金绿宝石（变石和猫眼） Chrysoberyl

金绿宝石古称金绿玉，其英文名称Chrysoberyl(词头来自希腊词shryso，意指金**)，即指金绿色铍矿物。它位列五大名贵宝石之一，是因为它的两个具特殊光学效应的变种：猫眼和变石。它们非常美丽、稀有，质量好的比红宝石、蓝宝石、祖母绿还珍贵。

一、金绿宝石的基本特征

矿物名称：金绿宝石

化学成分：理论化学式BeAl2O4，常含铁(F2O3可达6%)，变石中含少量铬(Cr2O3可达1%)。各色品种都可含微量铁、铬、钛、镁等。

晶系及结晶习性：斜方晶系，单晶板状或柱状，有时呈假六方对称的轮式双晶和膝状双晶(图16-3-1)。

图16-3-1 金绿宝石常见晶形

a—单晶；b—轮式双晶；c，d—膝状双晶

光学性质：颜色有红、橙、黄、蓝、绿、紫或紫罗兰及黄褐到褐色的，也有无色的；无特殊光学效应的主要为**至带黄的绿色或带绿的**；猫眼石常为暗的带黄的褐色到浅**、蜜**，带绿色的也较常见；变石在日光下为绿、蓝绿或浅绿色等偏冷色调，在白炽灯下呈紫红、紫罗兰到红或带紫红色的偏暖色调。

玻璃光泽，抛光好达亚金刚光泽；透明到半透明。

二轴晶，正光性(也有负光性的)；折射率范围：Np1740～1759，Nm1747～1764，Ng1745～1770；双折率一般在0008～0012；色散0015。

多色性：体色浅的品种，如黄、褐、绿色者，色淡时，三色性只在两个色调深及浅之间变化，三色性弱到中等；体色深者三色性才明显。**品种为无色—淡黄—绿黄；金黄绿色者为淡黄—橙黄—淡褐；一般为淡红或无色—橙黄到淡黄—鲜绿或淡褐。变石一般为深红或紫红—橙黄或橙—绿；缅甸产的变石为紫—亮绿—蓝绿。

荧光现象：变石在长、短波紫外光下均呈弱红色；浅绿色金绿宝石在短波紫外光下为绿**；其他品种无紫外荧光反应。

吸收光谱：带**和褐色者，吸收带在504nm和486nm，在444nm有强吸收的是铁谱。变石吸收带在640～555nm，低于470nm全吸收；慢光在680nm、678nm有铬的荧光双线之外，还有665nm、655nm和649nm弱的窄线；快光的弱吸收双线在678nm的稍强，更弱的两条在655nm和645nm。有资料说，**宝石在580nm和630nm有吸收线，绿色宝石在476nm、473nm、468nm有3条弱吸收线。

力学性质：平行{101}柱面方向解理弱到中等、平行{010}及底面方向解理不完全；断口贝壳状；硬度85，韧性好(抗磨蚀)；猫眼石的韧性更好过一般金绿玉。由于它硬又耐磨，与任何酸(包括氢氟酸、热浓硫酸)均无反应，又耐高温(熔点高于1200℃)，在宝石镶嵌加工的火焰下不发生变化，所以，加工处理时抵抗力好，也利于经久佩戴。

无色金绿宝石的密度为370g/cm3，彩色的密度稍高，暗色石最高。由于包裹体等影响，密度的变化范围在363～383g/cm3。

显微特征：猫眼中主要是平行晶体c轴的管状负晶和短的针状体；充填空洞的次生愈合面上指纹状气液两相包裹体可见于各个品种，有双晶的可见阶梯状双晶纹。乌拉尔产的变石中，羽状包裹体和其他包裹体与某些红宝石的类似。**和褐色金绿宝石中常见液体和气泡充填空洞之外，还有液体充填的空洞和长的管状体。

二、金绿宝石的类型

金绿宝石按特异光学现象划分以下亚种或变种。

(1)金绿宝石：指没有特殊光学现象的金绿宝石。一般为淡黄、金黄或带绿的**、带褐的**，也有橄榄绿色的；浅黄绿色的曾称为“东方贵橄榄石”，主要产于巴西；深绿色并稍带褐色的更像绿电气石与橄榄石，斯里兰卡有产出；曾传说有白蓝色的，比变石或猫眼更罕见。

