1、4 矿物学、宝石学基础矿物学、宝石学基础n一、矿物学基础一、矿物学基础n1矿物：矿物：矿物是指地质作用形成的天然单质或化合物，它们具有相对固定的化学组成，固态者还具有确定的内部构造；它们在一定的物理化学条件内稳定，是组成岩石和矿石的基本单元。金刚石蓝宝石海蓝宝石海蓝宝石 n2矿物的分类：矿物的分类：n矿物的分类方法很多，其中晶体化学分类是目前被广泛采用的一种分类方法。n矿物的晶体化学分类是以矿物的化学组成和晶体结构作为分类的依据（既考虑化学成分又考虑晶体结构的分类），因为成分和晶体结构决定了矿物的性质，并与一定的生成条件相关联，在一定程度上也反映了自然界化学元素结合的规律，该分类比较合理，目前
2、被广泛采用。矿物的晶体化学分类：矿物的晶体化学分类：n(1)自然元素大类：金刚石自然元素大类：金刚石C，自然金，自然金Au等等金刚石金刚石自然金自然金n(2)硫化物及类似化合物大类：辰砂硫化物及类似化合物大类：辰砂HgS，黄铁矿，黄铁矿FeS2等等辰砂辰砂辰砂辰砂辰砂辰砂黄铁矿黄铁矿n(3)氧化物和氢氧化合物大类：氧化物和氢氧化合物大类：n氧化物类：氧化物类：n红、蓝宝石红、蓝宝石 Al2O3n石英族石英族 SiO2n赤铁矿赤铁矿 Fe2O3 n锡石锡石 SnO2n尖晶石尖晶石 MgAl2O4 n金绿宝石金绿宝石 BeAl2O4n金红石金红石 TiO2石英簇石英簇赤铁矿赤铁矿刚玉晶体刚玉晶体尖
3、晶石尖晶石锡石锡石n金红石金红石金绿宝石金绿宝石n(4)卤化物大类：萤卤化物大类：萤石石 CaF2萤石晶体萤石晶体(5)含氧盐大类：含氧盐大类：硅酸盐类：锆石、橄榄硅酸盐类：锆石、橄榄石石约占宝石的约占宝石的50%锆石晶体锆石晶体各种颜色品种锆石各种颜色品种锆石橄榄石橄榄石橄榄石晶体橄榄石晶体n碳酸盐类：孔雀石、碳酸盐类：孔雀石、菱锰矿、冰洲石菱锰矿、冰洲石冰洲石冰洲石孔雀石孔雀石菱锰矿菱锰矿n磷酸盐类：磷灰石、绿松石、磷铝锂石等磷酸盐类：磷灰石、绿松石、磷铝锂石等磷灰石磷灰石磷灰石磷灰石磷铝锂石磷铝锂石绿松石绿松石n硫酸盐类：重晶石、天青石硫酸盐类：重晶石、天青石柱状天青石晶体柱状天青石晶体
4、n硼酸盐类：硼砂等硼酸盐类：硼砂等硼砂硼砂3宝石矿物的化学成分与化学式宝石矿物的化学成分与化学式 目前已知的矿物约有3000种左右，绝大多数是固态无机物。液态的（如自然汞）、气态的（如氮）以及有机物（如琥珀），仅占数十种。在固态矿物中，绝大部分都属于晶质矿物，只有极少数（如水铝英石、蛋白石）属于非晶质矿物。n(1)矿物的化学成分矿物的化学成分na.化学组成基本固定的矿物化学组成基本固定的矿物 这类矿物的化学成分基本上是固定不变的，或者这类矿物的化学成分基本上是固定不变的，或者说其成分上变异范围非常小，以致在通常情况下可说其成分上变异范围非常小，以致在通常情况下可以忽略不计，它们遵守化学上的定比
5、定律或倍比定以忽略不计，它们遵守化学上的定比定律或倍比定律。律。如：金刚石如：金刚石C 红宝石红宝石Al2O3等等nb.化学组成不固定的矿物化学组成不固定的矿物 如固溶体，含沸石水和层间水的矿物、胶体等如固溶体，含沸石水和层间水的矿物、胶体等 SiO2nH2O欧泊欧泊火欧泊火欧泊“晶质晶质”欧泊欧泊黑欧泊黑欧泊白欧泊白欧泊nc.不符合化学比的矿物不符合化学比的矿物 如方铁矿如方铁矿Fe1-x 0是由于晶体结构中存在某种缺陷是由于晶体结构中存在某种缺陷所造成的。所造成的。水钙铝榴石水钙铝榴石Ca3Al2SiO43 x(OH)4x 主要成分：主要成分：1-100%次要成分：次要成分：1%-1/万万
6、 微量成分：微量成分：1/万万水钙铝榴石中的黑色包体水钙铝榴石中的黑色包体n(2)矿物的化学式矿物的化学式n化学式：表示矿物组成、元素种类、比例及某些化学式：表示矿物组成、元素种类、比例及某些结构特征的符号。结构特征的符号。n矿物的化学式有两种，即实验式和结构式矿物的化学式有两种，即实验式和结构式 a、实验式：仅表示出组成矿物元素的种类及其原、实验式：仅表示出组成矿物元素的种类及其原子数之比的化学式，可用元素的形式写出如子数之比的化学式，可用元素的形式写出如BeAl2O4，也可用简单氧化物组合方式写出，也可用简单氧化物组合方式写出BeOAl2O3 b、结构式（晶体化学式）：除了能表示出组成元、
