【寶石學】課件第5章5水晶

1、第五節(jié) 水晶（Rock crystal）Gemology水 晶-礦物名稱石英(Quartz)-石英是自然界中最常見、最重要的造巖礦物，也是珠寶應用數(shù)量和范圍頗大的一類寶石。石英寶石可有顯晶質、隱晶質等多種結晶形態(tài)，其中單晶石英在珠寶界統(tǒng)稱為水晶。金紅石發(fā)晶一、水晶的基本特性1、化學成分 2、晶系和晶形 3、力學性質 4、光學性質 5、其他性質Gemology水 晶1、化 學 成 分Gemology水 晶SiO2，純凈時形成無色透明的晶體，當含微量的雜質元素Al、Fe等時，經(jīng)輻照微量元素形成不同類型的色心，產生不同的顏色，如煙色、紫色、黃色等。三方晶系 晶形：常為柱狀。主要單形為六方柱m1010

2、、菱面體r1011和z0111、三方雙錐s1121及三方偏方面體x5161。r一般比z發(fā)育，當r和z同等發(fā)育時，外觀成假六方雙錐狀。柱狀晶體的主面上發(fā)育有橫紋和多邊形蝕象。Gemology水 晶a左形b右形2、晶 系 和 晶 形常見雙晶：道芬雙晶、巴西雙晶、日本雙晶等。日本雙晶巴西雙晶道芬雙晶（接合面呈不規(guī)則港灣狀）3、光學性質Gemology水 晶顏色：無色、紫色、黃色、粉紅色、不同程度的褐色到黑色，以及綠色。光澤及透明度：玻璃光澤，斷口可具油脂光澤。無色水晶透明度可達到很高，清澈如水，隨著包體增加或顏色加深，透明度降低。千手觀音紫黃晶和紫晶Gemology水 晶光性：一軸晶正光性，“牛眼干

3、涉圖”。折射率1.5441.553，雙折射率0.009。水晶的折射率非常穩(wěn)定，可以作為折射儀的校準樣品。 多色性：無色水晶沒有多色性。有色水晶有弱到強的多色性，表現(xiàn)為體色的不同深淺。體色越深，多色性越明顯。4、力 學 性 質解理：無解理，有典型的貝殼狀斷口。硬度：7。密度：穩(wěn)定，為2.642.69g/cm3。Gemology水 晶5、內外部顯微特征常見氣液二相包體，氣液固三相包體；色帶；固態(tài)包體有針狀金紅石、電氣石及其它固體礦物，如黃鐵礦、陽起石、綠泥石等；負晶。水晶中的黃鐵礦包體 6、其它性質Gemology 水晶具有壓電性。7、產狀和產地 水晶主要產于偉晶巖脈或晶洞中，幾乎全世界各地都有水

4、晶礦的產出。而彩色水晶的著名產地主要有巴西的米納斯、吉拉斯（Minas Gorais)、馬達加斯加、美國的阿肯色州、俄羅斯的烏拉爾、緬甸等。 我國水晶資源豐富，25個以上的省區(qū)有水晶產出。江蘇是主要產地，尤以東海最著名，被譽為“水晶之鄉(xiāng)”。此外，海南、新疆、四川也是高品質水晶的產地。二、水晶的品種據(jù)顏色可分為水晶、紫晶、黃晶、煙晶、芙蓉石等，偶見綠色石英和藍色石英；據(jù)特殊光學效應分為星光水晶及石英貓眼；據(jù)包體特征可分為發(fā)晶、水膽水晶等。水 晶Gemology1.水晶（無色透明的單晶石英）其內可含豐富的包裹體，常見的包裹體有負晶、氣液兩相、氣液固三相及各種固態(tài)包裹體。常見的非金屬包體：金紅石、電

5、氣石、陽起石；還有方解石、云母、綠泥石、磷灰石、角閃石、綠簾石等。常見的金屬包裹體：板鈦礦、鈦鐵礦、黑鎢礦、赤鐵礦、褐鐵礦、針鐵礦、纖鐵礦、方鉛礦、磁鐵礦、黃鐵礦、錫石、自然金等。Gemology水 晶礦物包體給水晶帶來了色彩斑斕的顏色，也在水晶內形成一幅幅的天然圖畫，為水晶寶石平添了幾分神秘。如“綠幽靈”（綠色內含物可能為綠泥石）；“紅兔毛”（紅色內含物可能為纖鐵礦或針鐵礦）等。當含有大量微細裂隙的水晶，因裂隙對光的干涉形成暈彩，也稱“虹彩水晶”。 Gemology虹彩水晶水 晶Gemology水 晶 （1）顏色：從淺紫色到紅紫色。與所含微量的Fe2+或Fe3+有關，經(jīng)輻照作用，F(xiàn)e3+的電

