
 klody | 等级 天使 财富 2 积分 3477 经验 39368 文章 3395 注册 04-01-07 14:22
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发表 2004-12-19 00:20:54 人气:90865 
[必修课程]珠宝学
[ALIGN=CENTER] 第一章 绪论 [/ALIGN]
[B][ALIGN=CENTER]第一节 宝石的概念和特点[/ALIGN][/B]
对宝石的宝义:是对天然珠宝玉石和人工宝石的统称。天然珠宝玉石包括天然宝石,天然玉石和天然有机宝石;人工宝石包括合成宝石,人造宝石,拼合宝石和再造宝石。
天然珠宝玉石是然界赋于人类的瑰宝,又经人们的加工,琢磨付之耀璨瑰丽。然而它们总归由无机物或有机物两大分类,属无机矿物为宝石原料的宝石约有百余种,如金刚石、刚玉等、属有机物为原料的宝石、如珍珠、象牙等。
天然宝石玉石应具备的条件(即属性特点)
1.美丽:晶莹艳丽、光彩夺目、这是你为宝石的先决条件。这里美丽包含颜色、透明度光绎、纯净度、特殊的光学效应等等方面。构成了宝石的外在的美。
2.耐久:质地坚硬、经久耐用、不易变质、这也是珠宝玉石的必备条件之一。而宝石的耐久性主要是指其硬度,韧度和抗腐蚀胜。
3.稀少:物以稀为贵、这是易理解的道理。而稀小包括了(1)品种上稀小(户量、储量上的稀小)如钻石、高档祖母绦和高档翡翠等)如高质量的红宝石、蓝宝石几乎已相当难见。
[B][ALIGN=CENTER]第二节 宝石的价值[/ALIGN][/B]
1.宝石的商品价值
宝石作为一种商品,当然就有了商品价值。因为它是由人类对其找矿开采,加工等劳动价值和其美丽、稀少的特殊价值实现的。宝石的这种商品价值对国家的国民经济是有影响的。如泰国宝石的出口可占国家出口总额的第二位。哥伦比亚仅祖母绿出口,就为该国提供外汇收入的一半。
2.宝石的货币价值
由于宝石尤其是稀少,贵重宝石的资源越来越少、(优质宝石也越来越少),所以这种宝石的价格不断上涨,居高不下,导致宝石作为硬通货币的趋势逐渐明显,即和黄金一样作为货币流通的媒介。
许多国家都把钻石或高档宝石列为国家银行资产。我国也把常林钻石或其他高档艺术玉雕品纳入国库货币储存。
3.宝石的艺术价值
宝石的美是集于人类智慧和科技的结晶,是人们对美的艺术的追究的结果。比如钻石的58个刻面的艺术设计和琢磨,是人类经过几代人的不断研究实践才使得钻石的高折射,高色散等特点及大限度的展示而焕发出无与伦比的光芒。
[ALIGN=CENTER][B]第三节 宝石的命名和分类[/B][/ALIGN]
一、宝石的命名
即宝石名称的确定。按照我国96颁布的国家标准来统一宝石的名称,这是十分必要的,因为在此之前,宝石的名称是比较混乱的,如把黄色的黄水晶,黄色的黄玉,电气石条都称黄宝石……我国现采用的宝石命名原则也是吸取国际上的标准且又结合我国某些特殊宝石,玉石的传统命名而定的其总的操原则是:
1.以矿物,岩石名称作为宝石基本名称
如紫晶、石榴石、和钠长硬玉。
2.名称源于矿物又不等同于矿物
如钻石(金刚石)、祖母绿(绿柱石)
3.具特殊光学效应宝石的命名原则
如星光红宝石,磷灰石猫眼
4.人工宝石的命名原则
①自然界有对应物的,应加"合成"字样,如合成红宝石
②自然界没有对应物的应加"人造"字样,如人造钻钇铝榴石
③通过人工手段把天然珠宝玉的碎块熔接或压结成具整体外观的对完玉面,应冠以"再造"二字如再造琥珀。
④拼合宝石,应遵循从上到下的描述和在未来尾加"拼合石"字样,如玻璃石榴石拼合石
5.对优化处理宝石的命名原则
①对优化宝玉石:如蓝宝石热处理,翡翠酸洗漂白而未破坏,其内结构 且没有充填其它物质,可直接用其原名称,但可注明。
②对处理宝玉石:如蓝宝石热处理中的扩散处理是对其增加成高生颜色 ,应加"处理"二字即蓝宝石(处理)。
应指出在宝石的命名原则中,国标着重指出点和应注急的事项。
1.不参与定名的因素
如多地不参与定名,(特殊玉石除外如山由玉)严禁使用两种宝石组合名 称("变石猫眼"除外)如变石蓝宝石,严禁使用"半宝石"这术语作为天然宝石 名称、等等在宝石玉石和人工宝石等方面分别都有规定。
