水晶最60%成份是「二氧化矽」（sio2），水晶的颜色是由于除了二氧化矽外，还含有各种不同微量的金属所造成的。 在天然环境里头，水晶多数会与矿物方解石、黄铁矿、辉铁矿、各种颜色的云母片、碧茜、花岗岩、金红石等「共生」，而形成了一些疑幻似真的景像，即所谓「异像水晶」，增加了收藏水晶的乐趣和价值。
水晶多数是在地底生长，生长的过程需要大量含有饱和的二氧化矽的地下水源，温度在550－600℃之间，并需要比大气压力大二倍至三倍的压力，经过了漫长的岁月，便变成了六角柱形（hexagonal system）的水晶。
石英是一种受热或压力就容易变成液体状的矿物。也是相当常见的造岩矿物，在三大类岩石中皆有之。因为它在火成岩中结晶最晚，所以通常缺少完整晶面，多半填充在其他先结晶的造岩矿物中间。石英的成份是最简单的二氧化矽(sio<sub>2)，玻璃光泽，没有解理面，但具贝壳状断口。微晶质的石英称为玉髓（chalcedony）、玛瑙（agate）或碧玉（jasper）。纯粹的石英是无色，但因常含有过渡元素的杂质而呈现不同的颜色。石英很安定，不容易风化或变化为他种矿物。
硅位于元素周期表第四族，在地壳中分布很广，在所有元素丰度分布的顺序上占第二位，仅次于氧，硅也是典型的亲氧元素，主要与氧结合形成硅氧四面体SiO4攩4-搅，产由硅氧四面体以各种形式结合生成不同的硅酸盐矿物，在宝石矿物中硅酸盐类占80％以上，以游离硅氧——SiO2形式分布的硅也占重要地位，而且稳定性非常好，是自然界最常见、最主要的造岩矿物，也是珠宝界应用数量和范围很大的一类宝玉石，以SiO2为主要成分的宝玉石更是种类繁多，特征各异。按SiO2结晶程度可划分为显晶质的单晶石英，多晶石英岩玉，隐晶质的玉髓、玛瑙、澳玉、碧玉、木变石、硅化木和非晶质的欧泊、天然玻璃。下面根据国家标准分别加以叙述：
1 单晶SiO2质宝石 透明、晶形完好的SiO2单晶体(含双晶)，矿物名称为单晶石英，即广义的水晶，狭义的水晶指无色透明的品种。
(1) 水晶的基本性质 水晶属三方晶系，常见晶形为柱状，主要单形为六方柱，菱面体，柱状晶体的柱面常发育横纹和多边形蚀象，水晶为一轴晶正光性，具独特的牛眼干涉图，折射率1544－1553，双折射率0009，非常稳定，无解理，贝壳状断口，断口可具油脂光泽，摩氏硬度7，密度265g／cm攩3搅。水晶通常无色透明，但含杂质时可出现多种颜色，根据颜色可将水晶分为紫晶、黄晶、烟晶等品种。
(2) 水晶的品种及鉴定 水晶：无色透明的纯净二氧化硅晶体，其内可含丰富的包裹体，常见的有负晶、流体包裹体、固体包裹体。负晶是确定天然水晶的重要依据。固包体裹中常见金红石、电气石、阳起石呈细小的针状定向排列于石英晶体内，犹如发丝，习惯上把这类水晶称为发晶，另外一些固体包裹体在水晶内可形成一幅幅美丽的图画，成为人们爱不释手的观赏石。
紫晶：一种紫色的水晶，是SiO2中含微量铁所致，经辐照，三价铁离子的电子壳层中成对电子之一受到激发，产生空穴色心FeO攩4+搅4，空穴主要在可见光550nm处生产吸收，而使水晶产生紫色，但Fe攩4-搅不稳定，受热易变成三价铁，所以紫晶易褪色，紫晶颜色分布常不均匀，呈团块状，有时见平行色带。具有弱到中等二色性，可能出现水晶中所出现的所有包体，还可有特征的“斑马纹”和球状、小滴状不透明深色包体。
烟晶：一种烟色至棕褐色以至黑色的水晶，成分中含有微量的铝，Al攩3+搅离子代替Si攩4+搅离子，受辐照后产生AlO攩4-搅4空穴色心，而使水晶产生烟色。烟晶加热后可变成无色水晶。
黄晶：一种**的水晶，成分中含有微量铁而成。黄晶一般较透明，内部特征与紫晶相同，市场上的黄晶多数是紫晶加热处理而成。
绿水晶：一种绿色的水晶，天然产出的很少，主要是紫晶加热得到的；或水晶中含绿色矿物(如绿泥石)包体而呈色。
芙蓉石：也称蔷薇石英，浅至中粉红色水晶，色调较浅，因成分中有微量的Mn和Ti而致色，单晶体较少，通常为致密块状集合体，显浑浊乳状外观，有时可含定向排列的针状金红石包体，因而磨制成弧面宝石可显示星光。
双色水晶：一种紫色和**共存一体的水晶，紫色、**分别占据晶块的一部分，两种颜色的交接片有清晰的界限，双色是由于水晶内的双晶所致，紫色和**分别发育于双晶单体中的r面和z面。 石英猫眼：当水晶中含有大量平行排列的纤维状包体时，其弧面形宝石表面可显示猫眼效应，一般石英猫眼弧面较高，纤维状包体清晰可见。
星光水晶：当水晶中含有两组以上定向排列的针状、纤维状包体时，其弧面形宝石表面可显示星光效应，一般为六射星光，也可有四射星光。
2 多晶SiO2质玉石 组成矿物主要为细粒石英的玉石，可含少量云母类矿物及赤铁矿、针铁矿等。放大检查时石英为典型粒状结构，粒度一般为001－06mm。集合体呈块状，微透明至半透明，密度与单晶石英相近，为264－271g／cm攩3搅之间，点测法折射率为154左右，纯净者无色，常因含有细小的有色矿物包裹体而呈色。常见的品种有：