7、结构式（晶体化学式）：除了能表示出组成元素的种类及其原子数之比外，还可反映矿物晶体素的种类及其原子数之比外，还可反映矿物晶体结构中各组分相互结合的情况。结构中各组分相互结合的情况。如方解石：实验式如方解石：实验式CaOCO2 结构式结构式CaCO3n结构式（晶体化学式）的书写原则（自己结构式（晶体化学式）的书写原则（自己复习）复习）n(1)阳离子在前，阴离子在后，如果有一种以上阳阳离子在前，阴离子在后，如果有一种以上阳离子则按碱性强弱的顺序排列。如离子则按碱性强弱的顺序排列。如MgAl2O4n(2)当出现阴离子团时，一定用方括号括起来，如当出现阴离子团时，一定用方括号括起来，如锆石锆石ZrSi
8、O4。n(3)附加阴离子氟、氯及羟基等，一般写在络阴离附加阴离子氟、氯及羟基等，一般写在络阴离子之后，如托帕石子之后，如托帕石Al2SiO4Fn(4)类质同象元素，写在小括号中，用逗号隔开，类质同象元素，写在小括号中，用逗号隔开，含量高者写在前面，如橄榄石含量高者写在前面，如橄榄石(Mg,Fe)2SiO4。n(5)若有分子水则排在最后，中间用若有分子水则排在最后，中间用隔开，如欧泊隔开，如欧泊 SiO2nH2On矿物的化学式是根据矿物的定量化学全分析数据，矿物的化学式是根据矿物的定量化学全分析数据，经过换算得来的，但由此得到的只是实验式、结经过换算得来的，但由此得到的只是实验式、结构式要根据晶
9、体结构和晶体化学原理确定或进行构式要根据晶体结构和晶体化学原理确定或进行晶体结构分析。晶体结构分析。n4类质同象：类质同象：n晶体结构中某种质点（原子、离子或分子）为它晶体结构中某种质点（原子、离子或分子）为它种类似的质点所代替，仅使晶格常数（格子要素）种类似的质点所代替，仅使晶格常数（格子要素）发生不大的变化，而结构类型保持不变，这种现发生不大的变化，而结构类型保持不变，这种现象称为类质同象。象称为类质同象。n如橄榄石如橄榄石(Mg,Fe)2SiO4Mg2+Fe2+橄榄石橄榄石n红宝石和蓝宝石红宝石和蓝宝石Al2O3 Al3+Cr3+n祖母绿和海蓝宝石祖母绿和海蓝宝石n红碧玺和绿碧玺红碧玺和
10、绿碧玺n类质同象可根据代换量的多少分为两种类型：类质同象可根据代换量的多少分为两种类型：完全类质同象：代换量不受限制如橄榄石完全类质同象：代换量不受限制如橄榄石 不完全类质同象：代换量不能超过一定限度，如不完全类质同象：代换量不能超过一定限度，如红宝石红宝石n此外类质同象还可分为等价类质同象和异价类质此外类质同象还可分为等价类质同象和异价类质同象同象n影响类质同象的外界条件很多，但主要是温度影响类质同象的外界条件很多，但主要是温度n类质同象可以影响矿物的颜色、折射率、密度等，类质同象可以影响矿物的颜色、折射率、密度等，例如橄榄石，随着例如橄榄石，随着Fe2+的增加，颜色变深，折射率、的增加，颜
11、色变深，折射率、密度等均增大。密度等均增大。n5同质多象同质多象n同种化学成分的物质，在不同物理化学条件下（温同种化学成分的物质，在不同物理化学条件下（温度、压力、介质）形成不同结构晶体的现象，称为度、压力、介质）形成不同结构晶体的现象，称为同质多象。同质多象。n碳（碳（C）的同质多象变体：）的同质多象变体：金刚石金刚石 等轴晶系等轴晶系 石墨石墨 六方晶系六方晶系 六方金刚石六方金刚石 六方晶系（陨石撞击地表六方晶系（陨石撞击地表 时所形成）时所形成）nSiO2的同质多象变体的同质多象变体 573（常压）以上（常压）以上 石英（高温石英）六方晶系石英（高温石英）六方晶系 573以下以下 石英
12、（低温石英）三方晶系石英（低温石英）三方晶系n石英（石英（SiO2）与欧泊（）与欧泊（SiO2nH2O）不是同）不是同质多象！质多象！nAl2SiO5:红柱石红柱石 斜方斜方Al2SiO4O 较低温、低压较低温、低压 蓝晶石蓝晶石 三斜三斜Al2SiO4O 中压、中高温中压、中高温 矽线石矽线石 斜方斜方AlAiSiO4O 较高温较高温蓝晶石蓝晶石矽线石矽线石红柱石红柱石nCaCO3：方解石方解石 三方三方 文石文石 斜方斜方nAl4Si4O10(OH)8 单位晶胞结构单位晶胞结构 单元层单元层 晶系晶系 高岭石高岭石 单层单层 三斜三斜 地开石地开石双层双层 单斜单斜 珍珠陶土珍珠陶土 六层
13、六层 单斜单斜n6.水在矿物中存在的形式水在矿物中存在的形式n(1)吸附水：吸附水：呈中性的水分子存在(H2O)，不参与矿物晶体结构n薄膜水薄膜水n毛细管水毛细管水n胶体水：胶体水：是水胶凝体矿物中的分散媒而存在的水，即固定吸附在分散相表面的水。如：欧泊中的水SiO2nH2On(2)结晶水：结晶水：也是以中性水分子(H2O)的形式存在，但它参与组成矿物的晶格，有固定的配位位置。如石膏CaSO42H2O 绿松石CuAl6PO4(OH)84H2On(3)化合水（结构水）：化合水（结构水）：不是真正的水分子，而是以(OH)-1或H+、H3O+等离子形式参与组成晶体结构，并有固定的配位位置和确定的含量
