宝石鉴定原理与方法

宝石鉴定原理与方法通过课程的学习了解掌握宝石鉴定仪器的结构、原理、操作规范。是操作技能的实现工具，是理论联系实践的桥梁。特别是常用仪器的操作要求必须熟练使用。通过对仪器的操作体会学习宝石鉴定的方法，对宝石有一个理性的认识，为以后的学习起一个良好的开端。第一章绪论第二章总体观察第三章放大检查第四章折射仪的应用第五章密度测试第六章二色镜和偏光镜第七章分光镜和滤色镜第八章热导仪与荧光仪第九章大型仪器第十章综合实习第一章：绪论（一）宝石的基本概念1.狭义概念的宝石：指自然界产出，具有美丽、耐久、稀少性的单晶矿物或岩石部份、有机物材料。2.广义概念的宝石：凡是能加工成首饰或工艺品的原料。珠宝玉石天然珠宝玉石人工宝石天然宝石天然玉石天然有机宝石人造宝石合成宝石拼合宝石再造宝石引自97年国标释义1天然宝石：特指自然界产出的具有美观、耐久、稀少性，可加工成装饰吕的矿物单晶体。2天然玉石：指自然界产出的美观、耐久、稀少性和工艺价值的矿物集合体及少数非晶质体。3天然有机宝石：自然界生物生成，部分或全部由有机物组成可用于装饰的固体。养殖珍珠也归于此类。4合成宝石：完全或部分由人工制造且自然界有已知对应物的晶质或非晶质体，其物理性质，化学性质和晶体结构与所对应的天然珠宝玉石基本相同。引自97年国标释义5人造宝石：由人工制造且自然界无已知对应物的晶质或非晶质体。6再造宝石：通过人工手段将天然珠宝宝石的碎块、碎屑经人工熔接或压结成具整体外观的珠宝玉石。7拼合宝石：由两块以上材料经人工拼合而成，且给人以整体印象的珠宝玉石。引自97年国标释义（二）宝石的命名宝石命名原则1.以矿物、岩石作为天然宝石的基本名称。如石榴石、紫晶等。2.部分传统名称源于矿物，但又不是完全等同于矿物。如翡翠，软玉等。3.具特殊光学效应的宝石的定名原则：直接将特殊常常效应置于宝石种属名称前参加定名。如星光蓝宝石、海蓝宝石猫眼等。4.人工宝石的定名原则：在相应宝石材料之前加上“合成”、“人造”。如合成红宝石。5拼合宝石的定名原则：突出“拼合石”三个字，同时在其前将材料名称写出来。如下层为绿玻璃，上层为石榴石(仿祖母绿)应称为：“玻璃石榴石拼合石”。66优化处理的宝石定名原则：经优化的珠宝玉石定名时直接使用珠宝玉石原名称，优化方法不在定名中反映。如经热处理的红、蓝宝石。经处理的珠宝玉石则要求在珠宝玉石基本名称之后用括号标出“处理”二字。1优化：是指一些传统的已被众广泛接受的使宝石内在美显示出来的物理、化学方法。2处理：是指一些非传统的目前尚不被人们广泛接受的一些方法。各种宝石优化处理方法及类别（单晶宝石）钻石：激光钻孔、充填、覆膜红蓝宝石:热处理、热扩散、染色、浸有色油祖母绿：浸无色油、浸有色油、聚合物充填水晶：热处理碧玺：浸无色油、热处理、辐照、充填托帕石：热处理、辐照翡翠：漂白、浸蜡、漂白后聚合物充填、染色玛瑙：热处理、染色处理欧泊：浸无色油、塑料充填、覆膜绿松石：浸蜡、染色、塑料充填养殖珍珠：漂白、染色、辐照珊瑚：漂白、浸蜡、塑料充填、染色象牙：漂白、浸蜡、染色各种宝石优化处理方法及类别（玉石）各种宝石优化处理方法及类别（单晶宝石）钻石：激光钻孔、充填、覆膜红蓝宝石:热处理、热扩散、染色、浸有色油祖母绿：浸无色油、浸有色油、聚合物充填水晶：热处理碧玺：浸无色油、热处理、辐照、充填托帕石：热处理、辐照翡翠：漂白、浸蜡、漂白后聚合物充填、染色玛瑙：热处理、染色处理欧泊：浸无色油、塑料充填、覆膜绿松石：浸蜡、染色、塑料充填养殖珍珠：漂白、染色、辐照珊瑚：漂白、浸蜡、塑料充填、染色象牙：漂白、浸蜡、染色各种宝石优化处理方法及类别（玉石）（三）宝石鉴定概述1.宝石鉴定目的。A.确定宝石的品种B.区分天然品与合成品C.确定是否经过人工改善D.评价宝石的质量2.鉴定对象A.宝石原料：颜色、晶形、比重、硬度、内部特征、光泽、断口。B.宝石成品（戒面、手镯、小吊坠）。C.镶嵌宝石：D.大型玉雕；A.