2.宝石命名的重要性
以确使用宝石的名称,是涉及国家技术监督标准标识的问题,是涉及珠宝 饰品质量的关键之一。(国家标准中--《珠宝玉石名称--定名规则》)对珠宝 玉石的命名,是为了使珠宝玉石的概念更加明确,以利于珠宝玉石的销售,以 利于司法仲裁。
二、宝石的分类
各国对宝石的分类都有差异,我们国家标准也是参照了国际上较权威的珠宝分类标准而定的,总的原则是:
[img]../images/fileType/gif.gif[/img]此主题相关图片
[imga]http://www.jadeite.com.cn/Forum/images/upload/2004/12/19/001218.gif[/imga]
1.天然宝石的分类、天然宝石--自然界多出的矿物单晶体或多晶体。
①按族、种、亚种的划分。
A.族--指化学组成类似、晶体结构相同的一组类质同像系列宝石。如石榴石族宝石。
B.种--指化学组成和晶体结构都相同的宝石,如镁铝榴石,它是宝石分类的基本单位。
C.亚种--指同一个的宝石,因化学组成中微量组分不同,从而在晶形或物性上者较明显变化者。如蓝宝石中的黄色蓝宝石或绿色蓝宝石等,它是种的细分。
应指出的是商业界人士有按价值和稀缺程度来划分的:(1)高档宝石--如钻石、祖母绿、红、蓝宝石、金绿宝石(猫眼宝石)(2)中、低档宝石--如碧玺、石榴石、兴晶石等(3)稀少宝石--如塔菲石、鱼眼石。
2.天然玉石分类
天然玉石是指自然界高出的具有美观、耐久、稀少性,并且工艺价值的矿物集合体及少娄非晶质体(天然玻璃)统称为天然玉石。而根据其主要组成矿物的化学成分不同将其分为:
①辉石质玉--如翡翠
②角闪石质玉--软玉
③石英质玉--车陵石、玉髓、玛瑙等
④其它玉石类--山由玉、寿山石等
珠宝商界又常传统地将其分为:
①高档玉石--翡翠、软玉、
②中、低档玉石--青金岩、蛇纹石(山由玉)等
③雕刻石--印章、砚石、裴饰石等。
3.天然有机宝石划分
天然有机宝石--是指玉然界生物成固的固体、它们部分或全部由有机物质组成。如珍珠、珊瑚、琥珀等等。
应指出人工养殖的珍珠、由于其划归天然有机宝石类。
4.人工宝石的划分
人工宝石--是指完全部分由人工生高或机造的用于机作首饰或装饰品的材料。而根据人为因素的差异和高品具体特点、又划分为四种:
①合成宝石--指部分或全部由人工机造的晶质或非晶质材料。这些材料的物理性质、化学成分及晶体结构和与其相对应的天然宝石基本相同。如合成红、蓝宝石、合成钻石、合成祖母绿、
②人造宝石--指由人工机造的晶质或非晶质材料、然而它们没有天然对应物。(地球上)如人造钇铝榴石。
③拼合宝石--指由两种以上材料经人工方法拼合在一起而外形上给人以整体琢型印象的宝石,(如玻璃石 石拼合石)它可有二层石,三层石等、
④再造宝石--将一些天然宝石的碎块等经人工熔结等方法制成,如再造琥珀、绿松石等。
5.仿宝石的概念
仿宝石仅属于一种概念,而非被仿材料制成。它应属以下范畴:
①可以是人工宝石
②非所仿材料
③具体材料有或多种可能性(可塑性)。如常用c2作为仿钻配镶真钻于戒指。
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[B][ALIGN=CENTER]第二章
宝石的矿物学,结晶学基础 [/ALIGN][/B]
[B][ALIGN=CENTER]第一节 宝石的形成——矿床[/ALIGN][/B]
即宝石是如何形成的……地球(地壳。地幔……)宝石形成的地质条件十分复杂、地质学家把它分为三大类(其能量来源):内生成矿矿床、外生成矿矿床、变质成矿矿床。
即:
1、内生矿床--即由岩浆侵入、喷发作用相关、其作用是在地壳的不同深度和压力、温度条件下进行的、它又包括了如岩浆成矿、体晶岩成矿、热液成矿等。
(1)在岩浆成矿作用中、人们找到了如金伯利岩、它是形成金刚石、镁铝榴石的主要原生矿床。如南非……中国辽宁……等。人们还找到了基性玄武岩喷发岩型矿床、它是形成大型蓝宝石、锆石、橄栏石砂矿的岩源。如澳大利亚蓝宝石……等。
