宝石学教程

宝石学教程
名词解释
1、变色效应：是一种颜色的平衡，比如金绿宝石变石品种在日光和灯光下观察成两种截然
不同的颜色，日光下呈绿色，灯光下呈红色，这种现象为变色效应。

（P51）
2、变彩效应：实际上是一种干涉及衍射效应，只光线从薄膜或从欧泊所特有的结构中反射出，经过干涉或衍射作用而产生的颜色或一系列颜色，也称晕彩（P50）
3、荧光：宝石材料被辐射能源激发到较高能级的电子回落到较低能级时所释放的能量称为
荧光。

4、磷光：当关闭高能辐射源，具有荧光的宝石材料在短时间内继续发光的现象称之为磷光。

5、猫眼：琢磨成弧面型的某些宝石表面出现的从一头到另一头的明亮光带，这条亮带
称为猫眼。

（P49）
6、星光：在琢磨成弧面型的某些宝石中，见到4道或6道星状光线效应。

（P49）
7、差异硬度：同一宝石矿物晶体的不同方向上，因晶体结构的不同而硬度有所差异的现象
8、刻面棱重影：某些双折射率较高的宝石，观察其对面刻面相交的棱时，可以看到重影。

9、生长色带：属于宝石的内含物，是影响宝石透明度的晶体生长结构，由微小的杂质或化
学成分的变化引起。

10、热处理：是通过高温条件下改变色素离子的含量和价态，调整晶体内部结构，消除部分内含物等内部缺陷，来改变宝石的颜色和透明度。

（P145）
11、辐照处理：是用原子微粒辐射和放射性物质辐射，使晶体结构产生缺陷，造成着色中心，使宝石产生颜色。

填空
（宝石基本常数：硬度、折射率、比重。

）
1、珠宝玉石分类（P57）
天然珠宝玉石：天然宝石、天然玉石、天然有机宝石
人工宝石：合成宝石、人造宝石、拼合宝石、再造宝石
仿制宝石
2、宝石颜色（致色元素）（P34）
致色元素：绝大多数宝石含有能导致光的选择性吸收的某些元素，它们既可以以宝石的
主要化学成分存在，也可以以微量元素存在。

其中最主要的致色元素为：钛
（Ti）、钒（V）、铬（Cr）、锰（Mn）、铁（Fe）、钴（Co）、镍（Ni）、铜（Cu）
及某些稀土元素。

这些过渡族的金属元素及稀土元素都是宝石产生颜色的物
理基础。

根据致色元素在宝石成分中存在的形式分为自色宝石和他色宝石。

自色宝石：致色元素以宝石的主要成分出现，并能使宝石致色的元素称为自色宝石，如
菱锰矿（Mn-CO3）的粉红色是由主要化学成分中的锰（Mn）元素致色；橄
榄石（（Mg，Fe）2SiO4）黄绿色的颜色是由主要化学成分中的铁（Fe）元素
之色。

他色宝石：致色元素以微量元素的形式出现，并能使宝石致色的微量元素称为他色宝石，如刚玉Al2O3，当它化学成分纯净时则产生无色；只有当成分中含有微量元
素铬（Cr）时，才能形成红色——称为红宝石；当化学成分中含有微量元素
铁、钛（Fe、Ti）时则形成蓝色——称为蓝宝石。

3、钻石：分级（4c——分别代表，c分别代表什么，级别、产出状态——产自什么岩石）分类（含氮）
4C分别代表颜色、净度、切工、质量（P184---188）
4、红蓝宝石：分类：红宝石、蓝宝石、绿色蓝宝石、橙色蓝宝石、黄色蓝宝石、紫色蓝宝石
（P190）自色元素：红蓝宝石化学式为Al2O3。

