宝石学概论 第4讲 祖母绿

第3章绿柱石类宝石

3.1 概述

绿柱石类宝石是指以矿物绿柱石为原料的一类宝石的总称，由于绿柱石的形成条件不同，致使其中所含的致色离子不同而呈现不同的颜色，因而形成不同的宝石种。常见有以下几个亚类:

（1）绿柱石含致色离子Cr者，其颜色呈翠绿色，称祖母绿(Emerald)；

（2）绿柱石含致色离子Fe者，其颜色呈天蓝色或海蓝色，称海蓝宝石(Aquamarine)；

（3）绿柱石含致色离子Cs、Li和Mn者，其颜色呈玫瑰红色，称铯绿柱石(Morganite)，其英文名称来源于美国宝石爱好者(J.P.Morgan)的名字；

（4）绿柱石含Fe并呈金黄色、淡柠檬黄色者，称金色绿柱石(Heliiedor)，其英文名称来源于希腊语的“太阳”。

（5）绿柱石含Ti和Fe者，呈暗褐色，称暗褐色绿柱石(Dark Brown Beryl)。

3.2 基本性质

3.2.1 结晶学性质

（1）晶系：六方晶系；

（2）结晶习性：晶体呈六方柱状（图2-3-1），主要由六方柱、六方双锥和平行双面等单形组成。

图2-3-1 绿柱石的晶体

（3）表面特征：表面常见横纹，轴面上可见六方形蚀痕，柱面上可见长方形蚀痕。

3.2.2 化学成分

绿柱石为铍铝硅酸盐，化学分子式为Be3Al2(Si3)6。不同种类宝石可含有铬、铁、锂、锰、•钒、铁等微量元素，并因此形成不同的宝石种。

3.2.3 物理性质

1、光学特征

（1）颜色：颜色变化大，常为绿色、蓝色、黄色、黑色、红色和无色等。并由此决定

品种；

（2）光泽：一般为玻璃光泽；

（3）透明度：透度-不透明。

（4）折射率:1.56－1.59，取决于品种。

（5）双折射率:0.004－0.009，取决于宝石种。

（6）光性:一轴晶，负光性。

（7）色散:色散低(0.014)。

（8）多色性:明显，取决于品种，见下表(表1-3-1)。

表1-3-1 绿柱色类宝石的颜色及多色性特征表

（9）吸收光谱：祖母绿具有典型的吸收光谱，在红区683nm、680nm和637nm处显清晰的谱线，从630nm-680nm有一微弱的普遍吸收，在蓝区477nm处有一弱线。海蓝宝石是由铁致色的，吸收光谱不太明显。在紫区427nm处有一稍宽的带，蓝紫区456nm处有一弱线。有时浅绿色的海蓝宝石在537nm处显示一条谱线。

10、光学效应：绿柱石类宝石可显星光和猫眼效应。

2、力学特征

（1）解理:不完全，与晶体底面平行。

（2）断口:贝壳状。

（3）硬度:7.25－7.75，祖母绿性脆。

（4）密度:2.7－2.9g/cm3，具体取决于宝石种。

3.3.4 包裹体

绿柱石类宝石内部含有十分丰富的包裹体，而且不同宝石种，以及不同产地的同一宝石种包裹体具有明显的区别。如哥伦比亚产祖母绿具典型的三相包裹体，俄罗斯产祖母绿具竹节状阳起石包裹体，印度产祖母绿具逗号状包裹体。而海蓝宝石和其它绿柱石品种则具有典型的雨状包裹体。包裹体是鉴别绿柱石宝石品种、产地等最重要的依据。

3.3 矿床成因及产地

3.3.1 矿床成因

由于绿柱石的铍元素主要分布于岩浆成因的I型花岗岩中，因此，过去人们多认为绿柱石矿物的形成主要与这类花岗岩直接或间接相关，实际的情况也大致如此。至今的研究发现，多数绿柱石是产于岩枝状的花岗岩中，这种岩枝状岩体是岩浆活动晚期的气液充填围岩的裂隙形成的，由于有充分的结晶时间因而结晶单晶体都很大，地质上称它们为伟晶岩，这意味着在其中的矿物晶体都具有很大的尺寸。但这些巨大晶体被石英、长石等包裹着，并由于各种原因而使之成为连绵的碎片，很少具有能作为宝石的清洁区，然而，若在伟晶岩中存在气体空隙，或矿袋时，在它们里面形成的绿柱石晶体可以成为透明的和少瑕疵的，从而使之具