14、比。如绿松石CuAl6PO4(OH)84H2O等n(4)沸石水沸石水n(5)层间水层间水二二、宝石学基础宝石学基础1宝石的定义：珠宝玉石是对天然珠宝玉石和人工宝石的定义：珠宝玉石是对天然珠宝玉石和人工宝石的统称，简称宝石。宝石的统称，简称宝石。2宝石的分类：宝石的分类：宝石（珠宝玉石）宝石（珠宝玉石）天然珠宝玉石天然珠宝玉石 天然宝石天然宝石 天然玉石天然玉石 天然有机宝石天然有机宝石 人工宝石人工宝石 合成宝石合成宝石 人造宝石人造宝石 拼合宝石拼合宝石 再造宝石再造宝石 仿宝石仿宝石 n3定名规则：定名规则：珠宝玉石名称国家标准是在珠宝玉石名称国家标准是在DZ/T0044-93和和DZ/T
15、0045-93基础上制定的，保留了上述地质部基础上制定的，保留了上述地质部标准中实践证明适合我国国情的内容。标准中实践证明适合我国国情的内容。n国家标准参考了国际珠宝首饰联合会（国家标准参考了国际珠宝首饰联合会（CIBJO）制定的制定的钻石、宝石、珍珠手册钻石、宝石、珍珠手册，以及美国宝，以及美国宝石贸易协会（石贸易协会（AGTA）制定的）制定的宝石优化处理手宝石优化处理手册册（Gemstone enhan cement manual）和）和日本全国宝石协会制定的日本全国宝石协会制定的宝石和装宝石和装饰品的定义命名法则的规定。n该标准规定了珠宝玉石的类别、定义、定名规则该标准规定了珠宝玉石的类
16、别、定义、定名规则及表示方法，适用于珠宝玉石的鉴定、贸易活动，及表示方法，适用于珠宝玉石的鉴定、贸易活动，对于海关、保险公司及珠宝玉石进口也要参照执对于海关、保险公司及珠宝玉石进口也要参照执行。行。n我国珠宝玉石的传统与宝石学新体系之间存在某我国珠宝玉石的传统与宝石学新体系之间存在某些矛盾，为了使珠宝玉石概念明确，以利于销售、些矛盾，为了使珠宝玉石概念明确，以利于销售、司法仲裁、国标对一些基本概念进行了明确定义。司法仲裁、国标对一些基本概念进行了明确定义。n于于2003.7.1发布了发布了珠宝玉石名称珠宝玉石名称修定版本修定版本（GB/T16552-2003）代替了）代替了1996年的原版本年
17、的原版本（GB/T16552-1996），并于），并于2003、11、01实施。实施。n新版本与原版相比主要变化如下：新版本与原版相比主要变化如下：n养殖珍珠可简称为珍珠养殖珍珠可简称为珍珠n优化处理定名规则中关于处理宝石增优化处理定名规则中关于处理宝石增 加了宝石的名称描述方法加了宝石的名称描述方法n仿宝石增加了天然宝石仿制品的内容仿宝石增加了天然宝石仿制品的内容n珠宝玉石基本名称内容有所增加珠宝玉石基本名称内容有所增加n(1)定名总则定名总则n各种珠宝玉石的定名必须以附录各种珠宝玉石的定名必须以附录A中所列基中所列基本名称为基础，按标准中规定的各类定名本名称为基础，按标准中规定的各类定名规
18、则及附录规则及附录B确定。确定。n附录附录A基本名称未列入的其他名称，在使用基本名称未列入的其他名称，在使用时必须加括号并在其前注明附录时必须加括号并在其前注明附录A中所列出中所列出的同种矿物（岩石）或材料的珠宝玉石名的同种矿物（岩石）或材料的珠宝玉石名称、附录称、附录A未列入的其他矿物（岩石）名称未列入的其他矿物（岩石）名称可直接作为珠宝玉石名称，可直接作为珠宝玉石名称，“珠宝玉石珠宝玉石”、“宝石宝石”不能作为具体商品的名称。不能作为具体商品的名称。n(2)各类宝石定义及定名规则各类宝石定义及定名规则n天然珠宝天然珠宝natural gemsn定义：定义：由自然界产生，具有美观、耐久、稀少
19、性，具有工艺价值，可加工成装饰品的物质统称为天然珠宝玉石。n天然珠宝玉石包括：天然珠宝玉石包括：天然宝石、天然玉石和天然有机宝石。n天然宝石：天然宝石：natural gemstonesn定义：定义：由自然界产生，具有美观、耐久、稀少性，可加工成装饰品的矿物的单晶体（可含双晶）。n定名规则：定名规则：直接使用天然宝石基本名称或其矿物名称，无需加“天然”二字，如“金绿宝石”、“红宝石”等。na.产地不参与定名：产地不参与定名：如禁止使用“南非钻石”、“缅甸红宝石”等。nb.禁止使用由两种天然宝石名称组合而成禁止使用由两种天然宝石名称组合而成的名称的名称，（“变石猫眼”除外），如“红宝石尖晶石”、
