1、珍贵宝石中的包裹体及宝石鉴定珍贵宝石中的包裹体及宝石鉴定一、钻一、钻 石石二、红宝石二、红宝石三、蓝宝石三、蓝宝石四、祖母绿四、祖母绿五、金绿宝石五、金绿宝石库里南库里南世界上最大的切割钻石世界上最大的切割钻石原坯重原坯重3106ct3106ct，产于南，产于南非普列米尔矿，非普列米尔矿，19051905年年在南非发现。在南非发现。19071907年送年送给皇二世，给皇二世，19091909年由当年由当时著名的工匠琢磨成时著名的工匠琢磨成9 9颗颗大钻，大钻，9696颗小钻，最大颗小钻，最大一颗一颗530.20ct530.20ct（梨形，（梨形，无色，有一大的解理面）无色，有一大的解理面）为非
2、洲之星，也称为库为非洲之星，也称为库里南里南号，镶在英皇权号，镶在英皇权杖上；杖上；“库里南库里南号号”是一颗切角的长方钻，是一颗切角的长方钻，重重317.4317.4克拉，镶在英皇克拉，镶在英皇皇冠上。皇冠上。库里南库里南号号库里南库里南号侧面图号侧面图库里南库里南号号库里南库里南号号希望钻石希望钻石 重重44.52ct44.52ct，坐垫，坐垫琢型的蓝色钻石，琢型的蓝色钻石，可能来自于印度，可能来自于印度，为少见的为少见的bb型钻型钻石，在石，在swsw紫外光紫外光下发红色光，曾下发红色光，曾属于法国国王路属于法国国王路易十四，现收藏易十四，现收藏于美国华盛顿的于美国华盛顿的斯密森博物馆。
3、斯密森博物馆。希望钻石希望钻石 久比利钻石久比利钻石 也叫也叫jubileejubilee，金，金色庆典，色庆典，19861986年在南年在南非普列米尔矿发现，非普列米尔矿发现，原石重原石重755.5ct 755.5ct，后，后切磨成切磨成545.67ct545.67ct，成，成火玫瑰型，颜色为金火玫瑰型，颜色为金黄色，几个泰国人购黄色，几个泰国人购买送给泰国国王，庆买送给泰国国王，庆“普密蓬登基普密蓬登基5050周年，周年，目前世界上琢磨后最目前世界上琢磨后最大的成品钻石。大的成品钻石。久比利钻久比利钻 世纪之钻世纪之钻 也叫百年纪念也叫百年纪念 ，得，得比尔斯百年庆典钻石，比尔斯百年庆典钻
4、石，改型星形琢型，钻石改型星形琢型，钻石重重273.85ct273.85ct，D D色级，色级，无瑕。有无瑕。有247247个刻面，个刻面，其中冠部和亭部其中冠部和亭部164164个，腰棱个，腰棱8383个，原石个，原石重重599ct599ct，19861986年发年发现于南非普列米尔矿。现于南非普列米尔矿。世纪之钻世纪之钻 千年之星千年之星 得比尔斯千年之星重203ct，为经典梨形琢型钻石，D色级，无瑕。原石产自于扎伊尔，重777ct。千年之星千年之星 钻钻 石石一、钻石的鉴定 热导仪、分光镜及硬度、色散等 但在没有仪器的条件下，确定钻石中的包裹物仍然是非常重要的手段。通过其中矿物包裹体矿物
5、包裹体的研究，我们可以知道钻石并不全是在金伯利岩或钾镁煌斑岩中形成的，金伯利岩可能只是金刚石的载体，把金刚石从地下深处带到地表。通过研究钻石的矿物包裹体的组合，我们还有可能确定钻石的来源，例如是真正的南非或者是澳大利亚的钻石。全世界钻石中的原生及同生包裹体矿物有20种之多，而后生的有10种左右。据电子探针对矿物包裹体分析结果，钻石至少可分成两类不同来源，一类是在超镁铁质的地球化学环境形成，而另一类是在榴辉岩的地球化学环境形成，这两类不同环境形成的钻石具有不同的矿物包裹体组合，同一颗钻石不可能同时出现这两类不同的包裹体。宝石级钻石中常见的结晶矿物包裹体为橄榄石、辉石、石榴石、尖晶石、细小钻石、铬
6、铁矿等，其中橄榄石和石榴石又是常见中最常见的。除了结晶矿物包裹体外，空晶、双晶交界面（结疤）絮状的解理，云雾状的细小包裹体也是钻石内常见的内含物。在一般的光学观察中，钻石内部常见几种矿物包裹体的典型特征为：橄榄石橄榄石：无色，立方体-八面体形态，有时为浑圆形。较富镁，其中Mg/(Mg+Fe)的变化范围多在0.91-0.95，Cr2O3 含量高于地球上其它橄榄石一个数量级。辉石辉石：有单斜辉石和斜方辉石两种。单斜辉石又分成透辉石（超镁铁质岩套）和绿辉石（榴辉岩套）两种，立方-八面体形态。淡绿-翠绿色。透辉石富Cr2O3和CaO（Ca+Mg+Fe）75%,而绿辉石富Na2O和Al2O3.石榴石石榴
