第十一章 常见宝石长石族宝石 石英族单晶宝石 托帕石 碧玺 橄榄石 尖晶石 石榴石族 锆石 点击图片进入各节的学习本章学习指导一、本章学习的重点1.重点掌握各种常见宝石的结晶学特征及宝石学性质2.掌握各种常见宝石特殊光学效应的外观特征和成因3.了解各种宝石的品种划分和依据 4.了解各种常见宝石的质量评价原则5.了解常见宝石的矿产资源二、本章学习的难点1.物理性质与结晶学特征之间的联系2.基本性质的掌握和理解3.相似宝石鉴别的关键特征第一节 长石族宝石 一、长石的基本性质二、长石的宝石品种及其鉴定特征三、长石的质量评价四、长石的产状、产地简介长石是一个重要的宝石家族，品种繁多，凡是颜色漂亮，透明度高的均可用做宝石，重要的品种还有特殊的光学效应，如：月光石、日光石和拉长石等。长石属硅酸盐矿物，产出十分广泛，它大约占地壳重量的 50%，占地壳体积的 60%，是一种最重要的造岩矿物。一、长石的基本性质 1.矿物名称长石族在矿物学上常分为：钾长石、斜长石、钡长石三个亚族，与宝石学相关的主要是前两类。与宝石学相关的主要是前两类。2.化学成分长石的成分为 Na，Ca，K 和 Ba 的铝硅酸盐。长石的一般化学式为 XAlSi3O8，其中 X 为 Na，Ca，K，Ba 以及少量的Li，Rb，Cs，Sr 等，它们为离子半径较大的一价或二价碱金属离子。宝石级的长石主要包括在钾长石（Or）、钠长石（Ab）、钙长石（An）三种端员成分组成的混溶矿物，其中钾长石和钠长石在高温条件下形成完全类质同象，构成钾长石系列，钠长石和钙长石也能形成完全类质同象，构成斜长石系列，而钾长石和钙长石几乎不能混溶(图 11-1-1)。 钾长石系列，分为正长石、透长石、微斜长石和歪长石。斜长石系列，分为钠长石、奥长石、中长石、拉长石、培长石和钙长石。3.晶系与结晶习性正长石、透长石为单斜晶系，其他为三斜晶系。长石通常呈板状、短柱状，双晶普遍发育，斜长石发育聚片双晶，钾长石发育卡氏双晶(图 11-1-2)和格子状双晶。图 11-1-1 钾长石钠长石钙长石的混溶性相图白色区：在任何温度下都不混融的组分。 红色区：在指定的温度下可以产生混融的组分4.光学性质（1）颜色长石通常呈无色至浅黄色，绿色，橙色，褐色等；长石的颜色与其中所含有的微量元素（如 Rb，Fe），矿物包体或特殊光学效应有关。 （2）光泽及透明度透明至不透明；抛光面呈玻璃光泽；断口呈玻璃至珍珠光泽或油脂光泽。（3）光性特征非均质体，二轴晶，正光性或负光性。钾长石一般为负光性；斜长石中的钠长石和拉长石为正光性，其他为正光性，也可以是负光性。钾长石折射率为 1.5181.533，双折射率为 0.0050.007。斜长石折射率为 1.5291.588，双折射率为 0.0070.013。（4）多色性多色性一般不明显，黄色正长石及带色的斜长石可显示不同的多色性。（5）发光性紫外荧光灯下呈无至弱的白色，紫色，红色，黄色，粉红色，黄绿色，橙红色等颜色的荧光。（6）吸收光谱吸收光谱不特征。黄色正长石具 420nm，448nm 宽吸收带。 5.力学性质（1）解理及断口长石具有两组夹角近 90 度的001和010完全解理，有时还可见不完全的第三组解理。长石断口多为图 11-1-2 卡氏双晶不平坦状、阶梯状。（2）硬度：摩氏硬度为 66.5。（3）相对密度：2.552.75。6.典型的内含物长石的内含物主要有少量固态包体和双晶纹。月光石中常有“蜈蚣”状包体(图 11-1-3)、指纹状包体和针状包体。天河石常见网格状色斑。 拉长石常见双晶纹，可见针状或板状包体。日光石常见具有红色或金色的金属矿物片状包体。 7.特殊光学效应月光效应、晕彩效应(图 11-1-4、图 11-1-5）、猫眼效应、砂金效应、星光效应。 图 11-1-3 月光石中的蜈蚣状包体图 11-1-4 拉长石的晕彩图 11-1-5 具有蓝色晕彩的月光石二、长石的宝石品种及其鉴定特征长石中重要的宝石品种有正长石中的月光石，微斜长石的绿色变种天河石，斜长石中的日光石、拉长石等。 