20、“变石蓝宝石”等。nc.禁止使用含混不清的商业名称禁止使用含混不清的商业名称，如“蓝晶”、“绿宝石”、半宝石等（香港把海蓝宝石叫“蓝晶”，我国古代把蓝色尖晶石叫蓝晶宝石）n天然玉石天然玉石natural jadesn定义：定义：自然界产生的，具有美观、耐久、稀少性和工艺价值的矿物集合体，少数为非晶质体。n定名规则：定名规则：直接使用天然玉石基本名称或其矿物（岩石）名称。在天然矿物或岩石名称后可附加“玉”字，无需加“天然”二字，“天然玻璃”除外。na.不用雕琢形状命名天然玉石nb.不允许单独使用“玉”或“玉石”直接代替具体的天然玉石名称。nc.附录A表A2中列出的带有地名天然玉石基本名称，不具产
21、地含义：如岫玉、蓝田玉、独山玉、寿山石、青田石等。n目前常用的玉石的命名方法有：目前常用的玉石的命名方法有：na.直接采用矿物、岩石名称nb.采用珠宝行业传统名称nc.采用英文译音，如欧泊、查罗石等n天然有机宝石天然有机宝石natural organic substancesn定义：定义：由自然界生物生成，部分或全部由有机物质组成，可用于首饰及装饰品的材料为天然有机宝石，“养殖珍珠”（可简称为珍珠）也归于此类。n定名规则：定名规则：na.直接使用天然有机宝石基本名称，无需加“天然”二字，“天然珍珠”、“天然海水珍珠”、“天然淡水珍珠”除外。nb.养殖珍珠可简称为“珍珠”，海水养殖珍珠可简称为“
22、海水珍珠”，淡水养殖珍珠可简称为“淡水珍珠”。nc.不以产地修饰天然有机宝石名称，如“波罗的海琥珀”等。n人工宝石人工宝石artificial productsn定义：定义：完全或部分由人工制造用作首饰及装饰品的材料，统称为人工宝石，包括合成宝石、人造宝石、拼合宝石和再造宝石。n合成宝石合成宝石synthetic stonesn定义：定义：完全或部分由人工制造且自然界有已知对应物的晶质或非晶质体，其物理性质、化学成分和晶体结构与所对应的天然珠宝玉石基本相同。n定名规则：定名规则：必须在其所对应的天然珠宝玉石名称前加“合成”二字，如“合成红宝石”、“合成欧泊”等。na.禁止使用生产厂、制造商的名
23、称直接命名，如“查塔姆祖母绿”。nb.禁止使用易混淆或含混不清的名词定名，如鲁宾石、红刚玉等。n人造宝石人造宝石artifical stonesn定义：定义：由人工制造且自然界无已知对应物的晶质或非晶质体。n定名规则：定名规则：必须在材料前加“人造”二字。如“人造钇铝榴石”，玻璃、塑料除外。na.禁止使用生产厂、制造商的名称直接定名。nb.禁止使用生产国或地名参与定名，如瑞士钻（人造钛酸锶）、美国钻（提拉法YAG1960年，美国碳化物公司用提拉法制造成功）nc.不允许使用生产方法参与定名。n拼合宝石拼合宝石composite stonesn定义：定义：由两块或两块以上材料经人工拼合而成，给人以
24、整体印象的珠宝玉石称拼合宝石，简称拼合石。n定名规则：定名规则：na.逐层写出组成材料名称，在组成材料名称之后加“拼合石”二字，如蓝宝石合成蓝宝石拼合石，也可只写顶部材料名称后“加拼合石”三字，如蓝宝石拼合石。nb.由同种材料组成的拼合石，在组成材料名称之后加拼合石之字，如锆石拼合石。nc.对于分别用天然珍珠、珍珠、欧泊或合成欧泊为主要材料组成的拼合石，分别用拼合天然珍珠、拼合珍珠，拼合欧泊，或拼合合成欧泊的名称即可，不必逐层写出材料名称。n再造宝石再造宝石reconstructed stonesn定义：定义：通过人工手段将天然珠宝玉石的碎块或碎屑熔接或压结成具整体外观的珠宝玉石。如再造琥珀、
25、再造绿松石等。n定名规则：定名规则：在所组成天然珠宝玉石名称前加“再造”二字。n仿宝石仿宝石imitation stonesn定义：定义：用于模仿天然珠宝玉石的颜色、光泽和特殊光学效应的人工宝石以及用于模仿另外一种天然珠宝玉石的天然珠宝玉石可称为仿宝石。n“仿宝石仿宝石”一词不能单独作为珠宝玉石名称。一词不能单独作为珠宝玉石名称。n定名规则：定名规则：na.在所模仿天然珠宝玉石名称前冠以“仿”字，如“仿祖母绿”、“仿珍珠”等。nb.应尽量确定给出具体珠宝玉石名称，且采用下列表示方式，如“玻璃”或仿水晶（玻璃）。nc.当确定具体珠宝玉石名称时，应遵循本标准规定的其他各项定名规则。n使用含义：使用