成分纯净时为无色，含0.9%~4%的铬（Cr）元素时呈红色；含铁（Fe）和钛（Ti）时呈蓝色，还有Ni、
V、Co、Mn等其他微量元素。

折射率：1.76~1.78，
是否发荧光：红宝石在紫外光下有明显红色荧光，蓝宝石大多数无荧光。

5、绿柱石：折射率：1.56~1.59
（P195）品种：祖母绿、海蓝宝石
颜色：祖母绿——绿色
钒绿柱石——绿色
海蓝宝石——绿色、蓝色（天蓝色）
铯绿柱石——粉红色
红绿柱石——红色
黄绿柱石——黄色
金绿柱石——金黄色
紫绿柱石——紫色
自色元素：常含有Cr、Cs、V、Fe、Ni等色素离子
6、金绿宝石：硬度：8.5
（P201）比重：3.72
折射率:1.74~1.75
自色颜色：猫眼——铁元素致色，猫眼基底色主要为葵花黄色、棕黄色或蜜
蜡黄色
变石——含微量氧化铬（Cr2O3），强多色性，阳光下多呈绿色、
蓝绿色或翠绿色，白炽灯下呈红色。

变石猫眼——铬致色
7、尖晶石：折射率：1.712~1.730
（P220）红尖晶石：1.715~1.740
蓝尖晶石：1.715~1.747
其他色尖晶石：1.712~1.717
密度：3.60（3.58~3.61）
8、橄榄石：吸收光谱：颜色由铁（自色的）致色，显典型的铁谱，在蓝光区有三条主要吸（P218）收带（493nm、473nm、453nm）
比重：3.32~3.37
折射率：1.65~1.69
双折射率:0.036
9、石榴石：两个系列：铝榴石系列、钙榴石系列
（P223）六个品种：镁铝榴石、铁铝榴石、锰铝榴石、钙铝榴石、钙铬榴石、钙铁榴石10、长石：种类：钾钠长石——正长石、透长石、月光石、微斜长石（天河石）
（P204）斜长石——钠长石、奥长石、中长石、拉长石、培长石、钙长石
作为宝石级的种类则为月光石、微斜长石（天河石）、拉长石、日长石
11、石英：折射率：No1.544，Ne1.553
（P206）比重:2.65（非常稳定）
品种：水晶、紫晶、黄水晶、紫黄水晶、绿水晶、烟晶、芙蓉石、发晶、石英猫
眼、星光石英
12、多晶宝石种类，特种宝石的主要鉴定特征（例：孔雀石、绿松石、青金岩）
（十六章）翡翠、软玉、独山玉、绿松石、青金岩、蛇纹岩玉、石英岩玉、蔷薇辉石、菱锰矿、孔雀石
孔雀石：孔雀绿色和独特的花纹结构，是最主要的鉴定特征，孔雀石硬度
低，不透明、易碎与所有的酸反应剧烈。

合成孔雀石只有差热分
析才能与天然孔雀石区分。

绿松石：以其独特的颜色和矿物组合为鉴定特征，尤其是天蓝色的瓷松品
种，价值较高，以绿松石矿物为主，常含有黄铁矿颗粒及褐铁矿
呈网脉状分布，质地细腻，蜡状光泽，不透明，折射率约1.62，
相对密度为2.6~2.9，除天蓝色外，还有豆绿色、浅蓝色或淡蓝
色不透明。

合成绿松石可根据颜色的纯净（纯净的天蓝色），矿
物组成的结构的不同与天然绿松石相区分。

青金岩：青金岩以特有的颜色和矿物组合为主要鉴别特征。

蓝色的青金岩
和白色方解石构成不规则的色斑状。

黄色的黄铁矿颗粒分布于其
中。

深蓝色的致密块状青金岩在查尔斯滤镜下呈红色。

13、有机宝石：品种、特定宝石的特定鉴定特征（例：珊瑚品种，各自鉴定特征）
（十七章）珍珠：
品种：根据形成环境可分为海水珍珠和淡水珍珠
根据成因分为天然珍珠与养殖珍珠
根据珍珠内部结构分为无核养殖珍珠和有核养殖珍珠
根据珍珠是否附着贝壳分为游离珍珠和贝附珍珠
根据大小划分为（单位：mm）
珠粒直径>10 大型珍珠
10~8 大珠
8~6 中珠
6~5 小珠
<5 细厘珠
<2 子珍珠
根据产地划分为南洋珠、波斯珠、塔希提珠、合浦珍珠、琵琶珠
鉴定特征：珍珠具有独特的外观，珍珠光泽。