反射效应：光泽、猫眼、星光、砂金、变彩、晕彩。B.偏振效应：确定均质或非均质体C.折射效应D.宝石对光选择性吸收：颜色、荧光、磷光、色散。3.宝石鉴定的基本原理A.总体观察（肉眼观察）：颜色、光泽、透明度、瑕疵位置、色散、特殊光学效应、掂重、包裹体、拼合、解理、断口、裂开。B.仪器鉴定：（1）了解宝石的性质（2）了解仪器的用途（3）了解生长环境C.准确命名4.鉴定步骤：本章结束第二章：总体观察内容提要：颜色透明度琢型光泽色散解理、断口、裂开特殊光学效应１在用仪器测试之前获得基本的信息；２寻找有助于鉴定的特征；３估计所鉴定的样品可能为哪几种宝石。用途：（一）颜色１.颜色的定义：是一定波长的电磁波辐射，当这种电磁波进入人眼，刺激视觉神经时便产生了颜色的感觉。宝石的颜色是宝石在可见光400nm~700nm波段范围内进行选择性吸收后透射或反射光波的混合体。宝石呈现的现象是其选择吸收的颜色的补色;是剩余光中各色光的混合体，在剩余光中比例最大的决定宝石颜色的主色调，次要波段决定宝石的辅色调。以红宝石为例说明：当白光（400nm~700nm）入射红宝石时，大部分波段的光被吸收，只680~700nm和480nm左右两个波段的光通过；680~700波段的光决定红宝石的主色调为红色，而480nm左右的光（蓝绿色）与680~700nm与红光相混合，使红宝石为紫红色，即红中带有蓝色调。420nm-----470-----510-----580-----620-----700紫蓝绿黄橙红２.表征颜色三要素：色调、明度、饱和度（非彩色系列只有明度变化）A.色调（颜色的种类）：彩色之间相互区分的特性，如红色、绿色、黄色。取决于光源的光谱组成和宝石对光的选择性吸收。例如金绿宝石的变色效应：自然光下－－绿色，白炽灯下－－红色。B.饱和度：指彩色的纯度或者鲜艳度。单色光饱和度最高，复色光即白光最低。彩色宝石的饱和度取决于宝石对可见光谱选择吸收的程度。当宝石对某一窄波段的光反射或透射时该宝石的颜色饱和度就高，宝石就显得鲜艳。如红宝石。C.明度：也称亮度，指人眼对明暗程度的感觉。明度与彩色光亮程度成线性关系，黄绿色明度紫色或红色的明度。明度取决于（1）宝石对光反射或透射的能力，反射比或透射比越高宝石的明度就越大；（2）宝石所反射或透射光的亮度；如黄色蓝宝石和蓝色蓝宝石前者明度比后者高。3.宝石颜色的成因（1）传统宝石学颜色成因A.自色：由化学成分中的主要元素引起的颜色，颜色稳定，可作为肉眼鉴定的依据之一。如孔雀石，蓝铜矿等。B.他色：化学成份中微量元素引起的颜色，一般纯净时宝石呈无色。如红蓝宝石尖晶石等。还有同一元素不同价态在不同宝石中引进不同颜色铬+3价在红宝石中时呈红色，在绿柱石中时呈绿色。C.假色：假色与宝石的化学成因和内部结构没有直接关系而与光的物理作用相关。由于某些宝石内部存在一些细小平行排列的包裹体出溶片晶平行解理等，它们对光的折射，反射等光学作用产生的颜色。如欧泊的变彩拉长石的晕彩等。（2）近代科学宝石颜色成因的解释近代科学为颜色成因理论打破了传统颜色成因理论中的自色和他色的界限，从晶体场理论，分子轨道理论和能带理论等角度揭示了宝石颜色成因的本质。A.过渡金属元素的d电子跃迁。如红宝石。B.元素离子间的电荷转移。氧化---还原，如蓝色和绿色碧玺，海蓝宝石，fe2+---fe3+之间的电子转移而呈色。C.空穴色心，晶体缺陷，电子色心。如紫晶烟晶。D.能带理论：4.颜色的观察方法（1）在白色光的背景上使用顶光灯照明（反射光）观察宝石的表面。不能用透射光。（2）用日光等效的光如各种混合均匀的光，注意光源。有些宝石有变色效应可用白炽灯与日光灯交替使用。5.影响颜色观察因素1)光源2)背景（黑灰白）3)人眼的色觉效应4)透明度6.颜色的描述1）色彩：纯光谱色如红色、蓝色、黄色若有两种颜色，有主次之明。如紫红色，以红为主色调，紫次之若两种颜色相等应：紫色---红色2）色调：浅至深；很浅—浅—中浅—中—较深—深—很深（二）透明度1.