(2)变石：又称亚历山大石(Alexandrite)，全称是金绿宝石变石，它是所有具变色效应的宝石中最具代表性、最珍贵的品种。其典型的颜色变化是阳光下绿色，烛光或白炽灯下红色，也有相应颜色分别为蓝绿—紫红、蓝绿—淡紫红的；一旦带褐色，日光下为稍带褐色的黄绿或蓝绿色，白炽灯下为褐红色；后一种情况最常见。带褐色也使宝石亮度降到中等。

(3)猫眼：又称波光玉，古称狮负，俗称猫睛等，英文名称Cat's eye，均应限指金绿宝石猫眼。因为它有最好、最美的猫眼光，故简称猫眼或猫眼石。金绿宝石猫眼磨的好时，猫眼光的形状是狭窄的瞳孔状，光活；即照射光有强弱变化时，猫眼光也跟着产生强弱或/和宽窄变化。当光的照明方向改变或光源不动、摆动宝石时，猫眼光也灵活地变动。当猫眼石放在聚光光源下，与光源的角度合适时，宝石向光的一半显示宝石的体色，而另一半却呈现乳白色；如宝石为蜜**，光照下展现出“乳白蜜**”。切磨弧度合适的猫眼石，在两个聚光灯光束下，随着宝石的转动，猫眼光时而扩展成带、时而聚拢成线。以上金绿宝石猫眼的优点是其他矿物的猫眼效应比不上的。

(4)变石猫眼：Alexandrite cat's eye，是兼有变色效应和猫眼光的金绿宝石；有时归入猫眼石，因为它们的变色效应一般较弱、而猫眼效应可能很好。它比猫眼、变石更珍稀。

(5)星光金绿宝石：是有十字形四射星光效应的金绿宝石，是更罕见的品种；其出现远少于猫眼。

三、金绿宝石的评价

普通金绿宝石，可参照红宝石等有色宝石的从4C+1T原则作质量分级。颜色以鲜艳稍带绿的**为好，金**最好，颜色要柔和、均匀，个体至少要大于3mm。

猫眼的质量优劣首先在颜色、眼线，其次是重量。颜色以蜜**为好，以下依次是黄绿、褐绿、黄褐、褐、黑褐。眼线讲究光带居中、竖直，张时宽、闭时窄，优质者有三条对称于中线的光带，次为两条的，至少必须有一条完美者；当内部结构有缺陷、管状体和/或针状体排列疏密不匀、不连续时，眼线也会不连续而呈现“断腿”；如内部包裹体不平行，眼线会弯而不直；内部包裹体粗而疏时，眼线会散、合不成窄线，光也混浊；顶部弧度合宜才保证眼线窄而活，弧度偏小也使眼线变粗、不清晰。后者或可通过再次切磨改进之。

变石评价首要在变色效应和色彩。变色效应和色彩要结合起来；变色要明显，白天看颜色好坏依次是翠绿、绿(蓝绿到黄绿)、淡绿(蓝绿到黄绿)，晚上看颜色好坏依次是红、紫红、粉红。

变石猫眼先着重变色，因猫眼光在平行包裹体定位后，底面可在360°内任何方向调动，关键在找出变色明显、色彩好的、又显窄而活的眼线位置。其评价自然要二者结合；一些文献更称之为猫眼变石。

从尺寸看，猫眼大于20克拉的是珍宝了，变石大于5克拉已是珍宝，变石猫眼更珍稀，不以大小论价。

四、合成金绿宝石、优化处理金绿宝石及金绿宝石的仿制品

普通金绿宝石、猫眼及变石都可以人工合成，但最重要的是合成变石。合成方法有助熔剂法、提拉法及区域熔炼法。它们的物理性质和天然品基本相同，但可以具有特异的微观特征，如助熔剂法的残余助熔剂、铂金片包体；提拉法的针状包裹体和弧形生长纹；区域熔炼法的小的球形气泡和漩涡状结构等。当观察不到这些特征时，经验上看，合成品一般颜色饱和浓艳、净度好，瑕疵少。此外，这些合成品的红外光谱无水分子的特征吸收峰可以作为重要判据。

金绿宝石的优化处理主要是热处理，掌握合适的加热温度和气氛，可以改善普通金绿宝石的颜色、使猫眼效应更显著。

金绿宝石的仿制品主要是玻璃猫眼、合成刚玉变石及加了明胶滤色片的石英拼合石。它们和对应品种的天然金绿宝石的差异除了折射率及密度不同外，玻璃猫眼有特征的蜂窝、网状结构；合成刚玉变石有特征的弧形生长纹及吸收光谱(475nm有特征吸收线)；石英拼合石要注意观察接合缝及接合处的气泡。