(2)在伟晶岩成矿作用中、人们常在该矿床中发现碧玺、海蓝宝石、黄玉、黄小晶、祖母绿、金绿宝石等、十分珍贵的宝石。如我国新疆阿勒泰伟晶岩中高出的碧玺、绿柱石等。
(3)热液(气成)成矿作用中、形成的宝石是丰富:如超基性岩中的高代岩型--它可形成翡翠、软玉等这些珍贵的玉石、以及钙铁榴石等。又如矽卡岩型--它可形成红宝石、蓝宝石、光晶石、锆石等矿床、如有名的缅甸持谷红宝石、斯里兰卡蓝宝石就属这类形矿床。
2.外生矿床--是指由于自然界的风化作用如阳光,雨水对地质的作用而形成的矿床、包括了以下类型:
(1)风化壳型矿床--它可形成欧泊、绿玉髓、绿松石、孔雀石矿床,如广东的孔雀石矿、湖北的绿松石矿。
(2)砂矿型矿床--它可型成许多宝石的矿床,如金刚石、红蓝宝石、翡翠、软玉等等。又可分为残坡积砂矿和冲积砂矿型。
(3)变质矿床--它是指在地质作用下、在特定的环境条件下(物理、化学、压力、温度等)、使岩石、矿物重结晶、重新组合、富集形成矿床。
它可形成的宝石如蔷薇辉石、硅化本,铁铝榴石,月光石等。
4.世界宝石的分布
世界上宝石的分布是有特定地域的,当然不少宝石如今仍在不断地发现和开采着,如钻石最早发现于印度(约公元前800年)。后来是南非等地,而如今钻石最大产量的却是澳大利亚。世界上主要宝石的分布如下:
①亚洲--以缅旬、斯里兰卡高的红、蓝宝石、变石猫眼、海蓝宝石、翡翠、锆石等有名、再如阿富汗的青金石、泰国、柬埔寨、越南和我国云南、新疆等地的宝石也十分丰富。
②非洲--主要有金刚石、祖母绿、金绿宝石、红蓝宝石、紫晶、等尤其大的金刚石、目前仍属非洲的(南非、沸巴布韦、马达加斯加、肯尼亚等等)
③美洲--有主要是巴西的海蓝宝石占世界70%、黄玉95%、碧玺50%-70%、80%的小晶类宝石被称为宝石国、美洲--加拿大软玉等。
④欧洲--乌拉圭一带的宝石。
⑤澳洲--金刚石、蓝宝石、蛋白石(欧泊)、澳玉等。
[ALIGN=CENTER][B]第二节 宝石的成分论述[/B][/ALIGN]
1.矿物成分
宝石(尤以天然宝石)不外于由矿物组成。
首先、宝石的矿物名称与宝石名称是有一定渊源的、如金刚石--钻石。……等等。其次宝石可以是单一种矿物、也可以是二种以上矿物接合体、如玉石类。
矿物的宝义:天然形成的具有一定化学成分和结构构造的单质或化合物。
2.宝石矿物的化学成分
A.宝石矿物的化学种类——不外乎分为无机盐类和有机盐类两种。
㈠无机盐类的宝石矿物主要有:含氧盐类、氧化物、磷酸盐类、硫酸盐类和自然元素类。
①含氧盐类——砝酸盐类 如:
勾状基型——锆石ZRSIO4、橄栏石、黄玉、石榴石、绿常石、十字石等。
现状基型——绿栏石、电气石(六方现状)蓝铧矿、青石等。
链状基型——如翡翠、软玉、辉石族、
杂状基型——如月光石、日光石、长石、天问石、方根石等。
②磷酸盐类——磷灰石、绿松石
③硫酸盐——天青石、高晶石
④氧化物类——如刚玉、石英、(简单氧化物)而尖晶石、金绿宝石、等属复杂氧化物。
⑤自然元素类--金刚玉。
⑥碳酸盐类--如分解石、大理石等。
㈡有机盐类的宝石主要由动物、残生物形成、如珍珠、珊瑚、象牙等等、它们的矿物化学成分主要有C、H、O化合物碳酸盐矿物如文石、分解石等。
B.宝石的化学成分是具有一定的变化范围的、其变化的原因主要有三点:
(1)类质同系替代——如橄栏石中,Fe、Mg元素的完全类质同替代、使之颜色变化、其折射率、密度都有相应的变化。如蓝宝石中Fe、Ti的元素的替代、使之颜色 浅变化。所以元素类质同等的替代,导致了宝石颜色的美丽和璀璨。
(2)一些微细胞分子机械混入——如钻石中的氮硼等元素的机械混入,使之产生蓝色、粉红、黄色的彩钻、价值极高。
(3)水分子的介入——水分了的介入分为三种,一是吸附水——如蛋白石(欧泊)中的水分子、这是一种为矿物颗粒或裂隙表面机械吸附的中性水分子。在常压下温度达到100-110°C时水分子可逸出而破坏晶格、所以放欧泊的柜台不能用强灯照射而会使之干裂,而应放一杯水。二是结晶水——如绿松石中的结晶水,其温度一般不超过600°C、而通常为100-200°C就会破坏其结构。结晶水是存在于晶格中具固定位置、构造单位作用的中性水分子。三是结构水——也称化合水,是以离子形式参加矿物晶格的水,其质点有较强键力联系,需要有较高温度才能能逸出而破坏其结构,道常为600-1000°C,如、电气石、黄玉、磷灰石等、Al2sio4(F、OH)2
