寶石學(xué)概論第6講變石和貓眼

1、第4章變石和貓眼4.1 概述金綠寶石的英文名稱為Chrysoberyl。這個詞來源于希臘語，是金黃色(chryso)和綠柱石(beryl)詞合并而成，高度概括了金綠寶石的顏色特征。一般情況下，金綠寶石呈明亮的褐黃色和綠黃色。金綠寶石中的二種品種因顯特殊的貓眼效應(yīng)和變色效應(yīng)而成為所有寶石著名的高檔寶石品種。顯貓眼效應(yīng)的稱貓眼石，顯變色效應(yīng)的稱變石。4.2 基本性質(zhì)4.2.1 結(jié)晶學(xué)性質(zhì)（1） 晶系：斜方晶系。（2）結(jié)晶習(xí)性和表面特征：礦物晶體呈扁平狀、板狀或短柱狀，晶面上常有平行條紋，晶體常形成假六方的三連晶穿插雙晶（見圖2-4-1）。圖2-4-1金綠寶石常見晶形4.2.2 化學(xué)成分 金綠寶石為

2、鈹鋁氧化物，化學(xué)分子式為BeAl2O4，并含有少量微量元素Fe、Cr、Ti等，不同的微量元素使金綠寶石礦物產(chǎn)生不同的顏色。4.2.3 物理性質(zhì) 1、光學(xué)特征（1）顏色：通常為淺-中等的黃色至黃綠色、灰綠色、褐色至黃褐色以及很罕見的淺藍色。（2）光澤和透明度：常為玻璃光澤。金綠寶石通常為透明-不透明，貓眼石呈亞透明-半透明，變石通常為透明。（3）光性：二軸晶，正光性。（4）折射率：1.74-1.75。 （5）雙折射率：0.009。（6）色散：低，為0.014。（7）多色性：明顯，優(yōu)質(zhì)變石為強多色性。（8）發(fā)光性：金綠寶石因含鐵一般無熒光，變石因含鉻有弱熒光。（9）吸收光譜：金綠寶石在紫光區(qū)444

3、nm處有強吸收窄帶。變石品種在紅區(qū)690nm處有一雙線，紅橙區(qū)有兩條弱線，以580nm中心有一吸收區(qū)，藍區(qū)475nm、468nm兩條吸收線。（10）特殊的光學(xué)效應(yīng)：部分金綠寶石顯示特征的貓眼效應(yīng)和變色效應(yīng)，并因此決定金綠寶石重要寶石種，即貓眼石和變石。2、力學(xué)性質(zhì)（1）解理：可出現(xiàn)三組解理，一組發(fā)育中等，另兩組發(fā)育不完全；貓眼石和變石一般無解理。（2）斷口：金綠寶常出現(xiàn)貝殼狀斷口。（3）硬度：一般為8-8.5。（4）密度：通常為3.72g/cm3。4.2.4 包裹體特征金綠寶石內(nèi)部主要有指紋狀包裹體，也可見絲狀包裹體。透明寶石可見階梯狀滑動面或雙晶紋。貓眼石內(nèi)部主要含大量平行排列的絲狀包裹體，

4、變石內(nèi)部主要含有指紋狀包裹體和絲狀物。4.3 礦床成因及產(chǎn)地金綠寶石與其它許多有色寶石一樣，常常產(chǎn)自偉晶巖脈中，同時也發(fā)現(xiàn)在一些片麻巖、云母片巖和花崗巖中。在偉晶巖脈中，與金綠寶石共生的礦物有綠柱石、電氣石和磷灰石等。在片麻巖和片巖中，它常與矽線石、石榴石和綠柱石共生。由于金綠寶石的堅硬和韌性，因此，可以在偉晶巖脈附近的沖積礦床中找到它們。盡管金綠寶石是一種比較少的寶石礦物，但在世界各地仍有不少礦床被發(fā)現(xiàn)。當然其中質(zhì)量較好的礦床的并不多。真正具寶石價值的金綠寶石大部分來自沖積砂礦中。金綠寶石主要產(chǎn)地有：俄羅斯、斯里蘭卡、巴西、緬甸、津巴布韋等。最好的變石產(chǎn)自俄羅斯烏拉爾地區(qū)，最好的貓眼石產(chǎn)自斯

