宝石鉴定:放大观察:平行生长色带,啥意思

宝石鉴定:放大观察:平行生长色带,啥意思,第1张

(一)常见的宝石:红宝石 蓝宝石 绿宝石 钻石 祖母绿 水晶等

(二)宝石的鉴定(主要)

红宝石 肉眼鉴定特征 

缅甸曼谷红宝石 

宝石多呈鸽血红色、玫瑰红色、粉红色。颜色鲜明但不均匀,经常见到平直的色带。多色性明显,用肉眼从不同方向观察宝石,可以见到两种不同的颜色。聚片双晶发育,可以见到平直的百页窗式双晶纹。裂理常沿三组聚片双晶面裂开。宝石中均不同程度含有包体:绢丝状金红石包体,其纤维状金红石平行红宝石晶体的六方柱面展布,构成三组交角为60度和120度的面网,当平行这三组包体的面网切割,并琢磨成弧面宝石时,当光线照射到弧面上,就会出现六射星光,即星光红宝石。如果显微包体呈不规则的密集式堆积,就呈现出半透明的乳白色絮状斑块。此外,还可见到汽液包裹体、短柱状、粒状的尖晶石、方解石、屑石、赤铁矿等固态包裹体。

斯里兰卡红宝石 

宝石特点与缅甸红宝石相似,但颜色较浅,透明度较大。斯里兰卡红宝石中的包体,除有与缅甸红宝石相似的特征外,还有两种特有的矿物包体,即锆石包体和磷灰石包体。锆石包体周围有褐色放射性晕圈;磷灰石包体呈六方柱状,棱角圆滑,呈单个晶体或群体出现;绢丝状金红石包体,较缅甸红宝石中的绢丝状金红石包体细长。

泰国红宝石 宝石常呈带褐的红色或玫瑰红色。聚片双晶发育,色带和生长纹平直。包体较少,不见绢丝状金红石包体。常见指纹状包体。

坦桑尼亚红宝石 红宝石因含铁而颜色稍暗。才能使用。

红色尖晶石与天然红宝石十分相似,两者最易混淆,所以必须特别慎重

2 蓝宝石 肉眼鉴定

蓝宝石最大的特点是颜色不均,可见平行六方柱面排列的,深浅不同的平直色带和生长纹。聚片双晶发育,常见百叶窗式双晶纹。裂理多沿双晶面裂开。二色性强,世界不同产地的蓝宝石除上述共同的特点之外,亦因产地不同各具特色。依据地质成因不同,可分两类:一类是缅甸、斯里兰卡和印度克什米尔产的蓝宝石。另一类是澳大利亚、泰国、中国产的蓝宝石。缅甸等地产的蓝宝石,因含钛致色,故呈鲜艳的蓝色,含绢丝状金红石和指纹状液态包裹体。绢丝状金红石包裹体可产生六射或十二射星光,属优质宝石品种。澳大利亚、泰国、中国产的蓝宝石因其中含有较多的铁,由铁致色,故宝石颜色很暗,刻面宝石反光效果亦不太好,一般均需经过加热改以处理才能使用。不同产地蓝宝石的简述:印度克什米尔蓝宝石;缅甸抹谷蓝宝石; 

斯里兰卡蓝宝石;泰国蓝宝石;中国蓝宝石( 黑龙江省蓝宝石 ;

海南岛和福建产的蓝宝石;江苏省蓝宝石);澳大利亚蓝宝石。

3钻石 

在日常的鉴定中,有一些简单易行的识别钻石真伪的方法:

1〉线试验: 将钻石擦净,以台面朝下放在一张有一条线的纸上,如果比例好的钻石, 透过钻石就看不到这条线,而绝大多数仿制品允许足够的光线通过,至少可看到线的一部分

2〉液滴试验: 用钻石笔在钻石表面划过时墨水会留下一条线,若是仿制品则墨水会聚集成液滴。此外还可用水滴试验。在表面清洁的钻石上,水将长时间保持球形,而仿制品上的水会在相对短的时间内散 这些简单的方法可帮助消费者初步判断钻石的真伪,而详细的品质还需有专业人员的实验室进行检测和分级。

4 祖母绿祖母绿宝石的矿物名称叫绿柱石,由于矿物中含有微量的铬元素,呈现出晶莹艳美的绿色。绿柱石常成六角柱形状,晶体产出。硬度75至8,比重267至278,折光率为156至160,透明、性脆。在自然界,和祖母绿相似的绿色透明宝石种类不少,较常见的有翡翠、碧玺、萤石、橄榄石、石榴石和锆石等,其中外观酷似祖母绿而容易混淆的是碧玺、萤石和翡翠。以肉眼观察,绿色翡翠一般都呈半透明状,往往有交织纤维斑状结构,而优质祖母绿透明晶莹。祖母绿的硬度75-8,而萤石硬度低,仅为4。祖母绿比重较小,而萤石、碧玺、翡翠的比重都较大。锆石则色散强并具有明显的双影。

此外,还有与天然祖母绿相似的人工祖母绿、绿色玻璃等,它们之间最大的区别之处是天然祖母绿绝大多数有瑕疵或包体,并可见二色性。当然,要严格正确的区分最好运用折光仪、偏光镜等鉴定仪器。 