3.宝石的内含物
宝石内含物是指宝石在生长形成过程中,由于自身或外部因素造成宝石内部含有的某些特征,如矿物包裹体、气、液色体、解理、双晶生长、色带等等,和外部某些特征如蚀浪、浮晶等等
宝石的内含物,可能成为宝石的一种缺陷而降低其价值、如钻石中的内含物会影响其净度等级,但有的内含物却会提高宝石的档次,如水胆玛瑙中的水,水晶中的金红石、电气石、阳赵石、针状色体琥珀中的虫和其他动物的内含物等等。
㈠内含物及包裹体的种类
其种类不外乎以下几种:
①矿物色体——是宝石在生长过程中的捕获的,并包裹在晶体中的,它们主要是固态的,如橄栏石中铬铁矿(黑色)
②气液色体——主要是矿物在形成中,岩浆的气液物质存满在矿物中,如钻石中气态液态色体是变化,水泡状分布,蓝宝石中的羽状,指纹状色体等。
③生长色带,生长纹,双晶纹等色体——这是宝石在生长过程中由于生长环境、条件、元素的组分,岩浆浓度以及结晶而网的关系,而造成的一种特殊的生长 、如蓝红宝石中的生长色带,生长纹是平直成角状等等。
④解理、裂理、以及断口所形成的色体——这是宝石自身物理特性造成,如方解石、萤石具完全解理,常形成过分发育的解理纹。
⑤某些特殊免晶色体--如类晶石中的色晶、水晶中的色体可具有与小晶相同的长高柱状与而体要形的外形。
⑥人造生成宝石中的色体——这是一种特定的色体,也是我们常要认真对待的,如合成红宝石(焰熔法)中的弧形生长纹。
⑦后期形成的色体--主要是指人为的,成后期自然形成的色体,如钻石在抛光中的烧蚀浪,某些宝石的裂绺浪,擦浪等。
㈡色裹体的研究方法
在鉴定色不中对色体的研究是十分重要的一环,尤其对真假(人造和天然)宝石鉴定方面——涉及到我们要找的证据是否充分来证明其性质。
对色体的研究一般主要是在显微镜下,用暗城照明来进行,可放大30-70倍来观察,有时可用水或其他液体(如二碘甲烷)来深入研究之。
应该认为大多宝石矿物是自然界形成的,它们具有一定的内部结构。它们原子相互间按一定的格式有规律地排列,并在外部可表现出典型的几何处形,人们称之为晶体。而一些宝石矿物不具有这种内部有序的结构,因而也不具有规则的几何处形称之为非晶体,如蛋白石(欧泊)。
结晶学是宝石学中最为基础的一课,就是要研究宝石的晶体特性,以利于研究,鉴别、认识各种不同宝石,也利于宝石的加工切磨的需要。
[ALIGN=CENTER][B]第一节:晶体的基本特征[/B][/ALIGN]
什么是晶体?晶体——是内部质点(原子,离子)作规律排列,而这种排列可在三维空间作周期性重复的具有格子构造的固体。
①晶体具有格子构造,它们在三维空间作格子状的规则排列。
对某种晶体而言,格子构造是不变的,不同类型的晶体。格子构造是不同的,同类原子排列的形式不同,也可导致产生完全不同的物质。典型的例子是金刚石和石墨。化学成分都是C,但它们的原子排列形式不同、因而它们是两个物理性质完全不同的物质。
②晶体在自由生长形态下能自发地形成多面体形态。
许多宝石矿物是规则和对称的晶体,具有天然的完整晶面。在理论上,所有晶体都可望有这种对称性。但实际上,由于晶体生长,形成时的环境限制(条件、温度、压力等等)导致晶体难以如理论上所形成的那么完美,所以常形成歪晶、或不规则状等等。
③晶体的性质具有随方向而变化的异向性。晶体的性质、解理、颜色和光学性质。甚至硬度等都有不同程度地随方位的变化特点。如金刚石在平等八面晶面方向的破裂。
④晶体具有外形和性质的对称性。
在晶体上常可见到外形上相同晶面的重复出现,另外在某些方向上具有相同的物理性质等等。这是由于晶体内部质排列有序造成的。
⑤晶体具有最小的内能和稳定性。
晶体质点规律排列,使其相互间引力和斥力达到平衡,故晶体的内能最小,所处的状态最为稳定。
[ALIGN=CENTER][B]第二节:晶体的对称[/B][/ALIGN]