大多数珍珠在长波紫外线
下显淡蓝色荧光。

（P283~284）
珊瑚：
品种：按成分分为：碳酸盐质珊瑚：造焦珊瑚（一般为白色，工艺摆件）贵珊瑚（用作首饰）
介壳质珊瑚（用作首饰）
鉴定特征：珊瑚显蜡状光泽，微透明。

主要依赖放大镜检查。

（P291~292）
琥珀：
品种：血珀（血红、透明）
金珀（金黄色、透明）
黄珀（浅黄—黄色）
蓝琥珀（紫光灯下有明显的蓝荧光）
绿琥珀（在光源下呈金黄色或者蜂蜜色甚至红色的）
虫珀（含有动植物内含物）
香珀（有香味）
蜜蜡（透明度较差）
鉴定特征：树脂光泽，（P294~296）
煤精：
鉴定特征：煤精为树脂或沥青光泽，有时可见木质纹理，煤精触感温，
密度小，手感轻，条纹为红褐色。

14、矿物宝石：解理和断口
解理：结晶物质在外力作用下平行一定方向裂开，产生较平滑的平面，沿解理所裂开的面，称为解理面。

断口：是指宝石的晶质材料或非晶质材料在外力作用下发生的无方向性的破裂。

问答
1、碧玺、黄玉，针对性指出两者差别，各自宝石学特征
碧玺宝石学特征：
（1）化学成分：铝、镁、铁的硼硅酸盐，化学组分复杂，结构中类质同象替代广泛，其中Mg2+与Fe2+及Fe2+与Li+、Al3+之间呈完全的类质同象系列。

（2）晶系：三方晶系，对称型L33P，无对称中心
（3）结晶习性：晶体呈柱状，常见单形有三方柱、六方柱、三方单锥，单晶两端发育不同的单形，典型的特征是柱面纵纹发育，横截面为球面三角形。

（4）解理及断口：无解理，贝壳状断口。

（5）硬度：7—7.5
（6）相对密度：3.01—3.11，不同颜色的碧玺略有差异。

（7）折射率：1.62—1.65
（8）双折射率：0.014—0.021（常为0.018）
（9）光性：玻璃光泽。

（10）色散：0.017（低）。

（11）内含物：内部常含有大量管状或线状空穴及气液相包裹体，有时呈扁平薄层状分布。

（12）光学效应：猫眼效应。

（13）加工：碧玺因常光方向的吸收程度大于非常光方向，因此深色或暗色碧玺加工时，应使台面平行于晶体的C轴，浅色碧玺则应使台面与晶体的C轴垂直。

黄玉宝石学特征：
（1）化学成分：铝氟硅酸盐，内含Li、Be、Ca、Se等微量元素。

（2）晶系：斜方晶系。

（3）结晶习性：柱状晶形，常见单形有斜方柱、单方双锥、平行双锥等，其中以斜方柱较为发育，柱面上常有纵纹。

另外也有形态各异的砾石状产出。

（4）解理;一组完全的底面解理，因底面解理发育，常常造成晶体一端为锥状，另一端平面，加工时台面需与解理面斜交5。

以上，否则刻面不易抛光。

（5）硬度：8.
（6）相对密度：3.5—3.6(常为3.53—3.56)。

（7）折射率：1.61—1.64.
（8）双折射率：0.008—0.010
（9）光性：二轴晶正光性，折射仪上表现为假一轴晶，因为α与β值仅差0.001.
（10）光泽：玻璃光泽。

