第五章稀有宝石.docx
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第五章稀有宝石
第五章稀有宝石
学习目标：
了解稀有宝石的品种及其宝石学特征，掌握与相似于常见宝石之间的鉴别特征。
学习内容：
稀有宝石品种的宝石学性质，如萤石、方钠石、堇青石、方柱石、磷灰石、赛黄晶、红柱石、透辉石、顽火辉石、锂辉石、柱晶石、硅铍石、黝帘石、符山石、硼铝镁石、蓝锥矿、榍石
课时安排：
理论8学时实践8学时自学16学时作业2次
§1萤石
§2方钠石
§3方柱石
§4堇青石
§5磷灰石
§6赛黄晶
§7红柱石
§8硅铍石
§9柱晶石
§10透辉石
§11顽火辉石
§12锂辉石
§13坦桑石
§14硼铝镁石
§15符山石
§16蓝锥矿
§17榍石
第一节萤石（Fluorite）
一、基本性质
1．化学成分氟化钙，CaF2
2．晶体结构立方晶系
3．颜色萤石颜色丰富多彩，可有各种颜色产出，除红和黑色外的几乎所有颜色，颜色条带发育。
图5-1-1
图5-1-2
图5-1-3
萤石的各种颜色
紫色萤石中的生长色带
4．结晶习性立方晶体（但由于完全并且易裂的解理，常呈解理八面体形态）。
具穿插双晶。
5．解理完全的八面体解理（四组）
6．断口贝壳状
7．硬度4
8．比重3.18
9．折射率1.434
10．光性各向同性
10．光泽弱玻璃光泽
11．透明度透明、半透明、不透明
12．色散、极低（0.007）
13．吸收光谱可显稀土元素线
14．发光性长波紫外光下发明亮的蓝白色荧光，短波下较弱。
15．包裹体可含固相交二相和三相的包裹体。
二、鉴定要点：
1．原石的鉴别：
等轴晶系晶体的形态为八面体、立方体或呈晶簇状产出，形态各异，紫色萤石可见生长条带。
由于存在四组完全解理，在大块的不规则状萤石中可打出完好的八面体晶形。
2．成品的鉴别：
均质，单折射RI1.434、相对密度值中等SG3.18、紫外光下发荧光、解理发育，破口处可见阶梯状，由于硬度低，表面耐磨程度差，光泽弱及颜色生长条带为主要区分依据。
第二节方钠石（Sodalite）
图5-2-1
图5-2-2
暗蓝色的方钠石
方钠石中的白色网脉
一、基本特征
1．化学成分氯的钠铝硅酸盐，Na8[AlSiO4]6Cl2
2．晶系立方晶系
3．习性菱形十二面体解理（6组）
4．解理明显，菱形十二面体解理
5．断口贝壳状到不平坦状
6．硬度5.5-6
7．比重2.28
8．折射率1.48
9．光性各向同性
10．光泽玻璃光泽
11．透明度透明到不透明
12．颜色：
黄色、深蓝色，常有白色及粉红色网脉。
13．发光性：
查尔斯滤色镜下变红。
二、鉴定要点：
方钠石的主要识别特征：
为深蓝色、多晶结构、低RI1.48、低SG2.28在2.65的重液中呈漂浮状态、查尔斯滤色镜下变红，放大观察可见白色的物质分布于其中。
颜色与青金石较为接近，主要区分点在于青金石为多种矿物组合，内有黄铁矿颗粒和方解石呈星点状或团块状分布。
第三节方柱石（Seapolite）
化学成分
晶系及结晶习性
光学性质
内部显微特征
方柱石鉴定要点
一、化学成分
（Na,Ca）4（Al（Al,Si）Si2O8）3（Cl,F,OH,CO3,SO4）为钠柱石Na4[AlSi3O8]Cl和钙柱石Ca[Al2Si2O8] 3CO3类质同像系列的中间成员。
随着成分中Ca的含量增多，折射率、双折射率和密度也增大。
二、晶系及结晶习性
