祖母绿和海蓝宝石(Emerald and Aquamarine)都是绿柱石质(Beryl)的宝石,在宝石矿物学上统属绿柱石(Beryl)。
人们称自然界绿柱石质的宝石为“绿宝石”。绿柱石质宝石矿物中,除绿柱石本身就是工业上的含铍原料外,晶体好的是重要的观赏石。绿柱石宝石矿物中最出名的要算祖母绿。祖母绿素有“绿色宝石之王”的盛誉,有人将它与钻石、红宝石、蓝宝石一齐被誉为“四大珍宝”。祖母绿是含铬的翠绿色绿柱石,如果是含铁的天蓝色绿柱石则称海蓝宝石,还有绿到宝石级或观赏石级的绿柱石也是受人们喜爱的宝石品种。故以下分别描述绿柱石、祖母绿和海蓝宝石,既然它们统属绿柱石,所以都按绿柱石加以描述。
早在公元前4 000多年的巴比伦,市场上便有祖母绿出售。迦勒底王国的妇女们很喜欢佩戴祖母绿饰品。在古希腊,祖母绿被称为“绿色的石头”和“发光的石头”,人们还把它献给“维纳斯”女神作为高贵的珍宝。据考证最早的祖母绿矿山是在埃及,在公元前2000多年已被开采。当时的埃及女王克列奥普特拉很喜爱佩戴祖母绿首饰。古罗马人也喜爱祖母绿,老普林尼评价:祖母绿在一切宝石里仅次于金刚石和珍珠而居第三位。《圣经》里也提到了绿宝石。在中世纪,人们迷信地认为海蓝宝石能给佩戴者以远见卓识的能力,并能催眠,可医治眼疾,还可除恶压邪。
相传中国古代已有祖母绿,是由波斯经丝绸之路进入的。因波斯语祖母绿为Zumurud,故译为祖母绿。有文字记载的是元代陶宗仪的《辍耕录》,将其称为“助木剌”。到了清朝,《清科藏》提到“祖母绿,亦名助木绿,以内有蜻蜓翅光者真”,这乃是对祖母绿的鉴别,意指其中的瑕疵。海蓝宝石的英文名称为Aquamarine,来自拉丁语“海水”之意,意指如海水一般蓝色的宝石。
海蓝宝石在清代已用来制作别子、吊坠、朝珠、壶盖、小花素件等艺术品。
一、化学组成
绿柱石的化学式为Be3Al2[Si6O18]。
绿柱石为含铍的铝硅酸盐,可含Fe、Mg、V、Cr、Ti、Mn及Na、K、Li、Rb、Cs等碱金属微量元素。
二、晶体结构
绿柱石属六方晶系,为硅氧四面体组成的六方环,垂直C轴平行排列,上下两环错动25°,由铝及铍连接,均分布在环的外侧,在环中心平行C轴有宽阔的孔道,可以容纳大半径的离子:K+、Na+、Rb+、Cs+以及水分子等(图8-3-1)。由于成分中所含金属元素致色离子的不同,则颜色不同,从而出现不同的品种,如:祖母绿(Emerald)为含铬、铁、钛、钒等元素的翠绿色绿柱石,优质者价值高贵;海蓝宝石(Aquamarine)为含铁、钛的天蓝色绿柱石;铯绿柱石(Morganite)是一种含铯、锂或锰的绿柱石,呈玫瑰红色;金色绿柱石(Helildor)原来自希腊语的“太阳”,是一种含铁呈金黄色、淡柠檬黄色的绿柱石;暗褐色绿柱石(Dark brown berya)是一种含钛铁矿的、可具星光效应的绿柱石(表8-3-1)。
图8-3-1 绿柱石的晶体结构图
表8-3-1 绿柱石中的致色离子
三、形态
晶体多呈长柱状,富含碱的晶体,呈短柱状或发育成板状,柱面上常有平行C轴的条纹,不含碱的比含碱的绿柱石柱面上条纹更明显,如图8-3-2和图8-3-3所示。
图8-3-2 绿柱石的晶体
图8-3-3 几种不同产地的绿柱石晶体