5、里蘭卡。目前變石貓眼的唯一產(chǎn)地是斯里蘭卡，尤其是在米納斯吉拉斯(MINAS GERAES)附近。4.4 主要寶石種4.3.1 變石變石亦稱亞歷山大石，英文名稱為Alexandrite，是一種含微量氧化鉻（Cr2O3）金綠寶石變種，正因為含微量氧化鉻（Cr2O3），使得金綠寶石具有在燭光及鎢絲燈光下呈紅色，在日光照射下呈綠色的特殊的變色效應(yīng)，因此，也被譽為是“白晝里的祖母綠，黑夜里的紅寶石”，但這也正是變石的珍貴之處。關(guān)于變色效應(yīng)的成因前有關(guān)章節(jié)已有闡述。通過對變石吸收光譜的研究表明，變石在橙色至黃綠色的光譜范圍內(nèi)，有一條很寬的吸收帶，而在紅色及綠色區(qū)，幾乎沒有吸收。由于日光中的短波較強，燭光和

6、白熾燈光中長波較強，所以，當寶石在不同光的照射不，便出現(xiàn)不同的顏色。變石中最受人歡迎的兩種顏色是祖母綠的綠色及紅寶石的紅色，但實際上，變石很少有達到上述兩種顏色的，多數(shù)變石的顏色是在非日光下呈現(xiàn)深紅色到紫紅色，并帶有褐色；在自然的日光下，寶石呈淡黃綠或藍綠色。同樣，由于有較微色調(diào)的褐色存在，寶石的亮度降低至中等程度。4.3.2 貓眼石貓眼石英文名稱Cats eye，是金綠寶石中最著名的品種，是世界公認的五種珍貴的寶石之一。貓眼石之所以產(chǎn)生貓眼效應(yīng)，主要在于金綠寶石礦物內(nèi)部存在大量細小、密集和平行排列的絲狀金紅石礦物包裹體，絲狀物的排列方向平行于金綠寶石的礦物晶體c軸方向。由于金綠寶石本身與金紅

7、石包裹體在折射率上的較大差別，使入射到寶石內(nèi)的光線經(jīng)金紅石反射出來。當金綠寶石被定向切磨成弧面型寶石時，反射出來的光集中成一條光帶而形成貓眼現(xiàn)象（圖2-4-2）。金綠寶石中絲狀包裹體含量越高，寶石越不透明，貓眼效應(yīng)越明顯。圖2-4-2貓眼石的成因當貓眼石放在聚光光源下，并在正確的角度下，寶石的向光一半呈其體色，背光一半則呈現(xiàn)乳白色。貓眼可呈現(xiàn)多種顏色，按質(zhì)地顏色好壞依次為密黃、黃綠、褐綠、黃褐、褐色等，一般貓眼石的本色是蜂密色，在光照下展現(xiàn)出的是一種“乳白密黃”狀的顏色。貓眼石具有的一種更有趣現(xiàn)象是：當把貓眼石放在兩個聚光燈束下，隨著寶石的轉(zhuǎn)動，眼線將會出現(xiàn)張開與合上的現(xiàn)象，當張開時，會有清楚