五、金绿宝石的鉴定

由于变石、猫眼珍贵，既有合成品也有仿制品上市；合成金绿宝石则多用于激光材料，所以，各金绿宝石变种需仔细鉴别的对象有所不同，可选择的方法也不尽一致。

1变石的鉴定

有变色效应的天然宝石种类有限；与变石折射率、密度相近的刚玉变石(在日光下为带灰的蓝—绿色或蓝紫色，白炽灯下为紫红色或紫色)、尖晶石变石(日光下亮灰蓝或紫蓝色，白炽灯下紫色或红紫色)、石榴子石变石(日光下绿或蓝绿色，白炽灯下紫红色或酒红色到带红的紫色)可借颜色、多色性、偏光性或光性区分，假变石——绿色红柱石(其三色性强，无变色效应，但其淡红色的闪光却似有变色效应)可借折射率(162 )低区别于变石。

鉴别变石与合成变石主要靠包裹体。较早期的助熔剂法合成变石有典型的流体充填的愈合羽状体，流体很薄，平面上连续或不连续，网形不规则。后来的助熔剂(Creative crystal)和提拉法产品(Crescent Vert或“Inamori”)有密密麻麻的尘土状包裹体；或有杂乱排列的针状体、近种晶处的平行的伸长晶体、细小的三角形铂片。区域熔融法合成变石(Seiko)有旋转结构和蝌蚪状气泡，类似焰熔法合成红宝石的内部特征。当见不到包裹体时，这些合成变石的红外光谱以没有水的吸收峰为特征。

用于仿变石的合成蓝宝石或合成尖晶石在多色性、偏光性或光性上不同于变石，颜色也不同；合成蓝宝石变石日光下为淡蓝灰或带紫的绿色，在白炽灯下呈紫红色，有气泡或弧形生长线；合成尖晶石变石在日光下为黄绿色，在白炽灯下呈红色，均质体，即使有异常双折射也无多色性。

2猫眼石的鉴定

尽管其他任何品种宝石的猫眼线都不像金绿宝石猫眼那么细窄灵活，仍应借折射率或密度再肯定或用其他性质为旁证才能确定之，何况档次低的金绿宝石猫眼或颜色各异，或眼线宽散，更需测折射率或密度来判定。极罕见的石榴子石猫眼无多色性可区别于金绿宝石，其他具猫眼效应的天然宝石折射率和密度与金绿宝石猫眼差别较大。

合成猫眼是借表层平行排列的微粒引发猫眼光的，内部无天然猫眼的丝状体。

人造猫眼是玻璃猫眼，它可有各种颜色。折射率和密度低，并有蜂窝、网状结构(尤其在近底部或腰线以下垂直纤维体去观察时，略转动宝石即易见六边形网纹)。此外，玻璃猫眼、立方氧化锆猫眼都是均质体，有气泡包裹体，且无多色性。

3普通金绿宝石的鉴定

与石榴子石可借偏光性、多色性区分。其他与金绿宝石颜色相同的、相似的天然宝石都可借折射率、密度或多色性区分；与之常数相似的合成石、人造石均可借包裹体区分。

六、金绿宝石矿床产状、产地简介

金绿宝石的成因、产状都和绿柱石质宝石相似，属内生伟晶热液或热液交代产物。

(1)岩浆-热液型：主要产在花岗伟晶岩的晶洞中，常与海蓝宝石、电气石、黄玉等共生。普通金绿宝石及猫眼多属这个成因类型。侵入到大理岩、片岩、片麻岩、石英岩等围岩中的伟晶岩，若从围岩获得足够的铬可形成变石。变石与猫眼可共同出现于某地伟晶岩，或与普通金绿宝石共同出现于伟晶岩中，例如巴西伟晶岩矿床。

(2)热液交代型：在酸性岩侵入超基性岩的接触部位、蚀变超基性岩体的边部，由于超基性岩提供了铬可形成变石，与蚀变岩中云母等共生而称为“含矿云母岩”，如乌拉尔变石矿床。