7、石：铬镁铝榴石铬镁铝榴石超镁铁质超镁铁质紫红色或酒红色，紫红色或酒红色，MgOMgO和和CrCr2 2O O3 3的含量高（分别为的含量高（分别为24%24%和和16%16%）镁铝镁铝-铁铝榴石铁铝榴石榴辉岩质榴辉岩质橙红色，橙红色，CaOCaO和和FeOFeO的含的含量高（量高（CaO 3-14%CaO 3-14%）FeO 10-23FeO 10-23)。CrCr2 2O O3 3的含量低（的含量低（0.1%0.1%）另外在钻石中还发现过变色石榴石包裹体，包裹体在日另外在钻石中还发现过变色石榴石包裹体，包裹体在日光下为紫红色，在荧光灯下为绿色。光下为紫红色，在荧光灯下为绿色。云母云母：钻石中
8、发现的云母：钻石中发现的云母包裹体可以有白云母、黑云母包裹体可以有白云母、黑云母和金云母多种和金云母多种,一般呈片状，一般呈片状，有时产在裂隙中，难以确定是有时产在裂隙中，难以确定是原生或后生。原生或后生。硫化物：常常呈片状附着在钻石解理面的两壁或微裂隙内，有时围绕结晶质包裹体呈放射状，在一颗加工好的钻石戒面内还观察到一具有熔融外貌的硫化物。其成分可能是磁黄铁矿、黄铜矿、镍黄铁矿等，有时是呈集合体形式产出。需要作X射线衍射或X-荧光光谱才能最终确定。石墨：常呈片状或尘状分布在钻石解理面或微裂隙内，暗黑色，可以是原生或后生包体。铬尖晶石铬尖晶石：大部分为镁铬铁矿，含极高的大部分为镁铬铁矿，含极高
9、的CrCr2 2O O3 3，其含量可达其含量可达6767。多数样品的。多数样品的MgOMgO(MgO+Fe)(MgO+Fe)值变化在值变化在0.3-0.60.3-0.6范围内，除范围内，除 AlAl2 2O O3 3外外(4-8 wt(4-8 wt)，其余组分，其余组分(SiOSiO2 2、TiOTiO2 2、CaOCaO、MnOMnO、NiONiO等等)含量皆低于含量皆低于0.5wt0.5wt。石英石英：主要为石英的高压同质多象变体一一柯石主要为石英的高压同质多象变体一一柯石英，一般呈不规则粒状，无色或灰褐色。可以是原生英，一般呈不规则粒状，无色或灰褐色。可以是原生或次生包裹体，辽宁或次生
10、包裹体，辽宁5050号金伯利岩的金刚石中的柯石号金伯利岩的金刚石中的柯石英包体含英包体含SiOSiO2 2 99.15 99.15，CrCr2 2O O3 3 0.02%0.02%，TiOTiO2 2 0.01 0.01。除上述包裹体矿物外，在金刚石中发现的还有钛除上述包裹体矿物外，在金刚石中发现的还有钛铁矿、金红石、蓝晶石、自然铁、锆石、闪石、长石、铁矿、金红石、蓝晶石、自然铁、锆石、闪石、长石、磁铁矿、方解石等，磁铁矿、方解石等，1981年，年，Meyer和和Gubelin等还等还确证金刚石中存在红宝石包裹体，其成分除确证金刚石中存在红宝石包裹体，其成分除Al2O3还含还含1.3Cr2O3
11、，因而呈红色。，因而呈红色。钻钻石石中的空晶，在宝石显微镜下（暗域)通常呈白色或无色，可呈各种形态各种形态，有时甚至可见有阶梯阶梯状的平行生长纹状的平行生长纹，易被误认为结晶质包裹体，但磨破后可见其内并无矿物，这是钻石常见的一种特殊一种特殊类型的包体类型的包体，其形成可能和钻石结晶时出现特殊的情况有关。空晶纹实际为空晶外壁钻石生长时留下的痕迹。在钻石内部的结晶矿物包裹体或双晶界面附近，在钻石内部的结晶矿物包裹体或双晶界面附近，经常可见应力纹存在，在经常可见应力纹存在，在10倍放大镜下，此种包裹倍放大镜下，此种包裹体常称为结疤或微裂纹。不同方向的应力纹可形成体常称为结疤或微裂纹。不同方向的应力纹