对称是物体上相同部分有规律的重复。发育良好的晶体在晶面的形态、大小和位置等方面都具有对称性。晶体的对称性。晶体的对称是由其内部格子构造决定的,而晶体的格子构造本身就是一种对称。
人们在研究晶体时,要研究其对称特点,而把使物体作有规律重复操作中凭借的一些几何要素称之为对称要素。主要有:
①对称轴——通过晶体中心的一根假想直线,晶体沿该直线旋转一定角度可使晶体相同部分重复。旋转一周,晶体中相同部分重复的次数称为轴次,用∠表示,有∠2.∠3.∠4 和∠6,后三个轴次称高次轴。
②对称面——是一个通过晶体中心的假想平面,它将晶体平分为互为镜像的两个相等部分用P表示。
③对称中心——是一个假想的位于晶体中心的点,通过该点的反向操作可使晶体相同部分重复,用C表示。
[ALIGN=CENTER][U][B]第三节:晶体的分类[/B][/U][/ALIGN]
晶体的分类是以晶体的对称特点即晶体的对称性为基础的。而晶体的对称特点取决于它内在的格子构造。
只有符合格子构造规律的对称才能在晶体上体现出来。从此角度讲,晶体的对称是有限的也是有条件的(所以不可能出现∠5和〉∠6)而晶体的对称不但包含着几何意义,也包含着物理意义——体现于晶体的物性,如光学、热学、电学性质。
一、根据晶体的对称性,将晶体划分为七大晶系(三大晶族)。
A. 高级晶族——仅有一个等轴晶系。
B. 中级晶族——有四方晶系,三方和六方晶系共三个。
C. 低级晶族——有斜方晶系,单斜,三斜晶系共三个。
而在各晶系晶体间的根本差异表现在结晶轴的轴单位是否相等以及结晶轴交角大小上。
①等轴晶系——有三个等长且相互垂直的结晶轴
a=b=c a=B=r=90°. 3∠44∠36∠2PC
理想单形为立方体、八面体、棱形十二面体,三角十二面体。四角三八面体和四面体。
②四方晶系——有三个相互垂直的结晶轴,其中两水平轴等长,但与纵轴不等长。
A=b≠c a=B=r=90° ∠44∠25PC
理想单形为四方柱和四方双锥。
③六方晶系——有四个结晶轴,其纵轴与三个水平轴不等长,彼此间呈120°交角 。
a1=a1=a3=c a=B=r=120° ∠6 6∠2 7PC
④三方晶系——与六方晶系具有相同的结晶轴,但其对称程度低。
∠33∠239C
理想单形为,三角形为底面的三方柱和棱面体。
⑤斜方晶系——具三个相互垂直而相互不相等的结晶轴
A≠b≠c a=B=r=90° 3∠23PC
理想单形为:以菱形为底面的柱双锥等。
⑥单斜晶系——具有三个互不相等的结晶轴,b轴垂直于a轴和c轴、a轴斜交于包含c轴和b轴的平面。
A≠b≠c a=r=90° B〉90° ∠2PC
理想单形:斜方柱和平行双面。
⑦三斜晶系——三个互不相等且互相斜交的结晶轴
a≠b≠c a≠b≠r≠90° C或P
二、要了解的几个概念
1.结晶轴——也称晶轴:
简单地说就是与对称要素在空间的分布相对应的、通过晶体中心的坐标轴。
概念表述为:为描述晶体的晶面、晶棱和角顶在空间分布的具体特征而建立的一套原点位于晶体中心的三维坐标系。坐标系的每个轴即为结晶轴(一般为a、b、c轴)、晶轴往往选在对称轴,对称面(去线)或主要晶棱方向。
2.单形:由所有的与晶轴呈同等关系的晶面组成。即由全对称要素联系着的一组晶面。同单形的所有晶面都同形等大。共有47种单形。而单形的聚合不是任意的,必须是同一对称型的单形才能相聚,所以聚形也必属同一对称型。
3.聚形:即单形的聚合,应由二个以上单形组成。
[B][ALIGN=CENTER]第四节:结晶习性和实际形态[/ALIGN][/B]
晶体在生长过程中,由于其内部质点的排列不同必然有其自身的特性。
一、晶体的基本性质
凡是晶体都具有以下6种基本特性:
①自限性——即晶体在一定条件下生长,必然要形成封闭式的几何多面体。
②均一性
③各向异性
④对称性
⑤最小的内能
⑥稳定性
二、晶体的结晶习性:即宝石矿物通常呈现的晶体形态、本质上由内部结构决定、但也受外部环境因素的制约,如晶体在形成时有关组分,浓度、杂质、温度、压力等空间条件等等。
而晶体在形成过程中,常会出现某些特定的形态——即双晶、连晶、浮晶等观象。
①双晶——是两个或两个以上的同种晶体按一定的对称规律形成的规则连生、相邻的两个个体的相应面、晶棱并非一定平行,但可借助对称操作一一反映,通过旋转或反伸,使两个个体彼此重合或平行。