概念：宝石透过可见光的能力。2.分类：肉眼鉴定中的五类。透明：容许大部分光透过。通过宝石能明显看到对面物体的轮廓和细节。如水晶亚透明：容许通过较多光线，通过宝石能明显看到对面物体的轮廓但细节不清楚。半透明：容许部分光线通过，隔着宝石观察对面物体时，仅能见对面物体的轮廓的阴影如碧玺。亚半透明：仅在宝石的边缘部位能透过少量光线不透明：基本上不容许光线通过3.观察方法：用透射光来观察4.影响宝石透明度的因素1)与晶体结构（晶格类型）：金属晶格---不透明离子或原子晶格---透明度高；2)宝石的厚度；3)宝石的颜色；4)宝石内部的杂质、裂隙多少有关；5)集合体结合方式（玉石）。（三）琢型1.凸面型2.刻面型3.珠形：圆珠棱珠4.随型：不规则或奇异的形状抛光，但无人工造型.刻面型（四）光泽：宝石表面反射光的能力.1.金属光泽：似金属，为最强的光泽2.金刚光泽：似金刚石光泽，是透明宝石中光泽最强的3.亚金刚光泽：介于金刚与玻璃光泽之间4.玻璃光泽：似玻璃光泽，透明宝石常见光泽5.油脂光泽：如油脂的外表常见于玉石6.树脂光泽：与油脂光泽相似用于描述琥珀和与之类似的材料。7.丝绢光泽：由于结构原因，造成类似纺织品的光泽，如虎睛石。8.腊状光泽：比油脂光泽低，类似于蜡烛或末抛光的指甲。如叶腊石。9.珍珠光泽：由于结构原因产生一种柔和色彩的光泽。典型代表为珍珠。10.土状光泽：如粘土表面的光泽。如劣质绿松石光泽在宝石鉴定中的应用1.对不同品种仿制品的初步鉴定。如斯里兰卡买的尖晶石、锆石、石榴石混装宝石，就可用锆石的光泽为金刚光泽和另外两种区分。2.宝石刻面的观察。如玉髓、软玉的断面为油脂光泽而绿柱石的断面为玻璃光泽。3.拼合石的鉴定。上下光泽不同。4.5.注意：虽有方便快捷的特点，但光泽仅作为鉴定的参考。（五）色散1.概念：白光通过透明物质倾斜平面时分解成它的组成波长。色散值=RI红-RI紫色散较强的宝石：合成金红石：-----------0.28钛酸锶：----------------0.19合成立方氧化锆：-------0.056翠榴石：----------------0.057榍石：------------------0.057金刚石：----------------0.044铅玻璃：----------------0.0392.极少数宝石具有肉眼可见的色散现象。这也是鉴定特征。3.影响因素：与宝石本身结构有关与颜色深浅有关（六）解理、断口、裂开1.定义：解理:晶体受力后，沿某一结晶方向裂开成光滑平面的性质.裂理:晶体受力后沿双晶结合面裂开产生的平面为裂理.断口:晶体受力后产生的无定向非平面的破裂为断口.2.观察：1)用顶灯反射光。最好与破裂面呈45度方向观察。2)观察宝石的表面，尤其是易损伤的部位。如腰，底面等。3)观察内部裂隙4)A.断口：确定其类型和光泽。如贝壳状、参差状、等粒状（集合体）平滑断口。5)B.解理：应找出解理方向的组数。仅在外表表现时才做鉴定依据。如翡翠。（七）特殊的效应1.猫眼效应：弧面形切磨的某些宝石，表面呈现的一条明亮光带随样品的转动光带会移动或出现光带张合的现象。产生原因：由于宝石内部含有一组密集排列的针状`纤维状或管状包裹体，对光的反射作用形成的。如：阳起石`绿柱石`石英等。2.星光效应：以弧面形切磨的某些宝石，表面呈现出两条或两条以上交叉这线。常为四射或六射星光线。产生原因：二组或两组以上钉状`纤维状`或管状包裹体，对光的反射作用形成的。如石榴石`尖晶石`红蓝宝石等。3.砂金效应：宝石内部含有许多片状不透明的固态包裹体，在光线的照射下闪闪发光的现象。产生原因：片状包裹体对光线的反射作用形成的。如：石英质玉、砂金石等。4.月光效应：入射光照射到弧面长石的表面时，形成蔚蓝色或乳白晕色酷似月光。产生原因：宝石内部结构（格子双晶）对混合光的干涉、衍射的结果。如长石类宝石5.变色效应：在不同光源照射下，样品呈现明显颜色变化的现象。常在日光灯和白炽灯间切换