四方晶系，柱状晶体，沿c轴延长，常带有丝状或纤维状外观。
图5-3-1方柱石的晶体素描图
三、光学性质
1．颜色：
主要有紫色，粉色，另有无色，黄，绿，蓝色。
2．透明度及光泽：
透明至半透明，玻璃光泽。
3．光性：
一轴晶，负光性。
4．折射率和双折射率：
RI：
1.54~1.58，DR：
0.004~0.037
5．多色性：
粉、紫色者具中一强多色，黄色者具弱一中多色性。
6．荧光：
与产地和颜色有关，无色和黄色者可有粉色到橙色的荧光色。
7．色散：
低0.017
8．解理及断口：
柱面解理不完全，不平坦断口。
9．硬度：
摩氏硬度：
6.0
10．相对密度：
2.50~2.74
四、内部显微特征
常见管状包裹体，排列方向平行c轴。
另有各种因相互气液相包裹体。
图5-3-2
方柱石猫眼
五、方柱石鉴定要点
1．原石的鉴别：
四方柱状晶体，晶体两端常破碎，晶面上有密集的纵纹。
2．成品鉴别：
方柱石易于与石英、绿柱石类宝石相混。
石英为一轴晶（+），而方柱石为一轴晶（-），紫色方柱石与紫晶很相似，但紫色方柱石的折射率和双折射率都较低，折射率为1.536~1.551，两个RI值小于1.550，双折射率为0.005。
方柱石的折射率值与绿柱石宝石折射率重叠时，绿柱石的双折射率约为0.006。
此时，方柱石的双折射率明显较大，另外，方柱石的多色性与荧光特征亦是区分依据之一。
紫色方柱石
紫晶
堇青石
颜色
浅紫、紫色
紫色、紫红色
紫蓝色、蓝色
折射仪
RI
1.53-1.54
1.544-1.553
1.54-1.55
DR
0.004-0.009
0.009
0.008-0.012
光性
一轴（-）
一轴（+）
二轴晶
二色镜
二色性明显
浅紫至深紫色
二色性明显
紫色至蓝紫色
三色性显著
紫蓝色\蓝色\浅黄色
放大观察
典型的针管状包体为方柱石的有效识别特征
折边生长色带,带状的红色包体,气液两相包体
晶体包体,常见锆石晕,也可含赤铁矿包体,多时呈红色,构成血射堇青石.
相对密度
2.50±
2.65
2.57
紫色方柱与紫晶和堇青石RI、DR、及颜色上易相混
方柱石（无色\黄色）易于绿柱石和水晶相混
方柱石
绿柱石
水晶
折射仪
RI
1.54-1.58
1.56-1.59
1.544-1.553
DR
0.009-0.026少数0.037
0.004-0.009
0.009
光性
一轴（-）
一轴（-）
一轴（+）
偏光仪
黑十字干涉图
黑十字干涉图
"牛眼"干涉图
相对密度
2.5-2.74浅色偏高
2.65重液中下沉
2.70-2.90
2.65重液中下沉
2.65
在2.65重液中悬浮
显微镜下
可见针管状包体
可见不连续状针管状包体,构成"雨状"包体
气液包体，晶体包体负晶
第四节堇青石（Iolite）
化学成分
晶系及结晶习性
物理光学性质
内部显微特征
鉴定要点
一、化学成分
（Mg,Fe）2Al3AlSi5O18。
其中Mg和Fe可形成完全的类质同象代替。
自然界中，绝大多数堇青石是富镁。
二、晶系及结晶习性
属斜方晶系，常呈短柱状晶体或水蚀卵石状产出。
三、物理光学性质
1．颜色：
宝石级品种颜色为蓝色和蓝紫色，堇青石也可呈无色、微黄白色、绿色、褐色和灰色等。
图5-4-1
蓝色堇青石
2．光泽及透明度：
玻璃光泽，透明至半透明。
3．光性
二轴晶，负光性。
4．折射率与双折射率：
RI：
1.54-1.55，DR：
0.01±0.002与其成分中Mg和Fe的比例有关，当富Mg时，折射率偏低，而富铁时折射率则偏光。