祖母绿的硬度与红宝石一样,都是85左右,仅次于钻石,也可以用它来划其它硬度较高的石头如翡翠/玉,如果是红宝石,必然在翡翠上面留下痕迹。如果有翡翠挂件,就可以在其背面一试真假了。 

5水晶(对水晶及其仿冒品玻璃的鉴别。水晶属较为便宜的低档宝石,用来冒充的只有玻璃。)简便而无损伤的识别方法如下

a、触摸法:宝石都是晶体,传热较快,玻璃是不结晶的非晶质,传热较慢。因此用手触摸样品,结晶的宝石有一种冰凉感;而玻璃则有温感。当然这种识别一般要事先练习,熟悉了二者的差别之后才能确定,测试前不可用手拿时间过长,或放置有热源的地方太久,以免外界环境影响测试结果。另外,为了测试灵敏,通常用舌尖或指尖等灵敏部位来确定凉或温。

b、放大镜观察:

玻璃表面和内部常有成漩涡状的细线纹,其外观很像将蜂蜜或胶水倒入清水后加以搅拌,由于混和不均而产生的现象。玻璃内部经常出现多少不等的气泡,气泡有圆珠状、椭圆状,拉长状及扁平状等,上述现象在其他结晶宝石内部则很少。另外玻璃性脆易碎,在首饰镶嵌处或碎裂处,玻璃会因碎裂崩落下小片而留下光滑弯曲如贝壳的凹痕。天然宝石因韧性较佳,断口少见。

c、玻璃假宝石因价格较低,故磨制质量都很粗糙,有的甚至是将熔化的玻璃倒入模子中浇铸的。这样的产品刻面经常不够平滑,刻面之间的交棱亦不平直。一般愈是珍贵的宝石,琢磨质量愈佳。

d、玻璃是不结晶的均质体,水晶则属结晶的非均质体,通常用偏光仪即可检测。

e3、硬度区分:水晶硬度为7,玻璃通常为55左右,用饰品不太明显的部位在玻璃上分别刻划即可测试出来。

(三)宝石的产地 斯里兰卡 缅甸 南非 澳大利亚 中国 泰国 俄罗斯等

(四)宝石坚定的仪器1.笔式聚光手电用来观察浓色宝石的透明度。聚光手电的电珠应凹于笔头面,不能凸出笔头面,否则不便于观察。2.放大镜用放大镜可以观察:(1)宝石的表面损伤、划痕、缺陷。(2)琢型质量。(3)抛光的质量。(4)宝石内部的缺陷、包裹体。(5)颜色的分布和生长线等。鉴定时,应将宝石置于离10倍放大镜约25厘米的强光之下,慢慢调节距离,直到看清楚为止。选择放大镜的质量也很重要,质量差者在放大时将产生图形畸变。:  3.二色镜: 二色镜主要用于区别红宝石和红色尖晶石、红色紫牙乌;区别蓝色尖晶石和细小的蓝碧玺;区别蓝宝石和蓝色人工合成尖晶石等。用二色镜检测宝石时必须不断转动宝石,直到两个差异最大的颜色出现在窗口上为止。对于宝石的三色性的确定,必须认真地反复检测,从三个不同的方向观测,出现三种颜色才是三色性。检测时注意:眼睛、二色镜和宝石样品,其间距应不超过2-5毫米。 4.折光仪  4.折光仪折光率是透明宝石重要的光学常数,是鉴定宝石品种的主要依据。他既可以测试刻面宝石的折光率,还可以用点测法测出弧面宝石的折光率。5.查尔斯滤色镜滤色镜是利用吸收光的特定波长这一特征而设计的它可以鉴别祖母绿和其它仿造品,而要准确地确定,还要借助于其它方法综合考虑6.宝石显微镜:宝石放大观察的一种重要的仪器宝石显微镜可以观察宝石内部的包裹体、解理、双晶纹、生长线、色带;观察宝石的磨工、抛光度和意外损伤;鉴别拼合宝石二层石、三层石。宝石显微镜的结构合理,辅助设备齐全,放大倍数可变幅度较大,一般是10至70倍。7.热导仪:热导仪是根据钻石具有良好的传热性而设计制作的热导仪均为区别钻石与人造仿钻制品而设计的,是鉴别钻石与其它仿钻制品的专用仪器。。8.偏光器是使平面偏振光垂直相交,光线通不过的原理制造的一种简单的光学仪器。偏振器是由两个震动方向垂直的偏光片、支架和底部照明灯组成。用以检测宝石的光性(是均质体还是非均质体)和多色性。在打开照明灯的偏光器中,转动观察宝石样品的明暗变化情况。

(五)宝石鉴定课的心得

通过宝石鉴定课的学习,我学到了很多的有关宝石的知识,丰富了专业课知识的同时,又学到了许多专业课以外的东西。平时学习专业课,都学些岩石之类的石头和矿物学的东西,矿物和岩石的种类也好多,记的话很吃力,而且学起来和无味,远没有学习宝石鉴定课有意思。因为在宝石鉴定课上,学的宝石种类就那么几种,而且都是很好很贵的,且不说具有很高的经济价值,老师认真耐心的讲解就让我对宝石鉴定这门课产生了很大的兴趣。人们常说兴趣是最好的老师,只要对课培养了良好的兴趣,才能用心的去学好它。

