3.1.3 宝石光学特征与颜色加工

电气石，芙蓉石（含Mn2+和Ti4+） 紫色：紫水晶（含Mn2+和Fe3+） 绿色+黄色：红柱石
第二章 宝石材料特性与加工
接上表
Fe
Ni V Co
绿色—蓝色：海蓝宝石，蓝宝石，带绿色的紫晶 黄色：金绿宝石，黄水晶，正长石，长石
绿色—黄色—棕色：各种玉石，玛瑙，尖晶石，符山石 红色—褐色：石榴石 黑色：电气石，铁金红石 绿色：绿宝石（含Co，Ni和V），绿玉髓 黄色：金绿宝石 绿色：含钒祖母绿，绿色钙铁榴石 蓝色：尖晶石 绿色：绿宝石
第二章 宝石材料特性与加工
（二)、宝石的颜色成因
1、致色元素 钛、钒、铬、锰、铁、钴、镍、铜
(1)自色
自色是由宝石化学成分中的主要元素作为致 色离子而引起的颜色。它的特点是颜色相对固定 ，且较为单一。由这种成因呈色的宝石矿物就称 为自色宝石。
第二章 宝石材料特性与加工
自色矿物
Ⅰ类：宝石矿物本身的主要化学成分中有致色离子使其呈色。
微量元素直接沉积在晶格中的离子间隙或结构 孔道中。
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杂质致色元素 Ti Ti、Fe V Cr
Mn
他色矿物
颜色与宝石 蓝色：蓝锥矿 蓝色：蓝色蓝宝石 绿色：绿色绿柱石 绿色：祖母绿、翠绿锂辉石、铬电气石、符山石 绿色：绿玉髓、翡翠 红色：红宝石、红尖晶石、粉红色黄玉 红色+绿色：变石 粉红色：粉红色绿柱石①、粉红色符山石、粉红色绿帘 石、粉红色电气石、芙蓉石（含Mn2+和Ti4+） 紫色：紫水晶（含Mn2+和Fe3+） 绿色+红色：红柱石
第二章 宝石材料特性与加工
第二章 宝石材料特性与加工
第二章 宝石材料特性与加工
第二章 宝石材料特性与加工
第二章 宝石材料特性与加工
第二章 宝石材料特性与加工
第二章 宝石材料特性与加工
第二章 宝石材料特性与加工
第二章 宝石材料特性与ห้องสมุดไป่ตู้工
第二章 宝石材料特性与加工
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第二章 宝石材料特性与加工
接上表
Fe
Co Ni Cu
蓝色：蓝尖晶、蓝宝石 红褐色：红玛瑙 黑色：电气石、铁金红石 白色：翡翠 黄色：金绿宝石、黄水晶、正长石、长石 绿和蓝色：海蓝宝石、绿色的紫晶 绿和褐色：电气石 绿、黄和棕色：玛瑙、尖晶石、符山石 蓝色：合成蓝尖晶、蓝尖晶（极纯） 绿色：绿玉髓（澳玉） 在他色宝石中极少作为致色元素出现
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Ⅱ类：宝石中微量致色杂质元素引起宝石呈色。 此类自色宝石中的杂质元素是主要的致色因素。 如果没有这些杂质元素，这类宝石通常是无色的。
杂质致色元素 Cr
颜色与宝石 绿色：祖母绿，翠绿锂辉石，铬电气石，符山石 红色：红宝石，尖晶石，粉红色黄玉
红色+绿色：变石
Mn
红色：红色绿柱石，红色榍石，粉红色符山石，绿帘石，
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（2）明度 也称强度，指色彩的明亮程度，即色光的光强大小。
可以用振幅的平方表示。在宝石学中通常用视觉透射率来 描述，它取决于宝石和照射光线的相互作用以及宝石琢磨 质量的优劣。色调深的明度就低，色调浅的明度就高。明 度与宝石折射率和加工工艺成正相关关系，与颜色深浅成 反相关关系。
第二章 宝石材料特性与加工
（三）、宝石颜色与加工
1、刻面型琢型与颜色处理 琢型厚度调节颜色浓度 琢型比例改善颜色亮度 材料不均匀的处理方法 （1）色斑的加工处理（放亭尖处） （2）色带的加工处理（色带平行） （3）色团的加工处理（放冠部、亭部、腰部都 可）
第二章 宝石材料特性与加工
对于有色斑的宝石材料设计示意图
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（3）钻石 钻石的主要颜色为无色至淡黄色，或淡灰色，或淡褐
色，与其他彩色和非彩色宝石的颜色不一样。经过上百年 的发展，钻石已有了一套完整的评价体系，其中也包括对 其颜色的评价体系，所以它无法被纳入其他体系中，只能 独立出来。 钻石三大系列颜色包含：开普系列，褐色系列，彩色系列。 开普系列：包括无色、浅黄至黄色钻石; 褐色系列：包括不同强度的褐色钻石; 彩色系列：包括粉红、紫红、金黄、蓝色、绿色等钻石。
具有色带色团色斑的宝石设计示意 图
对于有色团的宝石材料设计示意图
第二章 宝石材料特性与加工
2、弧面琢型与颜色处理