5．多色性：
强，三色性表现为黄紫、黄、蓝色。
肉眼可见，如果从不同方向观察，可看到不同的颜色。
图5-4-2
堇青石多色性肉眼可见
6．发光性：
无
7．吸收光谱：
表现为铁吸收谱。
8．解理
堇青石可具有三组解理，其中{010}为中等解理，{100}和{001}为不完全解理，断口为参差状。
9．硬度：
摩氏硬度为7~7.5
相对密度：
2.60，随Fe的含量增多而逐渐变大。
四、内部显微特征：
常见的矿物包裹体有赤铁矿或针铁矿、磷灰石、锆石及气体液包体等。
其中斯里兰卡产的一种堇青石包裹主要为赤铁矿和针铁矿，颜色为红色，绝大多数颗粒呈板状和针状，并呈定向排列，当包裹体大量出现时可使堇青石呈现红色，这种堇青石又被称为"血射堇青石"（Bloodshot）。
图5-4-3
堇青石内裂隙
五、鉴定要点
与堇青石相似的宝石有蓝宝石、紫晶、方柱石、碧玺、坦桑石等。
关键区分依据为：
RI值和DR值、相对密度值，颜色多色性，浅色品种干涉图及方柱石的荧光特征。
堇青石与紫晶、方柱石的鉴别见方柱石章节。
堇青石的颜色外观与蓝宝石、蓝碧玺、坦桑石极为相似：
只要小心测试，较容易区分。
蓝宝石：
具有明亮玻璃光泽，RI1.76-1.78DR0.008一轴晶（-），多色性为明显的二色性蓝色至蓝绿色，典型光谱为蓝区三条强的吸收窄带（450、460、470nm处），放大观察具有六方或直边生长色带，金红石针状包体和气液两相包体。
蓝碧玺：
RI1.62-1.65DR0.018一轴（-）多色性明显至强（二色性）,SG3.01-3.11在2.65重液中下沉,而堇青石SG小,在2.65重液中呈漂浮状态。
坦桑黝帘石：
明显的三色性与堇青石相似，但各自表现的三个方向性颜色有差异。
坦桑黝帘石的RI、SG高于堇青石，RI1.69-1.70DR0.009二轴晶宝石,SG3.35。
第五节磷灰石（Apatite）
化学成分
晶系及结晶习性
物理光学性质
鉴定要点
一、化学成分
磷灰石是钙的磷酸盐Ca5（PO4）3（F,OH,Cl），其中Ca3+常被Sr2+、Mn2+离子取代，并含有微量的Ce、U、Th等稀土元素。
二、晶系及结晶习性
磷灰石属六方晶系。
晶体常呈六方短柱状，厚板状、粒状，一些晶体还可见发育完好的六方双锥。
图5-5-1
磷灰石的晶体素描图
三、物理光学性质
1．颜色
常见的颜色有绿色、浅绿色、天蓝色、紫色、黄-浅黄色、粉红色及无色等。
磷灰石的颜色多样性与其所含的稀土元素的种类及含量密切相关。
图5-5-2
各种颜色的磷灰石
2．光泽及透明度玻璃光泽，透明一半透明。
3．光性非均质体，一轴晶，负光性。
4．折射率与双折射率：
常因成分的变化而有一定变化范围，宝石级折射率值为1.63-1.64，DR值为0.003±0.002。
5．多色性：
蓝绿色的磷灰石多色性比较明显。
6．发光性：
磷灰石的荧光因颜色不同而不同，LWWV和SWWW均可见。
7．吸收光谱：
蓝色和绿色的磷灰石显示稀土元素的混合吸收谱。
吸收光谱二个。
8．解理：
解理不发育，{0001}不完全解理至中等，{1010}不完全，断口不平坦。
9．硬度：
摩氏硬度为5。
10．相对密度：
宝石常为3.18-3.20。
11．11．内部特征：
多种因相包裹体。
气液相包裹体、负晶、长管状包裹体、生长结构线等。
图5-5-3
图5-5-4
磷灰石猫眼效应
四、鉴定要点：