东陵石：为一种具有砂金石效应的石英岩，市场上常见的为含铬云母的绿色东陵石，显微镜下微透明，主要产于印度。石英颗粒相对较粗，01－06mm，其内所含的片状矿物相对较大，且大致定向排列。查尔斯滤色镜下略呈褐红色。
密玉：因产于河南密县而得名，是一种含3～5％细小鳞片状绢云母的致密石英岩，以绿色系列为主，有浅绿、翠绿、豆绿等。密玉与东陵石相比，较细腻、致密，其内石英颗粒大小以002～025mm为主，没有明显的砂金石效应。放大检查时在较高的倍数下可以看到细小的绿色云母较均匀地呈网状分布。 贵翠：因产于贵州省而得名，是一种含绿色高岭石的细粒石英岩，呈不均匀带灰色色调的绿色，一般只用来作低档饰品。
京白玉：因最初产于北京郊区而得名，是一种质地细腻、光泽油润的白色石英岩，有时用来冒充羊脂白玉，以其较低的密度和折射率加以区别。
“马来西亚玉”：是一种结构较细的染绿色石英岩，常被用来冒充翡翠。放大条件下典型的粒状结构和相对低的折射率容易和翡翠区别，国标(GB／T16553－1996)已规定不用这一名称，而用石英岩(处理)。
3 隐晶质SiO2玉石 隐晶质集合体，在正交偏光下表现为全亮，致密状构造，也可呈球粒状，放射状或微细纤维状集合体，密度较为石英低，点测折射率153，密度65～70g／cm攩3搅，主要有玉髓、玛瑙、碧玉、澳玉四个品种。
玉髓：超显微隐晶质石英集合体，单晶呈纤维状，粒间微孔内充填水分和气泡，密度低于石英，约260g／cm攩3搅。由于玉髓多孔，因此染色较容易，市场上常见颜色鲜艳的玉髓都是染色而成。值得一提的是，染色后的玉髓颜色较稳定，本身也是一种低档玉，国标规定为优化，无需加以说明。
玛瑙：具环带状结构的玉髓，环带中央有时是空洞，有时为水晶质所充填，玛瑙最为常见的自然色为白色和灰色，也可出现黄棕色、棕红色、蓝色、淡紫色等。玛瑙的基本性质同玉髓，根据包体特征，颜色分布有下列特殊品种。
苔藓玛瑙：是一种均匀的、半透明含有树枝状绿色绿泥石或黑色氧化锰、红色氧化铁的玉髓。被包裹的杂质往往呈苔藓状，一般用作观赏石，也叫风景玛瑙，是玛瑙中的贵重品种。
缟玛瑙：亦称条带玛瑙，是一种颜色相对简单，条带相对平直的玛瑙。通常用于石刻和浮雕，常见的玛瑙可有黑色相间条带，或红白相间条带，当缟玛瑙的条带细到像蚕丝一样时，被称为缠丝玛瑙。
水胆玛瑙：是内含肉眼可见的气液包裹体，并且转动玛瑙气液包裹体会移动的品种。
碧玉：为一种含杂质较多的玉髓，最主要的杂质为氧化铁，因而碧玉常为红色，但也有因含其它杂质而呈绿色、暗蓝色或黑色的。碧玉不透明，光泽暗淡，一种不同颜色的条带，色块交相辉映，犹如一幅美丽的自然风景的碧玉称为风景碧玉；一种暗绿色其上带红点的碧玉叫血滴石。
澳玉：是一种绿色的玉髓，因含微量镍而呈绿色，色较均匀，透明至半透明，主要产于澳大利亚。
4 SiO2交代的玉石 这是一种由于SiO2交代作用，但保留了原物质的外形而成的石英质玉石，重要的品种有木变石和硅化木。
木变石：是SiO2部分或全部交代蓝闪石石棉，而保留纤维状石棉晶形的产物，因纹理和颜色象木纹而得名。木变石不透明，硬度65～70，密度264～271g／cm攩3搅，折射率154～155(点)。颜色有黄褐色、褐色、蓝灰色、蓝绿色，蓝色是残余的蓝闪石石棉的颜色，而黄褐色、褐色是所含铁的氧化物——褐铁矿所致，根据颜色可将木变石分为虎睛石，鹰眼石等品种。
虎睛石为**、黄褐色木变石，成品表面可具丝绢光泽，当组成虎睛石的纤维较细，排列较整齐时，弧面形宝石的表面可出现猫眼效应。
鹰眼石为蓝色、灰蓝色为主的木变石，SiO2交代不充分，残余的蓝闪石石棉较多。
硅化木：当SiO2交代数百万年前埋入地下的树干，并保留树干形状及其纤维状结构时的产物称为硅化木，化学成分以SiO2为主，常含Fe、Ca等杂质、颜色为土黄、淡黄、黄褐等，不透明。硬度65～70，密度265～291g／cm攩3搅，点测法折射率153。以颜色鲜艳、光泽强、木质结构清晰、质地致密者为好。
5 非晶质SiO2宝玉石 非晶质SiO2宝玉石包括欧泊和天然玻璃。
(1) 欧泊(Opal)原自拉丁文Opalus，意思是“集宝石美于一身”中间点，现今欧泊被宝石界列为十月生辰石。欧泊为具变彩效应的贵蛋白石，化学成分为SiO2·nH2O，虽然它不具晶体所特有的周期重复的结构，但其内部结构还是有序的，欧泊的变彩是由直径等大的SiO2小球在三维空间规则排列构成一个衍射光栅而成的。而且各小区因小球直径不同，会产生不同的颜色色斑，转动宝石，光线入射角发生改变，每块色斑的颜色也会发生变化，即变彩。由于透明度、体色和变彩形式的不同可分为三大类：
黑欧泊：是一种体色黑色、灰黑色、深蓝色、褐色的欧泊，以黑色最理想。由于体色较深，使各种颜色的反光格外瑰丽多姿，加上黑欧泊的产量稀少，故其价格在欧泊宝石中最高，是名贵的宝石之一。
白欧泊：在白色或浅灰色基底上出现变彩的欧泊，一般半透明，变彩较浅，是最常见的一种欧泊。 火欧泊：透明至半透明，有时有变彩，有时没有变彩，体色为黄至橙**，由于色调热烈，有动感，所以被大多数美国人所喜爱。
