宝石学概论第5讲红第蓝宝石

中国首饰网：中国首饰论坛：数据库：概述红宝石（Ruby）和蓝宝石（Sapphire）都是以矿物刚玉（Corundum）为原料的宝石。由于形成条件不同，刚玉中可含有不同的微量元素，并因而呈现出不同的颜色，其中呈红色者为红宝石，呈其它颜色者统称为蓝宝石。红宝石和蓝宝石都是人们十分珍爱的高档宝石，红宝石鲜红似火，蓝色蓝宝石清澈透蓝，她们与钻石、祖母绿和猫眼石同被列为世界五大名贵宝石。无论西方和东方，自古对红宝石和蓝宝石均十分珍爱，并认为她们有十分神奇的力量。一本名叫《Lapidaie》的古老著作中说道：“瑰丽、清澈而华贵的红宝石是宝石之王，是宝中之宝，其优点超过所有其它宝石”。另一本名叫《LapidireenVers》的古老著作认为，红宝石是“上帝创造万物时所创造的12种宝石中最珍贵的宝石”。在我国，相传元朝皇帝忽必烈曾想用一座城池换取僧伽罗君主所拥有的一枚异常大的红宝石，不想这位君主丝毫不为其所动，声称即使把全世界的财富都放在他脚下，他也不愿与这颗大红宝石分开。我国清朝红宝石是帝王和一品大员的佩戴物。可见红宝石在人们心目中拥有至高无上的地位。对于蓝宝石，古代波斯人认为，大地是由一颗巨大的蓝宝石支撑的，正是由于蓝宝石的反光才使天空映成美丽的蔚蓝色。古罗马人则相信，蓝宝石具有神奇的力量，能避邪除恶。据说《一千零一夜》一书的译者理查德·伯顿拥有一颗巨大的星光蓝宝石，他把这颗宝石视为自己的护身符而随身携带，因此，他总是能交好运。到底什么是红宝石和蓝宝石？这得从这两个词的历史演变说起。在古代，人们由于缺乏2.2基本性质2.2.1结晶学性质（1）晶系：三方晶系。（2）结晶习性：晶体常为六边形桶状或柱状，有时呈板状或双锥状，具双晶(见图2-2-1)。图2-2-1刚玉的晶体及双晶（3）表面特征：在锥和柱面上常有横的条纹，加上特征的三角生长标志，为红宝石和蓝宝石的原石晶体鉴定提供了良好的识别标志。中国首饰网：中国首饰论坛：数据库：化学成分（1）主要化学成分：铝的氧化物，化学分子式为Al2O3。（2）微量组分：当刚玉不含杂质元素时，为无色；当含其它杂质元素时则呈现各种不同的颜色，并构成不同的宝石品种。如含Cr2O30.01-0.05%者为浅红；含Cr2O30.1-0.2%为桃红；含Cr2O32-3%为深红色；含Cr2O30.2-0.5%+NiO0.5%为橙红色；含TiO20.5%+Fe2O31.5%+Cr2O30.1%为紫色；含TiO20.5%+Fe2O31.5%为蓝色；含NiO0.5%+Cr2O30.01-0.05%为金黄色；含CoO1.0%+V2O30.12%+NiO0.3%为绿色；含V2O5在日光灯下为蓝紫色，在钨丝白炽灯下红紫色，即具变色效应。2.2.3物理性质1、光学性质（1）颜色：变化大，并决定宝石的品种，红色者为红宝石，其它颜色者为蓝宝石。（2）光泽：亮玻璃光泽。（3）透明度：透明-不透明。（4）折射率：1.76-1.78。（5）双折射率：0.008。（6）色散：低，为0.018。（7）多色性：中等到强，具体取决于品种。（8）光学效应：最重要的是星光效应，极少见猫眼效应。也有似变石的变色效应。（9）发光性：红宝石在长波紫光下具弱至强的红色荧光，短波紫外线下微弱至中等的红色荧光；蓝色蓝宝石一般无荧光；斯里兰卡的一些黄色蓝宝石可具杏黄橙黄色荧光。（10）吸收光谱：红宝石为典型的铬光谱；蓝色蓝宝石为典型的铁光谱。2、力学性质（1）解理和断口：刚玉解理差，但由于叶片状双晶的原因，常发育有平行底面和菱面体面的裂开。断口呈贝壳状。（2）硬度：9，在天然材料中仅次于钻石。不同的产地的红宝石和蓝宝石，硬度稍有不同。（3）韧度：极好，蓝宝石一般要好于红宝石。