6、子殼層中成對電子之一受到激發(fā)，產生FeO44-空穴色心，在550nm處產生吸收而產生紫色。在高溫加熱，色心會遭到破壞，紫色會完全消退。 水 晶Gemology2.紫 晶 （2）紫晶中顏色分布不均勻，它可表現(xiàn)為如下幾種情況：Gemology水 晶a、最常見的是色帶，紫色與無色色帶平行相間分布，有時兩組色帶以一定角度相交分布；b、有時可見到色塊，色塊邊緣有平直的邊，呈不規(guī)則的幾何圖形狀；c、少數(shù)情況下可見顏色呈不規(guī)則的團塊狀、絮狀，團塊邊緣紫色淺淡，向中心漸濃，猶如一滴在清水中漸漸散開的紫墨水。（3）多色性：弱到明顯，呈紅紫色和紫色的二色性。受體色的顏色特征及深淺影響。紫晶中的色帶 （4）干涉圖：

7、天然紫晶大部分有平行于菱面體的聚片狀巴西雙晶，兩相鄰的雙晶一層屬于左旋光性，另一層屬于右旋光性，會抵消或部分抵消旋光作用，使紫晶干涉圖常出現(xiàn)“螺旋漿狀”的黑十字。 （5）內含物：水晶中所出現(xiàn)的一些包裹體原則上都可出現(xiàn)在紫晶中，此外還可有一些較為特征的內部現(xiàn)象。水 晶Gemology“虎紋”或稱“斑馬紋”：是紫晶的一種具有深色和淺色交替條紋的愈合裂隙。在正交偏光下斑紋表現(xiàn)出一種波浪狀的干涉色。球狀、小滴狀不透明深褐色包體：可能是某些金屬礦物受熔蝕而成，有時這些小球或小滴可組成多種形態(tài)。水 晶Gemology 一種黃色的水晶，成分中含有微量的Fe和結構水。顏色可能與晶體中成對占位的Fe2+有關，常

8、見的顏色有淺黃、黃色、金黃色、褐黃色、橙黃色。多色性可有淺黃黃、黃橙黃、黃褐黃等多種。黃晶一般都具有較高的透明度，內部特征與紫晶相同。 黃晶在自然界產出較少，常同紫晶及水晶晶簇伴生，市面上流行的黃晶多數(shù)是由紫晶加熱處理而成或為合成黃晶。水 晶Gemology3、黃晶Gemology水 晶黃 晶4、煙 晶水 晶Gemology 一種煙色至棕褐色的水晶，也稱“茶晶”。成分中含有微量的鋁，Al3+代替Si4+，受到輻照后產生AlO44-空穴色心而產生煙色。 多色性有淺褐色煙褐色，褐色棕色，顏色不均勻，可呈細密帶狀或斑塊狀；從半透明到不透明，并含豐富的氣液、金紅石包裹體，加熱后可變成無色水晶。Gemo

9、logy水 晶5、芙 蓉 石 一種淡紅色至薔薇紅色石英，也稱“薔薇水晶”。因含微量的錳和鈦致色。 自形單晶體少見，通常為致密塊狀；透明度較低，多呈云霧狀，或半透明狀。 通常由于自身體色較淺，多色性不明顯，可成無色淡粉色。 有時芙蓉石內可含有針狀金紅石，因而磨制成弧面寶石可顯示星光。由于金紅石細小，芙蓉石有一定透明度，可顯示透射星光。 顏色不太穩(wěn)定，在空氣中加熱570可褪色，長時間日曬，顏色能變淡。水 晶Gemology6、雙色水晶 一種紫色和黃色共存一體的水晶，紫色、黃色分別占據(jù)晶塊的一部分，兩種顏色的交界處有著清楚的界限。 雙色是由于水晶內的雙晶所致。紫色和黃色分別發(fā)育于雙晶單體中的r面和z