②连晶——也称平引连、指同种晶体的个体彼此平行也连生在一起。连生着的每个晶体的相对应的晶面和晶棱都相互平行。
③双晶的种类——双晶的种类主要有四种:
A、接能双晶:由两个个体组成、彼此以简单的平面接触,如类晶石的八面体接触双晶。
B、聚片双晶:即一系列接触双晶,是由多个个体(的晶体)以同一双晶律连,其接合面相互平行。典型的如钠长石的聚片双晶。
C、寄插双晶:由两个个体相互穿插而形成双晶,如萤石的立方体穿插双晶。
D、轮式双晶:由两个以上单体、按同一种双晶律组成。表现为若干组接触双晶或贯穿双晶的组合。各结合面互相不平行而是彼此呈等角度相交,双晶总体呈环状或辐射状。按单体的个数分为三连晶,四连晶,如金绿宝石的三连晶。
④双晶要素——是人们在对双晶研究进行对称操作时所借助的几何图形,包括双晶面、双晶轴和双晶中心,称为双晶要素。
⑤双晶形成的条件和方式
归纳有三种:A、在晶体生长过程中形成——可由双晶晶芽育或小晶体按双晶的位置连生而成。
B、在同质多象转变过程中形成、如a石英转变为b石英时形成双晶。
C、由机械作用形成、如方解石的双晶。
这是较复条的过程——是晶体的一部分沿着一定方向的面网滑动形成机械双晶。
⑥研究双晶的意义
A、双晶是宝石的一个鉴别标志、如钾长石的卡氏双晶……等等、因为晶体内部结构是形成双晶的主要内因,而并非每一种矿物都可以形成双晶的,双晶是有其特定的矿物。
B、双晶的形成必然要有特定的外界条件,也就是说只有在天然的地质条件下才可形成双晶,而理想的条件下是难以形成双晶的,所以,人工宝石的双晶是极难出现的,这也是一个鉴定标志。
三、晶体的实际形态
在自然条件下晶体的形成是不可能如我们所理想的那样完美的,即可以说一切实际晶体都是在非理想的形态。它常出现以下形态:
①歪晶——这是极常见的,是指在非理想环境下生长的偏离本身理想晶形的晶体。表现为同一单形的各晶面发育不等。如水晶的晶体……但是应明白:虽然形成歪晶,但它们的晶面夹角与理想晶体的晶面夹角一致,各晶面的交角关系不变——这就是面角守恒定律。
②凸晶——即各晶面中心均相对凸起呈曲面,晶棱弯曲呈弧线的晶体。它是由于晶体在形成后又遭熔蚀(解)形成。如钻石。
③弯晶——整体呈变曲形态的晶体——如白云石。
④晶体的其他特殊形态
A、浮晶——也称浮生:不同种晶体沿一定方向规则连生或同种晶体以不同面网相接合形成规则连生。如常见在蓝晶石晶面上浮生有小的十字石。
B、晶面条纹——晶面上由一系列所谓邻接面构成的直线条纹。如电气石、石英、黄铁矿晶体上可见。
C、蚀像——指晶体形成后、晶面因受溶蚀而形成凹坑、它具有一定的形状和方向、并和晶体的对称相一致。
D、双晶纹——指呈双晶的晶体形成的一种特殊纹理。
E、生号纹——指晶体在生长时由于内部质点的差异形成的似年轮样的纹理。
[B][ALIGN=CENTER]第三章 宝石的光学性质 [/ALIGN][/B] 宝石的光学性质是指宝石对可见光的吸收、反射、折射所表现的特殊性质,以及可见光在宝石的干涉和散射现象。
[B][ALIGN=CENTER]第一节 自然光与偏振光[/ALIGN][/B]
A.光的两种理论——①电磁波理论……
②量子理论……
B、㈠自然光与偏振光
①自然光——一切从光源直接发出的光波统称自然光。如太阳光、灯光。它的特点是在垂直光波传播方向的平面内、沿各个方向都有光波的振动。
②偏振光——在垂直光波传播方向的平面内,只沿某一固定方向振动的光波称为平面偏振光。在宝石检测中的所有的偏光仪,其中的元件偏光片,就是根据光的选择性吸收特点制作的。
㈡光在宝石中现象——不外乎二种现象——简言之为:
①光性均质体:一般非晶质宝石和等轴晶系的宝石,在各个方向上的光学性质相同,即光中的传播速度或相应的折射摔值不因光波在其传播的振动方向的不同而发生变化的物质,称之为均质体、如玻璃、钻石等。
②光性非均质体:中——低级晶系的宝石,其光学性质随方向而异,即光在其中的传播速度或相应的折射率值随光波在传播时的振动方向不同而发生变化的物质。如红、蓝宝石等
㈢研究光在宝石中的传播有何意义?