12、可形成各种形态，有时象蝴蝶或昆虫。各种形态，有时象蝴蝶或昆虫。二、钻石鉴定的关键二、钻石鉴定的关键 通常在钻石鉴定过程中需要处理的几个问题是：一)和仿制品的区别。二)和人工合成钻石的区别。三)和经过改善或处理钻石的区别。下面分别说明其在10倍放大镜下及有仪器的条件下的鉴定关键。一）和仿制品的区别(1)(1)肉眼及肉眼及1010倍放大镜下的鉴定倍放大镜下的鉴定 在没有仪器的条件下区分天然钻石与其它仿制在没有仪器的条件下区分天然钻石与其它仿制品关键：品关键：1)1)天然钻石是自然界硬度最大的宝石。可刻划天然钻石是自然界硬度最大的宝石。可刻划包括刚玉包括刚玉(红蓝宝石红蓝宝石)在内的所有宝石在内的所
13、有宝石(包括天然与包括天然与人造人造)。而其它仿制品则无此特征。而其它仿制品则无此特征。切磨质量：由于钻石的硬度很大，切磨好的钻石的面棱非常尖锐；多个刻面相交的顶点非常尖锐；刻面非常的平整。钻石仿制品则相反，刻面抛光不精致，刻面棱、角圆滑。同时一般不会出现漏光见底现象。而绝大多数仿制同时一般不会出现漏光见底现象。而绝大多数仿制品，其加工远不如钻石严格，故经常出现漏光等加品，其加工远不如钻石严格，故经常出现漏光等加工毛病或没有出工毛病或没有出“火火”现象。现象。3)3)钻石具有亲油性，用黑水笔在钻石台面上，钻石具有亲油性，用黑水笔在钻石台面上，画线，在画线，在1010倍放大镜下可见线条连续，而大
14、多数仿倍放大镜下可见线条连续，而大多数仿制品则会见点线状。另外用手在钻石表面摸，会有制品则会见点线状。另外用手在钻石表面摸，会有粘手的感觉粘手的感觉(检测前先要清洁宝石表面检测前先要清洁宝石表面)。2)2)天然钻石是折射率及色散天然钻石是折射率及色散最大的无色天然宝石最大的无色天然宝石(指常指常见见)。按规定的比例切割加工。按规定的比例切割加工钻石是任何钻石工匠必须遵钻石是任何钻石工匠必须遵守的规则，加工好的钻石外守的规则，加工好的钻石外表明亮，会有出表明亮，会有出“火火”现象，现象，（4）晶面花纹：钻石的表面，特别是在腰棱位置残留的原始晶面上有纹理、蚀象、生长丘等特征。（5）透视试验:标准切
15、工的圆多刻面型样品台面朝下放在一张印有字迹或线条的白纸上，视线垂直白纸观察，钻石不会有字、线透过，而折射率低于钻石的仿制品可观察到断断续续的，不同外形的字、线。（6）解理裂隙：钻石有与解理有关的“须状腰”、“V”型缺口、“羽状纹”等，钻石仿制品没有这些特征。7)钻石通常会有天然的包裹物(瑕疵)(VVS级净度以上除外)。且大多数都不会纯白或无色(96色或H色以上除外)。这两点特征在大多数人造仿制宝石如立方氧化锆(俗称苏联钻)中均不同，后者干净，色白。部分天然仿制品如锆石虽也常见包裹物，但其内可见明显的双影现象(台面观看亭部的棱，可见一条线变成两条线现象)。钻石的晶体包裹体 钻石的生长纹合成碳硅石
16、的刻面重影和针状包裹体 8)利用二碘甲烷重液亦可将钻石与其它较像的仿制品区分开来，方法是在个平底无色玻璃皿中倒入二碘甲烷，然后将宝石台面朝下放入重液内(浸没宝石)，将器皿放在一张白纸上，然后用手电从宝石底尖部照射，这时不同的宝石将会出现不同的图案，钻石呈圈起的米字型。而仿制品则是不同图案。宝石名称 化学成分 晶系 折射率/双折率 色散 密度（g/cm3）硬度 其他鉴定特征 钻石 C等轴 2.4170.0443.5210导热性好 合成碳硅石 SiC 六方 2.65-2.69/0.043 0.104 3.20-3.22 9.25 针状包体，重影明显，导热性好 合成立方氧化锆 ZrO2等轴 2.15
17、 0.060 5.89 8.5 偶见气泡或未熔ZrO2粉末 人造钇铝榴石 Y3Al3O12等轴 1.830.0284.588.5洁净，偶见气泡 人造钆镓榴石 Gd3Ga5O12等轴 1.970.0457.056气泡 人造钛酸锶 SrTiO3等轴 2.410.1905.135.5抛光性差，色散强 合成金红石 TiO2四方 2.61-2.900.3004.2-4.36.5重影明显 合成尖晶石 MgAl2O4等轴 1.7270.0203.638斑状异常消光 铅玻璃 SiO2/1.63-1.960.080.0313.745气泡 锆石 ZrSiO4四方 1.93-1.990.0393.90-4.737.