8、的區(qū)域隔開，當合上時，會形成細細的一條線。4.3.3 其它品種 1、變石貓眼寶石(Alexandrite Cats-eye)變石貓眼寶石是極其罕見的金綠寶石品種，它不僅可以呈現(xiàn)變色效應(yīng)，還同時有明顯的貓眼效應(yīng)，它是最有價值的收藏品之一。金綠寶石既要顯示變色效應(yīng)，又要顯示獲貓眼效應(yīng)，這就要求寶石既要含有產(chǎn)生變色效應(yīng)的鉻元素，內(nèi)部又要含有絲狀包裹體。2、星光金綠寶石這是一種更為罕見的品種，它具有四射星光效應(yīng)的金綠寶石。其星光產(chǎn)生的原因之一是在金綠寶石中同時存在兩組互相近于垂直排列的包裹體，其中一組為金紅石絲狀包裹體，而另一組為細密的氣液管狀包裹體。這種星光金綠寶石的存在同時證明金綠寶石貓眼效應(yīng)的形

9、成有兩種原因，即貓眼效應(yīng)既可由金紅石包裹體形成，也可由氣液包裹體引起。3、一般的金綠寶石不具上述特征的金綠寶石，只要質(zhì)量達到寶石要求時，也可作用寶石。這種寶石由于含鐵量的不同，顏色可呈淡黃、葵花黃、金黃和黃綠色，其中以葵花黃色為最好。4.5 鑒定與評價4.5.1 鑒定1、貓眼石（1）鑒定特征：清晰的褐黃色貓眼是貓眼石的主要識別特征。貓眼石的絹絲狀包體有的是金紅石，有的是氣液包裹體。由于這些管狀包體細長而且密集分布，所以貓眼效應(yīng)特別明顯，就是在漫射光下亦十分清楚。這是具貓眼效應(yīng)的其它寶石所不能比擬的，從左側(cè)照射密黃色的貓眼石，左側(cè)呈密黃色，而右側(cè)呈乳白色。從右側(cè)照射，右側(cè)呈密黃色，左側(cè)呈乳白色。

10、要準確確定貓眼石，還需借助于儀器測貓眼石的相對密度、折射率、光性和硬度等。另一重要的鑒定特征是：貓眼石由Fe致色，能提供特殊的光譜特征，即在444nm有一寬的特征的吸收光譜，495nm、515nm有時亦見到弱吸收線。（2）貓眼石與具貓眼效應(yīng)的其它寶石的區(qū)別：貓眼石的顯著特征是具貓眼效應(yīng)，但這種效應(yīng)并非貓眼石才有。其它具貓眼石的寶石還有石英(包括虎睛石)、電氣石、綠柱石、磷灰石等。寶石學(xué)規(guī)定，不應(yīng)將這些寶石稱為“貓眼石”，而應(yīng)描述成“石英貓眼”、“電氣石貓眼”等。但在商業(yè)上，乃存在將這些寶石冒充的貓眼石現(xiàn)象，但這些寶石的物理性質(zhì)與貓眼石存在較大差別（表2-4-1），通過儀器鑒定，較易將它們區(qū)分開

11、來。 表2-4-1 貓眼石與其它具貓眼效應(yīng)寶石的區(qū)別寶石相對密度硬度折射率雙折射率光性貓眼石4.728.51.74-1.750.009B+石英貓眼2.5671.544-1.5540.009U+電氣石貓眼4.04.117-7.51.62-1.660.018U-綠柱石貓眼2.7-2.97.25-7.751.56-1.590.004-0.009U-磷灰石貓眼4.164.2051.62-1.650.002-0.006U-（3）貓眼石與人造貓眼石之區(qū)別：目前市場上銷售一種由玻璃纖維制成的貓眼石，有紅色、藍色和褐黃色，其中褐黃石品種有些類似于天然貓眼石。區(qū)別在于：人造貓眼石在弧頂端同時出現(xiàn)2-3條亮帶(天

