内部包体特征

不同产地的蓝宝石宝石学特征类似,但在产地鉴定时我们需要找出“指纹性”的产地特征。与本章第二节所描述的基础宝石学特征相比,包体在产地鉴定中能发挥更大的作用。以下就不同产地蓝宝石的包体及特征进行描述。

(一)克什米尔蓝宝石

1固态(矿物)包体

克什米尔蓝宝石中可见各种形状的固态包体。其中体积较小的锆石包体最为常见,外围轮廓有熔蚀现象,呈现浑圆状外观或不规则轮廓,表面呈凹坑状,部分无色透明的锆石周围会伴有应力晕圈(图5-49),锆石的双晶可见两种类型:接触双晶;穿插双晶。

图5-94 克什米尔蓝宝石中无色透明、柱状的锆石晶体,伴随有羽状的应力裂隙

克什米尔蓝宝石中另一种具有产地意义的特殊包体是无色或绿棕色的细长针状或柱状韭闪石晶体(图5-50)和墨绿色或棕色的柱状电气石晶体。沥青铀矿包体呈黑色的立方体形态,通常与锆石或其他透明柱状晶体依附出现;有学者认为浑圆状的锆石晶体伴随有细小的黑色沥青铀矿晶体也是克什米尔蓝宝石的特征包体。

图5-50 克什米尔蓝宝石中长柱状或针状的韭角闪石晶体

此外,固态包体还有浑圆状外观的斜长石、无色透明的自形褐帘石晶体以及白色的针状金红石等。

2空洞或流体包体

克什米尔蓝宝石中的负晶非常明显,多数负晶内部包含有小的黑色柱状晶体(图5-51)。克什米尔蓝宝石的负晶中常含有气液两相包体,其中气态为CO2,液态可能为液态CO2。因为当环境温度较低时,克什米尔蓝宝石中依然可见CO2气泡。相比之下,斯里兰卡蓝宝石中CO2气泡特点是在室温下可见,一旦宝石受热气态包体就会消失。此外,与斯里兰卡或马达加斯加蓝色蓝宝石相比,克什米尔蓝宝石中的负晶中并未发现任何针状水铝矿。

图5-51 克什米尔蓝宝石中“薄片”状包体,由无数小的流体包体组成,类似“玫瑰花”的外观

3生长现象与色带

多种类型的线状包体是克什米尔蓝宝石的特征。其中较长者可以跨越其他点状包体形成精致的“阶梯状”或“触角状”图形(图5-52)。

图5-52 克什米尔蓝宝石中“阶梯状”或“触角状”的线状包体

有些线状包体呈平直或弯曲的“尘线”,这些“尘线”由点状微粒组成(图5-53),部分相互交叉。另外,还有零星或密集分布的“雪片状”包体,通常相互交叉出现(图5-54),这些“尘线”可能并未沿结晶方向或特殊方向分布。

图5-53 克什米尔蓝宝石中典型的微细白色点状颗粒组成的线型结构

图5-54 克什米尔蓝宝石中雪片状的包体

克什米尔蓝宝石中的色带是具有诊断性的生长结构。这些色带边界清晰,常有蓝色和近白色或者“乳白色”的条带交替出现(图5-55)。“乳白色”的色带通常会降低蓝宝石的透明度,却造就了独特的“天鹅绒”外观,这也是克什米尔蓝宝石区别于其他产地蓝宝石的原因。这种乳白色的色带由显微颗粒组成,可能是出溶的金红石。它们非常细小,即使用宝石显微镜也很难看清单个颗粒。

图5-55 克什米尔蓝宝石中清晰的灰色条带/角状生长带

4裂隙及其他包体

裂隙呈典型的“花环状”——细小六边形晶体或负晶为中心,伴有椭圆形薄膜状“卫星”晕圈。晕圈由大量细小孤立的“液滴状”流体包体组成。该类包体与泰国/柬埔寨红宝石中的包体相类似。

有些愈合或未愈合裂隙呈“霜状”外观。这种“霜状”外观多数是由灰白色的硬水铝石矿物引起的。克什米尔蓝宝石中双晶罕见。表5-8详细总结了克什米尔蓝宝石内部包体特征。

表5-8 克什米尔蓝宝石内部特征表

续表

(二)缅甸蓝宝石

1固态(矿物)包体

缅甸蓝宝石中最常见的矿物包体是金红石。不同长度的针状金红石(灰色或干涉色)定向分布。多数为短到中等长度;有时长度较长并贯穿整个宝石(图5-56)。部分金红石呈现箭头状双晶特征。细小密集分布的点状包体组成生长带/面,其中点状包体在反射光下呈白色或灰白色(图5-57)。

缅甸蓝宝石中还可见黑色不透明片状石墨(图5-58)、无色透明短柱状磷灰石(图5-59)、浑圆粒状锆石;黑色不透明磁铁矿(图5-60)、独居石、棕色透明不规则片状金云母(图5-61)、半自形无色透明的白云石等。

图5-56 缅甸抹谷蓝宝石中短到中等长度的针状金红石,并伴有干涉色

图5-57 缅甸蓝宝石中点状的金红石组成的生长条带

图5-58 缅甸蓝宝石中黑色不透明片状的石墨晶体和细长金红石针

图5-59 缅甸蓝宝石中无色透明短柱状磷灰石晶体

图5-60 缅甸抹谷蓝宝石中不规则形态的磁铁矿

图5-61 缅甸抹谷蓝宝石中深棕色透明不规则片状金云母

2空洞及流体包体

缅甸蓝宝石中负晶相对较少,且不易观察到(图5-62)。

图5-62 缅甸蓝宝石中的扁平空洞沿生长层面分布

3生长特征

缅甸抹谷蓝宝石的颜色相对均匀,带状生长纹理和生长区域不易观察到,少数样品显示可见明显的生长条带。

4裂隙

由孤立的扁平空洞组成的愈合裂隙多数呈“起伏状”或“褶皱状”(图5-63)。缅甸蓝宝石中可见一种特殊裂隙类型的裂隙,即“钟形”愈合裂隙(图5-64)。

图5-63 缅甸蓝宝石中孤立液滴组成的指纹状愈合裂隙

图5-64 缅甸蓝宝石中的钟形愈合裂隙状

部分愈合裂隙在反射光照明条件下,可见镜面反光现象。裂隙中充填次生矿物,致使这种裂隙呈“磨砂状”外观(图5-65)。拉曼光谱分析确定了充填矿物为硬水铝石、高岭石、一水软铝石的存在。