18、5刻面棱重影明显 无色合成蓝宝石 Al2O33三方 1.76-1.770.0183.95-4.109洁净 二二)和人工合成钻石的区别和人工合成钻石的区别 合成钻石与天然钻石在常规物理合成钻石与天然钻石在常规物理性能方面是近似的。其重要区别是在性能方面是近似的。其重要区别是在包裹体方面，合成钻石不具有天然钻包裹体方面，合成钻石不具有天然钻石常见的包裹体类型，而具晶核、色石常见的包裹体类型，而具晶核、色带及有磁性的金属片等包裹物。带及有磁性的金属片等包裹物。在紫外荧光下，合在紫外荧光下，合成钻石具不均匀荧光，成钻石具不均匀荧光，钻石中心常见带绿色荧钻石中心常见带绿色荧光，而边缘则无色，天光，而边缘
19、则无色，天然钻石的荧光性则是不然钻石的荧光性则是不确定的，可有或没有荧确定的，可有或没有荧光。光。天然钻石与合成钻石的区别 鉴定特征 天然钻石 合成钻石 晶体形态 八面体，凸晶。菱形十二面体或它们聚形，不规则形态。八面体和立方体聚形，晶形完美，晶面平直、晶棱锐利。吸收光谱 415nm特征吸收线，除此之外还有423nm、435nm、478nm吸收谱线。缺失415nm吸收线，有时出现470nm700nm宽吸收带。异常双折射 带状、波状、斑块状，格子状异常消光。不显示或弱的异常消光。内含物 天然矿物包襄体，如钻石、石榴石、透辉石等。FeNi合全包襄体，呈棒状、针状、片状等。色带 颜色均匀，难见色带，
20、有时可见平行分布的斑块状色带 颜色不均匀，蓝色、黄色合成钻石显示四边形、八边形、柱状等色带和色区。发光性 LW无成蓝白、黄等各色荧光。SW不显示或弱的荧光。LW无荧光或黄黄绿色荧光。SW黄黄绿色荧光，强于LW荧光。阴极发光 可以产生蓝白色荧光，且颜色和发光强度均匀一致。阴极发光图像具有X形状。三）对经过改善处理过的钻石的检测三）对经过改善处理过的钻石的检测 1.辐照处理辐照处理 用高能射线、中子束、高能电子束照射钻石，提供激活用高能射线、中子束、高能电子束照射钻石，提供激活电子、原子发生位移的能量，使晶体产生缺陷，形成色心。电子、原子发生位移的能量，使晶体产生缺陷，形成色心。辐照后的钻石呈绿色
21、，通过加热形成蓝色、黄色、金黄色、辐照后的钻石呈绿色，通过加热形成蓝色、黄色、金黄色、粉红色。粉红色。天然钻石与人工辐射钻石最重要的区别是：天然钻石与人工辐射钻石最重要的区别是：1)天然蓝色钻石具有半导体性天然蓝色钻石具有半导体性(由杂质元素硼引起由杂质元素硼引起)，在，在钻石两端加上电压，钻石会有电流通过，而人工辐射致色的钻石两端加上电压，钻石会有电流通过，而人工辐射致色的则仍为绝缘体。则仍为绝缘体。2)天然颜色的钻石和辐射致色钻石会有不同的颜色分布，天然颜色的钻石和辐射致色钻石会有不同的颜色分布，天然颜色钻石色带平行钻石八面体晶面，而人工辐射致色则天然颜色钻石色带平行钻石八面体晶面，而人工
22、辐射致色则平行钻石加工平面，且从亭部观察常可见平行钻石加工平面，且从亭部观察常可见“伞影伞影”效应效应在在加工好钻心亭部有伞形阴影分布，色带分布及位置随处理方加工好钻心亭部有伞形阴影分布，色带分布及位置随处理方式而变。式而变。3)辐射致色的钻石在594nm处往往会有明显吸收线(经热处理该线可以不出现)，而天然颜色的钻石吸收线的位置大多在415nm附近。根据以上特征一般可以区分天然与人工辐射致色钻石，但是由于自然产出的钻石同时亦可能受到过环境放射性影响，因而例外的情况仍然是有的。有时在加工好的钻石的亭部涂上蓝涂色层也可增加钻石的色级。当这种涂层是用镀膜(象镀棱镜或透镜的方法)方法处理时，检测通常
23、还较为困难，需要综合考虑钻石各部分的色感及特殊的吸收光谱才能确定。2 2、改善钻石净度的方法、改善钻石净度的方法主要有两种，一种是利用高铅玻璃对钻石内的裂隙或空洞进行充填，另一种是用激光去除钻石内的显著的黑斑。两种方法都会产生特殊的包裹体类型。经高铅玻璃充填改善的钻石的鉴定特征是转动钻石，充填玻璃处会有闪烁效应(flasheffect)即会出现黄橙蓝色的，或者由红绿的变化。在充填玻璃处会出现流动结构，或玻璃冷却收缩产生的龟裂纹；有时可见残留气泡。（1）经过激光钻孔处理的钻石在黑色包裹体被去除后，从包裹体到钻石的表面会有一条白色虫状通道。这一特征用10倍放大镜可清楚观察到，鉴别特征有：白色的激光