由于欧泊含水，硬度较低5～65，一般作项链挂垂、耳环、胸针，不宜做戒面，并且佩戴时注意不能曝晒、火烤，否则易干裂而失去变彩。
(2) 天然玻璃：天然玻璃是指在自然条件下形成的玻璃，成分以非晶质SiO2为主，另外还含少量Al2O3、FeO、Fe2O3、Na2O、K2O等。具玻璃光泽，不透明至半透明，正交偏光镜下全黑，表现为光性均质体，但常见波浪状异常消光，放大检查内部常见圆形气泡及流动构造，点测法折射率149，密度233～246g／cm攩3搅，较稳定，可作为宝石的天然玻璃有火山玻璃和陨石玻璃。
火山玻璃：是酸性火山熔岩快速冷凝的产物，矿物名称为黑曜岩，SiO2含量达60～75％，可呈黑色、褐色、灰色、蓝色、**、红色等，有时颜色不均匀，带有白色或其他杂色的斑块，，形如雪化，被称为“雪花状黑曜岩”。
陨石玻璃：是陨石成因的天然玻璃，是石英质陨石在坠入大气层燃烧后快速冷凝而形成的，常为较透明的绿色，绿棕色或者棕色。
下面在顺便介绍一下其他宝石的鉴别：
钻石的优化处理与鉴定
钻石的优化处理主要是指利用各种物理方法（放射性辐照和高温处理），把那些不被人们喜爱的颜色（如浅黄、浅褐和褐色）改善，而得到受欢迎的白或其它彩色（黄、绿、蓝、红色）：其次，是利用激光技术对钻石中的包裹体进行净度处理。
1钻石颜色优化处理的过去和现在
其实，人们对钻石颜色的优化有很长的历史了，过去用于改善钻石颜色的办法十分简单，比如1652年，人们就知道在镶嵌钻石时置薄箔于底部以提高其色调，或是用蔬菜染色剂、墨水等涂在钻石表面或腰棱以改善其颜色或提高色级。1905年英国化学家William Crookes发现了埋在镭的溴化物中的钻石可变成绿色的现象。这是放射性辐照改色的开始，到1932年人们终于找到了一条即可以使钻石颜色改善，又能避免放射性对人体损伤的安全有效的改色途径。
目前，辐照改色的途径主要有：
(1)镭照射处理（α粒子）（在氡气中着色更快）；
(2)人工产生的元素镅辐射处理(α粒子）；辐射后的金刚石进行强有力的清洗，可以不带有任何放射性痕迹；
(3)回旋加速器处理（质子、氘核、α粒子）；用回旋加速产生高速运动的上述粒子来轰击金刚石，使之着色；
(4)线性加速器（高能电子）；
(5)核反应堆处理（高能中子）；
其中后两种是较常采用的，尤其核反应堆处理得到的金刚石颜色分布比较均匀。值得注意的是采用加速器处理时，样品事先必须冷却，以防止辐射产生的热量使金刚石骤然升温造成热振荡，使样品破碎。处理的对象绝大部分Ia型，辐照的结果一般是绿色、蓝绿色，再加热处理就得到黄绿色、强**、橙色或橙褐色；对数量极少数的I型钻石处理的最终结果可能会得到粉红色或紫色；Ⅱ型钻石的最终处理结果是棕色。
热处理一般都是和辐照处理相伴进行的，单独热处理的情况不多，前人曾有过单独热处理将Ia型金刚石变成鲜明的**，在不同条件下处理使Ia型和Ib型金刚石相互转变的研究记录。单独热处理的关键是温度的控制和气氛的匹配。
我们对湖南砂矿金刚石采用吸收光谱、电子顺磁共振谱和红外光谱等手段进行的研究表明：其**、绿色和褐色等颜色金刚石的色心是杂质离子和放射性辐照产生的晶格空位。实验发现了孤氮中心（≥222ev）；N3-N2中心(2985ev,2596ev)；GR1中心(1673ev)；595中心(2086ev)；H3和H4中心(2463ev和2499ev)；3H中心(2462ev)。本区金刚石的颜色本质是由于存在联合色心。其**或褐色金刚石的颜色是由于多种色心的叠加，此结论与中科院地化所陈丰、郭九皋等人的研究结果基本一致。本区砂矿金刚石改色虽具多变性，但只要弄清呈色机制，控制温、压和气氛等条件，完全可以提高金刚石的档次。同时在实验中我们发现金刚石中存在氢键，其具体存在方式（C-H,H2O，或OH)尚不清楚，认为它是金刚石中除N和B之外的第三种致色杂质元素，有关研究工作正在进行中。
CVD镀膜是钻石颜色优化的一项新技术，一般在Ia型刻面钻石的冠部用化学气相沉积法镀上一层厚几个到几十个微米的天蓝色合成金刚石膜来仿造天然蓝钻石。
2辐照处理钻石的鉴定方法
对于用人工辐照配合热处理而得到的绿、蓝、黄、橙、粉红、棕色钻石可以考虑从以下几个方面予以鉴别。
(1)光谱特征
1956年GIA的研究人员发现经辐照和加热处理的钻石在595nm处有吸收，而天然钻石没有，虽然后来的研究发现这一吸收峰在高温处理（大于1000℃）中可以消失，但又会出现1963nm和2024nm两处新的吸收。因此595nm、1936nm和2024nm处的任一吸收峰是人工辐照的诊断谱线。
人工辐照成因的**钻石颜色是由H3中心（引起503nm吸收峰）和H4中心（引起496nm吸收峰）导致，而且一般以H4为主，显示496nm强峰。天然的**钻石往往以H3为主，显示503nm强峰。由于H4是收B氮集合体引起，因此不含B氮集合体的Ia型钻石经人工辐照后不会产生496nm强带。
人工辐照致色的粉红色钻石可显示595nm和637nm吸收线，而且在570nm处可见荧光线。天然致色的粉红色钻石主要显示563nm宽带。
