第一节 石英族
石英是自然界中最常见、最主要的造岩矿物。它在珠宝界其数量和应用范围大。在自然界，石英常呈单晶或集合体产出，可呈显晶质、隐晶质等多种结晶形态。
一、单晶石英宝石的基本性质
在宝石学中，单晶体石英统称为水晶，是石英族宝石中最普通、最常见而又最古老的一种。古希腊人认为水晶是冰根据神的意志演变成的石头，由于它晶莹、透明、无瑕。欣赏水晶时使人联想起清澈、纯净、没有任何杂质的山泉溪水，令人心旷神怡，更有人相信水晶中隐藏有神灵，把它做成圆球加以凝视，可以预言未来。所以，人们很喜欢将水晶球陈列于家中，以保佑全家平安。中国古代称水晶为“水精”、“玉晶”。考古工作者已在许多古代遗址中发现有水晶制品。高贵典雅的紫晶被列为二月生辰石，“精力充沛、避邪、忠诚、善良”。 水晶的纯净、透明成为心地纯洁的象征。人们把结婚15周年称为“水晶婚”。
水晶除了用作宝石之外，还因其所具有的其他物理性质广泛地应用于电子工业和其他领域。除了无色之外，还有紫色、黄色、粉红色、褐色、黑色甚至绿色等。这些单晶质的石英在宝石学上分别命名为紫晶、黄水晶、芙蓉石、烟晶和墨晶，当含大量的针状和长纤维状包裹体时，也称之为发晶。
图7-1 水晶晶簇（彩图61）
1.化学成分
SiO2。矿物学研究中，自然结晶的SiO2有一系列同质多象变体。纯净时形成无色透明的晶体，含微量的杂质元素Fe、Al、Mn等时能使无色石英（水晶）产生颜色，如紫色、烟色、粉红色等。
2.晶系及结晶习性
三方晶系：常见柱状晶体，柱面发育横纹，常见单形有六方柱、菱面体、三方双锥。
图7-2 石英的晶形
3.物理及光学性质
（1） 颜色：无色、紫色、黄色、粉红色、乳白色、褐色、灰至黑色等。
（2）光泽及透明度：玻璃光泽。透明，少数因包裹体影响透明度稍低。
（3）解理和断口：无解理，贝壳状断口。
（4）硬度：摩氏硬度：7.5相对密度：2.65。
（5）光性：一轴晶正光性，多数呈“牛眼状”干涉图。
（6）折射率：1.544～1.553， 双折射率： 0.009。水晶的折射率非常稳定，可以作为折射仪的校准样品。色散率： 低 0.013。
（7）多色性：多色性强弱受体色深浅影响。
（8）特殊性质：具压电效应和热电效应。
（9）发光性：一般不发光。
（11）特殊光学效应：猫眼效应和星光效应。
4.内含物
包裹体丰富，存在缺陷，含有大量气液包体（絮状物），晶体包体。气—液相（流体）包裹体，负晶，各种形态的固相包裹体。
5.产状和产地
石英类单晶宝石主要产于伟晶岩脉或晶洞中，几乎世界各地都有水晶矿的产出。而彩色水晶的著名产地主要有巴西的米纳斯州和吉拉斯州、马达加斯加、美国、俄罗斯、缅甸、中国等。
二、水晶的分类
根据颜色，可将单晶石英划分成不同的宝石品种：水晶、紫晶、黄晶、烟晶、芙蓉石等；依据特殊的光学效应及内含物又可划分为星光石英、石英猫眼及发晶。
1.水晶
指无色透明的石英晶体。一般切磨成水晶串球项链、水晶球、玉雕刻品。由于无色水晶在自然界分布较广，产出较多，因此，对无色水晶的工艺要求较高，应完全透明无缺陷，并有一定的块度。内含物：有各种包裹体：
（1）气液两相包裹体有负晶和愈合裂隙。
（2）晶体包裹体有金红石、电气石、阳起石、赤铁矿、褐铁矿、针状矿等。
（3）当含有大量微细裂隙的水晶，因裂隙对光的干涉形成晕彩，也称彩虹水晶。
水晶多呈单个柱状晶体或晶族产于伟晶岩或其他岩石的晶洞和裂隙中，世界上最大的水晶晶体重达40吨。水晶产地很多，巴西是著名的水晶产地之一，我国广西、湖南、江苏、海南等地都有水晶产出，江苏省东海县既是我国重要的水晶产地，又是水晶集散地。