（4）密度：3.9-4.1g/cm3，平均为4.0g/cm3，具体视纯净度而变。2.2.3包裹体刚玉类宝石内部含有十分丰富的包裹体，不同产地的宝石具有不同的包裹体特征。缅甸的刚玉类宝石，特别是红宝石，常含有三个方向排列的短金红石针，针状内含物常发育不完整而呈现出“丝光”光泽。缅甸红宝石富丽鲜明的红色往往呈漩涡状，颇似糖浆搅拌时的效果，称为“糖浆”状包裹体。斯里兰卡的红、蓝宝石常含粗而长的金红石针状包裹体，具应力晕圈的锆石包裹体，六边形色带等。克什米尔蓝宝石含有极细的纱状羽状体和液态内含物包裹体，并造成这种蓝宝石具有特征的轻淡乳白色。泰国红、蓝宝石常含网脉状的羽状体，中心为黑色晶体，往往含有管状液态内含物及交切双晶面等包裹体。2.3真假鉴别中国首饰网：中国首饰论坛：数据库：红宝石和蓝宝石的鉴别较为复杂、较为困难的问题，不仅大量涉及仿冒品等问题，还有大量的合成品冲击市场。更重要的是，许多红宝石和蓝宝石虽然产出是天然的，但在进入市场前已经过各种技术处理，这些处理红宝石和蓝宝石虽然其中一些在商业上是可以接受的，但与未经处理的天然品相比，其价值相差较大，要求对它们作出正确的鉴别。基于此，红宝石和蓝宝石的鉴别除必须依据常规的仪器测定对其作出初步判断外，许多情况下还需借助于大型仪器的分析测试，方能为其正名。从目前的实际情况看，红宝石和蓝宝石的鉴别需要正确解决下列三方面问题：（1）宝石的材料是否是刚玉？（2）若是刚玉，是合成的还是天然的？（3）若是天然的，是否经过优化处理？是用什么方法进行的优化处理？2.3.1材料属性的鉴别鉴别方法相对较简单，只需测定有关物理性质即可作出正确鉴定。（1）用折射率仪：可测得折射率为1.762—1.770，双折射率为0.008。（2）用比重天平：可测得比重为3.99—4.05。（3）用分光镜：红宝石是典型的铬光谱，蓝宝石是铁光谱。（4）放大观察：不同产地的红宝石和蓝宝石由于其形成的地质条件和环境存在差异，因而具有不同的包裹体。训练有素的宝石鉴别师，不仅可以这些内含物特征来鉴别红宝石和蓝宝石的真伪，还能鉴别产地。（5）二色镜和偏光镜：可测其多色性和光性，从而对红宝石和蓝宝石作出鉴别。通过上述测试，再比较2-2-1和表2-2-2，较容易地将红宝石和蓝宝石与其仿制品区分开来。表2-2-1红宝石与相似宝石的特征名称硬度比重折光率重折率二色性红宝石93.991.764-1.7720.008明显锆石7.54.691.925-1.9840.059弱贵榴石7.53.9-4.21.76-1.81无镁铝榴石7.53.7-3.91.74-1.76无尖晶石83.601.72无托帕石83.531.63-1.640.008个别有电气石73.041.62-1.640.018明显表2-2-2蓝宝石与相似宝石鉴别表名称硬度比重折光率重折率二色性蓝宝石93.991.76-1.770.008明显硅酸钡钛矿6.53.671.75-1.800.047明显蓝晶石4-63.691.75-1.730.016明显合成尖晶石83.631.727无尖晶石83.601.720无托帕石83.561.61-1.620.008中等黝帘石6.53.351.69-1.700.009明显坦桑石6.5-73.3551.69-1.7010.009明显碧玺73.101.62-1.640.020明显海蓝宝石7.52.701.57-1.580.006明显堇青石72.591.53-1.540.009明显2.3.2合成红宝石、蓝宝石的鉴别中国首饰网：中国首饰论坛：数据库：红宝石和蓝宝石可由多种方法合成。各种方法合成的红宝石和蓝宝石，其物理性质与天然品基本相同，因此，相关物理性质的鉴别意义不大。正确鉴别合成品难度较大，需专业人员借助各种先进仪器才能做到。