宝石级的品种多产于河砾、砂矿中。

已知产地遍布各大洲。美国、芬兰、扎伊尔、马达加斯加等国均有产出。著名的猫眼产于斯里兰卡砂矿中。它含有世界上最好的猫眼以及变石和变石猫眼，可作刻面石的各色金绿宝石也很出名。巴西是目前向国际市场提供宝石级金绿宝石数量最多的国家，以星光金绿宝石(有暗绿色达67 克拉者)最著名，刻面石最多，也产优质猫眼和变石，后者多小于3克拉。印度产的猫眼含矽线石纤维；津巴布韦产的变石变色效应强；缅甸产一些变石，还有罕见的无色金绿宝石；澳大利亚产黄绿色金绿宝石；俄罗斯乌拉尔祖母绿矿床中产的变石最著名，个体较小而质量好。

我国新疆的花岗伟晶岩、福建的细晶岩、内蒙古的含绿柱石伟晶岩脉、四川的伟晶岩、湖南及河南的稀有金属伟晶岩中都见有金绿宝石，迄今尚未报道有宝石级的矿点。

金绿宝石，也称金绿玉。化学成分为BeAl2O4、晶体属正交（斜方）晶系的氧化物矿物。它位列名贵宝石，具有四个变种：猫眼，变石，变石猫眼和金绿宝石晶体。那么，接下来我们一起来生辰石看看金绿宝石分类有哪些？

金绿宝石金绿宝石，也称金绿玉。化学成分为BeAl2O4、晶体属正交（斜方）晶系的氧化物矿物。它位列名贵宝石，具有四个变种：猫眼，变石，变石猫眼和金绿宝石晶体。

金绿宝石本身就是较稀少的矿物，如果能切割成大颗粒的且颜色净度都比较好的宝石是十分珍贵的。金绿宝石中，大众熟知的就是金绿猫眼（cat’seye），它以其丝状光泽和锐利的眼线而成为自然界中最美丽的宝石之一。另外三种属认知初期，有比较大的收藏前景。

分类金绿猫眼金绿宝石具有猫眼效应的变种叫猫眼石；具有变色效应的变种叫变色石，在所有宝石中，具有猫眼效应的宝石品种很多，但在国家标准中只有具有猫眼效应的金绿宝石才能直接称为猫眼，其它具有猫眼效应的宝石都不能直接称为猫眼。

变石猫眼也称亚历山大猫眼石，即有变色又有猫眼现象。是金绿宝石中最稀有珍贵的一种，全球只有斯里兰卡出产，价格相当昂贵，3克拉以内国内商场很难见到。一颗143克拉变石猫眼，堪称稀世珍宝。

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宝石矿物具有双重性。作为矿物应属于矿物学的范畴，但作为宝石还须满足三个基本条件，即美观、耐久和稀有。其中前两个条件都与宝石矿物的物理性质有关，并决定着宝石的品质和价值。同时，也是鉴别它们的极为重要的依据。宝石矿物首先必须满足人们的审美要求，而宝石矿物的美丽除了与透明度、颜色等因素密切相关外，有些还来自于特殊的外观特征，如闪光、变彩、变色、火彩等等。它们的存在增添了宝石的灿烂、高贵和神迷之感，使宝石矿物身价倍增，成为人们爱不释手之物。而这些特殊的光学现象与反光效应、变色效应等光学作用有着直接的成因联系。

（一）猫眼光、星光和砂金光

猫眼光、星光和砂金光都是由于矿物内部含有丰富的定向排列的包裹体，而形成的一种特殊的反光效应。

（1）猫眼光（chatoyance）：宝石矿物中由于反光形成一条亮带，且随入射光方向的改变而会发生侧向游动，状如正午时的猫眼，故称为猫眼光（图3-16）。因蜜**的金绿宝石猫眼表现得最为灵活，故将有此效应的金绿宝石亚种称为猫眼或猫眼石。具此种效应的其他矿物宝石的命名，则是在猫眼名词前冠以矿物的名称，如磷灰石猫眼、石英猫眼等。

猫眼光是由于在宝石内部含有密集而平行排列的细针状包裹体，它们对光的反射所造成的。光带的方向垂直于针状包裹体的延长方向。因此，加工成弧面型宝石时，应使其底面平行于包裹体。

（2）星光（asterism）：指宝石矿物中同时出现若干组猫眼光带而呈星状辐射的现象。根据光带的数目有六射星光、四射星光和十二射星光等。其中以六射星光为常见。如六射星光石英（图3-17），它的形成是因其内部包含了三组互呈120°交角定向排列的金红石针状包裹体，从而产生星光。