在Ia型钻石上镀膜的蓝钻石常显示出N3中心和415nm吸收带，而天然蓝钻是由硼致色，不会显示415nm吸收峰。
(2)颜色分布特征：
人工辐照致色的彩钻常显示与其结构无关的色带，如环绕亭部的伞状阴影，环绕冠部的深色带及一侧深一侧浅的现象，这些分布特征在浸油中观察更为清晰。
CVD镀膜的蓝钻在显微镜下可于其腰、棱附近见到白色不规则体。
(3)放射性检测
用使底片感光的方法或盖革计数器可以检测出明显的残余放射性。用高纯锗γ－射线光谱仪，碘化钠γ－射线探测仪、闪烁探测仪可以检测出微量的残余放射性。
(4)导电性检测
天然蓝钻是半导体，在电导仪上的读数一般是20-70V，很少高于130V，而CVD镀膜的蓝钻常显示高于130V的读数。
3钻石净度的优化处理－裂隙充填
除了颜色优化之外，设法提高其净度也是目前钻石优化处理的一个重要方面。
天然钻石中包裹体和裂缝会影响其净度。人们利用激光高能量、细光束，高准直度的特点，除去钻石内部的包裹体，提高其净度。
八十年代以色列YAHUDA公司发明了钻石的裂隙充填技术。他们首先用激光打孔至钻石内部暗色包裹体，用强酸将内含物溶出，再用其它折射率相近的物质将孔填上。填充后的钻石，其净度可提高2-3个级别。填充的材料有两种：一种是“有彩光充填”，这种传统的充填方法是以钻玻璃做为充填材料，填充后裂隙处保留有彩光，但这种彩光不象未充填之前的七色彩光，而总是呈现七彩光中两种相邻的颜色（比如黄绿、蓝紫等）。另一种是无彩光充填，裂隙处没有因充填而呈现双色彩光，是由C、H、O等元素组成的新的填充材料，研究者认为是一种透明的树胶。由于这种充填裂隙处不再有彩光，很难被发现，更具有隐蔽性。
宝石与放射性
为了改善宝石的颜色，人们采用各种手段对宝玉石进行人工处理，以满足不同人对宝玉石的多种需求，核技术辐照改色就是所用方法之一。但一接触到“核技术”，人们首先想到了放射性问题，甚至对人工处理的宝玉石的安全性产生了怀疑。
其实，在人们的生活空间里，核辐射是无处不在的。人一生下来就不同程度的受着核辐射的影响，在我们的周围，土壤、空气、水、食品、居室的建筑材料等，都含有一定的原生放射性核素，来自外层空间的宇宙射线，以及宇宙射线与高层大气中的原子相互作用产生的宇生放射性核素等等，都是自然存在的天然电离辐射源。此外，还有一定数量的人工电离辐射源。如核武器试验产生的放射性微尘、使用或生产放射性核素的部门排出的放射性“三废”，还有国民经济各部门中使用的核仪表及装置，如加速器、钴源、γ探伤机、β测厚仪、χ射线机，以及日常生活中使用的夜光表等，都会发出不同程度的射线。天然辐射和人工辐射对国民产生的辐射剂量称为国民剂量，我国国民所受照射中天然本底辐射占934％，其次是医疗照射，约占总剂量的421%。
放射性衰变是在原子核中发生的，与环境变化如温度、压力、湿度等无关，正因为放射性这一特性，使其在现代工业中得到了广泛的应用，因核技术在农业、医学、军事、环境保护等各个领域的应用，也越来越受到人们的重视。用核技术进行材料(包括宝石)改性只是其应用的一个方面，用于宝石优化处理的辐照方法有三种：1带电粒子辐照，较常用的是高能电子辐照；2γ辐照，一般是用钴60作为γ源，故又称为钴源辐照；3反应堆中子辐照，带电粒子辐照是利用高能电子加速器，产生高能电子束辐照宝石，通常所产生的感生放射性很小或半衰期很短、辐照后的宝石经短时间放置后便不会对佩戴者产生影响。γ辐照不诱发放射活性，采用反应堆中子对宝石进行辐照，视宝石的品种、内部所含杂质和辐照的积分通量不同，其感生放射性也有所不同，反应堆中子分为快中子、慢中子和热中子，其中热中子会激活宝石中的某些原子、产生较高的感生放射性，若其半衰期较长的话，辐照后的宝石则须经过较长时间的放置，待其放射性水平达到安全标准以下时才能投放市场，否则佩戴这种宝石是不安全的。由于不同的辐照方法在宝玉石中所产生的色调有明显差别，都存在着市场需求，因此利用辐照处理宝玉石的方法，现在还在采用，但用反应堆中子辐照方法，有些单位已不再使用。
含有放射性核素的物体，由于其放射性核素的特性，能自发的放出射线，为度量射线对物质的作用程度，引进了剂量的概念，在医学上用药物治疗疾病，要掌握使用的药物量称为药物剂量，而要知道人体受到了多少放射性照射，在辐射剂量学中提出了吸收剂量的概念，其物理意义是：电离辐射与物质相互作用时，单位质量的物质中吸收电离辐射能量多少的一个辐射量，也就是粒子授予单位质量物质的能量多少，吸收剂量不能反映生物效应的不同情况，即吸收剂量相同，因辐射类型(α、β、γ中子)或辐射条件不同(内、外照射，不同部位的照射)所产生的生物效应是不同的，大众所关心的是人体受照射后的生物效应情况，所以又引入剂量当量的定义，称为希沃特(Sievert)，简称希(Sv)。这些是从放射性防护角度引出的常用单位，而任何放射性核素本身都有一定的活度，其大小决定于放射性核素的性质和存在的放射性原子核的数目，放射性活度的单位称为贝可勒尔(Becquerel)，简称贝可(Bq)。如辐射源每秒发生一次衰变即为1贝可。以上这些国际制单位都是1975年以来，由国际辐射单位与测量委员会(ICRU)和国际放射防护委员会(ICRP)讨论推荐，并经国际计量大会(CGM)予以通过的，也是我国的法定计量单位。为了便于对新旧辐射量及单位的比较，下表列出了上述单位新旧量的一些关系。