（11）色散：0.014（低）。

（12）内含物：一般具有初始解理，长管状洞穴，扁平细小液态包裹体和水滴形的气液包裹体。

（13）发光性：长波紫外光中蓝色和无色托帕石发弱的黄绿色光，黄褐色和粉红色托帕石发橙黄色光，短波紫外光中荧光较弱。

两者差别：碧玺因多种颜色易与托帕石相混放大镜观察，
碧玺可见亭部棱角处有明显的双影现象，托帕石双影不清；碧玺具有极强的
多色性，用肉眼直接观察即可见到，而托帕石多色性必须借助于二色镜观察；
碧玺密度较小，在二碘甲烷中，而托帕石下沉。

用光性判断。

通过解理也可以判断
2、①翡翠宝石学特征，ABC货指什么，并有针对的对ABC货进行说明
宝石学特征：P237~238
A：指没有经过高热、高压等人工伪作的翠玉，色泽是天然的，俗称“正泽”或“真
色”。

B：对质地疏松、透明度差，但有绿色或者其他颜色的翡翠用强酸浸泡以清除褐黄色
或灰色等杂色，保留了绿色、紫色，再用胶填充翡翠中经酸液侵蚀而出现的空隙。

经过处理后的翡翠，绿色鲜艳，无杂质。

人们也常称这种方法处理的翡翠为“B货”。

C：一般把翡翠放在燃料水溶液中加热，在白色地子上染上绿色或紫罗兰色或在天然
淡绿色上适当加些绿色，以冒充天然绿色翡翠。

染色翡翠俗称为“C货”。

②列出软玉、独山玉、蛇纹石玉鉴定学特征，针对性指出三者差别
软玉：常为油脂光泽；没有橘皮，具有微波纹；没有翠性和豆性；墨绿色色调，与瓜
青翡翠相似；颜色分布均匀，没有色跟；透明度差，大多常常观察不到吸收光
谱；常见呈四方形的黑色的色斑；折光率和比重都小于翡翠。

独山玉：绿色独山玉颜色偏蓝偏灰色，不够鲜艳，在滤色镜下变红色；独山玉中的绿
色沿小裂隙形成浓绿色短线状，小脉状的色带；黄绿色独山玉具斑杂状的色
形；绿色中有黑色的色斑（暗色矿物）；光泽分布不均匀，抛光面往往不平
整呈油脂光泽；查尔斯滤色镜下变红。

蛇纹石玉：结构细致，微粒结构；亚玻璃光泽，不如翡翠光滑明亮；有白色云雾状石
花、金属矿物，在强光下具有强烈的金属光泽；相对密度较翡翠小很多，
掂量偏轻；硬度滴一般可被小刀刻动。

三者区别：软玉常有四方形黑色色斑，油脂光泽；独山玉绿色常形成浓绿色短脉状，绿色中有黑色色斑；蛇纹石玉有极细粒的纤维状、叶片状蛇纹石组成，白
色云雾状絮状物，具有强金属光泽的金属矿物。