与磷灰相似的宝石有碧玺、绿柱石、托帕石等，其中双折率值、相对密度及典型光谱为重要区分依据。
磷灰石双折射率值低,DR0.002-0.006,相似宝石的折射率都大于磷灰石；相对密度SG3.18，在3.05的重液中漂浮,在3.32的重液中下沉；而相似宝石在3.32重液中均呈下沉状态；磷灰石具有典型稀土谱，而碧玺、绿柱石和托帕石无典型光谱。
第六节赛黄晶（Danburite）
1．化学成分：
钙硼硅酸盐，CaB2[SiO4]2
2．晶系：
斜方晶系
3．习性：
圆顶、菱形断面的具沟痕的柱体。
有明显的凿形外观。
图5-6-1
晶体形态和阶梯形刻面宝石
4．解理底面解理，不明显
5．断口半贝壳状
6．硬度7
7．比重3
8．折射率1.63-1.64
9．双折射率0.006
10．光性二轴晶。
光性取决于照明所用光的波长，红到绿光时为负光性，蓝光时为正光性。
11．光泽玻璃光泽
12．透明度透明
13．色散低（0.017）
14．颜色黄色及无色，偶见粉红色。
15．吸收光谱某些样品中见稀土元素线。
16．发光性长、短波紫外光下可发蓝色荧光。
17．鉴定要点折射率、低双折率、二轴晶宝石和相对密度作为关键区分依据。
第七节红柱石（Andalusite）
化学成分
晶系及结晶习性
物理光学性质
内部显微特征
红柱石的品种
鉴定要点
一、化学成分：
铝硅酸盐。
成分为Al2SiO5。
其中Al常被Fe3+、Mn2+替代，一些红柱石在生长过程中还可以捕获细小石墨及粘土矿物的颗粒，并可在红柱石内部呈定向排列，在其横断面上形成黑十字，亦称空晶石。
二、晶系及结晶习性
斜方晶系。
常为柱状晶体，晶体的横断面为几乎呈正方形，红柱石的柱状集合体还常呈放射状，形似菊花，又称为菊花石。
三、物理光学性质
1．颜色
褐绿色到褐红色，少量呈褐色、粉红色或紫色。
图5-7-1红柱石颜色
2．光泽及透明度：
玻璃光泽。
宝石级红柱石透明至半透明。
3．光性：
二轴晶、负光性。
4．折射率与双折射率：
RI：
1.63-1.65,DR：
0.010±0.003，含锰者DR高达0.029。
5．多色性
多色性很强，肉眼可见，一些样品还可见三色性。
黄绿色的红柱石多色性为黄色、绿色至红色。
图5-7-2红柱石多色性明显
6．发光性：
多数无萤虫，部分因产地而异。
7．吸收光谱绿色、淡红褐色的红柱石显铁的吸收谱。
8．解理
红柱石可见两组解理，其中{110}方向为中等解理，{100}方向为不完全解理，断口呈参差状。
9．硬度：
摩氏硬度为6.5~7.5
10.相对密度：
宝石级为3.18
四、内部显微特征
常见包裹体磷灰石、金红石、白云母、石墨及各种矿物呈对角线分布，构成"黑十字"，气液包裹体以及色带、解理、双晶纹等生长结构。
图5-7-3红柱石的空晶石品种中的暗色包体呈"黑十字"分布
五、红柱石的品种：
除各种颜色的不透明红柱石之外，另有空晶石及红柱石猫眼。
图5-7-4
图5-7-5
猫眼效应
空晶石
六、鉴定要点
红柱石相似宝石有碧玺、托帕石、赛黄晶等，关键区分依据为：
DR值轴性及光性、相对密度值，多色性等。
红柱石
碧玺
托帕石
赛黄晶
晶体形态
斜方柱+斜方锥的聚形，晶面有密集的纵纹
三方和六方柱+三方单锥，晶面有密的纵纹
斜方柱和斜方锥的聚形，晶面有密集的纵纹，底面解理发育
斜方长柱状，晶体的呈形，底面解理育
RI
1.63-1.64
1.62-1.65
1.61-1.64
1.63-1.64
DR
0.010
0.018
0.008-0.010