26、含义：n仿宝石不代表珠宝玉石的具体类别。n当使用“仿某种珠宝玉石”（例如“仿钻石”）这种表示方式作为珠宝玉石名称时，意味着该珠宝玉石不是所仿的珠宝玉石（如“仿钻石”不是钻石），具体模仿材料有多种可能性（如仿钻石可能是玻璃，CZ、水晶、-Sic等）。n具特殊光学效应具特殊光学效应（Optical phenomena）宝石的定名宝石的定名n猫眼效应猫眼效应chatoyancyn定名规则：定名规则：在珠宝玉石基本名称后加“猫眼”二字，如“磷石灰猫眼”、“玻璃猫眼”，只有金绿宝石猫眼可直接定名为“猫眼”。n星光效应星光效应asterismn定名规则：定名规则：在珠宝玉石名称前加“星光”二字。如星光红宝
27、石、星光透辉石等，具星光效应的合成宝石定名方法是，在所对应天然珠宝玉石基本名称前加“合成星光”四字，如“合成星光红宝石”。n变色效应变色效应colour changingn定名规则：定名规则：在珠宝玉石基本名称前加“变色”二字。如变色石榴石，具变色效应的合成宝石定名方法，是在所对应天然宝玉石基本名称前加“合成变色”四字，如“合成变色蓝宝石”具变色效应的金绿宝石可直接定名为变石，具变色效应的金绿宝石同时又具猫眼效应可定名为“变石猫眼”n其他特殊光学效应其他特殊光学效应other optical phenomenan定义：定义：除星光效应、猫眼效应和变色效应外，在珠宝玉石中所出现的所有其他特殊光学
28、效应，如砂金效应、晕彩效应、变彩效应。n定名规则：定名规则：具其他特殊光学效应的珠宝玉石，其特殊光学效应不参加定名，可以在备注中附注说明。n优化处理（优化处理（enhancement）宝石的定名）宝石的定名n优化处理：优化处理：n除切磨与抛光以外，用于改善珠宝玉石的外观（颜色、净度或特殊光学效应）、耐久性或可用性的所有方法。n优化处理分为优化和处理两类。优化处理分为优化和处理两类。n优化优化enhancingn传统的，被人们广泛接受的，使珠宝玉石潜在的美显示出来的优化处理方法、附合优化处理三原则：美丽、耐久、无害。n常见优化方法：常见优化方法：n热处理、漂白、浸蜡（绿松石除外）、浸无色油、染色
29、（玉髓、玛瑙类）n处理处理treatingn非传统的，尚不被人们接受的优化处理方法，或不符合优化处理三原则的方法。n常见处理方法：常见处理方法：n浸有色油、充填（玻璃充填、塑料充填或其他聚合物等硬质材料充填）、浸蜡（绿松石）、染色（玉髓、玛瑙除外）辐射、激光钻孔、覆膜、扩散、高温高压处理。n定名规则：定名规则：n优化的珠宝玉石的定名：优化的珠宝玉石的定名：nA直接使用珠宝玉石名称；B珠宝鉴定证书中可不附注说明。n处理的珠宝玉石的定名：处理的珠宝玉石的定名：nA在所对应珠宝玉石后加括号注明“处理”二字或注明处理方法，如“蓝宝石（处理）”、“蓝宝石（扩散）”、“翡翠（处理）”、“翡翠（漂白、充填）
30、”，也可在所对应珠宝玉石名称前描述具体处理方法，如“扩散蓝宝石”、“漂白、充填翡翠”。nB在珠宝玉石鉴定证书中必须描述具体处理方法。nC在目前一般鉴定技术条件下，如不能确定是否经处理时，在珠宝玉石名称中可不予表示，但必须附注说明且采用下列描述方式，如“未能确定是否经过处理”或“可能经过处理”，如托帕石。备注：“未能确定是否经过辐照处理”或“可能经过辐照处理”。nD经处理的人工宝石可直接使用人工宝石基本名称定名。n4宝石的光学性质宝石的光学性质n颜色：颜色：从物理意义上讲，颜色意味着一定波长范围的电磁波辐射，当其刺激我们的视神经时，我们就产生了颜色的感觉。n体色：透射色体色：透射色n表色：反射色
31、表色：反射色原色光（三原色）：原色光（三原色）：红红、绿绿、蓝蓝三种色光称为原三种色光称为原色光。色光。互补色光：互补色光：两种色光混合后呈现白色则称它们为互补色光，如红和青、黄和蓝、绿和品红。颜色三要素：颜色三要素：色调色调、饱和度饱和度、亮度亮度 色调：色调：指色彩或色相 饱和度：饱和度：颜色的鲜艳程度 亮度：亮度：即彩色的明亮程度红红 白白青青黄黄绿绿蓝蓝品红品红n光的选择吸收：光的选择吸收：均匀吸收：无色白灰黑 选择吸收：彩色n呈色机理：呈色机理：n(1)过渡金属元素等的过渡金属元素等的d(f)电子跃迁（致色离子）电子跃迁（致色离子）n过渡金属元素Cr、Ni、Co、V、Ti、Fe、Mn