3、简述珍珠养成工业流程，如何区分核珍珠、无核珍珠、天然珍珠
工业流程：①母贝的培养：于清洁流水池内或在海上联桩吊养母贝。

待生长到合适手术的年龄（淡水蚌大多在一龄左右），则选择健康贝，清洗干净，
留待植核。

②植核手术：一般在春天进行。

先取同类贝的外套膜，切成2.5mm*2.5mm
的小片。

养殖有核珍珠要事先准备好珠核（一般用瘤丽蚌的壳
磨制而成），经磨光、清洗、消毒、干燥后备用，手术工具进行
严格消毒。

准备工作就绪后，将母贝置于手术台上，打开贝壳，
并在外套膜上开一切口，再将外套膜小片送入，或将珠核送入
随即取一外套小膜片紧贴珠核。

③放养手术蚌：手术后的蚌应先在水池或平静水域中用筐或网兜吊养一个月，
定期检查，注意水质、营养、消除敌害。

④收获：养3~5年后，一般在冬季收获，淡水蚌一般杀蚌取珠即可，对大珠
母贝则在小心取珠的同时，再植核。

取出的珍珠要马上清洗干净。

区分：①形状：天然珍珠形状大多都不规则。

有核养殖珍珠一般为圆形，而无核养殖珍珠多为不规则形如椭圆形，梨形、扁圆形等。

②内部特征：从珠孔观察有核养殖珍珠，可见珍珠层下白色的珠母小珠，二者之
间有明显界限。

无核养殖珍珠或天然珍珠则显示一系列同心层，层
与层之间没有明显界限，珍珠内部是浅黄、浅褐或黑色。

③相对密度：用消色较好的三溴甲烷（相对密度为2.713）可以区分无核与有核
珍珠。

大部分的天然珍珠或无核养殖珍珠在其中浮起，而大部分的
有核养殖珍珠沉下。

④X射线照相：将珍珠或珍珠串放在感光底片上，然后用一束X射线照射。

天
然珍珠在底片上显示一系列直达中心的同心线，无核养殖珍珠
也为一系列中心线，但其中心常为一形状不规则的空洞。

有核
养殖珍珠的外层可见同心线，但核部见不到同心线，环绕核常
有一层致密的介质壳，因而底片上环绕核有一强线。

5X射线衍射劳埃图：当一束窄的X射线投射珍珠时会发生衍射，在底片上产
生X射线劳埃图。

天然珍珠和无核养殖珍珠的衍射图在
任何方向上都是六重式。

有核养殖珍珠只在两个方向上
显示六重式图，而在其他方向上显示四重式图。

（X射线
衍射法至少要从两个相互垂直的方向检测）
鉴别天然珍珠和有核养殖珍珠及无核养殖珍珠最可靠的方法是观察珍珠的内部
结构及X射线照相和衍射劳埃图法。

4、考察合成宝石的方法：焰熔法，冷坩埚法，助溶剂法，水热法的工业流程（考察其中一个）
焰熔法：
a.原料制备：要求纯净，颗粒均匀，高分散，具适当的堆积密度和流动性。

掺杂剂要考虑到宝石的颜色，光学性能，宝石结构和物理性质，生长过程中的烧失量。

b.下料，将原料粉末与掺杂剂按比例置于筛状容器，振动过筛，落入氧气流内。

c.熔料，内管中的氧气与外管中的氢气混合燃烧。

d.晶体生长：熔体下落到种晶的生长台上，旋转并下降，晶体生长成梨形圆棒。

e.处理晶体，关闭气体，晶体冷却，由于晶体生长时内聚了大量应力，当停止加热晶体，易从纵轴裂成两半。

f.退火处理，将合成晶体装炉缓慢升温几小时，恒温保温，再慢慢降至室温以减少热应力
冷坩埚法：首先将生O2与稳定剂Y2O3按摩尔比9：1的比例混合均匀，装入紫铜管围成的杯长合成立方氧化锆晶体所使用的粉料Zr状"冷坩埚"中，在中心投入4-6g锆片或锆粉用于"引燃"。