由于时间的有限,宝石鉴定的所有知识也许还没有学到。但有老师给我们的宝石课打下良好的基础,相信以后的学习生活和职业生涯会有很好的表现。

总之,宝石鉴定课是一门与专业知识很有关联的课,学好它是对专业知识的补充,使我在今后的学习中受益匪浅。

当今市场上的红宝石,大约有80%~90%是经过不同程度的人工优化处理。其中最多见的是热处理。

把红宝石加热到一温度时,常可使红宝石的颜色获得改善,透明度有所提高,还可消除部分色带和某些内含物,加热样品,迅速冷却可以去除红宝石中丝状包体,缓慢冷却则能产生星光效应 ,愈合部分裂隙,使本来品质较低的红宝石变成较高档的红宝石。由于热处理是一种纯物理学的方法,人们认为可以理解为是弥补了大自然的不足。时下珠宝界已对这种处理普遍认同,认为是可以接受的、允许的,可以和真正的天然红宝石等同,无需特别声明,予以等价出售,即使被识别出来,也不认为这是欺诈。 威纽易法

跟人工优化红宝石相比,合成红宝石才是最令人头痛的问题。最早的合成红宝石最先由法国化学家威纽易发明的一种叫威纽易炉的装置用氧化铝粉末制成,这种合成红宝石已充斥市场。人们不仅用它来制造一些廉价的装饰性首饰,也有人用其冒充天然红宝石。

助熔剂法

1963年,美国查塔姆公司采用助熔剂法合成了一种新的合成红宝石,称为查塔姆红宝石。这些助熔剂法合成红宝石,在外观特征上更近似于天然红宝石,因而也更具有欺骗性。要指认出仿造红宝石与天然红宝石之间的显微特征,对于大多数普通的投资收藏者来说是十分困难的,因此,最好还是请有关的鉴定机构进行详细的鉴定。

水热法

水热法合成红宝石比助熔剂法合成红宝石更难以识别。其中最重要的鉴别特征,仍然是种晶的存在;另外,有时候可以看到一些“面包屑状”的包裹体;有的则有一些微波纹状的纹理。如果不能发现这些特征,那就只能依赖更精密的大型仪器,如红外光谱仪、电子探针仪等的详细测定。 这种方法是通过高温处理在宝石表面扩散一薄层颜色,颜色的厚度从。15一0 42 mm不等。一般原料是天然的无色或浅色刚玉,2013年也发现有用合成刚玉宝石的。扩散的颜色有蓝色、红色和橙色等,也有在宝石表面扩散星光的。扩散处理宝石在各国珠宝界引起广泛关注,人们不允许将这种宝石作为天然宝石直接出售,在出售时必须声明是经过扩散处理的。

扩散处理宝石的鉴定依据是,原石是无色或浅色的天然刚玉,它的颜色是用高温的方法人工扩散进人晶体的,颜色仅限于宝石的表层,而宝石的核心部分仍为浅或无色的原天然刚玉,宝石的颜色层,可通过切磨或抛光,部分或全部去除。

鉴定扩散处理蓝宝石较有效的方法是通过油浸和放大,用肉眼或在显微镜下观察。高温特征是;样品毛坯料表面呈现烧结物;放大观察可见到一个扩散层;在宝石的表面裂纹或周围的孔隙中,常沉积有浓缩的深颜色和扩散用的色料;宝石中的包裹体周围常熔融,或金红石的“丝”熔蚀成点状,或被吸收。

由于颜色仅限于宝石表面,在油浸下观察的特征是:刻面接合处和腰围明显地出现较深的颜色线,或高突起;整个宝石看起来颜色不均匀,有的刻面深,有的刻面浅称斑状刻面,这是由于扩散层的厚度不均匀及扩散后抛光过重等综合作用引起的;在腰围处常常完全无色,整个腰围清晰可见,称为腰围边效应;在二碘甲烷中,刻面接合处清晰可见,整体也出现一个清楚的蓝色轮廓,天然宝石则看不到刻面界线,整体边缘也不清楚。

扩散处理的刚玉,最早出现在市场上的是蓝宝石,后来又有红宝石。进人21世纪以来,又有一种橙红色的扩散处理刚玉上市,具研究,其颜色是经人工渗透铁元素而成。用于仿价格不菲的天然橙红色帕帕拉恰(padparadscha)刚玉宝石。 特性

红宝石是珠宝中珍贵的品种之一。红宝石颜色艳丽,在光源照耀下,能反射出美丽动人的六射星光,俗称六道线,这是红宝石的特殊晶体结构所致,是其特有的光学现象。红宝石有透明、半透明和不透明等状,颜色有水红、粉红、鸽血红、玫瑰红等色的深浅之别。因为大颗宝石非常罕见,所以平常所见的颗粒较大的红宝石,一般是假的。假红宝石有两种情况:第一种是以低档的红颜色宝石冒充红宝石,而且,凡假红宝石均无红宝石特有的色形和光性。第二种是人造红宝石。人造红宝石在比重、硬度、颜色等方面与天然红宝石极为相似。直观地判断,人造红宝石质地匀净,无天然杂质、色匀而正,常常颗粒较大,缺少自然感。

由于红宝石的市场价格居高不下,因此也出现了很多人为提高宝石质量的办法,充斥大量红宝石产品的当今,到底自己是花钱买到物超所值的红宝石,还是扔了大把银子买回一个赝品呢?让我们看看围绕在红宝石周围的各种“小动作”吧。