图5-65 缅甸蓝宝石中未愈合裂隙呈磨砂状外观并伴有干涉色

5其他

缅甸蓝宝石中常见聚片双晶(图5-66),双晶面平行于菱面体方向,在两组双晶面接合处可见出溶的针状硬水铝石形成的“交面空管”。

图5-66 缅甸蓝宝石中密集排列的双晶纹

表5-9总结了缅甸蓝宝石中常见的内部特征。

表5-9 缅甸抹谷蓝宝石内部特征表

(三)斯里兰卡蓝宝石

1固态(矿物)包体

与缅甸蓝宝石中的金红石包体相比,斯里兰卡蓝宝石中的针状金红石更细长,通常被称为“丝状”金红石(图5-67)。这些针状金红石往往平行于底面或柱面定向分布。个体粗大的针状金红石可见“箭头状”双晶。其他矿物包体有:自形的八面体尖晶石;黄铜色金属光泽的黄铁矿(图5-68);薄的不透明板状石墨(图5-69);可见度低的刚玉矿物(图5-70);黑色八面体状沥青铀矿(图5-71);晶形完好或浑圆状的锆石晶体,有时会伴有小型应力裂隙(图5-72)等。

图5-67 斯里兰卡蓝宝石中针状金红石定向分布且可见干涉色

图5-68 斯里兰卡蓝宝石中黄铜色金属光泽的黄铁矿

图5-69 斯里兰卡蓝宝石中六边形黑色石墨薄片

图5-70 斯里兰卡蓝宝石中低突起哨子状刚玉晶体

图5-71 斯里兰卡蓝宝石中黑色不透明八面体状沥青铀矿晶体

图5-72 斯里兰卡蓝宝石中四方柱四方双锥锆石和团块状包体

图5-73 斯里兰卡蓝宝石中负晶内部充填长针状硬水铝石

2空洞及流体包体

斯里兰卡蓝宝石可靠的鉴定特征之一是“拉长的负晶内包含一相或多相包体”。这些负晶可能是原生的也可能是次生的。最常见的两种形状:六方双锥和六方双锥与平行双面组成扁平晶形(图5-73)。负晶中可能含有纯的CO2流体包体,流体包体中最常见石墨、硬水铝石和自然硫等晶体。

3生长结构

斯里兰卡蓝宝石中有明显的颜色分带。常见蓝灰色“生长带”(“灰尘条带”),由非常细小的包体组成,低倍放大条件下不易分辨单个颗粒(图5-74)。这种内部生长结构,在克什米尔和缅甸蓝宝石中不可见。

4裂隙

斯里兰卡蓝宝石中另一个主要的内部特征是:由丰富的小液滴,组成各种图案。最常见的是发育完好的指纹状或者网状包体(图5-75),有时也会显示“地图状”外观(图5-76)。

图5-74 斯里兰卡蓝宝石中平直的“灰尘状”生长条带

图5-75 斯里兰卡蓝宝石中网状愈合裂隙

图5-76 斯里兰卡蓝宝石中六边形石墨与具有镜面反光的愈合裂隙

5其他

相比其他产地而言,斯里兰卡蓝宝石中聚片双晶少见。但是生长双晶常见,多呈独立板状。表5-10列出了斯里兰卡蓝宝石的内部特征。

表5-10 斯里兰卡蓝宝石内部特征表

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(四)泰国蓝宝石

泰国蓝宝石的主要产地有北碧府的博帕雷、尖竹汶府—达勒地区、拜林和帕府。其中北碧府博帕雷蓝色蓝宝石的产量多,质量好,因此地位最重要。北碧府博帕雷蓝宝石中可见固态包体周围伴随着岩浆热液造成的玻璃态边缘。尖竹汶府—达勒地区蓝宝石中可见罕见的红色或橙色的八面体铀烧绿石,以及次生愈合裂隙和平行菱面体面分布的针状水铝矿。拜林地区产出的蓝色蓝宝石的颜色纯净鲜艳。拜林蓝宝石中也可见到铀烧绿石,与尖竹汶府—达勒地区产出的蓝宝石内部的铀烧绿石比较,体积变化较大。它们可孤立出现,也可成排出现。帕府蓝宝石的颜色为深蓝色,有时趋于浅紫罗兰色到深紫罗兰蓝色。帕府蓝宝石的六边形色带明显,中心区域的六边形呈浅**到无色,而外围部分呈蓝色。

图5-77 泰国蓝宝石中天然玻璃包裹的流体包体组成愈合裂隙,可见干涉色

1固态(矿物)包体

泰国蓝宝石中最明显的特征是,以固态包体为中心伴有扁平状应力裂隙。固体包体常见**半透明磷灰石;无色透明斜长石;晶形不完整的六边形至浑圆状磁黄铁矿;方解石;黑云母等矿物包体。

2空洞及流体包体

泰国蓝宝石中常见由天然玻璃包裹流体包体形成的愈合裂隙。其中天然玻璃与流体包体折射率差异形成“彩虹色”薄膜干涉效应(图5-77)。

图5-78 泰国蓝宝石中色带与生长条带平行

3生长结构

泰国蓝宝石中生长特征并不明显。有时可见不等距色带(图5-78)。

4其他

泰国蓝宝石中聚片双晶发育,有时可见两组或两组以上平行于菱面体面的双晶交叉分布,形成“脚手架”状结构。双晶夹角为861°和939°。表5-11列出了泰国蓝宝石的内部特征。

表5-11 泰国蓝宝石内部特征表

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(五)美国蒙大拿蓝宝石

根据产地及成矿类型,美国蓝宝石的内部包体特征大致分为两类。约戈蓝宝石的显著特征是内部洁净程度较高。虽然流体包体和固态包体也会出现,但是多数情况下缺失。其内部包体与泰国红宝石的内部包体非常相似,包体周围伴随有次生愈合裂隙,呈现环礁状图案;色带不发育。在约戈蓝宝石中最常见的包体是各种微小晶体颗粒。金红石常呈深红色,具金属光泽(图5-79)。杆状和膝状双晶常见。无色晶体微粒周围也常伴有细小的六边形轮廓的指纹状包体。云母包体常呈浅棕色拉长状。尖晶石包体常见部分熔蚀现象。