也就是研究光对宝石的影响方式是十分有意义和十分有用的、我们归纳之有以下方式:
A.高光反射——即落在物体表面的光,有一部分由表面折回的现象,在宝石中它可以产生如下的效应:
(1)光泽、(2)光彩、(3)亮度、(4)变彩和晕彩效应、(5)猫眼效应、
(6)量光效应、(7)镜面反射(8)漫反射、
B.产生偏振光、
C.多色性、吸收性、
D.颜色、
E.折射、(双折射)
F.色散
现在我们分别简述:
1.光泽——指宝石反射光的能力和表面反射光线所表现的特点,它的强效与宝石的折射率大小和表面抛光程度有关,当然也与宝石本身的矿物成分、结构与可见光相互作用的反映程度有关。它可分为金属光泽、半金属光泽、金刚光泽、玻璃光泽、还有一些属特殊的变异光泽、如油脂、树脂、蜡状、土状、丝绢、珍珠光泽等等。光泽在肉眼鉴定宝石和镜下鉴定宝石都有一定的意义。
2.光彩——这是特指某些宝石的光学效应,是由宝石内部特殊的色体或结构对光的反射所产生的一种漫反射效应:如月光石是由折射率不同的生长石和钠长石平行产生,形成一种超微细结构、产生微蓝色或白色光效应。
3.亮度——简言之为宝石显示的明亮和暗淡的程度是宝石对光的吸收,反射决定也和抛光度有关系。
4.变彩和晕彩效应:
变彩:光从某些宝石的特有结构反射出来时,由于干涉、衍射作用产生一种特定的颜色,且随观察方向不同而变化的现象,如欧泊的变彩效应
晕彩:光通过折射率不同的薄膜或薄层时,在宝石表面或内部产生彩虹色的现象,如晕彩石英。
5.猫眼效应
定义:在光照下一些弧面形的宝石的表面呈现一条闪亮光带、且随光源或宝石的摆动、光带也作平行移动。
产生的机理:是由于宝石内部存在定向排列的色体或定向结构对可见光的折射和反射作用产生猫眼效应
产生的条件:(1)宝石必须具备内部有一组密集定向排列的色体或结构、(2)宝石应琢磨成弧面形、且底平面应与色体所在平面平行。
6.星光效应
定义:某些宝石(弧面形)表面在光源照射下呈现两条或两条以上交叉亮线现象、分为四射、六射、十二射星光。
形成机理:是宝石内部具的定向色体或结构对可见光的反射、折射作用引起。与猫眼效应是相类似的,但所不同的是,a、是光效应中的色体或结构不限于一个方向上,它们可按一定角度分布b、星光效应的色体或结构是几组而不是猫眼效应中仅有一组对光的作用。
条件:(1)宝石中有两组以上密集排列的色体
(2)宝石应琢磨成弧面型且遵循底面平行于色裹排列面方向,即垂直c轴。
7.镜面反射:典型的如钻石具有57个镜面。
即一束光照射到抛光平面(镜面)时入射光的绝大部分依反射定律沿同一方向被反射,且入射角与反射角相等。
8.漫反射:其实是一种光的折射、衍射现象。当一束光线照射到物体凹凸不平的表面时,光沿不同方向发生反射的现象。
9.偏振光
10.多色性、吸收性
①多色性——定义:在非均质有色宝石中,由于内部质点排列差异,光波在晶体中的振动方向不同而使晶体呈现出不同颜色现象。它与宝石切面方面有关。
一轴晶宝石可有两种主要彩色。如:碧玺
二轴晶宝石可有三种主要彩色。如:橄栏石。
②吸收性——定义:宝石晶体的颜色深浅,随光波振动方向而改变的现象称为吸收性。
11、宝石的颜色
宝石的颜色(体色来源于观察宝石时所用的可见光,它可由下列因素引起a、可见光的某些波长被吸收b、色散值、c、干涉和衍射作用、d、荧光作用(宝石的颜色、在后面另外再细论术)。
12、折射和折射率
宝石的折射摔是每种宝石特定的一个十分重要的物理数值。每位珠宝工作者,起码也应知道它。
折射——指光穿过相邻的两个不同光密介质时,(入射线与分界面是呈90°除外)其传播方向发生变化的现象。如筷子在水中,我们可见一种折射现象。
折射率——有两种表达方式
①即入射角正弦与折射角正弦的比值
②即光在空气中的传播速度与光在光密介质中的传播速度的比值。
那么如何测定折射摔呢?这是涉及到光的全反射原理(图略):
①所有以小于临界角度与分界面相迂的光,将离开光密度较大的物质
②所有大于临界角入射的光与分界面相迂时将发生全内反射,并留在光密度较大的物质中。
③所有折射仪的工作原理均建立在全内反射原理的基础上。
而光密度较小的为宝石,光密度较大的应为折射仪的棱镜。(所用材料为钻玻璃或e2,其n≥1.80,以及接触液)。
13、光的色散——简言之就是光在同一介质中的传播速度随波长而变化的现象。
完整解释应为:非单色光倾斜(非垂直)射入具棱镜特点的透明物质时分解成其组成波长色的现象(所以有时也称之为火彩)最典型的例子是钻石具有高的色散值为0.044)。不同宝石的色散值是不一样的,它们各自有自射特定的色散值。显然色散值越强,那么该宝石的"火彩"就越亮。
色散值的测定——是分别测定宝石对红光(标准686.7nm——弗谱G线)及紫光(标准430.8nm——弗谱B线)两单色光的折射率值之差值、称其为该宝石的色散值。
色散值分为五级:
① 极低 0、01以下