鉴别

1以人造的玻璃或其它物质填入红宝石的裂缝中,这种处理若非专业的鉴定师很难光凭外表鉴定出来。

2夹层红宝石上端是一层透明的天然刚玉,底下的亭部是合成宝石,从上方观察可以看到天然的内含物,让人误以为是天然红宝石。

3除此之外,还有一种火焰烧制的方法,将原本无色的刚玉置入含有致色元素的化学原料中,再以高温加热使致色元素渗透宝石表面,使无色刚玉变成红宝石。

但颜色只达宝石表面无法深入内部,所以宝石不能重新切磨或抛光,否则会失去处理后的颜色。

1、打开photoshop图像处理应用,进入图像处理界面。

2、打开想要修改尺寸的图像,加载完后按住alt键,再滚动鼠标中间的滚轮,图像就可以进行放大缩小。

3、保存即可。

放大观察所得到的信息是宝石鉴定的重要支撑性依据,通过10倍放大镜(图5-1)和宝石显微镜(图5-2)的观察可以发现宝石在生长和加工过程中的痕迹,可以辨别宝石的种类、是否经过优化处理、天然与合成等,同时也是评价宝石价值的基础。宝石放大观察的设备主要有10倍宝石放大镜和宝石显微镜。

一、宝石放大镜

放大镜是宝石工作者必备的工具,是由一层、两层或三层棱镜组成。宝石放大镜的规格有10倍、20倍、30倍等,宝石鉴定最常用的是10倍放大镜,要求球面半径一致,无像差和色差,视域宽且清晰。

图5-1 10倍宝石放大镜

图5-2 宝石显微镜

二、宝石显微镜

宝石显微镜一般用来放大观察宝石内部和外部的特征,主要由双目目镜、变焦放大物镜、显微镜支架、底光源组成。放大倍数可以从10倍到80倍,连续变焦。与一般的显微镜不同之处在于内置光源可以产生亮域和暗域照明,并且配有顶光源和特殊的宝石支架。

宝石显微镜的照明方式是与其他显微镜区别的关键,按照观察宝石的需要,将照明方式分为:

暗域照明法 是指从底光源射出的光因挡板阻隔不直接透射宝石,而是经半球反射器反射后从四周射向宝石(图5-3A)。此方法使宝石内外部特征在暗色背景下显得十分清晰,有利于长时间观察宝石。

亮域照明法 是指光线直接从底部照射到宝石上(图5-3B),使宝石中暗色包裹体与明亮的视域形成对比,常用锁光圈或聚光镜调节进光量,用于观察颜色较深的宝石。

顶部照明法 也称垂直照明,是指光线从宝石顶部照射,用反射光观察宝石表面特征(图5-3C)。常用于观察不透明宝石及宝石内部的不透明包裹体。顶光源常为日光灯管,也可用手电筒或者光纤灯代替。

宝石显微镜的用途:①检查宝石表面特征,如:宝石表面的刻痕、蚀像、破损、拼合面等;②观察宝石内部特征,如:内含物的种类、形态、数量、双晶面、生长纹、颜色分带等;③观察宝石后刻面棱重影,对于某些双折射率较大的宝石,如:锆石、橄榄石等,可以观察双影;④测定近似折射率,如果宝石为晶体碎块、无光滑平面供折射仪测试时,可在显微镜下用一种浸液测得宝石的近似折射率,主要方法有贝克线法、柏拉图法和直接测量法;⑤吸收光谱的观察,用手持式分光镜代替目镜,并使用透射照明来检测宝石的光谱特征;⑥观察宝石干涉图,用两片偏振片使其正交,借助物台下聚光镜提供收敛光,将待测宝石浸没于与其折射率相近的浸液中,并用宝石夹转动宝石,直到干涉图出现为止;⑦显微照相,在目镜上装一台照相机,可直接拍下宝石中所观测到的现象。

图5-3 宝石显微镜照明方式

A暗域照明法;B亮域照明法;C顶部照明法

放大检查(Magnification)是人眼的进一步扩展,可以观察到肉眼无法看到的宝石内外部的某些细微特征。宝石学上使用的放大仪器为各种类型的显微镜。在实践中,“显微镜”被用来专指组合显微镜,而放大镜则指简单显微镜。放大镜和宝石显微镜是宝石鉴定工作中最常用的鉴定仪器。

一、放大镜(Loupe)

1工作原理

由一个或一组凸透镜构成放大系统。

图1-4-1310 倍放大镜中透镜的结构

2放大镜的结构

宝石鉴定中使用的放大镜由1个、2个或3个凸透镜加塑料或不锈钢套组成。可分为:

1)单个的双凸透镜:由一片凸透镜组成,放大倍数一般小于3倍。

2)二合镜:由两块平凸透镜组成。

3)三合镜:由两块铅玻璃凸凹透镜粘接到中央一块无铅玻璃双凸透镜上而成(图1-4-13)。

通常,增大曲率可以提高放大倍数,但随着曲率的增大,会出现球面像差(也叫图像畸变)和色像差(彩色边缘效应),二合镜可以在很大程度上纠正畸变,三合镜可以消除彩色边缘效应并防止畸变。