图5-79 美国蒙大拿蓝宝石中针状金红石与六边形生长带

岩溪、干杨木溪和密苏里河矿产出的蓝宝石均为次生矿。岩溪蓝宝石中内部包体较少,因此常见到内部净度较高的蓝宝石。最常见的固态包体是金红石,经过热处理后的金红石中的钛元素可以扩散到蓝宝石中,并在金红石周围造成一种蓝色晕圈。如果包体向外膨胀,则会产生应力裂隙,钛元素就会进入盘状的裂隙中,使之呈现蓝色。在冷却的过程中裂隙逐渐愈合,最后晶体周围出现蓝色的盘状愈合裂隙。岩溪蓝宝石常有一个深色的六边形的核(图5-80)。且热处理过后颜色会更加明显。还有一些出溶的丝状金红石和沿着菱面体双晶结合面出溶的白色针状水铝矿。

表5-12列出了美国蒙大拿蓝宝石的内部特征。

图5-80 美国蒙大拿蓝宝石中深色六边形内核的环形色带|(亮域15×)

表5-12 美国蒙大拿蓝宝石包体特征表

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(六)巴西蓝宝石

米纳斯吉拉斯印第安蓝宝石矿产出的蓝宝石包体特征:①浑圆状到柱状晶体,伴有“彗星状”微粒群,浑圆状晶体可能为锆石(图5-81);红褐色片状云母晶体(图5-82);细小的金红石微粒聚集成雾状。②原生和次生流体包体,多数为气液两相,有时可见三相包体;几乎所有样品中都可见次生愈合裂隙。③平直或角状生长区域,常与明显的色带相关(图5-83)。④层状双晶不定向分布。⑤出溶的丝状金红石。内部常见固态包体:金红石、钛铁矿、锆石、白云母、独居石、尖晶石、黑云母和蓝晶石同质多相矿物。

图5-81 巴西蓝宝石中大量无色透明的晶体伴随“彗星尾巴”

(七)坦桑尼亚蓝宝石内部特征

1松盖阿矿区

坦桑尼亚松盖阿矿区产出蓝宝石内部典型包体特征是,各种形态、大小的金红石,同一颗宝石中可以出现不同类型金红石,即柱状或拉长至浑圆状棕褐色到黑色金红石晶体和呈云雾状的出溶金红石微粒同时出现(图5-84)。其中一些具有金属光泽的金红石是刚玉在晶体生长过程中捕获的原生包体,当其出露于表面时呈银灰色。

图5-82 巴西蓝宝石中棕红色的片状云母包体

图5-83 巴西蓝宝石中平直色带和“彗星状”固态包体群

其他固态包体还有锆石,部分颗粒较大的锆石周围往往伴随有应力裂隙(图5-85),而颗粒细小的锆石则聚集呈云雾状分布(图5-86)。松盖阿蓝宝石中另一个特殊的矿物包体是单独或成群出现的绿帘石。部分宝石学家认为绿帘石是松盖阿蓝宝石的标志性包体。此外,常见无色透明不规则浑圆状长石晶体,单独或成群出现(图5-87)。

图5-84 坦桑尼亚松盖阿蓝宝石中短柱状金属光泽的原生金红石及周围伴随的细小金红石微粒(顶光45×)

图5-85 坦桑尼亚松盖阿蓝宝石中锆石及伴随的应力裂隙(暗域50×)

图5-86 坦桑尼亚松盖阿蓝宝石中细小无色透明锆石晶体呈云雾状密集分布(散射+斜向35×)

图5-87 坦桑尼亚松盖阿蓝宝石中无色透明不规则浑圆状的长石晶体成群出现(散射光照明50×)

图5-88 坦桑尼亚松盖阿蓝宝石中愈合裂隙(亮域50×)

松盖阿蓝宝石内部可见到不同类型的裂隙:①平面或轻微起伏状裂隙;②片状愈合裂隙伴有细小的晶体/负晶并呈现不同种类的愈合裂隙;这些愈合裂隙面上常见孤立的,液滴状或不规则形状的细小包体。包体有时呈枝杈状和网状分布(图5-88)。

表5-13列出了坦桑尼亚松盖阿蓝宝石中常见的内部特征。

表5-13 坦桑尼亚松盖阿蓝宝石内部特征表

2通杜鲁矿区

坦桑尼亚通杜鲁蓝宝石中最常见的固态包体是锆石。多数锆石体积较小,无色透明,呈拉长状或不规则的浑圆状,有时伴有反光羽翼状外观的应力裂隙(图5-89)。无色透明且晶形完好的六方柱状磷灰石晶体,体积较大(图5-90)。定向排列的短到中等长度的针状金红石,沿生长区域分布(图5-91),局部形成与斯里兰卡蓝宝石相似的“补丁状”。金色或红棕色不规则浑圆状或片状独居石晶体(图5-92)。部分矿物包体伴有彗星状尾翼,这些尾翼是由非常细小反光微粒组成的(图5-93)。

通杜鲁蓝宝石中还常见形态各异的负晶和愈合裂隙(图5-94)。负晶的大小和形态变化较大,有些体积较大的负晶周围常伴有应力裂隙,部分负晶反光明显。愈合裂隙分布不定向,往往具有霜状外观,且指纹状结构不发育。

图5-89 坦桑尼亚通杜鲁蓝宝石中伴有小型羽翼状裂隙的浑圆状透明锆石(亮域50×)

图5-90 坦桑尼亚通杜鲁蓝宝石中无色透明晶形完整的磷灰石晶体(亮域40×)

图5-91 坦桑尼亚通杜鲁蓝宝石中密集排列的点状—短针状金红石包体群呈“补丁状”(暗域50×)

图5-92 坦桑尼亚通杜鲁蓝宝石中低突起的红棕色片状独居石晶体伴有应力裂隙(散射50×)

图5-93 坦桑尼亚通杜鲁蓝宝石中伴有“彗星状”尾翼的无色透明锆石晶体(暗域50×)

图5-94 坦桑尼亚通杜鲁蓝宝石中具有霜状外观的高反光愈合裂隙(暗域50×)

图5-95 坦桑尼亚通杜鲁蓝宝石中跨越多个刻面的平直等距生长结构(遮掩照明50×)