12、然者僅一條)；用放大鏡觀察人造貓眼的兩側(cè)可見六邊形蜂窩狀結(jié)構(gòu)；人造貓眼硬度低，5左右，相對密度，為2.64左右。2 變石 變石是含鉻的金綠寶石，在透明的晶體中可同時通過紅光和綠光，由于變石顏色的平衡偏移而產(chǎn)生變色效應(yīng)。當光源中紅光多就呈紅色，當光源中綠光成分多它就呈綠色。由于日光中的綠色成分多，白熾燈中紅色成分多，所以在日光照射下呈綠色，白熾燈照射下呈紅色。一般來講，變石這種特征的變色效應(yīng)可以與自然界其它任何寶石相區(qū)別。與變石相似的寶石僅有人造剛玉變石和人造尖晶石變石。區(qū)別的方法是：（1）多色性：天然變石具三色性，剛玉變石只具二色性，人造尖晶石無多色性。（2）包裹體：變石具不規(guī)則分布的氣液包裹

13、體；人造剛玉變石和人造尖晶石變石具氣泡包體和弧形包體或色帶。（3）密度、折射率等具較大差別（見表1-4-2）。表1-4-2 變石與相似變石寶石的區(qū)別寶石名稱硬度比重折射率多色性變石8.54.741.74-1.75三色性人造剛玉變石94.991.76-1.78二色性人造尖晶石84.61.727無紅柱石7.54.141.64-1.65三色性（4）吸收光譜：變石是典型的Cr光譜，表現(xiàn)在紅區(qū)有雙線，黃綠區(qū)有寬的吸收帶，藍區(qū)有二個窄帶，其它仿制寶石不具變石的吸收光譜。4.5.2 評價1、貓眼石貓眼石的質(zhì)量評價可通過顏色、眼線的效果、勻稱程度、重量等幾方面進行。（1）顏色：較強的淡黃綠色、棕黃色(蜜黃色)

14、是貓眼石的最佳顏色，綠色與蜜黃綠相比，綠色的價值略低一級，略深的棕色體色如顯得突出，其價值將比綠色還低一級，很白的黃色和很白的綠色，價值就更低一些。綠色的品種可以與亮棕色賣到同一價格水準，最差的顏色是灰色。（2）眼線：最好的貓眼線，應(yīng)該是狹窄的，界線清晰，并顯活光，并且位于寶石的正中央。關(guān)于眼線的顏色，有人喜歡銀白的顏色，而有人則偏愛金黃色的線，而綠色和藍白色的線，較為受冷背景形成鮮明對照，要顯得干凈利落。眼要能張得大，越大越好，合起來要銳利。此外，乳與蜜的效果必須存在。（3）勻稱程度：勻稱程度也是評價貓眼石的重要因素，為了充分利用原石，寶石工匠常常把貓眼石的底部留的很厚，以致難以合理地鑲嵌。

15、有時保持適當厚度，會提高寶石的整體美觀性。但過分的大厚底，則明顯是為了增加重量，多賣錢，這樣做的結(jié)果往往適得其反，使寶石失去完整的美觀性，加工鑲嵌也較困難，因此得不到消費者認同。（4）重量：在合理加工的前提下，重量越大，價值越高。2、變石變石的質(zhì)量評價主要從變色效應(yīng)的完美程度、透度明、凈度、重量和切工等方面進行。（1）變色效應(yīng)：在日光下，顏色越接近祖母綠色越好；而在非自然光下，顏色是越接近紅寶石的紅色越好。有這種顏色變化的寶石，它的價值最高，但實際上，有上述顏色效果的變石非常稀少，多數(shù)顏色只是紅得似石榴子石，綠的似綠色電氣石。（2）透明度和凈度：透明度和凈度越高，價值越高。（3）重量：變石大的晶體不多見，在一般的情況下，破裂得比較厲害，所以小粒的寶石多，大粒的寶石少。因此，重量對寶石價值的影響極大，重量越大，價值越高。（4）切工：變石往往被切磨成刻面型。加工質(zhì)量越高，寶石價值越高。學(xué)習(xí)指導(dǎo) 金綠寶石中的貓眼石和變石都是著名的高檔寶石，因此，有關(guān)金綠寶石的基本性質(zhì)必須熟記。在此基礎(chǔ)上，要掌握變石顏色的成因和貓眼石貓眼效應(yīng)的成因