1.月光石 月光石得名于月光效应，体色常为无色、白色和红褐色等（图 11-1-6），透明或半透明。 月光效应：当白色的光照到宝石上因宝石内特殊的结构产生干涉颜色，在宝石表面可见到白至淡蓝色的闪光，犹如朦胧月光。这是由于正长石出溶有钠长石，钠长石在正长石晶体内定向分布，两种长石的层状晶体相互平行交生，折射率略有差异而出现干涉色。 相对密度 2.552.61，折射率 1.5181.526，双折射率 0.0050.008。无特征的吸收光谱；在长波紫外光下呈弱蓝色的荧光，短波下呈弱橙红色的荧光。内部包体一般比较特征。 有似“蜈蚣状”包体，还有空洞或负晶。如月光石内含有针状包体，可有猫眼效应。2.正长石正长石的主要成分为 KAlSi3O8，常含有一定量 NaAlSi3O8，有时可达 20%。正长石因含铁而呈现浅黄色至金黄色。正长石的相对密度 2.57，折射率 1.5191.533，双折射率 0.0060.007，在蓝区和紫区具铁吸收光谱，有 420nm 处吸收带，448nm 处弱吸收带和近紫外区的 375nm 强吸收带。长、短波紫外光下均呈弱橙红色荧光。3.冰长石图 11-1-6 橙色、蓝色月光石 冰长石为钾长石的低温变种，化学成分为 KAlSi3O8，其中 Na 的含量比一般钾长石低，属于三斜或者单斜晶系。晶体为柱状，通常无色，有时乳白色，透明。冰长石硬度 66.5，相对密度 2.552.60，折射率 1.5181.526，双折射率 0.006，二轴晶，负光性。4.透长石透长石化学成分为 KAlSi3O8，其中常含有较多的 NaAlSi3O8，最高达 60%，为钾长石中稀有品种，常见颜色有无色，粉褐色，透明或半透明。 5.天河石天河石是微斜长石的一个品种，成分为 KAlSi3O8，含有 Rb 和 Cs，一般 Rb2O 的含量为 1.4%3.3%，Cs 2O 为 0.4%0.6%。半透明，体色浅蓝绿色-艳蓝绿色，常有白色的钠长石的出熔体，而呈条纹状或斑纹状绿色和白色（图 11-1-7）。常见聚片双晶。 天河石的相对密度为 2.56，折射率为 1.5221.530，双折射率为0.008。无特征吸收光谱，长波紫外光下呈黄绿色荧光，短波下无反应。 图 11-1-7 天河石 6.日光石日光石又称“日长石”，“太阳石”，属钠奥长石。含有大量定向排列的金属矿物薄片，如赤铁矿和针铁矿，能反射出红色或金色的反光，即砂金效应。常见颜色为金红色至红褐色（图 11-1-8），一般呈半透明。日光石的相对密度为 2.622.67，折射率为 1.5371.547，在紫外光下无反应。7.拉长石拉长石的化学成分为：（Ca，Na）Al（Al，Si）Si 2O8。其最主要的品种是晕彩拉长石。当把样品转动到某一定角度时，见整块样品亮起来，可显示蓝色，绿色中的一种颜色的辉光，即晕彩效应。或者交替呈现出从绿色到橙红色的辉光，即变彩效应（图 11-1-9）。 晕彩和变彩产生的原因是拉长石中有斜长石的微小出熔体（图 11-1-10），斜长石在拉长石晶体内定向分布，两种长石的层状晶体相互平行交生，折射率略有差异而出现干涉色。有的拉长石因内部含有针状包体，可呈暗色体色。拉长石的相对密度2.652.75，折射率 1.5591.568，双折射率 0.009，色散 0.012，无特征的吸收谱线。8.培长石宝石级的培长石呈浅黄色、红色，相对密度为 2.739，折射率为 1.561.57，在 573nm 处有吸收带。 图 11-1-8 日光石 图 11-1-9 变彩拉长石 图 11-1-10 拉长石中的显微斜长石出熔体三、长石的质量评价长石的质量评价主要是特殊光学效应、颜色、透明度和净度等。特殊光学效应是评价长石的价值的最主要因素。没有光学效应的透明品种商业价值不高。