图3-16 红宝石猫眼

图3-17 六射星光

星光的成因与猫眼光相同，只是它不止有一个方向的针状包裹体，而是有交叉分布的若干组，具体取决于主晶本身的对称性质。切磨成弧面型宝石时，其底面应同时包含各组包裹体否则星光的交点便不在宝石的中心。

（3）砂金光（aventurescence）：指宝石矿物内部呈现星星点点的闪烁反光现象。砂金光是由于在矿物内部含有如赤铁矿、铬云母或自然铜等光泽较强的鳞片状包裹体，它们对光产生反射呈现耀眼闪光。例如石英中含有赤铁矿，白光入射后产生闪光，称其为耀石英或砂金石英。斜长石中含有赤铁矿等铁质包裹体，对入射的白光产生反射，并叠加干涉、衍射效应而呈现耀眼的红色彩光，这种砂金光的斜长石特称为日长石或日光石。

（二）变石

变石是因矿物的变色效应而得名。变色效应（colour change effect）指在不同类型的白光照明下，物体的呈色有所变化的现象。由于此现象首先见于一种含铬的金绿宝石，这种金绿宝石称为变石，故亦称变石效应（alexanderite effect）。变石在日光或日光灯下呈蓝绿色，而在蜡烛光或钨丝白炽灯下则呈褐红至深紫红色。不同产地的变石其色调不一致。人造蓝宝石和人造尖晶石也可具有变色效应，但不能称为变石。

形成变色现象的原因是不同类型的白光的组成存在某种差异，而物体正好对此又很敏感。如烛光和白炽光中含有较多长波长色光的成分，而日光和日光灯中则长波长色光的含量有所欠缺。变石本身对红光和绿光的吸收正好处于均衡状态，因而光源中红色成分增多它就呈红色，反之则呈绿色。

（三）乳光、变彩和火彩

物理光学效应包括光的干涉、衍射、漫射和色散等光学作用，它能引起矿物呈色。其呈色的机理与物体内部的特定构造有关而与化学成分无直接的成因联系。

（1）乳光（opalescence）：亦称蛋白光，指矿物中一种类似于蛋清般带柔和淡蓝色调的乳白色。它是由于矿物内部含有许多远比可见光波长小的其他矿物或胶体微粒，对入射的白光发生漫反射所造成的。当反射体的尺寸远小于入射光的波长λ时，反射光即发生弥散而形成漫射，且其光强与1/λ4成正比，因此在漫射光中紫光要比红光强约10倍，从而使反射体呈蓝色。月长石的浅蓝色乳光即是由于钾长石晶体内嵌生有许多尺寸比紫光波长还小的超显微钠长石小片对白光的漫射造成的。乳蛋白石的乳光则是由组成蛋白石的SiO2微粒明显小于可见光波长，以致产生散射光，出现乳光。

（2）变彩（play of colours）：指矿物中不均匀分布的蓝、绿、黄、红等色彩随观察角度的改变会按光谱色顺序产生色调变化或明暗度变化。变彩是由于在矿物内部存在着与可见光波长属于同一数量级的某种周期性结构，导致不同色光的衍射而形成的。贵蛋白石和某些拉长石是具有变彩的典型矿物。贵蛋白石中胶粒大小与可见光波长相当并呈有规律分布（图3-18），对白光产生衍射后出现变彩。将贵蛋白石的变彩称为欧泊变彩。某些拉长石中，其内部由两种不同成分的斜长石的叶片规则平行交生而成。这种周期性结构与可见光波长为同一数量级，在白光作用下将产生衍射，呈现变彩。将具有变彩的拉长石称为变彩拉长石，对有艳丽变彩的拉长石特称为光谱石。

（3）火彩（fire）：指由色散效应所产生的颜色。它在无色透明的宝石中表现较为明显，如钻石。在有色宝石中很易被掩盖。火彩的显著与否除取决于宝石矿物本身色散度的大小外，在很大程度上还与宝石的琢型、琢型与切工的比例、抛光好坏等直接有关。若从宝石内部射出的光其入射角越近于临界角，色散就越明显，即所谓的“出火”好。因此，火彩主要出现在刻面宝石矿物中。如钻石，如果切工和抛光都为上等，其琢型为圆钻型，当白光进入后，钻石表面显示明显的光谱色，即火彩。

图3-18 具白垩状外貌之蛋白石的扫描电镜照片，显示SiO2球体（直径约300nm）成六方最紧密堆积

（据Darragh,Gaskin和Sanders,1976）