四、物理性质
绿柱石为玻璃光泽,透明到半透明。颜色是划分几种绿柱石的基础。
绿柱石常见的颜色为无色、绿色、黄色、浅橙色、红色、粉色、蓝色、棕色、黑色。粉红色绿柱石可称为摩根石。海蓝宝石则呈绿蓝色至蓝绿色、浅蓝色,一般色调较浅,祖母绿呈浅至深绿色、蓝绿色、黄绿色。
光学特性:非均质体,在偏光镜下无色,透明,一轴晶负光性,具多色性。因颜色不同而多色性不同,一般绿柱石黄色者呈弱绿黄色和黄色或不同色调的黄色。
摩根石呈弱至中等荧光,浅红和紫红色。
海蓝宝石呈弱至中等荧光,蓝色和绿蓝色、不同色调的蓝色。
祖母绿呈中等至强荧光,蓝绿、黄绿(表8-3-2)。
表8-3-2 不同品种的绿柱石的颜色和多色性
折射率为1.577~1.583(±0.017),双折率为0.005~0.009。
其紫外荧光通常较弱。无色者呈无至弱荧光、呈黄色或粉色;黄绿色者一般无荧光;摩根石则呈无至弱荧光,呈粉色或紫色;海蓝宝石在紫外荧光下无色;祖母绿一般无色,但长波下也可呈弱荧光和橙红、红色,短波下呈弱荧光,呈橙红、红色(较长波弱)。吸收光谱:通常绿柱石为无或弱的铁吸收,某些强蓝色绿柱石可具688nm、624nm、587nm、560nm吸收带;而海蓝宝石的吸收光谱则为537nm和456nm弱吸收线,427nm强吸收线,并可依颜色变深而加强;祖母绿的吸收光谱为683nm和680nm强吸收线,662nm和646nm弱吸收线,630~580nm部分吸收带,紫区全吸收(图8-3-4)。绿柱石的包体多为固态矿物包体,气液两项包体,气液、固液气体或管状包体,也可见有猫眼效应,极少见有星光效应。
图8-3-4 绿柱石的吸收光谱
一组不完全解理,平行于平行双面,断口贝壳状,摩氏硬度H=7.5~8,密度为2.72(+0.18,-0.05)g/cm3。
五、鉴别特征
1.绿柱石的鉴别特征
绿柱石属六方柱状晶形,以呈现各种绿色和硬度高为特征,以解理不发育区别于黄玉。与相似的黄玉、天河石、磷灰石、浅色电气石之对比如表8-3-3。
表8-3-3 绿柱石与黄玉、天河石、磷灰石、浅色电气石的主要区别
绿柱石的红外光谱如图8-3-5所示。由红外光谱可看出绿柱石与合成绿柱石的红外光谱有所差异。
2.祖母绿的鉴别特征及分级
1)祖母绿的鉴别特征
祖母绿具有翠绿色,透明,含铬和铁的多少决定其质的优劣。一般翠绿色祖母绿含0.15%~0.30%氧化铬,深翠绿色含0.5%~0.6%氧化铬。含氧化铁少或不含氧化铁则颜色鲜艳,透明度好;含氧化铁过多(>0.60%)则颜色变暗(图8-3-6)。
天然祖母绿在查尔斯滤色镜下呈粉红色,在二色镜下多色性不明显。不同颜色、不同产地的祖母绿,其折射率、密度、荧光反应、包体等皆有所不同,各有其特征,如表8-3-4。
哥伦比亚祖母绿呈淡翠绿色至深翠绿色(图8-3-6),以契沃尔矿所产的世界闻名。其色彩亮丽、质量最佳,色稍带蓝的翠绿色,呈玻璃光泽,断口贝壳状,在长波紫外光下不发或发弱粉红色荧光,在查尔斯滤色镜下呈粉红色,二色性不显著。包体具气液固三相,包体边缘呈锯齿状,其中包有CO2气泡、液态NaCl及立方体状石盐。因石盐的折射率与祖母绿接近,所以突起不突出,纤细的管状包体和高密度排列将影响宝石的透明度。有的还有褐色薄膜或液态薄膜充填裂隙,呈树枝状。哥伦比亚的木佐矿区产的祖母绿则具有黄褐色粒状氟碳钙铈矿包体(图8-3-7),突起高,易见。其他如黄铁矿、水晶、铬铁矿、磁黄铁矿、辉钼矿等,皆为本区祖母绿中常出现的包体。祖母绿中还可有方解石、云母、电气石、阳起石、透闪石、赤铁矿等包体。裂隙常较发育为其特征。