图7-3 紫晶白菜（彩图62）
2.紫晶
呈淡紫、紫红、深紫色的水晶晶体。因Fe3+而成色，一般分布不均匀，最常见的是平直色带，紫晶在自然界产出相对较少，加之颜色高雅，受人喜爱，被誉为“水晶之王”，价值较高，一般用来做戒面，当杂质含量较多时用于串珠项链或用于雕刻工艺品。紫晶的颜色以带有紫红色为最佳。
紫晶产地遍布世界各地，但仍以巴西的紫晶最为著名。赞比亚、马达加斯加也是重要的产地。我国紫晶产地分布在山西、内蒙、山东、河南、云南和新疆等省，主要为热液石英脉型和伟晶岩型的矿床，产量较小。
3.黄水晶
图7-4 黄水晶（彩图63）
呈浅黄、黄色、黄褐色的水晶晶体。因Fe2+和结构水而呈色，黄水晶在自然界产出较少，常同紫晶及水晶晶簇伴生，市面上流行的黄晶多数是由紫晶加热处理而成。质量以金黄色、完全透明为最佳。一般切磨成宝石戒面。有意义的黄水晶产地是马达加斯加、巴西、西班牙和缅甸。我国的产地有新疆、内蒙古、云南等地，产于伟晶岩中。
4.烟晶
呈烟灰、褐灰、褐色等水晶体，烟晶的透明度从半透明到不透明。烟晶加热后可变成无色水晶。呈茶色的又称茶晶；呈黑色、深褐色的又称墨晶。烟晶的分布比较广，主要用来做串珠项链或改色原料。市场上的许多烟晶实际上是经辐射处理的无色水晶。
5.芙蓉石
粉红色，较深色的很少见，芙蓉石的颜色是由微量锰（Mn）、钛 （Ti）引起的，颜色略深的芙蓉石有明显的多色性。芙蓉石的颜色不太稳定，在空气中加热到570℃可退色。在阳光下晒颜色能变淡。但置于水中颜色稍有恢复。芙蓉石很难称得上单晶，常呈半透明至亚半透明，偶见透明。 芙蓉石产于伟晶岩，储量非常丰富，产地也很普遍，最著名的产地是巴西、马达加斯加、美国等，我国的芙蓉石主要产于新疆。
6.发晶和鬃晶
指无色透明水晶中含有大量纤维状、针状、放射状等形态矿物包裹体的水晶 。细如发丝者称“发晶”。粗如鬃毛者称“鬃晶”。
好的发晶应透明度高，丝状物清晰，且排列有一定规律或呈几何图案。发晶一般用作观赏标本。
图7-5 发 晶（彩图64）
7.石英猫眼
石英猫眼在古代又称为“勒子石”。石英猫眼外观上与猫眼相似，可具有精美的猫眼状光带，通常为半透明，浅灰到灰褐色，也可带有黄和绿的色调。猫眼效应是由于含有细密的平行排列的管状包体或者金红石针。石英猫眼的主要产地有斯里兰卡、印度和巴西。
8.星光石英
具有星光效应的石英主要见于芙蓉石，有时也见有无色的及淡黄色的星光石英。星光石英呈六射星光，但星彩不明显，可显示透射星光现象，星光是由于定向排列的细小金红石针所引起的。我国星光石英主要产于新疆阿尔泰地区。
三、合成水晶
大约在1905年世界上第一颗水热法合成水晶诞生，70年代原苏联合成了黄晶和紫晶，至今全世界每年约有20吨彩色水晶被用于珠宝业，主要品种有合成无色水晶，合成紫晶、合成黄晶、另有少量粉红色、绿色、蓝色及黄绿双色的合成水晶。鉴别合成水晶与天然水晶的主要依据是内部包裹体。
表7-1 合成水晶与天然水晶的区别
合成紫晶的鉴定特征
水热法合成紫晶始于70年代，目前已大量地进入宝石市场。合成紫晶是在合成水晶的溶液中加Fe2O3和Fe（OH）3，使Fe进入石英晶格，合成出的晶体开始是无色，经过γ-射线的辐照处理后形成紫色。与天然紫晶比较，合成紫晶有下列的特点：(www.xing528.com)
（1）颜色较深，形成三角锥状的色区，即使在切磨后的宝石中也能够观察到。但如果合成紫晶的生长条件，控制得很好，能够消除这种现象。
