiàn)在是108頁\一共有119頁\編輯于星期一氣-液包裹體的形態(tài)可分為三類：

①圓形、橢圓形、淚滴形、管狀以及各種不規(guī)則形狀。②羽狀、網(wǎng)狀、指紋狀、云霧狀等，系由許多細小的氣液包體沿著寶石晶體在生長過程中產(chǎn)生的愈合裂隙分布構成。③負晶形，即因受主晶礦物結晶習性控制，形成較為規(guī)則的與主晶礦物晶形相一致的氣液包體，也可能是空晶。寶石學寶石中的包裹體現(xiàn)在是109頁\一共有119頁\編輯于星期一紅寶石中圓狀氣液包體藍寶石中管狀氣液包體藍寶石中的羽狀包體石英中的負晶形包體寶石學寶石中的包裹體現(xiàn)在是110頁\一共有119頁\編輯于星期一三、包裹體的研究意義1、指示寶石的晶系所屬

寶石中負晶