24、钻孔，表面钻孔入口的黑点。激光钻孔激光钻孔（2）充填处理）充填处理 用高折射率的铅玻璃或者塑脂注入到钻石的裂隙和孔洞用高折射率的铅玻璃或者塑脂注入到钻石的裂隙和孔洞中，掩盖裂隙，改善钻石的外观。充填处理鉴别的主要特中，掩盖裂隙，改善钻石的外观。充填处理鉴别的主要特征是闪光效应。征是闪光效应。红宝石红宝石(Ruby)(Ruby)一、红宝石中的包裹体一、红宝石中的包裹体 二、红宝石的鉴定二、红宝石的鉴定 三、处理或改善过红宝石的鉴定三、处理或改善过红宝石的鉴定 红宝石是指中深红色的刚玉(A1203)宝石，由古至今红宝石一直是珠宝界情有独钟的珍贵宝石，鲜艳纯正的鸽血红红宝石堪称红色宝石之王。合成红宝
25、石是世界上最早合成的宝石，1819年，ED克拉克博士就成功进行了红宝石的熔合试验。1882年大量的熔合红宝石或称为日内瓦红宝石就已在欧洲市场上出现 1900年，和天然红宝石具有相同物理性质的维尔纳叶法红宝石已经可大量商业生产。1992年12月前苏联科学家A1exander Dokukin成功地将水热法合成红宝石一种与天然红宝石极为相似的合成红宝石推出市场，l992年底泰国市场上水热法合成红宝石的月生产能力达15000ct月。世界最大助熔法合成紅寶石晶體,是由查騰公司生產重量高達2134克拉一、红宝石中的包裹体 天然红宝石中的包裹体主要包括矿物晶体、色带、流体包裹体、微裂纹等。其中世界各地红宝石
26、中矿物晶体包裹体达到十几种以上，常见的主要有金红石、锆石、刚玉、尖晶石、石榴石、云母、磁铁矿、赤铁矿等种类。(一一)天然红宝石常见结晶质包裹体基本特征天然红宝石常见结晶质包裹体基本特征1、金红石、金红石：是红宝石中最常见的矿物包裹体，可呈粗的短柱状或细小针状，后者往往成60和120角在同一面内交叉分布并与c轴垂直，三组细针状金红石密集排列时可出现星光效应。在红宝石内，金红石呈无色褐黄色，突起很高，表面圆滑干净。2)锆石：锆石：也是红宝石中常见矿物晶体包体。常呈柱状或粒状，突起高，与红宝石的相分界清楚，有时表面粗糙，在其周围常有放射性产生的微裂纹或褐色的晕圈。提升显微镜镜筒，贝克线向锆石内移动。
27、3)刚玉：刚玉：红宝石中经常会包裹有原生或同生的刚玉晶体，这些晶体无色或有色，形状不规则，有时呈浑圆状，与红宝石的界线轮廓出折光率相近而不明显，鉴定特征是其折光率与红宝石相近，突起不明显但具有不同的消光方位。4)尖晶石尖晶石：常呈八面体，由两个角锥相连而成，无色最为常见，单个或成群沿某些缺陷分布，折光率低下刚玉而成负突起，提升镜简，贝克线向红宝石移动。5)石榴石石榴石：通常呈圆球状，有时可见菱形十二面体或三八面体的部分晶面，多数呈暗褐色，在红宝石内轮廓清楚。6)云母云母：经常为片状、六边形或其碎块，无色褐色，有时可见解理。7)赤铁矿赤铁矿：褐色或黑褐色板状体，不透明 透明，反射光下可见钢灰金属
28、光泽。当包体较薄时可见褐红色。（二）天然红宝石中的其它包裹体及特征 1)色带或色斑：色带或色斑：天然红宝石中可见有平直的色带或不规则的红色色斑，后者在缅甸红宝石中尤为常见。色斑的分布无规律性。2)裂 理裂 理：天然红宝石“十红九裂”，这是因为红宝石具有裂理的缘故。天然红宝石的裂理或平直或弯曲，没有规律性，其内可充填有后生的矿物或熔体流体包裹体，或铁锰质氧化物。3)“指纹状指纹状”包裹体：包裹体：天然红宝石中同生的指纹状包裹体常常分布在一些较大的晶体缺陷中，“指纹”往往由单相或多相的流体或熔融包裹体或者流体与熔体共存的流体熔融包裹体组成，一般无色或浅色。而后生的指纹状包体常分布在一些微裂纹内，“