量 单位符号 换算关系
名称 符号 现行国际制
限定名称 曾用单位
吸收剂量 D 戈瑞(Gy) 拉德(md) 1Gy=100rad
剂量当量 H 希沃特(Sv) 雷姆(rem) 1Sv=100rem
活度 A 贝可勒尔(Bq) 居里(Ci) 1Bq=27×10-11Ci
用核技术对宝玉石进行加工处理，只是一种人工处理方法，是为了使宝玉石更加瑰丽多彩，对可能产生的感生放射性，理应受到严格控制，这不仅涉及到法律问题，也是一个道义问题，遗憾的是，目前国际上尚未制订出公认的允许标准，可供参考的是，美国对托帕石确定的总允许放射性活度为25贝可以下，且对所含的不同核素也作了不同的活度限制，其原则是半衰期越长限制越严，例如铯Cs137核素的活度被限定在1贝可。
在物质和精神生活水平有较大提高的今天，经辐照方法处理的宝石的残余放射性问题越来越为人们所重视，出售用辐照方法处理的宝石不仅要有辐照改色的标识，还须有其残余放射低于安全标准的承诺。
普及放射性知识，加强辐射防护教育，有助于核技术的开发利用，减少公众对核能的恐怖感，全面科学的对待核设施及其产品的应用。
合成钻石
人们盼望已久的合成晶体家族的新成员——合成钻石即将进入国际市场。据亚洲珠宝杂志最新报道，今年九月份在香港和泰国分别举行的珠宝贸易展销会期间，美国吉米西斯公司的总裁克拉克先生向亚洲珠宝杂志披露，该公司生产的合成钻石将于明年一月份投放泰国市场。
设在佛罗里达州的美国吉米西斯公司，通过与美国佛罗里达大学的合作（美国佛罗里达大学在该公司中占有股分），对1996年从俄罗斯引进的生产合成钻石技术进行消化和改进，终于在1999年9月生产出彩色的和无色的合成钻石。
生产合成钻石技术所采用的原料是一些天然的金刚石碎片。所采用的生产设备由该公司自行设计并制造，每套设备的成本大约为33～38万元人民币，生产一克拉合成钻石晶体目前至少需要50个小时。由于规模小，生长周期长，至今月产量只有50～100粒。第一批无色的合成钻石晶体重13～16克拉,彩色的合成钻石晶体重达5克拉，刻面重量05～15克拉。无色的合成钻石的色度为G～J，洁净度为VVS2～VS1。彩色的合成钻石晶体的颜色有蓝色、绿色、粉红色、**和黑色。
吉米西斯公司已与泰国的一些首饰制造商合作，决定将合成钻石晶体加工、镶嵌后再出售。随着合成钻石生产规模的不断扩大，吉米西斯公司也将销售晶体和刻面，并计划将产品投放俄罗斯、中东和美国市场。合成钻石的价格介于合成碳化硅（一种外观和硬度非常类似钻石的合成晶体）和天然钻石之间，当前市场上合成碳化硅的售价大约是天然钻石价格的百分之十到十二。
合成碳硅石揭秘
仿佛一夜之间，几乎凡是涉及钻石之处都会带上合成碳硅石(synthetic moissanite)一笔，美国发现频道和ABC世界新闻极力渲染合成碳硅石和钻石惊人相似，一些钻石商打出“我们这里无合成碳硅石”、“100%天然钻石”的广告，美国C3公司斥巨资进行广告宣传和开拓市场，这一切都使我们迫切地想知道，合成碳硅石是什么，怎样快速鉴定，未来将会怎样
什么是合成碳硅石
合成碳硅石是一种钻石仿制品的注册商业名称，被称为最新一代钻石仿制品，是一种新的实验室合成宝石，1998年6月进入市场。它的硬度和热导率仅次于钻石，折射率高于钻石。尽管碳硅石在自然界中存在，但极为罕见，只出现在陨石、金伯利岩和碳酸岩中，粒度很小，不能用作宝石加工。钻石仿制品通常仅能模仿钻石的一、两项技术指标，而合成碳硅石的光泽、亮度、火彩等都和钻石极为相似，仿真性甚至超过当前的最佳钻石替代品——合成立方氧化锆。C3公司宣传它是钻石最好的伙伴。
合成碳硅石的原料唯一供应商是美国克瑞研究公司，它是开发、制造、营销由碳化硅制成的电子仪器的全球佼佼者，主要产品有微波仪器、动力仪器、蓝色激光等，它拥有47项专/ca>
参考资料：
1、组成元素不同
从元素方面看，莫桑钻是碳化硅，而钻石是百分百的碳。
2、硬度不同
钻石比莫桑钻要更硬一些，用钻石硬度计可以在莫桑钻表面刻上划痕。钻石是自然界宝石中最硬的，摩氏硬度达10，莫桑钻次于钻石，摩氏硬度达925。
3、折射率不同
莫桑钻的折射率为265~269（钻石的为242），色散指数0104（钻石的为0044）和反射率204（钻石的为172%）。所以在同一光线下，莫桑钻的光彩是钻石的两倍多。
4、价格不同
莫桑钻是没有保值价值的，只能作为饰品佩戴所用。钻石的价格要高于莫桑钻。
5、生长环境不同
钻石是碳矿物在地下自然生长，其产量较低，莫桑钻是碳与硅两种矿物经培育结合而成，其培育过程风险高、产量低。
扩展资料
选购莫桑钻的注意事项
到目前为止，虽然国内已经有了成熟的莫桑石制造技术，但对大众来讲还是难以在商品的海洋之中甄别，而海外选购也无法保证其来源的真实性。且品质不好的莫桑石在一段时间后会出现石体变灰白的情况，影响正常佩戴。最重要的是，莫桑石是没有保值价值的，只能作为饰品佩戴所用。