图5-96 坦桑尼亚通杜鲁蓝宝石中蓝色/紫罗兰色色带(散射32×)

在通杜鲁刚玉宝石中,平直的和角状色带相当普遍(图5-95)。最常见的是蓝色和紫蓝色蓝宝石中的蓝色/无色、紫蓝色/紫色或蓝色/紫罗兰色色带(图5-96)。蓝色/**或蓝色/绿色色带很少见。

表5-14列出了坦桑尼亚通杜鲁蓝宝石的内部特征。

表5-14 坦桑尼亚通杜鲁蓝宝石内部特征表

3翁巴矿区

坦桑尼亚翁巴蓝宝石中最明显的包体是脚手架结构(图5-97)。这种脚手架结构由平行于菱面体面方向上的三组交面空管构成,部分空管位置被水铝矿替代。在同一平面上的两组交面空管夹角分别为861°和939°,与菱面体晶面夹角一致。泰国蓝宝石中也可见到类似结构。翁巴蓝宝石中还可见大量无色透明浑圆状锆石晶体(图5-98)。

图5-97 坦桑尼亚翁巴蓝宝石中平行于菱面体面的交面空管组成“脚手架”结构(暗域50×)

图5-98 坦桑尼亚翁巴蓝宝石中大量无色透明浑圆状锆石晶体(暗域50×)

(八)马达加斯加蓝宝石

1伊拉卡卡矿区

伊拉卡卡蓝色蓝宝石中最常见的矿物包体是金红石。金红石晶体多呈针状,大小不等(图5-99)。细小的金红石微粒密集分布呈云雾状(图5-100),短针状金红石常呈“阶梯状”分布。少量金红石可见“箭头状”双晶(图5-101)。

图5-99 马达加斯加伊拉卡卡蓝宝石中各种长度和形状的金红石(斜向30×)

图5-100 马达加斯加伊拉卡卡蓝宝石中点状金红石呈云雾状密集分布并伴有干涉色

图5-101 马达加斯加伊拉卡卡蓝宝石中“箭头状”金红石双晶

马达加斯加南部伊拉卡卡地区产出的蓝色蓝宝石中,除金红石外,还可以出现柱状或浑圆鹅卵石状的磷灰石、各种浑圆状的长石、成群分布的浑圆状近无色锆石晶体(图5-102)和孤立的**透明独居石(图5-103)。锆石和独居石晶体常伴随着盘状应力裂隙,不同之处在于锆石往往成群分布,而独居石独立存在。此外,还可见碳酸盐、黑色不透明假六方石墨晶体、棕色透明不规则或片状云母和尖晶石(图5-104)。

图5-102 马达加斯加伊拉卡卡蓝宝石中浑圆状无色锆石晶体成群分布并伴有应力裂隙(左图:散射光50×;右图;暗域+斜向50×)

图5-103 马达加斯加伊拉卡卡蓝宝石中**透明浑圆状独居石(散射光50×)

图5-104 马达加斯加伊拉卡卡蓝宝石中独居石、锆石、磷灰石、长石等多种矿物包体(暗域+遮掩照明50×)

伊拉卡卡蓝色蓝宝石的其他包体特征有:成群分布或独立存在的细长反光管状或纤维状包体(图5-105);较大的空管常充填有橙红色“浸染物质”;伊拉卡卡蓝宝石中少见双晶;愈合裂隙形态丰富,可见细腻的面纱状或粗糙网状(图5-106)等复杂图案。

图5-105 马达加斯加伊拉卡卡蓝宝石中束状分布的管状包体(亮域45×)

图5-106 马达加斯加伊拉卡卡蓝宝石中粗糙网状愈合裂隙(暗域50×)

伊拉卡卡蓝色蓝宝石中常见各种形态的色带,有的色带边界清晰平直,与生长条带平行(图5-107)。事实上,生长带往往在有色和无色区域之间的过渡区域形成波浪状分界线。伊拉卡卡含铬的蓝色蓝宝石中可见到紫色荧光带。

图5-107 马达加斯加伊拉卡卡蓝宝石中平直生长结构(暗域+遮掩照明50×)

2安迪拉梅纳矿区

马达加斯加安迪拉梅纳矿区产出的蓝宝石中固态包体种类丰富。可见短柱状无色自形的磷灰石(图5-108),深棕红色透明柱状和金红石双晶(图5-109,图5-110),**低突起独居石矿物群(图5-111),无色透明长柱状到针状角闪石矿物等(图5-112)。

图5-108 马达加斯加安迪拉梅纳蓝宝石中晶形完整的磷灰石(暗域+斜向50×)

图5-109 马达加斯加安迪拉梅纳蓝宝石中深棕红色透明短柱状金红石(亮域50×)

图5-110 马达加斯加安迪拉梅纳蓝宝石中金红石双晶(亮域+斜向50×)

图5-111 马达加斯加安迪拉梅纳蓝宝石中**独居石群(亮域+斜向50×)

图5-112 马达加斯加安迪拉梅纳蓝宝石中针状角闪石矿物(散射50×)

安迪拉梅纳蓝宝石中有时还可见:沿生长层密集分布的灰色细小点状包体(图5-113);由孤立负晶组成的愈合裂隙具有轻微起伏状外观(图5-114),以及一组双晶纹(图5-115)。

图5-113 马达加斯加安迪拉梅纳蓝宝石中沿生长层密集分布的灰色点状包体(散射光50×)

图5-114 马达加斯加安迪拉梅纳蓝宝石中由孤立负晶组成的愈合裂隙(散射50×)

图5-115 马达加斯加安迪拉梅纳蓝宝石中聚片双晶(暗域50×)

3安德拉努丹布矿区

许多安德拉努丹布蓝宝石具有完整的晶形,且在晶体表面可见熔蚀特征。熔蚀现象是在矽卡岩化的第二阶段,由于化学环境发生变化而产生的。

安德拉努丹布蓝宝石的矿物包体随机分布。最常见的矿物包体是方解石。无色透明方解石晶体的形状和大小差异很大,可见浑圆状、拉长状或板状形态(图5-116)。此外,还可见无色透明的磷灰石、长石、独居石(图5-117),锆石及其周围的应力晕圈(图5-118)。

图5-116 马达加斯加安德拉努丹布无色透明浑圆状方解石晶体(亮域50×)