10、面。水 晶Gemology7、綠水晶 一種稀少的綠黃綠色水晶，市場上幾乎不存在天然產出的綠水晶，它們是紫水晶在加熱成黃水晶過程中出現(xiàn)的中間產物，或由于無色水晶含大量綠泥石等礦物的細小鱗片而被渲染成綠色的一種水晶。8、石英貓眼 當水晶中含有大量平行排列的纖維狀包裹體，如石棉纖維時，珠寶界稱為石英貓眼。石英貓眼在古代又稱為“勒子石”。 水 晶Gemology9、星光水晶 當水晶含有兩組以上定向排列的針狀、纖維狀包裹體時，其弧面形寶石表面可顯示星光效應，一般為六射星光，也可有四射星光。10、 發(fā)晶、幻晶 發(fā)晶是指含有大量或較多的肉眼可見的纖維狀、針狀、草束狀、絲狀、放射狀晶體包裹體的單晶石英。最多見

11、是金紅石發(fā)晶，其次有碧璽發(fā)晶、石榴石發(fā)晶、角閃石發(fā)晶、透閃石發(fā)晶和絹云母發(fā)晶等。 包體顏色不同，所形成的發(fā)晶也不盡相同，常見的顏色有黑色、金黃色、銅紅色、銀白色、綠色等。水晶中的幻影 當包體沿生長面排列時，形成單層或多層晶體的幻影，稱為“幻晶”。發(fā)晶角閃石發(fā)晶絹云母發(fā)晶 針狀包體陽起石包體12、藍色石英 由大量微小的淺藍色金紅石針狀體致色。市場上的藍色石英大多都是透明的鈷致色合成石英，有特征的鈷譜。11、水膽水晶 透明水晶內部含有較大的液態(tài)包體被稱為水膽水晶。有些大型水膽水晶的晶體在搖晃時，能看到液體的滾動。水 晶Gemology三、水晶與相似寶石的鑒別1、無色水晶與無色長石的鑒別 無色水晶與

12、長石都為無色透明的晶體，折射率值范圍接近（長石折射率1.521.57之間），密度范圍接近（長石密度2.652.7g/cm3），所以較難鑒別。 但長石為二軸晶，具有二軸晶的干涉圖，另外，長石解理發(fā)育，兩組解理近于垂直，?？梢婒隍紶畎w，而水晶解理不發(fā)育，具此可以和石英區(qū)別。 水 晶Gemology2、紫晶、黃晶與方柱石的鑒別 與紫晶易混的是紫色方柱石，二者顏色相近、折射率范圍相近，鑒別方法如下: (1)紫晶的顏色常不均勻，具色帶和色塊，而方柱石的顏色相對均勻。（2）方柱石在平行光軸的切面中，可見到后刻面重影，以此與紫晶區(qū)別。（3）在顯微鏡下觀察，方柱石中的典型包裹體是一些平直的平行排列的細管，

13、經(jīng)常出現(xiàn)貓眼效應；而紫晶中的包裹體常是些不規(guī)則的氣液兩相包裹體，很少出現(xiàn)貓眼效應。（4）在偏光鏡下，水晶的干涉圖是牛眼狀、螺旋狀，而方柱石則是標準的一軸晶干涉圖，且水晶為正光性，方柱石為負光性。水 晶Gemology與黃晶易混的是黃色方柱石，鑒別方法除借鑒上述方法外，還可到慮以下兩點：（1）黃色方柱石在SW下有紅色熒光，在LW下發(fā)黃色熒光，而黃晶無熒光或熒光極弱。（2）黃色方柱石具有最大的雙折射率，后刻面有重影，而黃晶沒有。3、紫晶與堇青石的鑒別折光率（1.542-1.551）略低于石英，堇青石的顏色為藍紫色藍色的體色，很少出現(xiàn)紫晶的紫色， 并且具有強的三色性，為二軸晶，故一般不會混淆。 水

14、晶Gemology4、黃晶與黃色托帕石的鑒別鑒別方法如下：（1）托帕石比黃晶光澤強。（2）密度：托帕石大于黃晶。（3）托帕石有一組解理，黃晶沒有。（4）在折射儀上測試，黃晶為一軸晶礦物，而黃托帕石為二軸晶。折射率值亦相差較大。水 晶Gemology四、合成水晶及其鑒別（一）合成水晶概況 大約在1908年世界上第一顆水熱法合成水晶誕生，70年代原蘇聯(lián)合成了黃晶和紫晶，至今合成彩色水晶被廣泛用于珠寶業(yè)，主要品種是合成紫晶、合成黃晶，另有少量綠色、藍色、黃綠雙色、紫黃綠三色水晶。 合成水晶是在種晶的基底上生長起來的一種晶體。不同顏色的合成水晶其種晶的取向不同，摻雜離子也不太相同。合成綠水晶 水 晶G