选购放大镜时,一般要求工作距离大、景深大(看清的范围大)、无图像畸变和无色像差。

目前宝石学上所用的放大镜倍数有10倍和20倍,其工作距离分别为25mm和125mm。放大倍数越大,工作距离越短。因宝石放大镜观察的对象常为首饰,如戒指要隔着戒圈观察,所以放大镜前工作距离应不小于25mm。国际上规定钻石净度分级以10倍放大镜为准,所以通常要求放大镜为10倍。

放大镜中央聚焦后,放大镜边部同时也聚焦,不会出现变形的现象,称为无像差(图1-4-14)。所谓无色差就是说通过放大镜观察宝石的颜色,不会因为放大镜有色散或涂膜而影响宝石颜色的观察。

图1-4-14 图像畸变现象

3放大镜的使用方法

1)清洁样品:用不起毛的布彻底地擦净样品和放大镜镜片。

2)双眼睁开,用右手的拇指和食指握住放大镜,将放大镜靠近眼睛(若戴眼镜,可挨着眼镜)。

3)用手或宝石镊子(爪子)握持宝石,慢慢移近放大镜(大约25mm)。拿放大镜的手的小手指作为支撑抵在握持样品的手上,调节宝石与放大镜的距离和观察位置。

4)将光线射到样品上(放大镜上不能有光),用旁侧光并在无反射的暗背景下观察。

5)首先观察宝石的表面特征,然后观察宝石的内部特征。

4注意事项

放大镜要贴近眼睛观察;手和头要保持平稳,以利聚焦。两手可靠在一起,坐桌边撑住桌面,以避免晃动;照明要恰当,宝石应置于光源适当位置,以免光线直射而目眩;不透明宝石仅能观察其表面。

5放大镜在宝石鉴定中的作用

放大镜主要用于观察宝石的内外部特征,从而获得宝石的各种鉴定信息,并可进行宝石的综合评价。

(1)观察宝石的表面特征

1)拼合现象:表面光泽的差异、组成部分的接合面界限、扁平气泡的层面等。

2)刻面棱的尖锐程度:可判断硬度高低。

3)宝石表面的光滑程度:是否经过优化处理,如天然翡翠表面光滑,而B货翡翠表面不光滑等。有些宝石硬度低,在空气中较容易被划伤,表面可见很多划痕。

4)原始晶面:在钻石腰围上审慎留下的三角座原始晶面是判断钻石为天然成因的证据。

5)解理和断口:观察宝石表面的解理特征,也可根据宝石断口的类型判断宝石是集合体还是单晶。

6)观察宝石表面损伤:刻痕、凿痕、表面瑕疵。

7)观察宝石的切磨质量和抛光质量。

(2)观察宝石的内部特征

主要观察宝石的色带、生长纹,气、液、固态包裹体,有无内部瑕疵,后刻面棱的双影现象以及宝石拼合面上现象等。

二、宝石显微镜(Microscope)

1工作原理

采用两组或几组凸透镜构成放大效果。

2结构

宝石显微镜的主要类型有单筒显微镜、双筒显微镜、双筒-变焦显微镜、双筒-立体显微镜、双筒立体-变焦显微镜等几种基本类型。以双筒-立体显微镜为例,其结构主要由镜座、镜臂、照明系统、显微镜放大系统、调节螺旋等部分组成(图1-4-15)。

图1-4-15 宝石显微镜的结构

显微镜有两个透镜系统:目镜和物镜。每个系统都由一组透镜组成构成放大效果。目镜中通常有一个能单独调节焦距,以适应观测者不同视力的变化。目镜是可装卸的,其上部的镜筒可装配各种附件,如微米测尺、摄像管等;分光镜、二色镜也可装在目镜镜筒上进行观察。通过转动变焦圈或旋钮使放大倍数可在一定范围内(10~40倍或10~75倍)连续变化。

显微镜中两眼距离、焦距、放大倍数、光源大小和强弱均可调节。光源控制旋钮、锁光圈、挡板的调节,可改变不同的照明方式,获得最佳的观察效果。用宝石镊子可方便地转动宝石,在检测过程中为确保宝石的所有部分都可以被观察到,必须不止一次地改变宝石在镊子上的位置。

3显微镜的操作步骤

1)用不起毛的布清洗样品,并固定宝石于载物台上。

2)在低倍下聚焦宝石,寻找宝石的影像,以获得宝石的整体印象。

3)根据实际情况,改变放大倍数,再聚焦观察。

4)改变照明方式,用反射光观察宝石的表面特征,用透射光观察宝石的内部特征。特殊情况下,可附加散射白板、油浸等方法,观察内部生长纹、颜色分布特征等现象。

5)转动宝石,从各个角度观察并记录观察现象,作为判断依据。

4显微镜的照明方式

通常,宝石显微镜观察可使用3种基本的照明方式:亮域照明、暗域照明和顶光照明。亮域照明和暗域照明均用透射光照明;顶光照明则属于反射光照明。为了获得最佳的观察效果,显微镜的照明方式可细分为如下9种(图1-4-16):

图1-4-16 显微镜的9种照明方式

1)亮域照明:打开挡光板,使宝石由底部的溴钨丝灯光源直接从正下方照明,使包体在明亮的背景下呈黑色影像醒目的显示,适合于观察弯曲生长线或低突起的包体。可调节缩小锁光圈,防止光从宝石四周泄漏。