29、指纹”由褐褐黑色的熔体组成，形态除指纹状外还可呈网格状、链状等。4)熔体包裹体：熔体包裹体：由熔体与气体、多种熔体、熔体和结晶相等组成，形态不规则，与红宝石边界清楚，有时在明场照明中可见粗糙的表面。与结晶矿物包裹体的区别是在正交偏光镜下，熔体相呈全消光或仅有其中结晶相有光性，无色褐色常见。5)流体熔融包裹体：流体熔融包裹体：是一种特殊的包裹体类型，它主要是指流体包裹体，含CO2的流体包裹体与熔体或结晶相的包裹体在小范围内共存，这种包裹体群的出现表明红宝石形成在岩浆热液共存的非均匀状态下。(三)合成红宝石中的包裹体 不同合成方法合成的红宝石内可见有不同的包裹体类型和特征。总的来说，气泡、云翳状气
30、泡集合体，残余熔剂包体，弧形生长纹，铂合金片，籽晶是特征性的，部分合成红宝石还有指纹状包裹物。1)气泡：气泡：气泡是早期合成红宝石中气泡是早期合成红宝石中最常见的包裹体之一，它往往呈球最常见的包裹体之一，它往往呈球形、水滴形或各种拉长变形体，一形、水滴形或各种拉长变形体，一般有圆滑边缘，单个或成群分布，般有圆滑边缘，单个或成群分布，有时延伸方向垂直生长纹方向。在有时延伸方向垂直生长纹方向。在暗场照明条件下，气泡呈亮斑状，暗场照明条件下，气泡呈亮斑状，而明场照明则呈黑围状。而明场照明则呈黑围状。可见小气泡亮点组成平行并略为弯曲的“雨点”状图案2)云翳状气泡集合体：云翳状气泡集合体：由成群极细小的
31、气泡，熔体或流体组成，在宝石显微镜放大下有时也难以确定其相态，往往沿一些弯曲的缺陷面分布而形成像随风飘动的窗纱的感觉。3)残余熔剂包体：残余熔剂包体：大多呈灰白色，透明半透明，由合成红宝石的熔剂残余物组成，形态从点滴状到斑片状，不规则形态，有时亦可形成棒状、针状。和矿物包裹体的区别是残余熔体边界往往不清楚，突起不同，光性特征不明显，单一相态。5)籽晶：籽晶：籽晶是焰熔法合成红宝石过程中人工加进去的天然晶体，这些晶籽被红宝石包裹时便形成结晶质的包裹物，它的特征和天然晶体包裹物极为相似，必须参考它附近是否有云朵状的熔盐残余或气泡才能进行正确的判断。籽晶一般呈粗针状外型，可能会有蓝色的边缘。4)铂合
32、金片：铂合金片：铂合金片是合成宝石过程中从铂坩埚内壁掉进熔剂中的碎金属片，红宝石生长过程中将这些合金片包裹进去成为持征的包裹物，它们可呈各种形态，一般以三角形和六方形为常见，不透明片状，棱角分明，在反射光下呈黄微白金属光泽。7)指纹状包裹物：指纹状包裹物：某些合成红宝石中也可见指纹状的包裹体，和天然红宝石不同的是，其指纹往往由单一相态熔体相或气体相组成，有时也会出现二相，但很少有多种相态共存现象。6)弧形生长纹：弧形生长纹：是维尔纳叶法合成红宝石典型的特征，这是熔体从上面滴下沿着梨形柱体冷却留下的生长痕迹，在1 O倍放大镜，白色背景下可观察到一些弧线形的细线纹。焰熔法合成紅寶之氣泡內含物水熱法
33、中三角鋸齒狀生長紋路二、二、红宝石的鉴定 红宝石的鉴定是比较复杂的工作，总的而言，红宝石鉴定有三个方面的内容：首先是要将红宝石从其它天然或合成仿制宝石中区分开来。其次是要将天然与合成红宝石区分开来，最后是将经过处理或改善的红宝石区分出来。在这三个方而的鉴定中，天然红宝石与人工合成红宝石的鉴定是最为困难的，它需要鉴定者对红宝石的包裹体有深入的认识。(1)1 O倍放大镜下的鉴别 在10倍放大镜下虽然有时也能从其它宝石中鉴别出红宝石，或者确定出一部分经过处理的(如染色)红宝石，但要区分天然与合成红宝石却是困难的，有关性质只能提供参考。在10倍放大条件下红宝石具有的重要鉴别特征有：A、天然红宝石“十红
34、九裂，大多具有裂理，而其它相似宝石，如石榴石、尖晶石的裂理则不明显。一些合成红宝石通过淬火也可产生淬火裂纹，但两者有一点不同，天然红宝石内的裂理可平直或弯曲，其裂隙面内往往有不同类型的包裹物，而人工合成红宝石的淬火裂纹则大多呈弧形，裂面贝壳状，其内充填物单一或干净。聚片双晶引发的裂理 B、红宝石具有明显的二色性，在不同方向观察常可见红一橙红色的变化，而红色尖晶石、石榴石、玻璃及YAG等则不会有此特性；天然红宝石与合成红宝石多色性上的不同是天然红宝石其最鲜红的方向往往是台面上观察到的，而合成红宝石则往往不规则，有时在台面方向也能观察到多色性变化。C、红宝石硬度仅次于钻石，因而可刻划包括黄玉在内的