图5-117 马达加斯加安德拉努丹布蓝宝石中**独居石(亮域50×)

图5-118 马达加斯加安德拉努丹布蓝宝石中锆石及伴随的应力裂隙(亮域50×)

安德拉努丹布蓝宝石中常见负晶,常见形态变化大的负晶,并且内部常含有流体。顶光照明条件下,部分个体较大的负晶显现出镜面反光。有时,负晶面生可见晶面花纹(图5-119)。

安德拉努丹布蓝宝石中常见愈合裂隙。愈合裂隙面多呈平坦状,可见大量流体包体组成各种各样的图案(图5-120)。单个流体包体多呈浑圆状或拉长状。

图5-119 马达加斯加安德拉努丹布蓝宝石中的负晶(亮域50×)

图5-120 马达加斯加安德拉努丹布蓝宝石中小的浑圆状流体包体组成的愈合裂隙(亮域40×)

安德拉努丹布蓝宝石中色带明显(图5-121)。宽窄和深浅不同的蓝色中心区域和六边形轮廓共同构成六边形生长环带,并在生长带中掺杂着灰色点状包体(图5-122)。

图5-121 马达加斯加安德拉努丹布蓝宝石中的色带(亮域32×)

图5-122 马达加斯加安德拉努丹布蓝宝石中由灰色点状包体组成的角状生长条带(亮域35×)

4安齐拉纳纳矿区

岩浆型蓝宝石具有典型的矿物包体特征。包体组合为长石(钠长石、钙长石、钠/钾—透长石)、锆石、金红石、赤铁矿、尖晶石(铁铝尖晶石、磁铁矿或钴尖晶石)、铀烧绿石、磁黄铁矿、硅酸钍矿、沥青铀石和贫硅富铁玻璃态包体。

马达加斯加北部安齐拉纳纳蓝宝石中已确定的矿物包体有长石、锆石、铌铁矿、铁尖晶石、沥青铀矿、烧绿石等。这些包体足以证明该产地的蓝宝石属于典型的岩浆型。同属安齐拉纳纳矿区的安布卓米弗希(Ambondromifehy)蓝宝石中最常见的特征包体是长石,及其周围包围的“花环状”愈合裂隙。一些安布卓米弗希蓝宝石含有六边形轮廓的无色到灰色中心区,并由乳白色到蓝紫色区域包围,这一现象在其他产地很少见。表5-15列出了马达加斯加不同矿区所产蓝宝石的内部特征。

表5-15 马达加斯加不同矿区内部特征表

续表

(九)澳大利亚蓝宝石

对澳大利亚蓝宝石内部特征的系统研究较少,其原因是大多数澳大利亚蓝宝石原石在泰国经过了热处理,研究人员很难在澳大利亚以外的地区获得具有产地特征的样品。由于澳大利亚与泰国、柬埔寨具有相类似的地质成因,所以两者内部包体具有相似性或一致性。例如,北碧府蓝色蓝宝石中出现的长石晶体包体也被认为是澳大利亚蓝宝石的特征包体。

1固态(矿物)包体

澳大利亚蓝宝石中常见的固态包体有无色透明的长石晶体、自形到半自形的红色铀烧绿石、透明锆石晶体等。

2生长结构

澳大利亚蓝宝石中平直,角状色带边界清晰,部分呈弥漫或浑浊的云雾状(图5-123)。澳大利亚蓝宝石色带分布主要出现在两个方向上。最常见的是平行c轴的六边形或三角形色带。横截面颜色通常越靠近中心区域颜色越深(图5-124)。另外是与c轴形成小角度夹角的色带,一般底部颜色深,顶部颜色浅。阿那基**蓝宝石中常出现以**为核心,周围是锯齿状的绿色轮廓。澳大利亚蓝宝石中常见深浅交替的色带,其中掺杂无色或浅**,与蓝色或绿色混合后形成绿蓝色细带(图5-125),这种颜色降低了澳大利亚蓝宝石的商业价值。

玄武岩型蓝宝石具有一个共同的特点,即可见明显的生长环带。蓝色和绿色的蓝宝石中平直或角状色带的颜色主要是蓝色、无色或者蓝色、**色带的交替出现。因此,当沿着c轴观察时,常可以见到六边形的色带。个别的情况下,也可见到三角形的色带。

图5-123 澳大利亚蓝宝石中边界清晰的角状色带,部分区域可见弥漫的点状包体(暗域50×)

图5-124 澳大利亚蓝宝石中深色六边形中心区域和环形色带(暗域65×)

图5-125 澳大利亚蓝宝石中蓝色色带中掺杂的浅**混合后形成的绿蓝色色带(暗域+斜向40×)

3愈合裂隙及双晶

澳大利亚蓝宝石中的裂隙以次生愈合裂隙为主。部分愈合裂隙呈扭曲状,可能经过热处理(图5-126)。多数愈合裂隙是由反光强的细小流体包体组成指纹状外观(图5-127)。澳大利亚蓝宝石常见聚片双晶(图5-128),并平行于菱面体{1011}。

图5-126 澳大利亚蓝宝石中扭曲状愈合裂隙群(暗域+斜向25×)

图5-127 澳大利亚蓝宝石中由流体包体组成的愈合裂隙(暗域+斜向40×)

图5-128 澳大利亚蓝宝石中一组双晶(暗域50×)

表5-16列出了澳大利亚蓝宝石的内部特征。

表5-16 澳大利亚蓝宝石内部特征表

(十)中国山东蓝宝石

相对而言,中国山东昌乐蓝宝石的包体较少,但是色带非常发育。其中黄棕色、棕褐色蓝宝石中包体数量较多,而蓝色、蓝绿色蓝宝石中则多相包体发育。

1固态包体

山东蓝宝石中常见的固态包体有:体积较大和数量较多的锆石;呈指纹状分布的刚玉微晶;红色、深褐色或绿黑色八面体晶形或粒状的镁铁尖晶石;点状或针状的金红石常沿三个方向分布(图5-129)。此外,还有橄榄石、单斜辉石、长石、霞石、磁铁矿、钛铁矿、石榴子石、利蛇纹石等。

图5-129 中国山东昌乐蓝宝石中沿三个方向分布的点状金红石针(亮域32×)