2)暗域照明(最常用):用底光照明,上面加上挡板,使光从显微镜物台下一个碗状反射器内反射的侧光照亮宝石。宝石在其下方暗色屏蔽造成的黑暗背景上观察,包裹体显得明亮而醒目,这种照明方式在宝石学中最常用。观察时,需要经常改换照明方式,交替使用亮域和暗域照明,能揭示某些用单一方式照明时被忽略的细节。

3)垂直照明:采用顶光(反射光)垂直照射宝石表面,可观察宝石的表面特征。

4)散射照明:利用底光照明,在光源之上放置散射板、面巾纸或透明材料,适合观察色带和生长纹。

5)水平照明:在宝石的侧面用细光束照射(反射光照射),适合观察宝石的针点状包裹体和气泡。

6)点光照明:打开底光源,用锁光圈使光源缩成小点,透射宝石,适合观察宝石的弯曲条纹和内部结构特征。

7)斜向照明:细光束从顶部某一斜向角度照射宝石,适合观察宝石液态包裹体及小解理面等产生的薄膜效应。

8)偏光照明:在两块偏光片之间观察宝石,用底光照明。适合观察宝石的多色性、干涉图和应变干涉色等现象。

9)遮掩法照明:采用底光照明,但在视域中插入挡板,挡住一半的光线。能增加包裹体的立体感,有助于观察宝石的生长结构,如弯曲条纹和双晶纹等。

5油浸显微镜

如图1-4-17所示,当把宝石浸没在与宝石折射率相近的液体中时,减少了宝石表面的反射和漫反射,因此,宝石的表面特征变得不可见,而内部的细节更清晰。通常用水平显微镜观察,可避免不小心溅出的浸液导致的显微镜损伤,且更易于操纵待测的宝石。通常用于油浸法的浸油见表1-4-5。

图1-4-17 油浸显微镜及其光线示意

表1-4-5 几种常见的浸油折射率

观察用的玻璃浸油槽应为无色、透明、且不含包裹体,否则可能混淆观察结果。观测完毕后,宝石要彻底清洗。如果是镶嵌宝石,清洗将较困难。大多数串珠和底部密闭镶嵌的宝石不应浸没在包括水在内的任何液体中,因为可能导致宝石、金属镶座或串珠的线受损。某些多孔的宝石,如欧泊和绿松石等渗透性材料,不适合浸泡,浸液有可能使宝石受损;有些拼合宝石、经优化处理的宝石以及有机宝石(包括人造树脂和塑料)应在确认不会发生溶解或反应的情况下才能浸泡。另外,某些液体将会危及观察者的健康,因此,应在通风的环境下观察,以防止气体被吸入体内。

6观察宝石时应注意的事项

1)清洗宝石,防止将表面灰尘等误作内部特征。

2)在最低放大倍数下从多个方向观察宝石。高倍放大时虽可看清很多细微特征,但却会出现工作距离短、视域小而短及照明度不够等情况。

3)将感兴趣的内外部特征调至视域中央,不断增加放大倍数,仔细观察。此时要分清哪些是灰尘或油污,哪些是内部包裹体。

4)采用浸油观察时应使宝石全部浸入浸油,可在油槽下放置白色或蓝色半透明塑料板(或面巾纸)使观察环境更为有利(蓝色板有利于观察**宝石)。

5)观察后刻面重影时应采用10×放大条件,视线应穿过同一刻面,以免刻面棱的影像产生虚假双影。不断转动宝石,以避开光轴方向。

6)观察解理、裂理和断口时用顶光源照明,观察宝石表面,检查腰棱底尖等易破损处。分清解理、裂理和断口等不同类型并观察其光泽,如不能确定内部破裂面是解理还是裂理,则称羽状体。

7显微镜的保养

宝石显微镜是十分精密的光学仪器,影像的清晰程度与镜头的状况有关,因此要注意以下事项:

1)不能用手触摸镜头,若需清洁镜头,则用镜头纸或特制的镜头布擦拭。

2)下降镜头时不可用力太猛,防止物镜碰着样品,损坏镜头。

3)不用时应将显微镜灯光亮度调至最低,立即关掉显微镜灯,以延长照明灯使用寿命。

4)使用完毕,将物镜调至最低点,以延长调焦旋钮的使用寿命。

5)显微镜要注意防尘、防震、防止污染,不用时要用塑料盖或显微镜罩盖住显微镜。

8显微镜的用途

1)观察宝石的表面特征:宝石原石的表面特征包括表面擦痕、蚀痕、三角座、双晶,成品宝石则观察其切磨质量、抛光质量、快速抛光留下的“颤痕”、小面的状态、解理、裂理和断口特征等,并要注意是否是拼合宝石。

2)观察宝石内部特征:包括宝石内部的气、液、固相包裹体,生长线,颜色分布特征,刻面棱重影现象等。

3)其他用途:在显微镜上配上偏振二色镜,可观察多色性;将偏光片一个放在物台下,另一个放在宝石或目镜上方,调节至正交位置,可作偏光镜使用,检测宝石的偏光效应,观察宝石的干涉图;在目镜处加上分光镜可检测宝石的吸收光谱;用显微镜上的微标尺附件可直接测量宝石的视高度和实际高度,测宝石的近似折射率;可用目镜分度镜(十字线)测宝石的比例和内部角度,还可在目镜上加上照相机进行显微照相。

三、宝石中的包裹体(Inclusions)