备了作为宝石的质量。

世界各地有着无法计数的花岗岩分布区，但仅在巴西、阿根廷、•阿富汗、非洲、印度、马达加斯加、中国和美国等国家的少数伟晶岩中才有绿柱石矿化。同时，尽管已从这些成矿区开采了数以千吨的伟晶岩型绿柱石矿物，但其中能作为宝石用的却比较稀少。因此绿柱石类宝石比较稀罕，并且随着接近地表的伟晶岩体逐渐被采完，这种宝石将更为罕见。

漂亮的绿柱石晶体(尤其是海蓝宝石和金色绿柱石)亦产于脉络状岩体内，这种岩体不能列为伟晶岩。有时这些矿脉是沿着围岩裂隙形成的，形成的是地质上被称为云英岩(Greisens)的岩体，在俄罗斯、乌克兰和蒙古等地区，都从这种岩体中发现有美丽而透明的宝石级海蓝宝石和金色绿柱石。

如上所说，目前为止发现的绿柱石类宝石的确大多数与伟晶岩有关。但过去的采矿实践证明，绿柱石类宝石的骄子—祖母绿却很少与伟晶岩有关。祖母绿晶体常产于富铁基性岩和酸性岩之间接触带的扁平沉积岩体或扁透镜状矿体中。接触带上的热和压力将原来存在的矿物转化成处于变质过程中的新矿物品种，例如，存在于伟晶岩和扁平沉积岩中的绿柱石被分解，并在变质作用之下，它的成分进入云母片岩中。在那里重新结晶时，如果母岩中同时还存在微量的铬或钒，绿柱石就形成为祖母绿，即是说，在片岩型的祖母绿里，铍的矿化是由一侧的原生花岗岩岩浆提供的，而它的致色元素则归因于接触带另一侧的基性岩。片岩型矿床形成的祖母绿只能是小块的，且形态不佳，较破裂，并充满包裹体。

祖母绿矿床最重要的类型是哥伦比亚型，其矿床形因十分特别。和别的矿床类型相比，哥伦比亚型祖母绿是在较低温度和压力条件下形成的。这种矿床是由方解石渗入到充满灰岩和页岩的断裂带形成的，这种方解石通常呈灰白色并共生有黄铁矿、石英、钠长石、祖母绿和其它矿物。这种矿化作用，似乎可归为某种花岗岩浆源，但至今尚未得到证实。因此，可以说，这种矿床的成因还没有弄清楚。

另外还有产自流纹岩中的绿色绿柱石，它发现于美国犹他州，后来在新墨西哥也有发现，还有产在与富铁超基性岩结合的白云石大理岩中的绿柱石。

总之，绿柱石类宝石的成因尚是一个远非搞清楚的问题。

3.3.2 产地

世界上最优质的祖母绿产自哥伦比亚，一般认为穆佐矿山的祖母绿品质最佳，契沃尔、科斯凯斯特矿山居次。除哥伦比亚外，祖母绿的产地还有俄罗斯的乌拉尔山、津巴布韦的桑达瓦纳、印度的拉贾斯坦邦以及巴西、赞比亚、奥地利、澳大利亚、南非、坦桑尼亚、挪威、美国、巴基斯坦等。我们在20世纪90年代在云南文山州找到了祖母绿矿床，但宝石学价值并不大。

世界上优质的海蓝宝石主要产自巴西，占世界海蓝宝石产量的70%以上，迄今为止世界上最大的重达110.5kg的海蓝宝石晶体就产于巴西。俄罗斯的乌拉尔山也是优质海蓝宝石的重要供应地。此外，海蓝宝石的产地还有中国、美国、缅甸、西南非、津巴布韦、印度等。

除祖母绿和海蓝宝石外的其它绿柱石宝石在世界许多国家均有分布，但主要产地有：巴西、马达加斯加、纳米比亚、美国、中国等。

3.4 主要宝石品种

3.4.1 祖母绿

祖母绿（Emerald）的历史和其它许多珍贵宝石一样，久远而富有传奇色彩。传说耶酥最后晚餐时所用的圣杯就是用祖母绿雕制成的。《圣经》中也提到了祖母绿，其Soloman歌