2流体包体和空洞

山东蓝宝石中充填多相物质的空洞沿愈合裂隙面上成群或成面状,呈指纹状、弯曲管状等。在固—气两相包体中,固相成分为刚玉、尖晶石、锆石,而气相成分全为CO2;在固—液两相包体中,固相成分为碳酸盐类,液相成分为水;在三相包体中,气相为CO2;固相为利蛇纹石,液相为水。

3生长特征

图5-130 中国山东昌乐蓝宝中平直的蓝色/**色带(亮域20×;照片由李建军提供)

六方环状色带是山东蓝宝石的重要特征之一,90%以上的刚玉具有六方环状色带(图5-130)。部分晶体从中心至外部晶面,连续发育有宽窄疏密不等的环状色带;有些晶体的中心有一个深色不透明正六边形的“核”,“核”内无色带,“核”外发育六方环状色带,“核”在不同晶体中的大小差异较大。色带的形成,代表蓝宝石生长过程中介质条件的变化,尤其是FeO和TiO2含量的变化,蓝宝石色带的电子探针成分分析结果表明,深蓝色条带TiO2含量相对较低,FeO的含量相对较高,浅蓝色条带的TiO2含量高,FeO含量低,深浅交替,构成六方环状色带。

4聚片双晶及裂理

有些蓝宝石沿c轴可见三组交叉裂理,交角60°。定向薄片偏光显微镜观察见有三组平行于菱面体 晶面的聚片双晶,裂理面为双晶面及双晶结合面。双晶纹宽度在01~1mm之间。表5-17列出了中国山东蓝宝石的内部特征。

表5-17 山东蓝宝石内部特征表

天然宝石是在复杂的地质环境中形成的，外来杂质的混入、成矿溶液的浓度及温度压力的变化都会对宝石的生长产生影响，同时也会在宝石的内部留下一定的痕迹，这就是我们常说的包体。宝石中包体的形成与矿物包体形成一样，往往与晶体生长过程中产生的晶体缺陷有关。晶体中缺陷的形成则和晶体的结构类型、晶核的数量、晶体的生长速度及环境（如温度、压力、介质浓度等）密切相关。19世纪初，人们就开始研究矿物中的包体，只是到了19世纪末和20世纪初，由于合成红宝石和蓝宝石的出现，人们才意识到宝石内部的包体的重要性。

研究宝石的包体极为重要，它可以帮助我们鉴定宝石品种、区分天然和合成宝石、判别宝石的优化处理、评价宝石的品质和了解宝石的成因甚至产地。

一、包体的概念

包体的概念来源于矿物学，在宝石学中给予了沿用和扩展。

宝石包体的概念有狭义和广义之分。狭义包体的概念是指宝石矿物生长过程中被包裹在晶格缺陷中的原始成矿熔浆，其至今仍存在于宝石矿物中，并与主体矿物有相的界线。

广义包体的概念是指影响宝石矿物整体均一性的所有特征。即除狭义包体外，还包括宝石的结构特征和物理特性的差异，如带状结构、色带、双晶、断口和解理，以及与内部结构有关的表面特征等。宝石学中多涵盖的是广义包体概念。

二、宝石中包体的分类

（一）依据包体与宝石形成的相对时间分类

依据包体与宝石形成的相对时间，可将包体分为原生包体、同生包体和次生包体。

1原生包体

原生包体是指比宝石形成更早，在宝石形成之前就已结晶或存在的一些物质，在宝石晶体形成过程中被包裹到宝石内部。原生包体的形成主要与介质环境（如成矿溶液成分和浓度的变化）及晶体的快速生长有关。宝石中的原生包体都是固态的，它可以与寄主矿物同种，也可以不同（见图1-2-1）。

图1-2-1 缅甸红宝石内的磷灰石晶体

合成宝石一般不存在原生包体，但对于有种晶的一些合成方法，也可把合成宝石中的种晶视为一种原生包体。

2同生包体

同生包体是指在宝石生成的同时所形成的包体，它们的形成主要与晶体的差异性生长、晶体的不规则生长结构、晶体的生长间断、溶液过饱和度的变化、外来杂质的出现、体系温度或压力的突然变化等因素有关。此类包体可以是固态的，也可以是含有呈各种组合关系的固体、液体和气体，甚至空洞或裂隙等，还可以是导致分带性的化学组分变化所形成的色带、幻晶等。

（1）同生固态包体

在某些情况下，若包体矿物与宝石晶体沿结合面的原子结构相似，当宝石晶体停止生长时，包体矿物可聚集和生长在宝石晶体的表面；晶体的重新生长会覆盖这些生长在表面的矿物，使之成为包体。

纤维状矿物的生长速度比主体宝石的生长速度快，因而可以形成长丝状的包体，如水晶中呈针状的金红石、闪石包体（见图1-2-2）。

在高温下结晶均匀的固溶体矿物，当温度缓慢下降时，固溶体的溶解度减小达到过饱和状态，而出溶成为两个彼此不同的矿物，可使宝石晶体中含有片状或针状矿物晶体，而且它们的方向往往与寄主晶体的某个结构方向平行。例如：从刚玉中出溶的金红石结晶成三组针状的晶体，相互的交角为120°，而且均平行于刚玉的底轴面。

图1-2-2 水晶中铁钠闪石包体（发晶）

图1-2-3 斯里兰卡蓝宝石的指纹状包体

钛化合物如金红石、榍石和钛铁矿是宝石中最常见的出溶矿物。这是由于Ti元素的丰度大，易于为寄主晶体所容纳并从寄主晶体晶格中出溶。大量的出溶针状物可在刚玉、石榴石和尖晶石等宝石中产生猫眼和星光效应。其他的出溶矿物有日光石、堇青石中的赤铁矿；月光石中的钠长石；拉长石中的针铁矿等。

（2）同生流体（气液）包体

产于某些地质环境的宝石可含有大量的气液包体。由于形成条件的制约，气液包体很少见于火成岩，常见于伟晶岩中。这是因为伟晶岩形成于较低的温度，并含有大量的水溶液。

晶体在生长过程中可能破裂，成矿溶液可以进入其裂隙中，直到裂隙在适当部位愈合为止。以这种方式形成的愈合裂隙在富含水溶液环境条件下生成的宝石中是常见的。愈合裂隙可以呈扁平状或弯曲状，常说的“指纹状包体”就属于此类（见图1-2-3）。