35、其它宝石，而其它的红色宝石则难以刻划黄玉(硬度为8)。D、天然红宝石内常见晶体包裹体和针状包裹物，而其它红色宝石的包裹体不同，如红色碧玺常常为管状或絮状的包裹物，而红色玻璃，部分合成红宝石有球形气泡。E、天然红宝石的红色可成斑团状，热波状分布，或有平直的色带，而许多其它红色宝石的颜色往往较均。焰熔法合成红宝石具弧形生长纹。F、合成红宝石的表面经常可见因高速抛光而产生的破裂纹(“火痕”)，这种裂纹常呈之字形与棱斜交，雁行排列。而这一特征在天然红宝石中极少出现。G、经过红色染料浸染加深的红宝石，在10倍放大镜下可见红色沿某些裂隙加深的现象，而未经处理红宝石的红色分布则不会出现这种现象。(3)有仪器
36、条件下的鉴定 在有仪器的条件下，最重要的工作是确定红宝石是天然还是人工合成的。特别是先进的水热合成红宝石的出现，已经使合成红宝石中的包裹体更加象天然的类型，就某一个单个红宝石而言，无法确定其天然或合成的特性也是可能的。当我们利用包裹体的特征进行鉴定时，有点非常重要，即我们必须识别哪些特征是鉴定性的，哪些特征是组合鉴定性的(即只有和别的特征起出现时才具有鉴定意义)而哪些特征是提示性的。有时，当一些新产地的天然宝石发现后，或一些新的合成方法出现后鉴定性的特征也会发生变化，成为非鉴定性。例如在助熔剂法合成红宝石没有出现以前，平直的色带一直被认为是天然红宝石的特征，当发现助熔剂法红宝石也可出现平直的色
37、带时，这一特征就变成是提示性的。又如在肉眼鉴定时，过去认为发现棱角状的结晶包体，便可认为是天然的红宝石，但助熔剂法和水热法红宝石面市后，我们便不能单独根据这一特征作判断。天然红宝石中的包裹体因不同产地而有变化，因而在常规条件下，不容易根据其中部分的特征(除非能确切确定其矿物种属)作出判断，相反有许多合成红宝石的证据却是较为确切的，如弧形生长纹(唱片纹)的存在；气泡群的出现；云翳状包裹体集合体；圣诞树枝状的生长纹；具金属光泽三角形、六边形合金片等等，我们只要发现上述特征的存在，便足以怀疑其合成的可能性。严格地说要判断一个红宝石是天然的，或者是合成的，必须要能确证其具天然包裹体的鉴定性证据，不出现
38、合成包裹体证据，或者是相反的情形，但是在实际工作中并不是总能满足上述要求的，因此必须参考其它方面的特征。合成红宝石往往较天然红宝石有更为强烈的荧光。天然红宝石往往为弱一中等的暗红色荧光，而合成红宝石则为强鲜艳红色荧光。这一测试需在有标样的条件下进行。而水热法红宝石则是有可见荧光，因而这一持征对水热法红宝石没有鉴定意义 三、处理或改善过红宝石的鉴定1、热处理及其鉴定 红宝石可进行单纯的不添加其他化学物质的加热处理，用于改善红宝石的颜色，如消除红宝石的紫色调和蓝色色斑。加热处理还可用于消除红宝石的丝绢光泽或者增强星光红色、蓝宝石的星光现象。红宝石的热处理被认为是优化类型。热处理红宝石的特征有：（1
39、）熔蚀的金红石针 金红石针熔蚀的典型特征是长针状的晶体被熔断，形成点状线、断续线或者较粗大的晶体被熔蚀成线状溶滴。（2）熔蚀的晶体包体 晶体包体的棱角被熔蚀，形成浑圆状的形态，晶体包体完全熔化后凝固成白色或灰色的球状体或似球状体，被称为“雪球”，是热处理的标志性特征。有些晶体熔融或部分熔融后会在与主晶的接触面上形成颜色浓集的区域，称为“色边”，也是热处理的典型标志。（3）穗边裂隙 如果晶体包体完全或部分熔化后，部分熔体溢入裂隙，形成环绕熔化的晶体分布的熔滴环，或者充填到裂 隙的其他位置，溢出的熔体还可能在熔化的晶体周围形成强对比度的空穴，在应力裂隙的最外环，通常形成非常特征的，呈白色或灰白色的
40、边沿，如同环礁的形态，故也称为环礁裂隙。（4）锆石晕 由于锆石具有很高的熔点，在热处理过程中锆石包体不受影响，但其所伴随的应力裂隙有可能会形成环边裂隙。（5）水管状的包裹体 原分布在裂隙面上孤立状态的指纹状包裹体，经加热后形成连通的弯曲的、同心状的、象很长的卷曲地散布在地上的水管 状的包裹体。水管状的愈合裂隙（7）色带和生长带 热处理致色的蓝宝石其色带往往具有典型的特征，例如斯里兰卡浅色或无色的刚玉加热后形成蓝色，其蓝色多集中在边界模糊色带和色斑中，而这些色带和色斑又是由边缘不清的蓝色斑点所组成。热处理会使生长带和色带的边界扩散，使界线变模糊，甚至变形。（9）紫外荧光 紫外荧光可作为热处理的重