图8-3-5 绿柱石和合成绿柱石的红外光谱
(μ为波长单位,即μm,下同)
图8-3-6 哥伦比亚祖母绿
图8-3-7 祖母绿中的氟碳钙铈矿包体
苏联乌拉尔祖母绿,又称西伯利亚祖母绿,颜色稍黄,或呈具黄色色调的绿色或褐色。其包体有:竹筒状绿色或褐色、长柱状阳起石或片状黑云母,如量多而密集则显褐色。巴西祖母绿呈淡黄绿色、绿色,透明度差,一般呈不规则乳滴状气液包体或平行排列的管状包体,如果密集排列琢磨后可显猫眼效应。其他包体有片状黑云母、粒状磁铁矿等。
图8-3-8 我国新疆产的祖母绿原石
我国新疆所产的祖母绿呈蓝绿色,在查尔斯滤色镜下微显红色,折射率No=1.588~1.589,Ne=1.580~1.581,双折射率为0.007~0.008,在长、短波紫外光下均呈惰性,具二相或三相包体,有的呈锯齿状、指纹状,有清晰的平行Z轴方向的生长纹,密度为2.72(+0.18,-0.05)g/cm3(图8-3-8)。
表8-3-4 不同产地祖母绿的物理性质及包体等特征对比
续表8-3-4
我国云南麻栗坡产的祖母绿(图8-3-9)属花岗伟晶型和气化热液型,与绿柱石、微斜长石、白云母、黑电气石、萤石等共生。其祖母绿为翠绿色、浅绿色或黄绿色,有些晶体颜色呈环带状,即内部浅绿色向外变为绿或翠绿色,玻璃光泽,透明至半透明,极少有猫眼效应,折射率为1.582~1.588,双折率为0.006,在查尔斯滤色镜下呈微红色,有的带绿色,紫外线短波下发弱紫红色荧光。三相包体呈白色管状,有的有色带,包体中有黑色电气石、云母、黄铁矿等,密度为2.66~2.74g/cm3。
不同产地的祖母绿其红外光谱亦大同小异,如哥伦比亚产的祖母绿和巴基斯坦产的祖母绿红外光谱图基本相同。与祖母绿相类似的绿色宝石的物理性质等的对比如表8-3-5所示。
图8-3-9 我国云南产的祖母绿
表8-3-5 祖母绿及类似的绿色宝石的物理特性对比
祖母绿、合成祖母绿及其赝品的区别在于合成祖母绿的颜色浓艳,有较强的红色荧光,在查尔斯滤色镜下呈现鲜明的红色。天然祖母绿可具三相包体,包含阳起石、云母等天然矿物。合成祖母绿则仅可见到不透明的团状白色未熔化的熔质包体、银白色不透明尖角形的铂片包体或柱状硅铍石包体等。
还有二层石或三层石仿制品,是用绿色胶粘合两层淡色绿柱石成三层石,或用优质祖母绿和劣质绿柱石粘合成二层石。其鉴别方法为观察宝石腰围处是否有粘合痕迹或观察粘合层面上是否有明显的气泡。
2)祖母绿的分级
不同产地祖母绿的质量不同,其价格差异很大。一般按颜色、透明度、净度、重量可将祖母绿分为三级。
(1)一级品:深翠绿色、翠绿色、带蓝的蓝绿色、透明度好、包体少、裂隙少(不超过总体积的5%)。
(2)二级品:深翠绿色、翠绿色、带蓝的蓝绿色、透明度较好、包体较少、裂隙较少(不超过总体积的10%)。(www.xing528.com)