有的宝石内部可含有管状的孔道或具有规则形状的孔洞。这是由于宝石晶体在生长的过程中生长阻断或生长速度过快造成的。在生长过程中，孔道或孔洞的形状可能会发生改变或愈合。如海蓝宝石中的“管状”包体可以呈断断续续的“雨丝状”。

很多情况下，经常见到液态包体与气态、固态包体共存。

（3）同生的非物质性包体

宝石晶体中常见同生不均匀性包体，主要表现为下述几种分带现象。

包体分带　宝石晶体生长的暂时停顿使外来的晶体集结在寄主晶体的表面。若寄主晶体重新生长，便可形成或多或少的呈面状分布的薄层包体，即所谓的“幻晶”。

颜色分带　颜色分带通常取决于宝石中化学成分的变化，它反应了宝石生长环境和流体化学成分的变化，如红宝石、蓝宝石中的平直或角状色带。

结构分带　结构分带通常是由宝石中的双晶造成的，如钻石、长石和红蓝宝石中的生长纹和双晶纹。

合成宝石的包体大都属于同生包体，它们可以是固态、气态或液态。但它们往往从形态和组成上与天然宝石明显不同，可作为区分天然与合成宝石的主要或诊断性特征。如助熔剂法合成红宝石中的助熔剂残留（见图1-2-4），水热法中合成祖母绿中的铂金片、合成祖母绿中由硅铍石和空洞构成的“钉头”状包体，焰熔法合成红宝石中的弧形生长纹和气泡（见图1-2-5）等。

图1-2-4 助熔剂法合成红宝石中的助熔剂包体

图1-2-5 合成红宝石中的弧形生长纹及变形气泡

3次生包体

次生包体是指宝石形成后产生的包体，它是宝石晶体形成后由于环境的变化，如受应力作用产生裂隙，外来物质沿其渗入及裂隙充填所形成的包体，甚至可能是由于放射性元素的破坏作用所形成的包体。

（1）次生裂隙及外来物质充填胶结

宝石停止生长后产生的裂隙中可能会有外来物质进入并在其中沉淀。常见的外来物质是铁和锰的氧化物，如水晶或玛瑙中的黑色树枝状包体（见图1-2-6）。

（2）放射性元素的破坏作用

有些宝石经常含有微量的放射性元素，如锆石常含有放射性元素U和Th，由于它们的存在不但可以破坏宝石本身的晶体结构，同时，当锆石作为包体出现在其他宝石矿物中时，放射性元素在破坏锆石晶格的同时，还会使锆石的体积增大，也可对主晶宝石晶格产生破坏，产生的应力可导致在锆石周围形成放射状的裂隙等痕迹，这就是我们所说的“锆石晕”（见图1-2-7）。

合成宝石往往不存在次生包体。但对于优化处理的宝石，可含有一些次生包体。如，红蓝宝石的热处理，往往会导致内部固态包体的体积发生变化，使之发生爆裂而在周围产生次生裂隙（见图1-2-8）；也会使宝石中存在的Fe、Ti出溶，而形成金红石针；也可使同生的针状金红石包体熔蚀，形成呈点状排列的金红石。这些也都可以作为宝石热处理的鉴定特征。另外，宝石的染色处理、充填处理也可视为次生的包体；扩散处理造成的颜色在刻面宝石的腰棱部位的颜色集中、激光打孔处理和KM处理钻石所留下的痕迹和裂隙也可视为次生包体。

图1-2-6 玛瑙中的树枝状包体

图1-2-7 斯里兰卡铁铝榴石中锆石包体周围的“锆石晕”

图1-2-8 蓝宝石热处理应力环

（二）依据包体的相态分类

根据包体的相态特征，可将包体分为固相包体、液相包体、气相包体。

固相包体主要指在宝石中呈固相存在的包体，如红宝石中的金红石、祖母绿中的黄铁矿和方解石等。

液相包体指单相、两相的流体为主的包体，最常见的液体为水、溶解盐（石盐水、含碳酸的水），有机液体也偶有出现（萤石中的石油液态包体，见图1-2-9）。例如蓝宝石中的指纹状包体、萤石和黄玉中的两相不混溶的液态包体等。

气相包体指主要由气体组成的包体，如琥珀中的气泡、祖母绿中的CO2气态包体、合成红蓝宝石和玻璃中的气泡等。

在实际宝石中，往往可见到两种或两种以上相态包体共存的现象，从而可将其分为单相、两相、三相或多相包体。单相包体指以固相、液相或气相单一相态存在的包体，其多为单相的固态包体，在合成宝石中也常见单相的气态包体（即气泡）；两相包体可以是气－液（如指纹状包体多为气液两相包体）、液－液（如黄玉中的两相不混溶的液态包体）、液－固两相包体；三相包体主要指同一包体内含有气－液－固三相或液－液－气三相包体，如祖母绿中常见的由石盐－气泡－水构成的三相包体（见图1-2-10）。

两相或多相包体的形成往往都与前期形成的流体的液态包体有关。当流体被捕获到宝石晶体的孔洞时，流体可能是均一的（少数情况下由液体和悬浮晶体、液体和悬浮气体或两相不混溶液体组成），这种均一的流体会随着温度的下降而发生变化，分离出气体、固体或其他液体。

图1-2-9 萤石中的石油液态包体

图1-2-10 祖母绿中的固－气－液三相包体

天然宝石中存在于液态包体中的气态包体多为低压水蒸气、二氧化碳或甲烷。它们多为由于温度或压力的下降从溶液中逸出的气体。

存在于液态包体中的固态包体多为盐类晶体，它们也是液态包体温压的下降造成溶液过饱和从溶液中析出的晶体。主要晶体为钠、钾、钙、镁的氟化物、氯化物、碳酸盐或硫酸盐。其中最常见的是石盐（氯化钠）、钾盐（氯化钾）和石膏（硫酸钙）。