(一)包裹体的概念

包裹体,简称为包体。宝石学中包裹体的概念分广义和狭义两种。

狭义概念的包裹体来源于矿物学,指宝石矿物中由一相或多相物质组成并与主晶宝石矿物具有相的界限的封闭系统。包裹体的物质来源可以是与主晶矿物无关的外来物质或是相同于主晶矿物的成岩、成矿介质。包裹体的成分多样,形状和大小各异,既有固相,也有液相和气相,还有这3种相态的不同组合。

广义概念的包裹体是:在宝石中与主体宝石存在成分、结构、光性方位和物性差异的内含物、生长现象及与内部结构有关的表面特征,统称为包裹体。

(二)包裹体的分类

1成因分类

(1)原生包裹体(Protogenetic Inclusions)

指先于主晶宝石形成而后被主晶宝石包裹的矿物颗粒。原生包裹体总是固相的,如红宝石中的锆石、磷灰石、尖晶石等,在榴辉岩成因的石榴石中常见金刚石、阳起石、透闪石包裹体。

(2)同生包裹体(Syngenetic Inclusions)

在主晶宝石矿物结晶过程中与主晶宝石同时生长形成的包裹体。它们的存在是因为宝石生成时环境的变化使宝石内部形成晶体缺陷,熔体或流体在缺陷中被捕获,其后随着宝石的结晶和冷却,它们也结晶和冷凝成各种相态。包括同生固态包裹体、含有呈各种组合关系的固态、液态和气体的孔洞和裂隙(流体包裹体)以及双晶(如刚玉和长石)、色带(常见于某些产地的蓝宝石和紫晶)等。合成宝石中的包裹体大多数都是同生包裹体。

(3)后生包裹体(Epigenetic Inclusions)

指宝石形成以后,由于环境的变化,如受应力产生裂隙,宝石周围的一些物质沿裂隙“灌入”到宝石中形成的包裹体。后生包裹体形成的原因有裂隙结晶化、出溶作用及放射性元素的破坏作用等。

2宝石鉴定中分类

在宝石鉴定中,常常并不可能总是能够确定包裹体是原生的、同生的还是次生的,因此更具有实践意义的描述性分类如下:

(1)固相包裹体(Solid Inclusions)

指宝石中呈固态相存在的包裹体。天然宝石中最常见结晶质包裹体。岩浆、热液、变质反应等形成的早期结晶物被宝石捕获,这类物质一般为自形晶,晶形完好,也有被熔蚀的,其形状为纤维状、针状、长柱状、柱状、板状、片状、球状及规则晶体形状等,如锆石、磷灰石、金红石、角闪石等(图1-4-18,图1-4-19)。包裹体成分可以与主晶相同也可以不同。同一结晶包裹体在不同宝石中的表现不同,同种宝石不同成因、不同产状包裹体也可以不同。

图1-4-18 水晶中的固态金红石包裹体

图1-4-19 莫桑比克含铜电气石中罕见的斜长石包裹体

在合成宝石中也可见到固态包裹体,但与天然宝石具有明显的差异,合成宝石中的包裹体与其合成的方法密切相关。如焰熔法合成宝石中未融化的原料粉末,助熔剂合成宝石中的助熔剂残余、Pt晶片等,水热法合成祖母绿中的硅铍石晶体包裹体等,都是固态包裹体。

(2)流体包裹体(Fluid Inclusions)

流体包裹体是指包裹体以流体为主的单相、二相或多相包裹体。其形态多种多样,部分地受主晶宝石矿物结晶习性的控制。通常设气液比为(V):V=[V气/(V气+V液)]×100%,若V>50%为气态包裹体;V=30%~50%为气液包裹体;V<30%为液态包裹体;液体一般为含盐或碳酸的水或碳氢化合物;气体由水蒸气、二氧化碳或甲烷组成;固体主要是Na/K/Ca/Mg的氟化物、氯化物、碳酸盐或硫酸盐等。图1-4-20为哥伦比亚祖母绿中常见的三相流体包裹体示意图。

有时因受晶体结构的影响,晶体生长时晶格缺陷产生的空洞被高温溶液充填后又继续按原晶格方向生长,形成与主晶宝石晶形相似的空洞,这种由气液充填的形态与主晶宝石晶形相似的空洞称为负晶。如尖晶石中的负晶一般都是八面体,图1-4-21为石英中的负晶包裹体并伴有气泡。

图1-4-20 天然宝石中的三相流体包裹体

图1-4-21 石英中的负晶包裹体

很多气液包裹体混合在一起并充填裂隙或愈合裂隙时被称为“指纹状包裹体”。

有时宝石中的空洞和裂隙的形状在愈合过程中可能有改变。一些地方发生溶解,另一些地方又在生长并使通道缩小,出现“颈缩”或“卡脖子”现象。图1-4-22为石英中的卡脖子包裹体,一个空洞中为气泡,另一个空洞中为石盐晶体。

合成宝石中也可见到两相或三相流体包裹体,如水热法合成祖母绿由于在生长过程中有水的参与,内部可见到由硅铍石和空洞组成的二相和三相特征的钉状包裹体,较大的钉状包体中心存在深色的液态充填物(图1-4-23)。

图1-4-22 石英中的卡脖子包裹体

图1-4-23 水热法合成祖母绿中的流体“钉状”包裹体

(3)气态包裹体(Gaseous Inclusions)