0.006
光性
二轴晶（-）
一轴晶（-）
二轴晶（+）
二轴晶
SG
3.18
3.01-3.11
3.53-3.56
3.00
3.05重液
3.05↑
3.05缓慢↑或↓
3.05↓
3.05↑
3.32重液
3.32↓
3.32↓
3.32↓
3.32↑
多色性
显著褐红\灰绿
明显体色深浅上变化
明显
弱多色性
第八节硅铍石（Phenakite）
1．化学成分铍硅酸盐，Be2SiO4
2．晶系三方晶系
3．习性板状和柱状晶体，外观与水晶相似，又称"似晶石"
图5-8-1
硅铍石晶体
4．解理明显，柱面解理
5．断口贝壳状
6．硬度7.5
7．比重2.95
8．折射率1.65-1.67
9．双折射率0.016
10．光性一轴晶正光性
11．光泽明亮玻璃光泽
12．透明度透明的
13．色散低（0.15）
14．颜色粉红色、浅黄色、绿色和无色
15．鉴定要点：
RI与DR、比重为主要区分依据
硅铍石
水晶
绿柱石
托帕石
RI
1.65-1.67
1.544-1.553
1.56-1.59
1.61-1.62
DR
0.016
0.009
0.004-0.009
0.010
光性
一轴晶（+）
一轴晶（+）
一轴晶（-）
二轴晶（+）
相对密度
2.95
2.65
2.70-2.90
3.53-3.56
偏光镜下
黑十字干涉图
中空十字干涉图
黑十字干涉图
二轴晶干涉图
放大观察
刻面棱双影明显
气液包体、负晶
"雨状"包体
初始解理
成品无色的硅铍石易于无色水晶、无色绿柱石、无色托帕石相混
第九节柱晶石（Kornerupine）
1．化学成分：
镁铝铁的硼硅酸盐，Mg3Al6（Si,Al,B）5O21（OH）
2．晶体结构斜方晶系
3．习性柱状晶体，多为水蚀卵石
4．解理柱面解理
5．断口贝壳状
6．硬度6.5
7．比重3.3
8．折射率1.67-1.68
9．双折射率0.013
10．光性二轴晶负光性
11．光泽玻璃光泽
12．透明度透明到半透明
13．色散低（0.019）
14．颜色黄、绿、褐色，无色
图5-9-1
绿色和褐色柱晶石
15．多色性明显，颜色为褐色和绿色。
16．光学效应猫眼和星光效应
17．吸收光谱表现为铁吸收谱，紫区有一强带，蓝一绿区有较弱带
18．鉴定要点：
RI及DR、SG值负光性为主要依据，对猫眼品种与RI相近与其它宝石和顽火辉石、透辉石猫眼的准确区分依赖于大型测试仪器。
第十节透辉石（Diopside）
一、基本性质
1.成分：
钙镁硅酸盐CaMg（SiO3）2为辉石族CaMg（SiO3）2--CaFe（SiO3）2为类质同象系列；
CaMg--caFé中间成员有次透辉石、铁次透辉石，其中富含Cr的透辉石也称铬透辉石（变种）。
CaMg（SiO3）2CaFe（SiO3）2
透辉石次透辉石铁次透辉石钙铁辉石
成分中Mg与Fe成完全类质同象代替，随着铁的含量多而颜色由浅至深。
2.结晶特点：
单斜晶系，晶体发育完好时呈柱状、粗短柱状，也有晶体碎块、水蚀卵石。
3.颜色：
无色、灰色、淡绿、深绿、褐色和黑色。
4.品种：
a铬透辉石：
为鲜艳的绿色，颜色由铬所致；
b星光透辉石：
黑色，为四射不对称星光；
c青透辉石：
晶体细小，颜色为深紫色、蓝色，极少见。
图5-10-1
图5-10-2
图5-10-3
各种颜色的透辉石
透明品种
星光透辉石
5.力学性质：
H5SG3.30（3.26-3.32）星光可为3.35，两组明显解理以近90o相交。
6.光学性质：