有特殊光学效应的长石，如光学效应越明显，其价值越高。 月光石中以无色透明至半透明，具蓝色晕彩者为最好。晕彩拉长石以蓝色波浪状的晕彩者为最佳，其次是黄色，粉红色，红色和黄绿色。 日光石则以金黄色强砂金效应者为最好，同时越透明，价值就越高。颜色黄色到橘黄色，半透明，深色包体，反光效果好者为日光石的佳品。天河石的颜色以纯正蓝色者为最佳。四、长石的产状、产地简介1.月光石的重要产地是斯里兰卡，产于冲积砾石中。2.透明正长石的主要产地为马达加斯加、缅甸，在德国的 Rhineland 也发现。3.天河石目前主要产于印度的科斯米尔和巴西，美国的优质天河石曾一度开采于费吉尼亚，但现在已采空。4.最好的日光石产于挪威南部的 Tvedestrand 和 Hitero，日光石产于穿插在片麻岩中的石英脉中，呈块状产出；另一个产地是俄罗斯贝加尔湖地区。5.拉长石的主要产地为加拿大、美国、芬兰。加拿大的拉布拉多（Labrador）就以富产宝玉石级的拉长石大晶体而闻名，“Labradorite” 一名亦由此而来。优质的彩色拉长石产于美国。最漂亮的晕彩拉长石发现于芬兰。 第二节 石英(quartz)族单晶宝石 一、概述二、单晶石英宝石的基本性质三、常见品种和特征四、单晶石英宝石与相似宝石的鉴别五、合成单晶石英宝石及鉴别六、优化处理的类型及其鉴别七、质量评价一、概述石英是自然界中最常见、最主要的造岩矿物，也是应用数量和范围颇大的一类宝石 ，是最常见最普通的宝石。在自然界，石英常呈单晶或集合体产出,可呈显晶质、隐晶质等多种结晶形态，其中单晶石英在珠宝界统称水晶（Rock crystal）。 水晶是石英族宝石中最普通、最常见而又最古老的一种。它的历史源源流长。我国古代称之为“水精”，并有“千年之水化为水精”的说法。水晶除了用作宝石之外，还因其所具有的其他物理性质广泛地应用于电子工业和其他领域。石英晶体除了无色之外，还有紫色、黄色、粉红色、褐色、黑色甚至绿色等。这些单晶质的石英在宝石学上分别命名为紫晶、黄水晶、芙蓉石、烟晶和墨晶，当含大量的针状和长纤维状包裹体时，也称之为发晶。绿色的水晶特别的稀少，现在可以合成绿色的水晶。 二、单晶石英宝石的基本性质 1.化学成分 二氧化硅 SiO2, 纯净时形成无色透明的晶体，含微量的杂质元素 Fe、Al、Mn 等时能使无色石英(水晶)产生颜色，如 紫色、烟色、粉红色等。2.晶系及结晶习性 石英为三方晶系，常见的晶形为有锥形尖端的六方柱体(图 11-2-1)，柱面横纹发育。石英晶体有左形和右形之分。 常见双晶有：日本双晶、道芬双晶和巴西双晶。天然的紫晶常发育有巴西律双晶。图 11-2-2 。 3.光学性质 （1）颜色：无色（常见）、紫色、黄色、粉红色、不同程度的褐色直到黑色。 （2）光泽：玻璃光泽，断口油脂光泽。（3）透明度:透明-半透明。无色水晶透明度可达到很高，清澈如水，随着包裹体含量的增加或有色水晶的颜色加深，透明度降低。 （4）光性：非均质体,一轴晶正光性,可有“牛眼”干涉图。 （5）折射率: 1.5441.553， 双折射率: 0.009。水晶的折射率非常稳定，可以作为折射仪的校准样品。 （6）多色性：依不同颜色和深度变化，视品种而定。 （7）色散率: 低 0.013。（8）发光性：一般不发光。 （9）吸收光谱：无特征谱。 （10）特殊光学效应：猫眼效应和星光效应。 4.力学性质 （1）解理和断口：无解理，典型的贝壳状断口。 （2）摩氏硬度：7。 （3）相对密度:2.65，非常稳定。 5.内含物：气液两相包体、负晶、固体包裹体 。固态包裹体有金红石、电气石、阳起石、绿泥石等。6.其他性质：石英具有压电性和热电性。 7.产状和产地 石英类单晶宝石主要产于伟晶岩脉或晶洞中,几乎世界各地都有水晶矿的产出。而彩色水晶的著名产地主要有巴西的米纳斯州和吉拉斯州、马达加斯加、美国、俄罗斯、缅甸、中国等。 图 11-2-1 水晶晶族 图