当然，在预算有限，又希望能够拥有类似钻石质感的情况下，莫桑石是个不错的选择，但是请务必在正规店面进行购买，警惕过高或过低的莫桑石报价，不要因为贪便宜心理造成无谓的损失。
人民网-闪耀又实惠的莫桑石真的能替代钻石吗
-利息莫桑钻
钻石的折射率为2417。
钻石的折射率基本是一致的，主要是因为钻石是等轴晶系的晶体,在光学性质方面是均质体折射率基本固定为2417，因此折射率也是判别钻石真伪的有力参数。
其他宝石的折射率
每种宝石和钻石有其对应的折射率，比如翡翠是166,红宝石和蓝宝石是1762~1770,海蓝宝石是1577~1583,碧玺是1624~1644等等。通过准确的测出宝石折射率，就可以大体确定待测宝石到底可能是什么宝石，然后再结合其它的鉴定手段确定宝石种属。
扩展资料：
鉴别案例
1、结晶习性
合成钻石常为：立方体、八面体以及两者的聚形
天然钻石常为：八面体、菱形十二面体以及两者的聚形，还有常见三角薄片双晶
2、颜色
合成钻石常为黄褐色，并且经常被辐照改色成蓝、橙、粉、褐以及金**
天然钻石98%都是无色—浅黄系列。
3、内部纹理
合成钻石：可显示树枝状或者交叉状纹理
天然钻石：表面常见三角凹痕或者三角座，内部常显示与结构相关的纹理。
4、放大观察
合成钻石：籽晶及其幻影区，各种形态的金属包体
天然钻石：没有金属包体
5、可见光吸收光谱
合成钻石：无4155nm吸收线，在液氮获得的低温条件下可以测得658nm吸收峰和500nm以下全吸收
天然钻石：绝大部分都是4155nm吸收线
6、紫外荧光
合成钻石：长波下通常是没有荧光的，短波下有黄绿色、橙**荧光，有“马耳他十字分带”现象，同时有明显磷光
天然钻石：在长波下多为蓝白色荧光，短波下较弱或者显示惰性。
7、阴极发光仪
合成钻石：与紫外荧光分布特征相似，不同成长区显示不同的荧光分带
天然钻石：多是不规则
因为天然钻石生长的时候，环境是时刻都会变化的，然而合成钻石的生长环境都是一成不变。
8、红外光谱
合成钻石：1130波束的吸收普带
天然钻石：1176、1282波束的吸收谱带。
9、导电性
合成钻石：有的可能具有导电性或者导热性
天然钻石：除了蓝色钻石是半导体之外，均不导电，而且是没有磁性。
其他
比如异常双折射形形色色
参考资料：
说到钻石，相信大家都不陌生，钻石戒指、吊坠、手链等等，深受广大女性朋友们热爱。但是，对于美国的莫桑钻，想必了解的人还很少。下面我们来了解莫桑钻和钻石之间有什么区别。
钻石的本质是碳矿物，是天然形成的，产量低，不易开采，而莫桑钻是碳和硅两种矿物质经人工培育而成的。钻石的色彩指数的0044，而莫桑钻的色彩指数高于钻石是0104，莫桑钻的硬度要低于钻石，但是重量要比钻石轻。
1、重量，一般莫桑钻的重量比钻石更轻便一些
2、硬度，莫桑钻的硬度不及钻石那么强劲，莫桑钻的表面可能会出现划痕
3、导电性，约80%莫桑钻有导电性
4、价格，莫桑钻石的价格和普通钻石有着很大的不同。一克拉重的莫桑钻石售价仅为普通钻石的十分之一，一般不会超过一万元。
5、来源处不一样。莫桑钻石属于人工合成的仿真式钻石，可以在实验室中通过一系列的试验获得。而钻石是在地下自然生长，其产量极低。
6、天然钻石是单折射宝石，用10倍放大镜观察是没有办法看到重影的。但在10倍放大镜下观察莫桑石从冠部观察却可以看到重影。
莫桑钻之所以相比钻石便宜得多，主要是因为钻石是大自然的产物，需要上亿年锤炼，才能成型，最终经过一系列的人工采选，最终展现出其内在魅力；而莫桑钻来源于工厂，制作莫桑钻可以用专业仪器定制，制作时间也不长，几天时间就可以生产一颗合格产品，而且生产方式简单，因此两者的价格差距极大，一般情况下，莫桑钻的市场价格都只是钻石的十分之一左右，随着产量的上升，莫桑钻保值度也越来越低。
一、概述
众所周知，钻石是由单元素碳组成的宝石。在自然界，钻石的生成是在高温高压下地质作用的结果。合成钻石就是人工模拟天然钻石形成的条件，让非钻石结构的碳转化为钻石结构的碳。早在1953年，瑞士工程公司(ASEL)就利用一种称为“压力球”的装置成功地合成出了40颗小的钻石晶体，但直到1955年美国通用电气公司(gE)宣布利用称为“压带”的装置首次成功生产出钻石时，他们才将其研究成果公布于众。戴比尔斯公司(de Beers)也不甘落后，于1959年掌握了合成钻石的复杂技术。他们所采用的方法与美国政府下令严格保密的通用电气公司所使用的方法非常相似。60年代初期，戴比尔斯公司和通用电气公司就开始了生产工业用合成钻石粉。我国在60年代也已成功的合成了磨料级钻石，并投入生产。1971年，通用电气公司宣布他们已合成出了平均直径为6mm的钻石晶体。这些钻石晶体不仅有**、褐色的，也有含氮低的近无色的，还有含硼的蓝色钻石。1985年日本住友电气公司(Sumitorno Electric Industries)开始加入合成钻石行列，1993年生产出高净度的工业用钻石。1990年俄罗斯的新西伯利亚(Novosibirsk )宣布他们利用“分裂球”(Spl(it-sphere)或称BARS装置已成功地合成出了钻石。