指主要由气体组成的包裹体。合成宝石中常见单相的气态包裹体(即气泡),在天然宝石中也可出现,如天然玻璃及琥珀中有大量气泡。合成宝石中的气泡常呈圆形、椭圆、异形,突起极高,与主晶界线非常明显。在从熔体结晶的合成宝石中最常见。从熔体中结晶的合成宝石生长方法有3种:焰熔法、晶体提拉法和壳熔法。这3种方法合成的宝石中都可出现气泡。玻璃和塑料等也常常见到气泡。

(4)结构特征(Structural Characteristics)

各种结构特征包括生长纹、色带、双晶、解理、应力裂隙、与内部结构有关的表面特征等。

A生长纹和色带(Growth Structures and Color Zoning)

图1-4-24 天然蓝宝石中的色带

晶体生长过程中生长环境如压力、温度、流体化学成分的变化(包括杂质和致色离子浓度)可导致宽窄不等的生长带和生长条纹。若为颜色深浅的变化,则称为色带或颜色条纹。色带表现为与主体宝石颜色有明显差异的色带及色团、色晕。如直线状或角状的分带对水晶、蓝宝石是典型的(图1-4-24)。颜色分带也可呈斑状,如在钙铝榴石、红宝石中可见。如果均匀分布,很可能是合成品或处理品。

合成宝石中也可见到特征的生长色带,如焰熔法合成蓝宝石中常见到弧形生长纹。平直的色带过去曾认为是天然宝石成因的证据,但现在在助熔剂合成宝石中也可见到。

某些人工改色的宝石有自己独特的颜色分带,如染色宝石的颜色多集中在裂隙和晶粒的边界处;加热处理的刚玉可显示明显的十字交叉的色带;扩散处理的蓝宝石的颜色仅在表层。用回旋加速器处理的钻石由亭部轰击的,可见到围绕底面呈伞状分布的颜色标志。

合成宝石中还可见到一些特殊的生长纹。如水热法合成祖母绿中常见到水波纹等生长现象。玻璃和塑料仿制品中可见漩涡纹。

生长纹还可表现为包裹体分带。包裹体分带是因为主晶生长的暂时停顿,使外来物质集结在主晶表面,若主晶重新生长,便可形成呈面状分布的薄层包裹体。

图1-4-25 月光石中的“蜈蚣状”包裹体

在水热法合成水晶中可见到“面包渣”状的包裹体,可作为合成水晶的证据。

B双晶结构(TwinningStructures)

早期双晶被认为是天然成因的证据,但目前在合成宝石中也可见。通常天然水晶中可见复杂的双晶,而合成水晶中无双晶或双晶很简单。

C解理结构(CleavageStructures)

解理在宝石内部出现,一般为平直的裂隙,可以观察其解理特征,对宝石进行鉴定。如月光石中常见“蜈蚣状”包体(图1-4-25),就是因为两组解理垂直相交显示的特殊结构。

D与内部结构有关的表面特征(Surface Characteristics)

与内部结构有关的一些表面特征,如天河石中的条带状或斑状结构、钙质珊瑚表面平行排列的具蜡状光泽的生长纹,可作为宝石的鉴定特征。天然欧泊和合成欧泊均可见到变彩效应,但天然欧泊的色斑为二维,合成欧泊为三维,两者有明显的区别。玻璃猫眼还可见到“蜂窝状”结构(图1-4-26)。

图1-4-26 玻璃猫眼中的“蜂窝状”结构

(三)包裹体研究的意义

1指示宝石的晶系所属

宝石包裹体的形态特点与宝石晶体结构有密切关系。宝石中的负晶形态与宝石的形态是一致的,如石英、蓝宝石中的负晶形态为六方柱状,尖晶石中的负晶呈八面体形态。

2确定宝石的种属

不同宝石有不同的包裹体,某些包裹体只在特殊的宝石中出现。如电气石中复杂的头发样包裹体俗称“蝉翼”,钙铁榴石中“马尾状包裹体”等,都可有助于鉴定宝石品种。

3区别天然和合成宝石,并能确定具体的合成方法

天然宝石形成时间漫长、地质环境复杂,其包裹体与生长环境有关;合成宝石由于生产条件的局限性,与天然宝石在包裹体方面有差异,因此天然宝石和合成宝石中包裹体的差异为鉴定提供了依据。

4检测宝石是否经过人工处理

天然宝石经过人工改善后,其物理常数往往变化不大,但包裹体会有明显的变化,为判断宝石是否经人工优化处理提供了证据。

5了解宝石的成因、生成环境,确定宝石的产地

宝石中的包裹体和组合特征能提供宝石生成环境的成因信息。如火成岩中一般为固相包裹体;伟晶岩、热液作用形成的宝石,气液包裹体比较多;某些宝石的包裹体仅在特定的产地出现,如氟碳钙铈矿包裹体为哥伦比亚木佐矿区产出的祖母绿所独有等。

但是,大多数情况下,靠单一的包裹体矿物种的存在不可能得出正确的结论,还必须掌握特征包裹体的组合特征及丰富的知识,从而进行综合判断。

6确定宝石的质量和分级

宝石中的包裹体是宝石鉴定、分级的重要证据。评价宝石的净度时要考虑包裹体的大小、数量、位置、颜色以及包裹体成像的数量等对宝石质量的影响。

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