(3)三级品:深翠绿色、翠绿色、蓝绿色、半透明、裂隙多(可占到总体积的15%)。
祖母绿具脆性,在琢磨、镶嵌时需特别小心,不宜过热,亦不能用超声波清洗,避免产生或扩大裂纹。
祖母绿主要是用来做戒面等饰品,祖母绿所磨成的长方形戒面即称为祖母绿型戒面,在市场上颇受欢迎。祖母绿型戒面如图8-3-10所示。
3.海蓝宝石的鉴别特征
图8-3-10 祖母绿型戒面
海蓝宝石是呈天蓝色、绿蓝色,颜色有深有浅的绿柱石。由Fe2+致色,皆为玻璃光泽,具弱到中蓝、绿色深浅不同的二色性,折射率为1.560~1.600(±0.017),双折率为0.005~0.009,无荧光,包体较少,可见有液体包体、气液两相包体或气液固三相包体,也可平行Z轴方向排列成管状,管中空或充满液体的细长管状,如密集排列,琢磨后可出现猫眼效应。也有由无数气泡包体密集在一起,呈半透明雪花状;或较细小,而肉眼难辩认。云母包体成片状较易观察,密度为2.67~2.90g/cm3。海蓝宝石、绿柱石与相似宝石在物理特性的区别,见表8-3-6。
表8-3-6 海蓝宝石与相似淡蓝色宝石的物理特性对比
一般海蓝宝石与蓝色的黄玉、改色的黄玉、改色的锆石很相似,其区别主要是密度不同,黄玉和锆石密度大,放入三溴甲烷中会立即下沉;而海蓝宝石密度小,则浮于上面。用放大镜观察棱角处,黄玉和锆石显双影;海蓝宝石则不明显,尤其锆石的双影清晰,还具有较高的色散可区别之。
六、优化处理
1.绿柱石的优化处理
1)辐照处理
辐照处理是指使无色、浅粉色的绿柱石变为黄色(250℃以下稳定)或蓝色,常不易检测。辐照产生的钴蓝色绿柱石有中心谱带位于688nm、624nm、587nm、560nm的吸收带。
2)覆膜处理
覆膜处理是指在浅色或无色绿柱石表面覆以绿色薄膜,放大检查时可见有部分薄膜脱落。无色或浅色绿柱石再覆以合成祖母绿薄膜,放大检查可见表面网状裂纹,侧面观察,则可看出粘合现象。
3)热处理
热处理常用于对摩根石除去其黄色色调,而变为纯粉红色,400℃以下稳定,不易检测。
2.祖母绿的优化处理
1)浸无色油
浸无色油者在达表面的裂隙上呈无色或淡黄色反光,在长波紫外光下呈黄绿色或绿黄色荧光。热针接近可有油析出,用红外光谱可测定有机物、油的吸收峰。
2)浸有色油
浸有色油者达表面的裂隙呈绿色反光,长波紫外光下呈黄绿色或绿黄色荧光,用丙酮棉签擦拭,有绿色油析出,可以用红外光谱测定其有机物、油的吸收峰。如染色处理,放大检查可见颜色在裂隙处集中。
3)充填处理
祖母绿在加工琢磨过程中,时常会降低透明度,使用一种无色的油或合成胶结树脂浸透到祖母绿里,可恢复其透明度,这种充填过的祖母绿在达表面的裂隙处有“闪光效应”,以棉签沾丙酮擦拭可溶解其充填物,也可用热针熔融其充填物。在红外光谱上可见2 800~3 000cm-1,3 036cm-1,3 058cm-1附近的有机物吸收。其发光图像可见充填物。
如发现祖母绿首饰为封闭式金属托镶嵌,就要仔细观察宝石亭部外缘是否镀有绿色薄膜。放大检查可见有部分薄膜脱落。这种镀绿色薄膜的谓之“箔衬作假”。
因祖母绿一般裂隙发育,所以常有向里注油以掩盖裂隙而增强绿色的现象。这需要我们放大观察裂隙处的干涉色,如果把宝石缓缓加温,可能会有油珠流出,这是注油的结果。另外,这类祖母绿在紫外线下会发黄色荧光。