二轴（+）RI1.67-1.70DR0.025，低色散（0.013）多色性弱到中等，铬透辉石具有明显的黄色和绿色的多色性。
玻璃光泽，透明到不透明。
7.光谱：
铬透辉石显示铬谱，红区有一双线（690nm）、635、655和670nm处有三条弱吸收带，蓝绿区508、505有吸收线，490nm有一吸收带。
其它品种光谱不典型。
图5-10-4铬透辉石的典型光谱
8.光学效应：
猫眼和星光效应。
星光是由定向拉长状磁铁矿包体所造成，具有磁性；
9.发光性：
SW紫外光下发出蓝或乳白色和橙黄色荧光；LW紫外光下有时发出浅紫色光。
10.产状产地：
产于富含Ca的变质岩中和金伯利岩中（铬透辉石）；产地有巴西、意大利、缅甸、南非、西伯利亚、巴基斯坦、印度等地。
二、透辉石的主要鉴别特征
颜色：
绿色、黄褐色、黑色
RI：
1.67-1.70DR0.025二轴（+）
SG：
3.30（3.26-3.32）
多色性：
明显
内含物：
放大观察可见双影象，晶体包体，星光透辉石可见黑色的拉长状磁铁矿。
光谱：
铬透辉石显示铬谱
第十一节顽火辉石（Enstatite）
名字来源于希腊语，意为对抗，因熔点高而得名。
为斜方辉石族。
一、基本性质
1.成分：
顽火辉石是斜方辉石族中的一个亚种。
斜方辉石族是一个复杂的铁镁硅酸盐固溶体系列。
由于铁的成分加大，矿物晶体颜色变深，无宝石意义，大多数作为很好的收藏品。
顽火辉石因含铁量低，为宝石中所用。
Mg2[Si2O6]Fe2[Si2O6]
顽火辉石古铜辉石紫苏辉石铁紫苏辉石尤莱辉石斜方铁辉石
顽火辉石成分MgO和SiO2为主，次要成分为Al、Ca、TiO2和MnO，含Fe量少于5%
2.结晶习性；斜方晶系，晶体呈柱状，通常完好的晶体少见，双晶常见，大多数以水蚀卵石产出。
3.颜色：
无色、灰色、绿色、褐色等。
图5-11-1绿色和褐色的透明品种
4.力学性质：
H5.5SG3.30（3.20-3.30）明显的柱面解理,两组交角近于90o。
5.光学性质：
二轴（+）RI1.65-1.68DR0.010低色散，多色性褐色强、绿色弱，玻璃光泽，透明至微透明
6.吸收光谱：
具有典型光谱，各种颜色在蓝绿区506nm处有一强吸收线，铬致色的除此带外，红区还有一双线
图5-11-2顽火辉石的典型光谱
7.特殊光学效应：
星光和猫眼。
图5-11-3
顽火辉石猫眼
8．产状产地：
顽火辉石主要产于基性和超基性岩及层状侵入岩中、火成岩、变质岩等岩石中。
主要产地有澳大利亚、缅甸、印度和南非。
二、主要鉴别特征
1．分光镜观察：
具有典型光谱，各种颜色包括无色，在蓝绿区506nm处有一强吸收线，铬致色的除此带外，红区还有一双线。
506nm吸收线为顽火辉石的诊断线；
2．折射仪测定：
二轴（+）RI1.65-1.68DR0.010；
3．二色镜下：
多色性褐色强、绿色弱；
4．放大观察：
由于硬度低，表面耐磨程度差，破口处可见阶梯状断口
第十二节锂辉石（Spodumene）
一、基本性质
1.成分：
锂铝硅酸盐LiAl（SiO3）2为一种辉石族矿物。
2.结晶特点：
单斜晶系，柱状晶体，扁平柱状晶体，常有熔蚀现象，并有明显的三角形表面印痕。
图5-12-1锂辉石的柱状晶体
3.颜色：
粉红色-紫红色、黄色、绿色、无色等。
图5-12-2
锂辉石颜色品种
4.品种：
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