（1）深色宝石用薄弧面型减色 （2）不均色宝石，好色置弧顶 （3）图纹好宝石，好纹置弧顶
第二章 宝石材料特性与加工
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第二章 宝石材料特性与加工
第二章 宝石材料特性与加工
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2.色心致色 所谓色心就是指能选择吸收可见光的晶体
结构缺陷，它是晶体结构缺陷的一种。宝石在 生长过程中，由于地质环境中的物理——化学 因素，在晶体局部范围内，质点的排列偏离了 晶格的周期性重复规律，从而形成了这种晶格 缺陷。按照点缺陷的性质可将其分为电子色心 和空穴色心两种。
第二章 宝石材料特性与加工
但物理呈色也可以是伴色，即与宝石本身的体色混 杂叠加后共同呈色，由于黑珍珠表层的叠瓦状构造对光 的干涉和衍射而形成的绿色伴色就是一个很好的例子。 再如，黄铜矿表面由氧化薄膜引起的锖色（蓝紫混杂的 斑驳色彩）也是如此。总之，物理呈色不是宝石本身所 固有的体色，它的形成与光在宝石中的物理作用有直接 关系。
第二章 宝石材料特性与加工
3.物理呈色
物理呈色是指由于宝石内部某些特殊的结构、构造，如平 行排列的包裹体、平行解理或同样排列的出溶片晶等，引起光 的某些物理作用而在宝石体表呈现颜色的现象。从定义看，物 理呈色与宝石矿物本身的化学成分对可见光的选择性无直接的 关系，而是与其结构或构造引发的物理光学现象有关。它既可 以掩盖宝石自身的体色成为宝石的主色，也可以只成为宝石体 色的伴色。如果物理呈色是主色时，多是因为宝石本身发生了 “结构性颜色”（因色散、干涉、衍射等所导致的颜色效应）， 且其体色很浅或无色。如日光石的黄色、东陵石的绿色、月光 石的蓝色等。
第二章 宝石材料特性与加工
宝石光学特性与加工
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五、颜色
（一）、颜色的定义与范畴
1、宝石颜色的定义
宝石的颜色是宝石对自然光进行选择性吸收后的残余色 的综合在人眼中的反映。当光照射到宝石上，部分被反射 ，部分被吸收，部分被透过。透明的宝石以投射光为主， 并有对光的反射，颜色主要由透过的光谱组成决定；不透 明宝石以反射为主，兼有透射和吸收，颜色则以反射光谱 为主。在剩余光中所占比例最大的色光决定了宝石颜色的 主色调，次要波段的色光决定了宝石的辅色调。如红宝石 通过680~700mm的红光及480mm的青光而呈现红色并带紫色 调。
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2、宝石的颜色分类
（1）彩色宝石 彩色系指太阳光谱中的各单色光及其复合色光。宝石
对可见光选择性吸收，使宝石产生各种颜色，所呈现的颜 色是残余光中各色光的混合色，绝大部分宝石属彩色系。
（2）非彩色宝石 非彩色系指由白色，黑色及它们之间的过渡灰色系列
，称为黑白系列。非彩色系列的宝石有无色钻石，无色水 晶，无色长石，还有黑玛瑙等。
第二章 宝石材料特性与加工
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（2）他色
他色是由宝石化学成分中的微量致色杂质元素引 起的颜色。它的特点是颜色变化范围大，难以预测。 具有他色成因的宝石矿物就叫他色宝石。通常他色 宝石在十分纯净时无色，当其含有微量致色元素时 就会产生颜色（微量元素的存在是通过两种方式实 现的：
通过类质同象替代置换了晶格中部分电价相同 的离子而进入宝石的晶格中；
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3、宝石颜色的表述
(1)色调 指颜色的种类，是为确定某一颜色在可见光谱或色谱
表中的位置所进行的定性描述。彩色宝石和钻石的色调取 决于光源的光谱组成和宝石对光的选择性吸收，也是各颜 色间相互区分的本质属性。最基本的彩色色调就是红、黄 、蓝三种，最基本的非彩色色调就是黑、白两种。
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（3）饱和度 也称色品，指色彩的纯净程度，或者是白光的混入程
度。通常以色光和白光的比例定量表示。有彩色的各种色 都具有彩度值，无彩色的色的彩度值为0，对于有彩色的 色的彩度（纯度）的高低，区别方法是根据这种色中含灰 色的程度来计算的。宝石的饱和度取决于宝石对可见光谱 选择性吸收的程度。当宝石仅对可见光中某一很窄波段的 光反射或透射时，该宝石的颜色饱和度很高，宝石颜色就 鲜艳。