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绿柱石、海蓝宝石、铯绿柱石的性质和鉴别

2016-11-09

[导读]绿柱石家族中除祖母绿外,还有天蓝色的海蓝宝石、粉红的铯绿柱石、金色和黄色绿柱石、紫红色的Mu绿柱石等等,其中海蓝宝石是另一个著名的品种,呈天蓝色、绿蓝色。本文介绍了绿柱石的基本性质、产状产地、海蓝宝石与仿制品的鉴别、合成绿柱石的鉴别、优化处理绿柱石的鉴别等。

绿柱石家族中除祖母绿外,还有天蓝色的海蓝宝石、粉红的铯绿柱石、金色和黄色绿柱石、紫红色的Mu绿柱石等等,其中海蓝宝石是另一个著名的品种,呈天蓝色、绿蓝色。海蓝宝石是三月份的生辰石,作为幸福和青春的标志。近十多年来,含锰的红色绿柱石也备受关注,被称为红色的祖母绿。

一、绿柱石的基本性质

   1、化学成分

   绿柱石是铍铝硅酸盐Be3Al2(SiO3)6,其中Be和Al可被不同的微量元素所替代,使绿柱石产生各种颜色。

   2、结晶习性

   绿柱石属六方晶系,结晶习性为六方柱状晶体,与祖母绿不同,绿柱石可形成巨大的晶体。1920年在巴西找到了一块透明的海蓝宝石晶体,重达243磅。绿柱石柱面常有明显的平行结晶C轴的纵纹,有时发育有六方双锥。

   3、力学性质

   绿柱石解理不发育,一组平行底面不完全解理,断口贝壳状。摩氏硬度7~8,相对密度为2.68~2.72,红色绿柱石为2.7~2.9。

   4、折射率和双折射率

   折射率一般为1.56~1.59,粉色和红色的为1.580~1.60,双折射率为0.005~0.009,粉色和红色双折射率为 0.008~0.009,一轴晶负光性,色散率0.014。

   5、光泽和透明度:玻璃光泽,通常为透明,少数半透明。

   6、颜色

   绿柱石的颜色多样,和所含的致色元素有关:

品种

体色

多色性

海蓝宝石

天蓝色

Fe2+,或者 Fe2+/Fe3+

透绿柱石

无色

纯净,不含可致色的元素

粉色绿柱石

粉色

含Mn2+,或者Cs1+

红色绿柱石

红色

Mn3+ 致色

金绿柱石

黄-金黄色

Fe3+ 致色

绿柱石

Fe2+ + Fe3+

Maxixe型绿柱石

蓝色

色心致色,不稳定

   7、多色性:不同的品种的多色性不同,请见下表:

品种

体色

多色性

海蓝宝石

天蓝色  

弱至强,蓝浅蓝(或无色)

透绿柱石

无色  

粉色绿柱石

粉色  

弱至中,紫红浅红

红色绿柱石

红色  

弱至中,红粉红

金绿柱石

黄—金黄色  

弱,多变

绿柱石

黄绿色  

弱至强,绿无色

   8、发光性:绿柱石一般无紫外荧光,粉色绿柱石可呈弱粉或紫色荧光。

   9、吸收光谱

   吸收光谱不典型,海蓝宝石吸收光谱不明显,在蓝区456nm处显示模糊弱带,紫区427nm处显示较强的宽带,偶尔在537nm处显示一吸收带。

   10、内含物

   绿柱石常见的包裹体是管状包体,管状包体平行结晶C轴方向延伸,管状包体断续出现呈雨丝状排列,绿柱石中还常见负晶。

   11、特殊光学效应:猫眼效应,但是光带往往不明显,效果较差。

  二、绿柱石的产状和产地

   绿柱石主要产在伟晶岩和云英岩中,主要的商业产地有巴西、俄罗斯、马达加斯加、美国、印度和非洲等地。几乎各种颜色的绿柱石在巴西均能找到,蓝色、绿色、黄色、金黄色、粉红色等产在米纳斯州的伟晶岩矿体中,和碧玺、托帕石等宝石共生。

   俄罗斯乌拉尔山脉的伟晶岩地带产出过大量的海蓝宝石、金黄色和粉色绿柱石,它们与蓝黄玉、天河石、以及优质紫晶共生。

   马达加斯加延展数百英里的花岗伟晶岩中产生过许多优质的绿柱石,有各种颜色的绿柱石,但以海蓝宝石和粉红色绿柱石最著名。

   纳米比亚有好几个宝石级绿柱石和碧玺的大型伟晶岩矿区,非洲的津巴布韦、坦桑尼亚、赞比亚等国也有绿柱石产生。

   美国许多地方都产出绿柱石,加里福尼亚州是粉红色绿柱石的著名产地,犹他州和新墨西哥州产有稀 有的红色绿柱石。红色绿柱石产于流纹岩。

   中国的新疆、云南、内蒙、海南、四川等地均发现有绿柱石,其中新疆和云南的质量最佳,新疆阿尔泰出产海蓝宝石、金色绿柱石、无色绿柱石,粉红色绿柱石及海蓝宝石猫眼等品种,但海蓝宝石的颜色较浅,通常需要进行改色处理。