（三）依据包体成分分类

根据包体成分特点可将包体分为有机包体和无机包体两大类。

有机包体是指主要由有机物质组成的包体，如琥珀中的动植物包体（见图1-2-11）及萤石中的石油包体等。

图1-2-11 琥珀中的植物包体

无机包体是指各种晶体、熔体及气液流体包体，它们由无机物质组成，绝大部分宝石中的包体都是无机包体。

（四）依据包体存在形式分类

根据包体的存在形式，可将包体分为物质型包体和非物质型包体两大类。

1物质型包体

是指以实际物质形态存在的包体，如固态、液态和气态包体等。

2非物质型包体

是指由晶体缺陷及后期应力作用形成的内部缺陷所构成的包体，它们往往不是以实际的物质形式存在，而多呈一种现象出现，如空晶、双晶面、解理纹等。多是由晶体成分的变化、晶体缺陷、放射性蜕变所导致的与主体宝石颜色有明显差异的色带、色团、色晕等组成的包体，以及由宝石的物理性质引起的特征现象。

（1）颜色分布

宝石中颜色的分布特征对揭示宝石优化处理、合成和天然类型是非常有用的。平直的颜色分带是诸如茶晶、紫晶和蓝宝石等许多天然宝石的典型特征，但平直的色带并不一定就是天然宝石的特征。焰熔法合成宝石往往具有弯曲的色带。人工改色的宝石的颜色分布具有独特性，在染色宝石中，宝石的颜色集中在裂隙中和晶粒的边界处；扩散处理的宝石，颜色集中在尖角、棱线和表面的裂隙处。

（2）表面特征

表面特征能提供关于宝石结构和宝石定名的相关线索，如钻石中的双晶可在抛光面上产生“纹路”；处理的翡翠表面可显示“沟渠状”或“蛛网状”的现象。

（3）解理和断口

解理和断口对某些宝石的鉴别有一定价值。玻璃显示贝壳状断口，而可被玻璃仿制的绿松石则具暗淡平坦的断口；具阶梯状断口说明宝石的解理发育，如锂辉石、长石；解理对鉴定钻石意义重大，钻石腰围的须状腰、“V”形缺口、天然面是其仿制品所不具备的。

（4）双晶

刚玉、金绿宝石、长石中常可见到双晶。早期双晶被认为是天然成因的证据，但在助熔剂法合成的宝石中也已见到双晶。矿物中的双晶可以是同生的或次生的，如方解石的双晶可以在晶体停止生长后因形变而形成，刚玉中的双晶也可以此方式形成。

（5）重影

对于双折射率大的宝石来说，用10倍放大镜或显微镜，在适当的角度可以看到明显的后刻面棱线和内部包体的重影，如橄榄石、碧玺、锆石、合成金红石等（见图1-2-12）。

图1-2-12 合成金红石后刻面棱线的重影

以上不同的分类从不同的角度归纳了包体的特征，每一个分类都不可能涵盖宝石包体的全部特征，熟悉这些分类方法对宝石鉴定具有重要意义。

三、研究宝石包体的意义

宝石包体的研究在宝石学中具有重要意义，归纳起来有如下几点。

（1）了解天然宝石的生成条件，指导找矿和确定合成宝石实验条件

宝石中的包体是研究宝石形成条件最直接的证据，通过宝石中的包体我们可以测定宝石形成时的温度、压力、氧逸度等数据，这些数据对于宝石的找矿、勘探、开采及进行人工合成宝石具有重要意义。

（2）根据典型包体及包体的组合特征，确定宝石品种及优化处理方法

各种宝石之间各项物理常数有时是重叠的，这时宝石中的包体就具有重要意义。通过对宝石包体的观察，可以区分天然宝石、人工宝石，确定宝石品种，判别宝石的优化和处理方法。

（3）根据宝石的典型包体及包体组合确定宝石的产地

有时可以根据宝石中的特征包体来判断宝石的产地。但只有发现宝石中的确存在某些特殊的包体组合时，判断宝石产地的结果才会可靠。如祖母绿中含有氟碳钙铈矿或含有立方体石盐的三相包体时，我们可以判断该祖母绿的产地是哥伦比亚。

（4）根据宝石中包体的特点对宝石进行合理加工

某些宝石因为具有特征的包体，可以使宝石增值，如水胆玛瑙。若宝石中存在一组或多组平行排列的纤维状包体时，经过合理的加工，可使宝石产生猫眼效应或星光效应，也可提高宝石的价值。

（5）根据宝石包体的大小及分布特征对宝石进行评估和分级

宝石包体的存在有时会提高宝石的价值，有时会降低宝石的价值。根据包体的特征，可以对宝石的质量做出综合评价。例如根据钻石中包体的大小、位置、数量、可见度对钻石进行品质等级划分。

（6）了解宝石包体的性质，确定对宝石进行技术处理的可能性

如钻石的激光处理。

红宝石原石表面有白色色带

红纹石里有白纹是正常的，红纹石里的白纹是天然属性，大部分原石就是这样的。

红纹石是一种美丽的玫瑰色宝石，中间通常会有乳白色的条纹状的絮状的纹路出现，天然红纹石原石大部分就是带白纹的，所以大部分红纹石手链也会是带白纹的。我们可以清晰地看到乳白色条纹，当然这在冰种红纹石中是很难见到的，这是红纹石最大的物理特性。

1762-1770 折射率是蓝宝的折射率，平直色带说明是天然蓝宝，合成蓝宝石色带多呈弧形，S925就是925银，用银镶嵌的蓝宝一般都不是很好，另外不知加热或褪色处理过吗？处理过的价格会更便宜，价格小几百以内吧

常见的主要颜色：以透明至白色较普遍。也有极少数颜色鲜亮质地通透的品种，尤以金**最为罕见。

其余的比如红，绿，蓝，紫等也都有少数产出，但是因为此类颜色的宝石品种较多，所以均不及金**玉髓所受青睐。如新发现的品种“金水菩提”就是一个比较典型的品种。

人们通常将玛瑙与玉髓混淆，但是只要了解相关知识后就很容易辨别了。虽然玉髓与玛瑙的构成物质同属于石英（主要是二氧化硅）但是也有很明显的区别的。因为形成的条件不同，所以内部结构也大有区别[1]。玉髓属于含水石英的隐性晶体，这一点与水晶更为接近，但是玛瑙却是脱水二氧化硅的胶凝体。所以玉髓的通透感极强，而玛瑙与之相比就逊色得多了

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。

合成蓝宝石：颜色均一，洁净，包裹体稀少，有圆气泡，均质体。

你的戒指蓝宝石是天然的。不要去追求完美，有“缺陷”（或许不应该说是缺陷）是天然宝石的共性。钻石也一样，完美的几乎找不到。

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。