15、emology（二）合成水晶的鑒別 （1）顏色 天然水晶沒有藍色和黃綠雙色，極少見綠色，沒有透明的粉紅色。 （2）平行的管狀二相包裹體 合成水晶中的管狀二相包裹體常常成群出現(xiàn)，并且大致地平行排列，尤其是管狀體的頭尾常常相當?shù)恼R，往往是從種晶片上開始形成的并向外生長。 平行管狀包體 （3）面包渣狀的包裹體面包渣狀的包裹體也是合成水晶的典型特征，呈白色、粉末狀，是微晶集合體，面包渣狀包裹體一般較小，即使放大到80倍以上也難觀察清楚其細節(jié)特征。 面包渣包體 （4）較為一致的光軸方向：是合成水晶磨制的珠鏈可能具有的特點。由于合成水晶是板狀的晶體，在取材時易于形成按統(tǒng)一方向切割下料的情況。所以，如果在

16、正交偏光鏡下發(fā)現(xiàn)一條水晶 珠鏈有相當數(shù)量的珠子具有相同的光軸方向，那么是合成水晶的可能性就極大。（5）紅外光譜特征：合成水晶的紅外光譜與天然水晶有微小的差異。天然水晶：3595cm-1和3484cm-1為特征吸收，合成水晶：3585cm-1和5200cm-1吸收明顯為特征。 合成紫晶具有明顯的3545cm-1；合成煙晶的紅外光譜缺失3595cm-1、3848cm-1吸收。Gemology水 晶五、水晶的優(yōu)化處理及其鑒別主要有熱處理和輻照處理、染色處理。（一）熱處理、輻照處理 熱處理多用于一些顏色較差的紫晶，將紫晶加熱后可制成黃晶或過度產品綠晶，這種處理已被人們所接受。 輻照處理用于無色水晶變成

17、煙晶，先對無色水晶進行輻照使其變?yōu)樯钭厣?、黑色，再?jīng)熱處理減色，以形成所需的顏色。（二）染色處理 水晶的染色處理，首先是把待處理的無色水晶加熱、淬火然后浸于配好顏色的溶液中去。染色水晶有明顯的碎裂紋和集中在裂隙中的顏色。 （三）鍍膜處理 在表面上用真空鍍膜工藝鍍上彩色的薄膜，這種處理品有典型的暈彩效應。 染色水晶 水 晶Gemology六、水晶與仿寶石的鑒別 水晶的仿寶石主要是玻璃。我國市場上出現(xiàn)用玻璃方水晶的產品主要有玻璃球、玻璃項鏈、茶色玻璃鏡片。1、水晶球與玻璃球的鑒別 80年代中期，由于東南亞的水晶球熱，在我國引發(fā)了一場水晶球銷售熱，這期間出現(xiàn)了各種類型的玻璃球仿水晶球。這些玻璃球按照

18、成分可分為普通玻璃球、高鉛玻璃球和高硅玻璃球。水 晶Gemology普通玻璃球：SiO2含量在73%左右，另含有30%左右的Na2OCaO,折射率小于1.5，密度僅在2.5g/cm3左右，外觀具有灰色、灰綠色色調。高鉛玻璃球：是一種添加了PbO的玻璃球，其PbO含量可高達37%左右。這種玻璃球具有明亮的玻璃光澤，可具有較高的折射率值。高硅玻璃球：使用“熔煉水晶”熔融后制成的球。熔煉水晶是我國工業(yè)水晶中的一個級別，這個級別的水晶含有較多的雜質、裂隙，不能用作壓電水晶。將熔煉水晶回爐熔融后可形成一種高硅玻璃，其SiO2含量可達99%以上，折射率在1.501.52之間，密度在2.22.4左右，內部純凈，具有高透明度。水 晶Gemology 仿水晶球的玻璃有很大的直徑，從十幾厘米到二十分米；內部可有少量氣泡。而天然水晶直徑一般較小，可有2cm、5cm，直徑達到10cm的純凈水晶球一是天然水晶球中的上品，而達到20cm的水晶球則十分稀少。 將玻璃球置于有字或有線條的紙上，轉動球體觀察下邊的字或線條。由于玻璃是均質體，所以在玻璃球的轉動過程中，只觀察到字和線的單影。而水晶是非均質體，當轉動水晶觀察時，可以看