3.海蓝宝石的优化处理
比较常见的优化处理为热处理,即由铁致色的绿色海蓝宝石,加热后可转变成蓝色,稳定,不易测出。另外还有充填处理,即用树脂等充填表面裂隙或孔洞,放大检查可见表面光泽变弱,裂隙或孔洞可偶见气泡或“闪光效应”,用红外光谱测试,可见树脂类有机物吸收峰。
七、产状及产地
绿柱石大量产在花岗伟晶岩中,晶体生长多在伟晶岩的晶洞内。也有的在云英岩及高温热液矿脉中,常与石英、钾长石、微斜长石、白云母等共生,也有的与钠长石、锂辉石等共生。蚀变岩中的绿柱石与铁锂云母、白云母、黄玉及日光榴石、硅铍石、蓝柱石和金属硫化物共生,极少见于云母片麻岩和片麻岩中。优质的海蓝宝石主要产于巴西和尼日利亚等附近地区。其他产海蓝宝石、绿柱石的著名产地有美国、马达加斯加、我国新疆等地。
粉色绿柱石主要产于马达加斯加、巴西、美国、俄罗斯、莫桑比克等地,金色绿柱石主要产于巴西、马达加斯加、美国、纳米比亚等地,红色绿柱石主要产于美国等地。
祖母绿多产在花岗侵入体交代超基性岩的边缘及接触带内。据研究,祖母绿中的钒和铬来自超基性岩,属热液交代成因类型,与绿色绿柱石共生。这一成因类型的祖母绿主要产于俄罗斯、南非、津巴布韦等国。
最著名的祖母绿宝石产地是哥伦比亚,在穆索(Muzo)和契沃尔(Qirvor)地区有几座矿山,在那里已找到许多尺寸较大的、优质的祖母绿宝石。祖母绿产在伴有碳酸盐化和钠长石化的低温热液脉内,穆索的祖母绿赋存于黑色页岩中的方解石脉和白云石脉中,祖母绿中的钒和铬可能还是来自黑色碳质页岩。就质量来说,哥伦比亚祖母绿最佳,世界90%的优质祖母绿来自该地区。
世界各地的海蓝宝石多产于伟晶岩中,以糖粒状钠长石化伟晶岩中的海蓝宝石和各色绿柱石较为富集。
我国已在二十几个省内发现绿柱石矿藏,其中主要在新疆,其次为云南和内蒙。另外,甘肃、河南、湖南、广东、广西等地均有所发现。
新疆绿柱石主要产于阿尔泰[图8-3-3(a)],其次为东西准葛尔、西昆仑山、天山等地。其成因类型可分为岩浆型、花岗伟晶岩型、气化高温热液型和砂矿型。其品种以海蓝宝石为主,此外还有绿色绿柱石、金色绿柱石、黄色绿柱石、玫瑰红绿柱石、水胆绿柱石、猫眼绿柱石等。有的晶体较大,色泽艳丽,质量较好,少量具猫眼效应,与石英、白云母、长石等共生。新疆产的祖母绿观赏石如图8-3-8所示。黄色绿柱石如图8-3-3(e)所示。
甘肃绿柱石发现于阿克塞、肃北等地的花岗伟晶岩中。内蒙古绿柱石分布于阿拉善左旗、乌拉特前旗、中旗、化德等地,主要为花岗伟晶岩型和气化高温热液型,与金绿宝石、锡石、绿碧玺等共生。
云南绿柱石[图8-3-3(b)],分布于滇西、滇南,主要是花岗伟晶岩型,次为气化高温热液型。尤其哀牢山宝石矿带含海蓝宝石、水晶、黄宝石等的晶洞伟晶岩,长约18km,为云南出产宝石的主要矿带。此外,如青海、河南、山西、湖南、福建、四川、西藏等各地区的花岗伟晶岩中也都有不同规模的绿柱石赋存。
八、绿柱石、祖母绿的合成品及仿制品
1.合成绿柱石(Synthetic Berly)及合成海蓝宝石(Synthetic Aquamarine)
合成绿柱石常用助熔剂法或水热法。海蓝宝石为水热法合成。水热法合成海蓝宝石为前苏联新西伯利亚的雷载(Lebeder)于1990年合成成功。