（2）在正交偏光镜下常出现螺旋桨状的光轴图，而合成紫晶则很少出现这种情况，常见正常的牛眼状光轴图。
（3）合成紫晶有时也出现合成水晶中出现的面包屑状和长管状这两种典型的包裹体。
四、多晶石英—石英质玉石
多晶石英是指由细小石英颗粒集合体构成的单矿物岩石，其基本性质与水晶大致相同，但由于结晶程度、颗粒排列方式等差异，两者物理性质略有差异，如石英质玉石的比重为2.60；硬度为6；微透明—半透明；外形多为团块状、皮壳状、钟乳状。石英质玉石的种类繁多，分布广泛，主要品种：玛瑙、玉髓、东陵石、石英岩等。现介绍如下：
（一）隐晶质石英：玛瑙、玉髓
玛瑙与玉髓的区别在于两者是否 具有不规则条带，玛瑙是有条带的玉髓。
1.玛瑙
即有花纹（条带）的玉髓玛瑙一词源于佛经，意为“马脑”，因古人不了解玛瑙纹带的成因，故有“马脑变石”的误解。玛瑙颜色艳丽，纹饰美观，自古以来一直受到人们喜欢。 并给艺术创作提供了绝佳的素材。“千般玛瑙万种玉”的俗话说明了玛瑙品种的繁多。产于我国南京雨花台等地的玛瑙质砾石。具有丰富多变的色彩和瑰丽幻化的图案， 有人形容它“似宝非宝、似玉非玉”、“花非花，石非石”，具有极高的观赏价值。
图7-6 玛 瑙（彩图65）
（1）按颜色分为白玛瑙、红玛瑙、绿玛瑙、蓝玛瑙、黑玛瑙。玉雕行业有一口头禅：“玛瑙无红一世穷”。红色是玛瑙的主色。目前市场上红玛瑙大多是加热后的颜色，而绿、蓝、黑三色在自然界极少产出，市场上的绝大多数是人工染色而成。由于颜色尚稳定，加之价格与天然品一样均较低廉，所以，不必区别之。
（2）按条带分为缟玛瑙（条带较宽）、缠丝玛瑙（条带十分细窄）。两者的共同特征是纹理为直线状，而不是歪曲状，与普通玛瑙相区别。较为名贵的是由红、白相间条带构成的红缟玛瑙。 缠丝玛瑙以红白两色呈丝带状的称之，因色带随玛瑙结构变化，所以表现出流畅和规律的特点。缠丝玛瑙的色带以细如游丝，变化丰富者为好。其中缠丝玛瑙中最珍贵的主体色为红色，价值较高。被誉为“幸福之石”。
（3）按杂质分为苔藓玛瑙、火玛瑙、水胆玛瑙：
苔藓玛瑙：又称藻草玛瑙，“台藓”或“藻草”多为绿色，实际上是由绿泥石细小鳞片聚集而成的绿色苔藓状或由铁锰氧化物聚集而成的黑色树枝状图案，给工艺师的想象提供了很大的空间，因而较为名贵。
火玛瑙：由于在玛瑙微细层理之间含有薄层状氧化铁矿物，在光的照射下可产生薄膜干涉效应，如果切工正确，玛瑙将显示五颜六色的晕彩。主要产于美国的亚利桑那州和墨西哥。
水胆玛瑙：玛瑙中含水者称之。二氧化硅在有气水的情况下，有条件生成晶体时，二氧化硅呈晶体出现，常常在玛瑙的外铁氧化物与氢氧化物层或内层成晶体层，余下的水溶液被封形成树状内含物“山水”玛瑙闭在玛瑙中心空洞部位，而成为水胆玛瑙。
图7-7 风景玛瑙
风景玛瑙：所含铁的氧化物或铁的氢氧化物形成树状、山水等风景。
玛瑙通常有典型的环带状或纹带状结构而识别，硬度高、耐磨性好，表面较光滑。
2.玉髓：无具有条带
其含义是玉石的精髓，古人认为是由玉液或琼浆凝结而成的。其实，它只是一种分布很广的隐晶质石英。玉髓以澳大利亚产的绿玉髓（澳玉）价值较高，原料中可见白色皮壳，放大观察水晶的小晶粒聚集在一起，成品中常见有无色细脉状物质分布于绿玉髓之中。
按照颜色特征分为以下几种：
（1）红玉髓：颜色为淡红、深红、褐红色等。由微量氧化铁致色，产于印度、巴西、日本，我国甘肃、宁夏也有产出。
图7-8 绿玉髓和蓝玉髓（彩图66）
（2）绿玉髓：不同色调的绿色。其绿色来源于所含的镍。半透明—透明，色彩均匀，其中最著名的是澳大利亚产的绿玉髓，又名澳洲玉或澳玉。