接通电源，进行高频加热。

约8小时后，开始起燃。

起燃1-2分钟，原料开始熔化。

先产生了小熔池，然后由小熔池逐渐扩大熔区。

在此过程中，锆金属与氧反应生成氧化锆。

同时，紫铜管中通入冷水冷却，带走热量，使外层粉料未熔，形成"冷坩埚熔壳"。

待冷坩埚内原料完全熔融后，将熔体稳定30-60分钟。

然后坩埚以每小时5-15mm 的速度逐渐下降，“坩埚”底部温度先降低，所以在熔体底部开始自发形成多核结晶中心，晶核互相兼并，向上生长。

只有少数几个晶体得以发育成较大的晶块。

晶体生长完毕后，慢慢降温退火一段时间，然后停止加热，冷却到室温后，取出结晶块，用小锤轻轻拍打，一颗颗合成立方氧化锆单晶体便分离出来。

整个生长过程约为20小时。

每一炉最多可生长60kg晶体，未形成单晶体的粉料及壳体可回收再次用于晶体生长。

生长出的晶块呈不规则柱状体，无色透明，肉眼见不到包裹体和气泡。

合成立方氧化锆晶体易于着色，对于彩色立方氧化锆晶体的生长，需要在氧化锆和稳定剂的混合料中加入着色剂。

将无色合成立方氧化锆晶体放在真空下加热到2000℃进行还原处理，还能得到深黑色的合成立方氧化锆晶体。

助溶剂法：
a.将铂坩埚用铂栅隔开，另有一根铂金属管通到坩埚底部，以便不断向坩埚中加料。

b.按比例称取天然绿柱石粉或二氧化硅（SiO2）、氧化铝（AL2O3）、和氧化铍（BeO）、助熔剂和少量着色剂氧化铬（Cr2O3）。

c.原料放入铂柑锅内，原料SiO2以玻璃形式加入熔剂中，浮于熔剂表面，其它反应物AL2O3 、BeO 、Cr2O3通过导管加入到坩埚的底部，然后将坩埚置于高温炉中。

d.升温至I400℃，恒温数小时，然后缓慢降温至1000℃保温。

e.通常底部料2天补充一次，顶部料2-4周补充一次。

f.当温度升至800℃时，坩埚底部的AL2O3、BeO、Li2CrO4等已熔融并向上扩散，SiO2熔融向下扩散。

熔解的原料在铂栅下相遇并发生反应，形成祖母绿分子。

g. 当溶液浓度达到过饱和时，便有祖母绿形成于铂栅下面悬浮祖母绿晶种上。

h.生长结束后，将助熔剂倾倒出来，在铂坩埚中加入热硝酸进行溶解处理50小时，待温度缓慢降至室温后，即可得干净的祖母绿单晶。

i. 生长速度大约为每月0.33mm。

在12个月内可长出2cm的晶体。

水热法：准备好原料（有需要则需另加致色元素），添加矿化剂，选取籽晶，调整适宜温度，
一般为底部溶解区温度略高于上部生长区，设置工作压力，调整生长速度，利用高
压釜合成宝石。

5、①如何用折射仪读出宝石的光性
步骤：1）接通电源、打开仪器
2）用酒精清洗宝石和棱镜
3）在折射仪棱镜上点一滴接触液，使用钠光照明，可见接触液的阴影边界
4）将宝石的待测面放在金属测台上，用食指将宝石推上棱镜，浸油使宝石
和和棱镜之间形成良好的光学接触。

5）眼睛靠近目镜观察阴影区和明亮区界线并读数，读数保留小数点后第三位。

测试时按顺序转动宝石360°进行观察和读数。

6）测试完毕，将宝石轻推至金属台上，取下宝石。

7）清洗宝石和棱镜。

②系统的把所学宝石种类列出
天然珠宝玉石：
天然宝石：红宝石和蓝宝石、绿柱石、金绿宝石、长石、单晶石英、托帕石、
碧玺、橄榄石、尖晶石、石榴石族、锆石
天然玉石：欧泊、翡翠、软玉、独山玉、绿松石、青金岩、蛇纹岩玉、石英岩
玉、蔷薇辉石、菱锰矿、孔雀石
天然有机宝石：珍珠、珊瑚、琥珀、煤精、象牙、龟甲、骨质材料及贝壳、
玳瑁
人工宝石：
合成宝石：合成红宝石、合成蓝宝石、合成祖母绿等人造宝石：钇铝榴石、钆镓榴石
拼合宝石
再造宝石：再造琥珀、再造绿松石
仿制宝石：玻璃、塑料。