32、等 Cr3+刚玉 红色 祖母绿 绿色 n晶体场作用强度的变化，可以使Cr3+的d轨道能量分裂形成不同的能级，由此引起d电子吸收光辐射不同，使宝石呈现完全不同的颜色。nFe3+红翡、红东陵中的赤铁矿，d电子跃迁的结果nTR玻璃是f电子跃迁，什么颜色都有，有时可产生变色。n(2)元素离子间的电子转移元素离子间的电子转移 Fe2+Ti4+Fe3+Ti3+蓝宝石 此外，董青石、蓝色、绿色的电气石均为电子转移致色。n(3)色心呈色色心呈色 色心色心即晶体的结构缺陷，也就是格子构造中结点位置多了电子或缺了电子即成为色心。缺电子为空穴心缺电子为空穴心烟晶、紫晶 多电子为电子心多电子为电子心紫色萤石 色心致色
33、的还有蓝黄玉、锆石、天河石、钻石等。光光n(4)带隙跃迁（能带理论）带隙跃迁（能带理论）不同能带之间的电子转移引起宝石的颜色与价带（满带）和导带（空带）以及带隙宽度有关。如铜、银、方铅矿、蓝钻石，黄钻石等的颜色。n(5)物理因素物理因素 如锖色，变彩等。n传统颜色分类传统颜色分类n自色：自色：指矿物自身所固有的颜色，是其主要成分和结构所决定的。如橄榄石、绿松石、蓝铜矿、孔雀石、黄铁矿、青金石等。n他色：他色：次要成分或杂质所引起的颜色。如红宝石：Cr3+蓝宝石：Fe和Tin 假色：假色：由于某种物理原因所引起的颜色，暗铜红色的斑铜矿氧化面薄膜形成紫蓝混杂的斑驳色彩锖色，即是假色，欧泊的变彩等。
34、n色根：色根：玉石中带有颜色的矿物称色根。n色形：色形：玉石中带有颜色的矿物组合而成色形。n光泽：光泽：n材料表面反射光的能力和特征叫光泽。n光泽主要取决于其内部的成分和结构，本质是与化学键的性质有关，可以由反射率表示，反射率越高，光泽越强，光泽由强至弱分为：金属光泽金属光泽 黄金、黄铁矿 半金属光泽半金属光泽 磁铁矿、铌铁矿 金刚光泽金刚光泽 金刚石、白铅矿 玻璃光泽玻璃光泽 玻璃、水晶等n特殊光泽：特殊光泽：表面不平坦或以集合体形式存在出现特殊光泽。n油脂光泽：油脂光泽：羊脂玉、石英断口n树脂光泽：树脂光泽：琥珀n蜡状光泽：蜡状光泽：寿山石、田黄石、岫岩玉等。n丝绢光泽：丝绢光泽：木变石、
35、查罗石。n珍珠光泽：珍珠光泽：珍珠、贝壳等。n一般而言，宝石透明度高，则光泽减弱，折射率增大，光泽增强。n影响光泽的因素：影响光泽的因素：反射率、抛光程度、透明度、玉石的结构等。n透明度：透明度：n指宝石通过可见光的能力。n宝石的透明度，决定于宝石本身的化学成分与内部结构，与宝石的吸收性成反比关系，一般单晶宝石透明度较高，集合体透明度降低，包裹体会影响透明度。放射性，抛光程度都对透明度有影响。n三分：透明五分：透明 近秀明 半透明 半透明 微透明 不透明 不透期n宝石的发光性：宝石的发光性：n宝石受到外在能量的激发，发出可见光的性质叫宝石的发光性。宝石吸收一部分能量后，原子中低能量的电子跃迁到
36、高能级，在吸收光谱中产生吸收带，但当电子从高能级回到低能级时，一部分能量以光的形式辐射出来，称之为发光。n发光的主要激发源有紫外线、阴极射线、X射线等。n适当的加温甚至刻划或摩擦，也可能造成发光。因加温而发光者叫热释发光，如某些绿萤石、磷灰石、方解石、方柱石，由摩擦而发光者叫摩擦发光，如某些萤石、闪锌矿等。n荧光：荧光：指发光现象在外界激发停止作用后10-8秒内消失。n磷光：磷光：指发光现象在外界激发停止作用后，仍继续发光。n激活剂：激活剂：能使宝石发光的杂质通常叫激活剂。激活剂通常是过渡元素、稀土元素。Fe是荧光的猝灭剂。n特殊光学效应：特殊光学效应：n变色效应：变色效应：指宝石的颜色在不同
37、光谱能量分布的光源照射下，出现不同颜色的现象。如变石日光灯下呈绿色日光灯下呈绿色白炽灯下呈红色白炽灯下呈红色n成因：成因：变石具有两个透光区，一个是绿色波段，一个是红色波段，日光中绿色成分偏多，钨丝白炽灯红光成分多，所以日光下呈各不相同绿色，灯光下呈各不相同的红色。具变色效应的宝石除变石外还有：蓝宝石、石榴石、尖晶石、萤石、蓝晶石等n人工宝石具有变色效应的有：人工宝石具有变色效应的有：合成刚玉、合成尖晶石、CZ、玻璃、合成变石等。n猫眼效应：猫眼效应：弧面型宝石在光照下呈现出如猫眼般明亮的细窄光带，叫猫眼效应。n形成条件：形成条件：(1)平行密集排列的纤状、针状矿物或管状气液包体；(2)平行纤
38、、针、管状包体切磨成弧面型 (3)包裹体与主晶有折射率差值。成因：成因：主要由反射、折射引起。猫眼猫眼n星光效应：星光效应：弧面型宝石在平行光线照射下，呈现相互交汇的星状光带的现象，称星光效应。n成因：成因：主要由反射、折射反射、折射引起n星光宝石有星光宝石有反射星光反射星光和和透射星光透射星光两种。两种。n透射星光透射星光经常在芙蓉石芙蓉石宝石中见到（六射透射星光）。星光普通辉石星光普通辉石星光尖晶石星光尖晶石n例题例题n(1)六射星光，从对称性分析，属（单选）六射星光，从对称性分析，属（单选）a.等轴晶系；等轴晶系；b.六方晶系；六方晶系；c.三方晶系；三方晶系；d.三方三方或六方晶系；或