以下提供一些线索供鉴定红宝石和蓝宝石时参考。（1）从外观来讲：合成品大多完美无缺，颜色艳丽，十分均匀，而达到上述程度的天然品一般十分罕见。若是多颗红宝石和蓝宝石放在一起，合成品每颗质量基本相同，天然品很少能达到这样水平。（2）用二色镜观察：由于绝大多数合成品是用维尔纳叶法生产的，用这种方法合成的晶体由于内能的释放，将使晶体沿长轴方向裂开，合成品大多台面平行光轴，与天然品正好相反，因而合成品可从台面方向看到二色性，而天然品一般从台面难以观察到二色性。（3）荧光检查：对红宝石来讲，合成品的荧光比天然品强。（4）放大检查：这是最有鉴别意义的。天然品有各种矿物包裹体存在，合成品一般无天然矿物包裹体。相反合成品也有自己独特的内部特征，例如，用维尔纳叶法的合成品具弯曲生长线，其形状如唱片的旋纹，有气泡等标志性特征；熔剂法合成品比较难观察到典型的内部特征，但在一些情况下可看到由坩埚上掉落进来的铂片晶，并具羽状体和熔剂小滴包裹体等。（5）大型仪器：例如用红外光谱仪、拉曼光谱仪等，可测试宝石的成分，从而可将天然品与合成品区分开来。需进一步强调的是，要获得准确的鉴别，最好把各种特征结合起来进行综合判断。2.3.3处理品的鉴别由于天然的优质红宝石和蓝宝石极少，为了满足市场需要，市场存在将质量较差的红宝石和蓝宝石原料，通过一系列处理，使其提高质量，包括改变颜色、净度和掩盖裂隙等。至今为止，市场已有的方法有：1、热处理和扩散处理热处理是在一定的物理化学条件下，对红宝石和蓝宝石实施加热，使其改变颜色、净度、星光效应等。目前，热处理已获得了市场的认可，销售时可以不必特别注明。扩散处理是将无色刚玉切磨成琢型宝石后，在其表面添加适当的致色剂后进行加热，使致色剂扩散到宝石表面一定深度，并使其产生颜色，从而达到改善的目的。热处理和扩散处理红宝石和蓝宝石的鉴别方法是：（1）放大观察：宝石表面在热处理过程中将产生凹坑，即便重新抛光，某些小面，特别是靠近腰棱的小面仍将残留有凹坑的痕迹，另外，重新抛光将产生多余的小面。在宝石内部，若原石有矿物晶体包裹体，加热将使被熔融过的晶体变成白色，并有浑圆状的外形，其周围往往还发育圆盘状裂隙。（2）吸收光谱：经过热处理的蓝色蓝宝石在450nm处不显吸收带。（3）浸液观察：扩散处理的蓝宝石放在折射率为1.74的浸液中，明显可看到颜色主要集中于表面，即主要在小面边棱处。浸液也使上述表面和内部观察更加清晰。2、充填处理红宝石和蓝宝石（特别是红宝石）的天然品往往存在各种裂纹或裂隙，它们严重影响宝石的价值，为了掩盖其裂隙，可通过对其裂隙进行充填以达到提高净度的目的。检测的办法是：用放大观察可见两种现象，其一，跨过充填物和刚玉的界线处可见颜色和光泽的差别；其二，还可看到充填物中的气泡。不过，做此项工作需非常仔细。3、注油和染色有损于红宝石和蓝宝石外观的开口裂隙可用注油的办法来将其掩盖。检测的办法是在反射光下用放大镜观察，可看到裂隙中存在干涉色。另外，用热针靠近宝石表面，可能从裂隙中国首饰网：中国首饰论坛：数据库：中吸出油来。有时红宝石和蓝宝石还存在用染色的办法来改善其颜色的情况。这种处理宝石可以通过蘸有丙酮的棉签来检查，即用棉签擦洗宝石可使棉签呈现颜色。除上述常见方法外，还存在其它各种处理方法，如辐射、刻划、贴箔等，鉴定时需参考其它相关资料，并借助于有关方法进行鉴别。2.4质量评价由于天然优质红宝石和蓝宝石产量很少，而且每年以较快的速度衰减，因此，其保值和增值功能高于钻石。但和钻石相比，由于研究程度低，因而，红宝石和蓝宝石的质量评价比钻石要困难得多，迄今为止，国际上尚无统一公认的标准。因此，在红宝石和蓝宝石的质量评价方面，不同评价者基于各自的认识和经