〔化学组成〕化学式:Be3Al2Si6O18。
成分中还常含有Fe、Ni、Mn、Zn、Cu、Ga和Rb。红色者还可含有Ti、Cr。水热法合成海蓝宝石不含Mg和Na,呈天蓝色的合成海蓝宝石都含Fe、Ni、Cr等元素。
〔形态〕合成海蓝宝石属晶质体,六方晶系。助熔剂法合成的海蓝宝石为六方柱状,水热法合成的为板状。
〔物理性质〕合成绿柱石多为红、紫、粉、浅蓝,海蓝宝石为海蓝、天蓝、等色。玻璃光泽,光性为一轴晶负光性。多色性红色者强,紫红、橙红;红紫色者强,橙红、红紫。蓝色、天蓝色者都为弱至中等的蓝色。助熔剂法合成的折射率通常为1.568~1.572;水热法合成的折射率多为1.575~1.581。双折率通常为0.004~0.006,水热法合成的海蓝宝石可达0.007~0.008。色散为0.014。合成绿柱石和合成海蓝宝石在长波及短波紫外荧光下皆呈隋性。其吸收光谱为:585nm、560nm吸收线,545nm吸收带,530nm、500nm弱吸收带,435~465nm宽吸收带。一组解理,硬度为7.5~8,密度为2.65~2.73g/cm3。
〔鉴别特征〕放大观察,助熔剂法合成的绿柱石往往还存在有助熔剂残余(呈面纱状、网状或滴状),或铂金片、硅铍石晶体、均匀的平行生长面。水热法合成的绿柱石则可见树枝状生长纹、钉状包体、硅铍石晶体、金属包体、无色籽晶片、平行管状两相包体或平行线状两相包体,并有扭曲的羽状痕和纱絮状、针状包体等。
用红外光谱分析,助熔剂法合成的绿柱石不见水的吸收峰,水热法合成的海蓝宝石在红外光谱下,只能见到Ⅰ型水的吸收峰等。
2.合成祖母绿(Synthetic Emerald)
合成祖母绿,其材料名称也叫合成绿柱石。
祖母绿早在1848年就已经合成成功,但直至1934年,其粒度和质量才达到宝石级的要求。助熔剂法合成祖母绿为法国和日本公司所采用。
奥地利人Vechleitner,于1961年发明了合成祖母绿的水热法工艺。目前澳大利亚等国都采用水热法生产合成祖母绿。美国、俄罗斯、瑞士和中国都能生长出大块合成祖母绿宝石。
中国在20世纪80年代,已开始水热法、助熔剂法研制。广西桂林宝石研究所采用温差水热法试制成功,1993年开始投产。
〔化学成分〕合成祖母绿的化学式为Be3Al2Si6O18。
〔形态〕合成祖母绿属晶质体,六方晶系,助熔剂法生产的呈六方柱状,水热法生产的为板状。
〔物理性质〕颜色经常为中等至深绿色、蓝绿色、黄绿色。玻璃光泽,其光学性质为非均质体,一轴晶,负光性。其具有中等绿和蓝绿色的多色性,助熔剂法生产的折射率为1.561~1.568,水热法生产的折射率为1.566~1.578,色散为0.014。助熔剂法生产的双折率为0.003~0.004,水热法生产的双折率则为0.005~0.006。无解理,硬度7.5~8,水热法生产的密度为2.65~2.73g/cm3;助熔剂法生产的密度为2.65~2.69g/cm3。助熔剂法合成的祖母绿以无水吸收峰为特点。
大多数助熔剂法合成的祖母绿具有比天然祖母绿低的折射率和密度。然而,法国吉尔森(Gilson)公司的产品与天然祖母绿相近,水热法生产的也是如此。