39、六方晶系；e.三方或六方或等轴晶系。三方或六方或等轴晶系。n(2)四射星光，从对称性分析属（单选）四射星光，从对称性分析属（单选）a.等轴晶系；等轴晶系；b.四方晶系；四方晶系；c.斜方晶系；斜方晶系；d.单斜单斜晶子；晶子；e.上述四个晶系均可出现。上述四个晶系均可出现。n(3)石榴石（等轴晶系）石榴石（等轴晶系）出现六射星光出现六射星光三组三组L3 出现四射星光出现四射星光二组二组L4n月光效应：月光效应：宝石中极微小的包体、固溶体结构，或点缺陷，晶体位错、孔隙等对光的散射而产生了明亮的蓝光或乳光称月效应。n成因：成因：主要由散射散射作用引起。橙色、蓝色月光石橙色、蓝色月光石n散射粒子70
40、0nm时，乳白色，在光波前进方向散射光波最强，而其他方向散射光弱，因此蓝光或乳光只出现在宝石某一区域。n除月光石外，水晶、英蓉石、白色玛瑙、浅淡颜色岫玉均可以有月光效应。n变彩效应：变彩效应：宝石的特殊结构对光的干涉、衍射作用产生颜色，随着光源或观察角度的变化，颜色也改变，这种现象称为变彩。n成因：成因：由干涉、衍射干涉、衍射而形成。黑欧泊黑欧泊n砂金效应：砂金效应：当透明宝石中含有不透明的固体包裹体时，不透明的包裹体对可见光发生反射作用，呈现星点状反光的现象叫砂金效应。n成因：成因：主要由反射反射作用引起。n日光石：日光石：赤铁矿、针铁 矿；东陵石：云母、铬 云母；n人造砂金石：人造砂金石：
41、铜小晶片。日光石日光石n5宝石的力学性质宝石的力学性质 硬度：硬度：是指宝石抵抗外力（刻划、压入、研磨等）作用的能力。n常用的宝石硬度是摩氏硬度摩氏硬度一种相对刻划硬度。nHm以10种矿物的硬度为标准，从小到大：1滑石滑石2石膏石膏 3方解石方解石 4萤石萤石 5磷灰石磷灰石6正长石正长石 7石英石英 8黄玉黄玉 9刚玉刚玉 10金刚石金刚石 （指甲2.5，铜针3，小刀铁5，钢5.5，玻璃5.5）n上述各等级之间只表示相对大小，等级之间的差异是不均等的。n硬度具有异向性，宝石加工中必须了解哪些方向容易琢磨 如：金刚石八面体面硬度最大，而立方体面硬度最小，金刚石同一晶面，不同方向硬度也不同。n决
42、定宝石硬度的因素主要是晶体结构中原子间的结合力（键力），具有共价键的硬度大（如金刚石），分子键的硬度小（如滑石）、离子键者硬度中等。对玉石类（晶体集合体），其硬度一方面与组成玉石的矿物种类有关，另一方面还与晶粒间的粘结力有关。n压入硬度（维氏硬度）：n测试仪器是一种带压头的显微镜装置，压头为金刚石四棱角锥，借助测量压头在宝石光滑面上压出显微压痕的大小来计算硬度，这种硬度称为压入硬度（维氏硬度）。n如：金刚石6500Kg/mm2；刚玉2085Kg/mm2；黄玉1648Kg/mm2n研磨硬度（罗氏相对研磨硬度，以石英为100)n金刚石117000n刚玉833n黄玉146n石英100n解理、裂开与断
43、口解理、裂开与断口n解理：解理：晶体受外力打击，严格沿一定的结晶学方向破裂成平面的固有性质。n解理的产生：解理的产生：受外力沿面网间结合力弱的方向裂开成平面。n解理主要根据破裂成平面的难易程度、平滑程度解理主要根据破裂成平面的难易程度、平滑程度划分为四级：划分为四级：(1)极完全解理：极完全解理：明显、光滑平整 云母 (2)完全解理：完全解理：显著、平整 方解石 (3)中等解理：中等解理：清楚、不平整 金刚石、角闪石 (4)不完全解理：不完全解理：断续可见 橄榄石n解理的发育程度与面网间距、质点性质、键性有关。n解理是晶体特有的性质，是各向异性的突出表现。n斜方柱解理见于斜方晶系或单斜晶系的晶
44、体。n菱面体解理或裂开见于三方晶系的晶体。金刚石111四组中等解理 方解石1011菱面体三组完全解理 辉石、角闪石110柱面解理、二组中等、辉石近正交、角闪石斜交 黄玉001一组完全解理n解理特征可用于宝石鉴定、宝石加工中n裂理（裂开）：裂理（裂开）：宝石在外力作用下，有时沿双晶结合面、定向包裹体分布面或结构缺陷的面裂开成平面的性质（也是沿着一定的结晶学方向裂开，但不是其固有性质）如：如：刚玉常依1011三组裂开较少依0001一组裂开。辉石平行(100)面含磁铁矿薄层形成裂理，叫易剥辉石。n解理与裂理在现象上极为相似，但产生原因产生原因不同：不同：解理解理是沿晶体结构中面网之间键力最弱的平面产