由于受超高压设备和高温条件的限制，生产成本较高，故宝石级合成钻石仍是昂贵和稀少的，但我们相信总有一天会有价格合理的宝石级合成钻石面世。
二、合成钻石的原理
1碳元素的化合物
钻石、石墨和无定性碳都是由碳原子组成的，它们不同的外观和截然不同的物理性质，取决于它们完全不同的原子结构(图9-7-1)。
图9-7-1 碳原子的等间距紧密堆积结构(左)钻石；层状结构(右)石墨
2石墨—钻石的转换
合成钻石的温压条件要求高，即使有催化剂存在下，仍需要压力(50～80)×108Pa，温度为1350～1800℃。用高压设备合成钻石最常用的金属熔剂(催化剂)是铁、镍、钴及钯。图9-7-2是在碳稳定相图中，合成钻石区晶形与温压关系。在合成钻石区，温度压力不同，钻石的晶形也各不相同。所以，合成钻石受温压影响较大。温度较低时，以立方体的生长为主；温度较高时，以八面体的生长为主。所以人工生长的钻石多为立方-八面体聚形。
合成钻石的碳源一般用石墨，所以，合成钻石的生产就是石墨转换成钻石的过程，不过，宝石级钻石的合成分两步走，先用石墨合成钻石粉(工业磨料)，再用钻石粉作原料，合成宝石级钻石，钻石粉可以保持压力稳定，生长出大颗粒的晶体。若采用石墨，其断裂的碳键改组成钻石时，会有体积损失，而使体系的压力降低，影响较大晶体的生成。
三、合成钻石的技术与设备
1六面顶压机
合成钻石的设备目前多采用高温高压的压机，国内的合成钻石主要是工业钻(即工业金刚石)，设备是一种称为“立方体超高温高压装置”的压机，压机采用油压和垂直固体传压装置，根据顶锤数量的不同，分为两面顶、四面顶、六面顶几种。现国内用得最多的是六面顶压机(即上下、前后、左右三对顶锤)，其工作压力有1000～5000吨的多种，工作空间640mm×600mm×500mm，一般是上下顶锤通电加热，温度可达1900℃左右。
2“压带”法
压带装置如图9-7-3所示，本方法与顶锤压机大同小异，将钻石粉末作为碳源放在生长舱内，生长舱放在特种材料做成的垫圈中，并放在两个铁砧之间，然后使生长舱内的原料经受极高的温度和压力，在生长舱内底部比顶部的温度低，以便形成一个温度梯度，使顶部的钻石粉充分熔化并通过熔剂向生长舱底部迁移。在温度较低的生长舱底部，钻石围绕籽晶生长成钻石晶体。
图9-7-2 碳稳定相图中，合成钻石区晶形与温压关系
图9-7-3 压带装置
3BARS装置
BARS是“分裂球无压装置”的俄文词头字母缩写。该装置中所需压力是采用液压的方式，通过将液体注入压力罐内得到，而不是用巨大的水压机提供。液压使球体装置的8个部分合在一起，并在由6个活塞构成的八面体上产生压力。八面体内有一个立方体的生长舱，其中装有加热设备、籽晶、碳源(钻石粉)以及金属熔剂。在这种装置中，常用镍作熔剂。图9-7-4是BARS装置的生长舱及其截面图。
图9-7-4 BARS装置的生长舱及其截面图
以上不同设备和方法，应属于不同的静压触媒法。除此之外，合成工业级钻石还有许多种方法，只是有的方法还不成熟，有的方法已被淘汰。如：爆炸法、液中放电法、气相沉积法、地下核爆炸法等等。气相沉积法近年来有很大的发展。
四、合成钻石的鉴别特征
由于合成钻石的技术条件要求高，成本昂贵，目前尚无法大规模工业化生产，市场上销售的钻石一般不需要声明它的天然属性。但是，区别合成钻石与天然钻石仍有一些方法可遵循。
1合成钻石的颜色
由于很难排除掉生长舱中的氮，大部分合成钻石多为含孤氮杂质的Ib型钻石，常呈**至褐**。有时也在生长舱中引入硼原子，随机取代钻石结构中的碳原子，产生具有导电性的蓝色IIb型钻石。为了生长出无色的合成钻石，常使用一种称为“氮吸收剂”的金属，如锆或铝。因为氮更易与这些元素结合，而不再取代钻石中的碳原子，这样就产生了无色的IIa 型钻石。所以，合成钻石很少出现 Ia 型钻石(该型钻石约占天然钻石的98%)。
2吸收光谱
绝大多数天然钻石(Ia型)显示415nm吸收线，而合成钻石无这种特征吸收线。
3紫外荧光
通常合成钻石在短波紫外线下的荧光比长波下的荧光强，且荧光颜色为**或黄绿色，而不是天然钻石的蓝或蓝绿色。合成钻石紫外荧光的颜色分带式样所表现的立方-八面体式样，与天然钻石的八面体式样也是完全不同的。
4包裹体
合成钻石有时会出现金属熔剂、尘状物、面包渣状包裹体，及“砂漏状”色带。
5仪器
针对合成钻石的性质特征，戴比尔斯公司研制了两种鉴别合成钻石的仪器。即钻石光谱鉴定仪(Diamondsure)和钻石结构荧光鉴定仪(DiamondView)。利用钻石光谱鉴定仪可观察到大部分天然钻石中的415nm吸收线。如果发现有415nm吸收线，便不需进行进一步的检测。钻石结构荧光仪可用来观察合成钻石紫外荧光所表现出的立方·八面体式样，这是由于不同的生长区和生长带含杂质的浓度不同所致。
思考题
一、是非判断题