② 低 0、01-0、019
③ 中高 0、02-0、029
④ 高 0、03-0、059
⑤ 极高 >0、06以上
[B][ALIGN=CENTER]第二节 宝石的光率体和光性方位[/ALIGN][/B]
这是一个较复杂的光学性质、但需加以了解。
1.光率体:是光在晶体中传播时,光波的振动方向与折射率值关系的立体图形。
分为均质体的光率体
一轴晶光率体,和二轴晶光率体。
首先、我们需了解光轴。光轴——指光性非均质体晶体,当光波在其中某一或某些方向传播时,不发生双折射,也不改变入射光光波的性质和振动方向的特殊方向称光轴。它指的仅是方向而不是单一的一条线。
那么:
㈠均质体的光率体:指非晶质和等轴晶的宝石均为光性均质体。即在各个方向上振动的光波,速度相同,折射率值相等。其光率体为一个圆球体,它仅有一个折射率值。
㈡一轴晶光率体:是一个以直立轴为旋转轴的椭球体。它可有二个折射率值为NO、NE、
㈢二轴晶光率体:是较为复杂的,以一个三轴不等的椭球体。有Ng、Nm、Np、三个折射率值。
2.光性方位
即光率体主轴与晶体结晶轴之间的关系称光性方位。
①高级晶族晶体的光性方位
通过光率体中心任意三个互相垂直的直线都可以与三个结晶轴相当,球体半径代表折射率大小
②中级晶族晶体光性方位
光率体为一旋转椭球体,其旋转轴即光轴NO与晶体中的高次对称轴一致。
③低级晶族晶体光性方位
光率体为一个三轴椭球体。光率体的三个主轴与晶体三个结晶轴如何一致,要看具体宝石晶体而定。
[B][ALIGN=CENTER]第三节 宝石的颜色[/ALIGN][/B]一、
①颜色的概念:是一定波长的电磁波辐射,当这种电磁波进入人眼刺激视神经时,使产生了颜色的感觉。(所以说颜色并不是物体的特性)
②电磁波谱:是一个包括了全部波长,即从最长的无线电波到最短的宇宙射线的完整波谱。
③可见光光谱:即在整个电磁波谱中,人们仅能用肉眼所能感到的一段光谱,即400-700nm范围(也就是人们常言的红、橙、黄、绿、青、蓝、紫)人们(牛顿)又对其细分为:红700nm、橙620nm、黄580nm、绿510nm、蓝470nm、紫420nm。
④而颜色与光谱有一特点——即除了黄572nm、绿503nm、蓝478nm的颜色不受光强度影响外其余色,在光强度增加时,都可略向红色成蓝色偏称。而人眼则在540nm、附近及可见光谱两端具较高分辩能力。
二、宝石颜色的分类
我们说宝石的颜色——是宝石对不同波长的可见光相互作用的结果(也是一种反射现象)。而由于作用的方式不同,它可分为非彩色,彩色系列两大类。
①非彩色系列——即白、黑系列,而从反射率角度而言,反射率达到80-90%时即是白色,而吸收率达80-90%时,则是黑色。
②彩色系列——指非彩色以外的所有颜色。
三、宝石颜色的成色机理
即当宝石对不同波长的可见光选择胜吸收时,宝石就有了各种颜色而所出现的颜色是利余光中各色光的混合色,其所占比例最大的色光决定了宝石的颜色主色调,次要波段的光决定了宝石的辅色调。以红宝石为例说明:当白光入射时,大部分波长的光波被吸收而仅有680-700nm和480nm左右的光透过,所以680-700nm 波段的光决定了红宝石为红色,为主色调,而480nm的光为辅色调、使之出现紫色。所以我们常描述红宝石为紫红色。
四、颜色的表征
在色度学中,人们用色调、明度、饱和度三要素来表示颜色特征。
㈠色调——是彩色间相互区分的特性,如红、绿、蓝色。它取决于光源的光谱组成和宝石对光的选择性吸收。
㈡明度——也称亮度。即人眼对颜色明暗强度的感觉,它取决于宝石对光的反射或透射能力。
㈢饱和度——是指色彩的纯净度和鲜艳度。它取决于宝石对可见光谱选择性吸收的程度。如缅甸红宝石,仅允许靠近700nm的红色光透过,大部分光则被吸收,固呈鲜红色。而泰国红宝石、除允许700nm光通过外、橙黄色区域的色光都有不同程度的透过,固呈现一种棕红色,即饱和度下降。
五、颜色的成因
分为二种:
㈠是传统的宝石颜色成因论——主要基于宝石的化学成分和外部构造特点,而将宝石的颜色分为自色,它色,假色三种。
①自色——由宝石化学成分中主要元素引起的颜色,自色相对稳定。其种类不多,如绿松石,孔雀石、蓝铜矿——均由cn元素引起。
②他色——由化学成分中微量元素引起的颜色。这类宝石较多,如红、蓝宝石、祖母绿等。
③假色——是由宝石内部特殊的色体,结构以及其他物理特性引起使宝石呈现的颜色,而与化学成分没有直接关系。如淡蓝色月光石……
㈡近代科学对宝石颜色成因的解释
近代人们认为宝石的颜色更重要是取决一其内部结构,人们从晶体理伦、分子轨道理论和能带理论的角度揭示宝石颜色的成因。
①过渡全属元素的内部电子跃迁理论,如祖母玺。
②结构蚀陷引起的宝石颜色理论、如矿晶
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