（3） 蓝玉髓：灰蓝—绿蓝色，不透明—半透明。其中最著名的是我国台湾省产的蓝玉髓，其高档品与高质量的绿松石相近。享有“台湾蓝宝石”之称。
（二）显晶质石英：石英岩玉
石英颗粒比玉髓中的颗粒大，为0.1～0.6mm，显示他形粒状，集合体呈块状。该类玉石其实质是石英含量大于85%的变质岩。由石英砂岩或硅质岩经区域变质作用或接触热变质作用而成。由于原岩所含杂质和变质条件的不同，矿物成分除石英外，可含有少量的绢云母、绿泥石、白云母、黑云母等有色的矿物，并造成了石英岩的颜色。所以纯的石英岩为无色透明或者半透明状的白色，含有色次要矿物的石英岩可形成绿色、蓝绿色、粉红色和黑色等。
1.石英岩
成分中SiO2占98%以上，为一种纯石英岩，呈乳白色，半透明到微透明，颗粒细小，具油脂光泽，折射率约1.54～1.55，相对密度2.65，硬度7。 一般工艺上仅选用白色中带蓝色调的石英岩。如果质量较好时可染成绿色用来仿翡翠。
石英岩用无机染料染色，用来仿高档翡翠。称“马来西亚玉” ，是一种带欺骗性的不正确的名称，曾风行我国市场，许多人上当受骗，它是一种结构较细的染色石英岩。其检测方法：放大检查时，可见颜色（绿色）浓集在颗粒之间，或呈丝状沿裂隙分布；在查尔斯滤色镜下呈现红色或粉红色。
2.东陵石（铬云母石英岩）
为一种具砂金效应的石英岩。主要成分SiO2达90%，次为铬云母10%，颜色为浅绿到暗绿色。透明至半透明。 折射率1.540～1.550左右。相对密度约为2.63，硬度6.5～7。无特征吸收光谱。内含物为大量的铬云母呈小片状分布于石英岩中。其他内含物还有金红石、锆石、铬铁矿等少量晶体分布于其中。东陵石在查尔斯滤色镜下呈红色。
3.密 玉
我国河南密县产出的一种次生石英岩，颜色有绿色、粉红色等。颜色由绿泥石、铁锂云母等引起。密玉的颗粒比较细，但是胶结不好，不好抛光。
五、二氧化硅置换宝石
由于SiO2交代作用而形成，但宝石材料仍保留了原矿物晶形的特点，如木变石的石棉的纤维状结构和硅化木的木质细脆结构，有时也称为假晶石英岩玉。
（一）木变石（硅化石棉）
组成矿物为SiO2质的石英，保留了石棉矿物的纤维状形态，抛光后的成品表面具有丝绢光泽，当切成弧形时还可出现猫眼效应。硬度7，相对密度2.64～2.70具韧性。主要品种有：
1.虎睛石
黄色或褐黄色的硅化石棉，当琢磨成凸面型宝石时，因有游彩，似“虎眼”而得名。
2.鹰睛石
蓝色、蓝绿色、蓝灰色的硅化石棉，当琢磨成凸面型宝石时，因有游彩，颜色和游彩似“鹰眼”而得名。
3.斑马虎睛石
褐黄色与蓝色相间，呈条带状的木变石。 工艺上要求木变石致密，有较强的丝绢光泽，石料有一定的厚度。
图7-9 木变石和虎睛石（彩图67）
（二）硅化木
二氧化硅置换数百万年前埋入地下的树干，并保留树木乃至树木个体细胞结构，用它可作各种装饰品。这类材料也称树化玉，有各种颜色。主要根据硬度及木质细胞结构来鉴定。
石英质玉石主要用于制作小挂件、手镯、手链、项链、雕件，很少一部分做成戒面。因此石英质玉石的质量要求和评价着重看以下几点：
图7-10 树化玉木（彩图68）
1.颜 色
应有一定的颜色或形成一定的图案，如缠丝玛瑙、风景碧玉等。
2.特殊的包裹体
包裹体较大或形成一定的图案，价值较高，如水胆玛瑙、苔藓玛瑙。
3.质 地
要求颗粒均匀，粒度相对细腻，结构致密，裂隙少。
4.透明度和块度
要求有一定的透明度和块度。
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