三、海蓝宝石与仿制品的鉴别

   与海蓝宝石外观相似的宝石有蓝托帕石、蓝宝石、蓝碧玺、 浅蓝色合成尖晶石等,与它们的鉴别阐述如下:

  (1)蓝色托帕石

   蓝色托帕石是市场上最易与海蓝宝石相混的宝石,但托帕石的折射率高于海蓝宝石,为1.61~1.63,而海蓝宝石RI<1.60,蓝色托帕石的双折射常通常也大于海蓝宝石为0.010。在3.32的重液中托帕石下沉,海蓝宝石迅速上浮。

   (2)蓝宝石

   海蓝宝石比蓝宝石颜色浅,蓝宝石呈强玻璃光泽,其折射率值1.76~1.78,相对密度3.99,硬度9均远远大于海蓝宝石,故仔细检测两者不易相混。

   (3)碧玺

   蓝色碧玺通常颜色深,多色性强,碧玺的折射率1.64~1.66,高于海蓝宝石,双折射率较大为0.018~0.020,而海蓝宝石仅0.006,碧玺 可见刻面棱重影,在3.05的重液中碧玺悬浮,绿柱石上浮。

   (4)合成尖晶石

   浅蓝色合成尖晶石在色彩上与海蓝宝石有一定的相似性,其折射率值(1.727)和相对密度(3.63)都大于海蓝宝石;合成尖晶石无二色性,偏光镜下显示斑状消光,其内部常见气泡,与绿柱石不同。

  四、合成绿柱石及其鉴别特征

   绿柱石族的各种宝石除了祖母绿外,还有合成的红色绿柱石和蓝绿色绿柱石,合成的红色绿柱石的颜色与天然的红色绿柱石相似,可作为天然红色绿柱石的仿制品。合成蓝绿色绿柱石的颜色和含铜的蓝绿碧玺相似,但是没有相似外观的天然绿柱石。这两种合成绿柱石都由Tairuss公司生产和销售。目前还没有其他有商业意义的合成绿柱石。

   1、合成红色绿柱石的鉴定特征

   (1)基本性质

   合成红色绿柱石为板状的晶体,致色元素为Mn、Co 和 Fe。折射率No1.568,Ne1.579,双折率0.006,相对密度2.69~2.70,与天然的红色绿柱石相近(折射率No1.568~1.572,Ne1.567~1.568,双折率0.004~0.008,相对密度2.66~2.70)。合成红色绿柱石多色性为紫红色和橙红色,天然红色绿柱石的多色性弱,为不同的红色调。

  (2)内含物特征

   合成红色绿柱具有明显的水波纹状纹理(scotch and water effect),由于近于平行的生长带造成的,天然的没有这种特征。此外还有籽晶残余、流体包裹体等。

   2、合成蓝绿色绿柱石的鉴定特征

   这种绿柱石是俄罗斯Novosibirsk Tairus 公司新近开发的产品,在泰国经Tairuss销售。

   (1)颜色特征:合成蓝绿色绿柱石品鲜艳的蓝绿色,天然绿柱石尚未发现这种蓝绿色的颜色。由Cu和V致色,几乎不含Cr。

   (2)吸收光谱:合成蓝绿色绿柱石主要由Cu致色,波长大于610nm的红光都被吸受,可见光谱成为红区被截短的模式,也是重要的鉴定依据。

   (3)内含物特征

   合成蓝绿色绿柱和合成的红色绿柱石一样具有水波纹状纹理,但没有红色绿柱石密集和明显,流体包裹体等其他内含物不多见。

五、优化处理绿柱石的鉴别

   绿柱石常见有两种优化处理方法:热处理和辐照处理。

   1、热处理

   通过热处理可改变绿柱石的颜色,绿蓝色变为蓝色,淡蓝色变为深天蓝色,黄绿色变为蓝色,橙黄色变为粉红色等等,这些处理通常在400~450℃温度下进行,其结果是稳定的,属于优化类型,不需指明。

   2、辐照处理

   辐照处理是绿柱石常见的处理方式,它可以使无色绿柱石变黄色、绿色变蓝色、粉色变橙色等等。最著名的是γ射线辐照的Maxixe型蓝色绿柱石,它的颜色呈钴蓝色,这种颜色不稳定,遇热或暴露在阳光下就会退色。Maxixe型蓝色绿柱石二色性与海蓝宝石不同,常光方向呈蓝色非常光方向无色,海蓝宝石与之相反,蓝色显示在非常光方向。吸收光谱在红区695、655nm有两个带,在橙、黄、黄绿区628、615、581、550nm处伴有较弱的带。