45、生的定向破裂，它是由晶体结构本身的固有特点固有特点所直接决定的。裂理裂理尽管也是沿着一定的结晶方向破裂成平面，但却是由于非固有非固有的其它原因引起的，如沿双晶结合面、定向包体分布面裂开。n对确定的矿物来说，解理是其固有的特性，在同种矿物的任何一个晶体上，都同样出现这种解理，裂理则不然，有的可具裂理，有的则可无裂理。n断口：断口：宝石在外力打击下，不依一定结晶方向破裂而成的断开面。晶体、晶质集合体、非晶质体均可产生断口，断口可以是非平面的，也可以是平坦状的。n贝壳状断口、平坦状断口、参差状断口、锯齿状断口、阶梯状断口等。n问：具典型贝壳状断口的宝石属（单选）n(1)完全解理的矿物n(2)极完全解
46、理的矿物n(3)非晶质体宝石n(4)解理极不完全的矿物或非晶质宝石n宝石的韧性和脆性：宝石的韧性和脆性：宝石在外力作用下不容易破裂的性质称为韧性韧性，容易破裂的性质称脆性脆性。n韧性与脆性与硬度没有直接关系，本质上与成分、结构有关与成分、结构有关。n相对韧度：相对韧度：黑金刚石黑金刚石（含微量石墨或无定形碳的金刚石集合体）10翡翠翡翠8刚玉刚玉8钻石钻石7.5水晶水晶7.5绿柱石绿柱石7.5橄榄石橄榄石6祖母绿祖母绿5.5黄玉黄玉5月月光石光石5金绿宝石金绿宝石玛瑙玛瑙3.5萤石萤石n密度与相对密度（比重）：（见鉴定密度与相对密度（比重）：（见鉴定仪器部分）仪器部分）n6宝石的其他性质宝石的其
47、他性质n热学性质：热学性质：n导热性：导热性：指宝石对热的传导能力n宝石界通常用相对导热率相对导热率表示，以尖晶石为1得到的相对值 钻石钻石70.7-212.0刚玉刚玉2.65 尖晶石尖晶石1.0 石英石英0.81 金红石金红石0.54 锆石锆石0.48 玻璃玻璃0.088n问：蓝黄玉、海蓝宝石蓝黄玉、海蓝宝石可否用热导仪鉴别？1.59 0.34-0.47 蓝宝石蓝宝石 蓝黄玉蓝黄玉 蓝尖晶石蓝尖晶石 坦桑石坦桑石 蓝玻璃蓝玻璃n2.65 1.59 1.0 0.18 0.088n电学性质：电学性质：n导电性：导电性：指宝石的导电能力如金属金属(电阻率10-610 cm)为导体导体，榍石及金刚石
48、等榍石及金刚石等(101010 cm)为半导体半导体，大部分宝石大部分宝石(1010 cm)为非导体非导体nb型蓝钻为半导体可导电，辐照蓝钻不导电,无色钻石不具导电性，合成SiC导电，可 用导电仪鉴别n介电性：介电性：介电性指非导体或半导体在电场作用下被极化的性能，以介电常数（）表示n压电性：压电性：某些电介质晶体，当受到定向压力或张力作用时，能激起晶体表面荷电的性质n正压电效应：正压电效应：应力作用下晶体表面荷电的效应n反压电效应（电致伸缩）：反压电效应（电致伸缩）：即电场作用而引起晶体发生机械伸缩的效应 如压电石英（具压电性的晶体中没有对称中心）n热电性：热电性：某些电介质晶体，当受热或冷
49、却时，能激起晶体表面，荷电的性质 如加热电气石：L3两端出现数量相等而符号相反的电荷，可吸引灰尘、纸屑。电气石具有热电性，同时具有压电性。n热、冷使晶格中电荷相对位移，导致电距改变，致使荷电n静电性：静电性：指一些非导电性材料因摩擦而表面产生电荷的性质，如琥珀，塑料等。n磁学性质：磁学性质：n磁性：磁性：在外磁场作用下，物体被磁化时所表现的性质n一般将磁性分为三级：一般将磁性分为三级：铁磁性（强磁性）：铁磁性（强磁性）：可被一般磁铁吸引的物 质 顺磁性（弱磁性）：顺磁性（弱磁性）：可被磁力很强的电磁铁 吸引的物质 无磁性：无磁性：不能被强磁性的电磁铁吸引的物质n一般只在分选宝石时才应用到一般只
50、在分选宝石时才应用到n热敏性：热敏性：即宝石的热膨胀性质和研磨易失水或氧化的性质n热膨胀率热膨胀率是指矿物在温度升高绝对温度每度，矿物长度增加L与长度L之比 橄榄石热膨胀性不均匀，研磨时可引起碎裂 欧泊研磨迅速失水，炸裂 孔雀石研磨可失水氧化变黑n熔点：熔点：n金刚石金刚石 约约4000 空气中燃烧温度8501000（蓝色火焰，变成CO2）绝氧条件下20003000缓慢成石墨（此转变从1500甚至1000时即已开始）n刚玉刚玉 20002030 干研磨900即局部熔化，产生同质多象亮膜nCZ 25002750 熔化n7、宝石中的包裹体、宝石中的包裹体n矿物包裹体：矿物包裹体：矿物中与寄主矿物具