41、要特征。某些热处理的红宝石在长波紫外光发正常的红色荧光，但在短波下，在红色的荧光之上，迭加白垩色及绿白色或蓝白色成分的荧光，形成粉红色的荧光。2.扩散处理红宝石及其鉴别特征扩散处理红宝石及其鉴别特征 扩散处理红宝石的原理虽然与扩散蓝宝石相同，但其产品却远比扩散蓝宝石少见，特征也与扩散处理的蓝宝石有所不同：（1）雾状外观 扩散处理红宝石透明度稍差，呈灰蒙蒙的雾状外观。（2）红色色斑 在样品的某些局部和裂隙中可观察到红色色斑。（3）特别高的折射率 扩散处理红宝石折光率达1.81以上，超过珠宝折光仪的测量上限。（4）异常高的Cr含量 宝石表面Cr含量可高达 4wt%，远高于红宝石政党正常的Cr含量，
42、并且因此造成异常高的折光率。（5）网状微细裂纹 显微镜高倍放大之下，扩散处理红宝石的表面着色层分布有网状裂纹和密集的微小气泡，当用强光从侧面照明时，可出现乳光效应，这是产生雾状外观的原因。（6）蛛网状图案及相关现象 和扩散处理蓝宝石一样，在柔和的透射光或者浸泡在二碘甲烷浸油中可观察到颜色浓集于面棱及腰棱和裂隙中的现象。（7）荧光及吸收光谱特征 在短波紫外光下，部分样品出现白垩色荧光。在可见光吸收光谱观察时，较难观察到696nm附近的荧光发射线，而天然红宝石的这一发射线易于看到。3.愈合裂隙热处理红宝石及其鉴定特征愈合裂隙热处理红宝石及其鉴定特征 红宝石常因裂隙影响其外观，为了在加热处理中弥合原
43、先存在的以及在加热处理过程新产生的裂隙，在红宝石热处理时常采用硼砂（NaB4O7H2O）等材料作添加剂，在高温下成液体状态，能够沿开放裂隙渗入到红宝石中，并使红宝石发生溶解和重结晶，使裂隙产生愈合作用。愈合裂隙热处理的红宝石有下列的特征：（1）树技状、蝌蚪状愈合裂隙 沿着裂隙面分布的呈树技状，树技的端头常呈半球状，如同蝌蚪，对光线产生强的反射，在反射光下有强烈的光泽，在暗域下明亮。（2）表面的开放裂隙 反射光下在宝石的表面上可观察到经热处理愈合的裂隙呈细线状，并分布有细小的暗色小点，或成为凹坑。这种现象在天然未经处理的红宝石或助溶剂合成红宝石中都很少见。（3）白垩色的短波紫外荧光 热处理愈合裂
44、隙通常可含硼酸质的或磷酸质，愈合面在短波紫外光下发白垩色荧光，成为其与天然及助溶剂合成红宝石 区别的最重要的特征。（4）絮状的包裹体 因热处理的作用，在愈合裂隙热处理的红宝石中，会出现影响透明度的絮状或云雾状的包裹体，在高倍（60倍以上）放大下，这些絮状物由白色或浅色的、无光泽的、似乎由微粒集合而成的细针状体组成，针状体呈三维的定向排列，通常有二个方面最为发育，形成层网状的构造。助溶剂合成红宝石不具备这种特征。（5）热处理的其他特征 天然矿物包体在处理时被熔蚀，低熔点的形成球形、椭圆形，由玻璃与气泡组成的二相包裹，高熔点的晶体包体则形成浑圆毛玻璃状或表面麻坑状的形态。（6）CO2流体包裹体存在
45、与否，如果能在红宝石中发现有含CO2的流体包裹体则可确认该宝石未曾高温加热处理过。4.淬裂处理的红宝石及其鉴别特征淬裂处理的红宝石及其鉴别特征 焰熔法合成的红宝石与天然红宝石的最大区别是前者过于完美，几乎没有裂隙，所以，就有了使焰熔法合成红宝石产生裂隙，使之与天然红宝石更相似，更不易鉴别的处理方法淬裂处理。淬裂处理的红宝石具有以下特征：（）网格状交叉分布的弧形裂隙 淬裂形成的裂隙往往较短，成较简单的弧面状，而且分布也比较均匀，弧形裂隙互相穿插，形成网格状的分布方式。（）弯曲生长纹 焰熔法合成红宝石常具有弯曲生长纹，在淬裂处理之后仍然可以观察到。（）愈合裂隙及其中的气泡 如果在愈合裂隙中见到封闭在其中的大气泡，则足以证明，该裂隙经过了人工的愈合处理，但只可作为与淬裂处理的相关证据。因为，同样的情况也可发生于弥合天然的开放裂隙的处理结果中。（）其他的可能性 虽然最典型，报导也较多的是“淬裂助溶剂”的处理，但是，也可能存在淬裂之后，用其他材料弥合裂隙的情况，所出现的特征与“助溶剂”就会有所不同，例如，把红热的红宝石在含有氧化铁的冷水中淬裂，让氧化铁进入裂隙，形成如同天然的“铁染”现象。