现将几种不同方法合成的祖母绿差异对比于表8-3-7中。
表8-3-7 不同合成法的祖母绿差异表
助熔剂法合成祖母绿,大多对紫外荧光长波光发弱至中等红色或强红色荧光(长波较强),对短波光相似但有更弱一些的显示。苏制材料对长波光发荧光,但对短波光呈惰性。而助熔剂法吉尔森(Gilson)“N”型对两者呈惰性。水热法合成祖母绿一般对两种光皆发中至强红色荧光。澳大利亚毕郎公司用水热法生产的祖母绿(Biron)产品例外,这是由于含钒使得它对长波光和短波光皆呈惰性。大多数天然祖母绿也都是如此。但该产品颜色鲜艳、质地透明、品形完美,常含有羽状、钉头状包体和螺旋状细裂纹,有“毕郎祖母绿”之专称。
天然祖母绿和助熔剂法合成祖母绿的区别还在于长波光的透射上,前者对小于300nm的光不能透过,且不能透射253.7nm的长波紫外光,而后者则可透射该波长的紫外光。就吸收光谱而言,除助熔剂法吉尔森型具427nm铁吸收线外,其他吸收同天然祖母绿。
图8-3-11 合成祖母绿羽毛状包体
〔鉴别特征〕包裹体对鉴别天然祖母绿和合成祖母绿颇为有效。就哥伦比亚的祖母绿而言,天然的祖母绿中含有黄铁矿、氟碳钙铈矿及方解石等天然矿物包裹体和气液包体,而助熔剂法合成品则常常含有特别小的助熔剂残余(呈面纱状、网状、有的呈滴状、羽毛状、纱状或束状包体),或合成硅铍石的六面晶体、铂金片等均匀的平行平面生长面,也有的以两种包体形式存在。水热法合成祖母绿的包体包括“钉头(Spicules)”状,即合成硅铍石晶体、“钉尖”气液两相包体、树枝状生长纹,呈棉絮状、针状、羽毛状等(图8-3-11)。也有硅铍石晶体、金属包体、无色仔晶片、铂金片以及平行线状微小的两相包体、平行管状两相包体等。以红外光谱测试,水热法合成的祖母绿与助溶剂法合成的祖母绿的红外谱图有所差异,如图8-3-12(a)和图8-3-12(b)所示。助熔剂法合成的祖母绿不见水吸收峰。
图8-3-12 水热法合成祖母绿的红外图谱(a)及助溶剂法合成祖母绿的红外图谱(b)
还有一些合成祖母绿充当天然祖母绿。这种合成品由前苏联用热液法生产,颜色多种多样,为宝石研究者所常见。它们与热液法合成祖母绿有着相似的包裹体,其鉴定方法可以用紫外荧光、折射率、密度、红外图谱等综合识别。
另外我国陈庆汉等(1997)用提拉法研制成功一种合成仿祖母绿宝石。它是以YAG为基质,以Cr3+为主的过度金属离子为着色剂,生产出的产品在外观上很接近天然祖母绿,其吸收光谱及荧光性亦与天然祖母绿相似。其光性为:均质体,折射率1.833,密度4.55g/cm3,摩氏硬度8.5,呈艳绿色,玻璃光泽,滤色镜下呈暗红色,是与天然祖母绿难以区别的优质仿祖母绿材料。现已研发降低其成本的新工艺,且获得专利,待向市场推广。
3.人造铝酸钇(Yttrium aluminate)
铝酸钇是一种人造宝石的材料,是采用提拉法生长成为单晶体。
化学式为YAlO3,即钇的铝酸盐。纯者无色透明,以致色剂的不同可呈现各种艳丽的颜色,属斜方晶系,折射率1.938,具双折射。硬度8~8.5,可用它来作钻石的代用品,色泽艳绿者也可作祖母绿等的仿制品。
免责声明:以上内容源自网络,版权归原作者所有,如有侵犯您的原创版权请告知,我们将尽快删除相关内容。