1珠宝市场上最常见的合成宝石是玻璃。
2钇铝榴石的代号是GGG。
3有无气液相包裹体是区分水晶与合成水晶的主要证据。
4用水热法可生产祖母绿，也可生产红宝石。
5弧形生长线是助熔剂法合成宝石的特征之一。
6摩尔硬度大于7的人工宝石中有SrTiO3这个品种。
7目前市场上的合成变石是水热法产品。
8见到小片状铂或合金包裹体的合成宝石即水热法的产品。
9合成祖母绿常见的针柱状、柱状包裹体，可以是方解石。
10合成的红宝石的色带总是弯曲的。
11钇铝榴石的代号是GGG。
12有无汽液相包裹体是区分水晶与合成水晶的主要依据。
二、选择题
1区分绿碧玺与合成绿色水晶时应使用：( )
a滤色镜
b偏光镜
c折光仪
2一般讲，助熔剂法合成宝石中的液滴状的包体是( )
a助熔剂的残余
b捕虏来的液体
c填隙的后生气液包体
3区分水热法合成红宝石与红宝石时，要观测：( )
a折射率
b有无同生气液包体
c有无金红石或锆石等同生包裹体
4“YAG”中文名称是：( )
a钇铝榴石
b镓榴石
c钛酸锶
5人工生长的下列宝石，哪种必须在宝石名称前冠以“合成”二字：( )
a金绿宝石
b钛酸锶
c钇铝榴石
6合成变色刚玉加入的着色离子是：( )
a钒
a铬
c钛
7任何一种具有与天然无机宝石相同化学成分，原子结构和物理性质的人工生长晶体都应称为：( )
a人造宝石
b人工宝石
c合成宝石
8用焰熔法可以合成( )
a钇铝榴石
b祖母绿
c尖晶石
d立方氧化锆
9冷坩埚(熔壳)法生产立方氧化锆所需的热来自( )
a液化石油气
b丙烷和氯
c高频电流
d高温电阻
10合成绿色水晶：( )
a有强二色性
b无二色性
c有弱二色性
11目前合成宝石或人造宝石中色散最强的是：( )
aα-SiC(α-碳硅石)
bSrTiO3(钛酸锶)
cTiO2(金红石)
12从熔体结晶的人工宝石中不会含( )
a气—液两相包裹体
b同生的气-液两相包裹体
c后生的气液两相包裹体
13目前人造GGG由以下途径形成：( )
a从熔体中结晶
b从溶液中结晶
c从气体中结晶
14助熔剂法合成祖母绿中的特征包裹体为：( )
a同生气液两相包裹体 b固相-气相两相包裹体 c指纹状气液两相包裹体
15提拉法合成变石的特征包裹体为：( )
a愈合裂隙中三相同生包裹体
b指纹状气液两相包裹体
c弯曲生长纹
16腰棱标有“GE POL”的改成白色的钻石是：( )
a用褐钻改的
b用**钻石改的
c用劣质绿色钻石改的
17下列仿钻材料中，热导率最接近钻石的是：( )
a合成CZ
b合成α-SiC
c合成刚玉
三、多项选择题
1合成Moissanite(α-SiC)的物理性质是：( )
a有一个n值为2417
b有双折射
c热导率高于钻石
d维氏硬度与钻石十分相似
e反射率高于钻石
2仿宝石 Imitation stones是指( )
a人工宝石模仿天然宝石的颜色、外观者
b人工宝石模仿天然宝石的特殊光学效应者
c某天然宝石模仿另一种天然宝石的特征
3天然水晶与合成水晶：( )
a可有菱面体与六方柱等单形组成晶体外形
b其化学式是SiO2·nH2O
c可有较强的多色性
d晶面条纹平行C轴
e任何切面上都有一个固定不变的折射率为1544
四、填空题
1焰熔法合成尖晶石的密度和折射率比镁铝尖晶石都( )。
2合成刚玉宝石主要方法有( )、( )、和( )。
3人造与合成宝石中代号CZ是( )，GGG是( )。
4合成紫水晶不仅需要在原料中加着色元素( )，还需经( )处理。
5合成宝石指其制取的全部或部分工艺过程是由人控制进行的。它们的( )、( )与它们所)和(对应的天然宝石基本相同。
6除拼合石之外，人工宝石的制造方法可分为：从熔体中结晶或冷凝，从( )中结晶及从( )中结晶，和( )等。
7水热法合成祖母绿的特征包裹体形状常为：( )、( )、( )。
8与水热法相比，助熔剂法合成宝石的优点是能在( )情况下加热熔剂和熔解各种原料，并使晶体在熔体中结晶。
9水热法合成的红宝石内部可见：( )、( )、( )、金属包裹体和( )。
1、硬度不同：钻石的硬度是10，莫桑钻石是925，硬度是有出入的，但都很坚硬。
2、价格不同：莫桑钻价格只有钻石的十分之一左右，两者在价格方面有着巨大差距。
2、性质区别：钻石比重为352，莫桑钻比重为322，莫桑钻的折射度是265，钻石是2417;最值得一提的是，莫桑钻火彩色散值为0104，钻石为0044。
扩展资料：
注意事项：
切记用家用清洗剂随意清洗钻戒，因为不是所有的清洗剂都是可以用来清洗钻戒的的，有些清洗剂会破坏戒指，例如漂白粉会让铂金戒指产生斑点。
定期到珠宝店进行专业清洗：很多钻戒品牌商家都有提供钻石戒指免费售后清洗保养的服务，可以每隔半年左右时间把钻石戒指拿到珠宝店进行彻底检查及清洗，检查看看其镶嵌的戒托是否依然坚固、牢靠，有没有勾拉现象，确保钻石镶嵌的安全。
-钻石
-莫桑钻
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