红宝石宝石学2袁心强讲义

GIC1红宝石第十章第二节主讲教师袁心强GIC21.红宝石，与钻石、祖母绿、翡翠等名贵宝石组成珠宝市场的主体。2.红宝石是七月诞生石，结婚四十周年的纪念石。一、概述3.红宝石和蓝宝石的主要化学成分都为Al2O3,矿物学上视为一种矿物，称为刚玉。红宝石专指红色的刚玉，而蓝宝石虽以蓝色为主，但也指除红色以外各种颜色的刚玉。4.宝石市场上，品质好、重量达3至4克拉的红宝石已相当罕见，每克拉价格达到1万美元。世界上有些特别的红宝石精品，例如，英国皇冠上的Edwardes红宝石重达167克拉。GIC3二、宝石学性质1.化学成分主要化学成分为Al2O3，Cr以类质同像替换Al,而形成红色2.晶系三方晶系，L33L23PC对称型。3.结晶习性常呈腰鼓状或短柱状晶体，柱面上常有较粗的横纹。结晶习性与其形成条件有密切的关系，大理岩中的常呈板柱状晶体。其他母岩中形成腰鼓状晶体。GIC4二、宝石学性质4.颜色（1）鸽血红（纯红色）红宝石含1wt%左右的Cr3+，如果红宝石中同时含有Fe2+/Ti4+离子对，则会使红宝石带紫色调；同时含有Fe3+则使红宝石带橙色调。（2）粉红色红宝石的Cr3+含量多小于0.3wt%，当Cr3+的含量达到0.4wt%时，可形成漂亮的玫瑰红色。GIC5二、宝石学性质5.多色性：红色/橙红色。6.折射率：Ne:1.760-1.762,No:1.768-1.771,。7.双折率:0.008—0.009。8.光性:一轴晶负光性符号。9.滤色镜:鲜艳的水红色，泰国红宝石暗红色。GIC6二、宝石学性质10.红色荧光，同一样品的长波紫外荧光强度大于短波发光性:长波紫外线下可呈弱至强红色荧光，短波紫外光下呈弱至中等紫外荧光强度。11.吸收光谱：698、694、659nm吸收线，620～540nm的吸收带，476、475、468nm的细吸收线及450nm后的全吸收。GIC7二、宝石学性质12.解理和裂理：无解理，裂理发育，聚片双晶引发，平行底面｛0001｝和菱面体面｛1011｝。13.硬度：摩氏硬度为９，硬度略具方向性，平行柱面的硬度略大于垂直柱面的硬度。14.相对密度：3.95－4.05，随宝石内杂质元素的不同，相对密度值会有变化。GIC8二、宝石学性质16.特殊品种：（1）六射星光红宝石，三组定向排列的金红石针，分布在垂直光轴的平面内以120°角度相交，当加工成平行底面的弧面形后可显示六射星光。（2）十二射星光红宝石：很少见。GIC9三、红宝石的产状1.大理岩型（1）特征：红宝石最重要的矿床类型，产出世界上最精美的红宝石，其产量也占主要地位。产出红宝石的大理岩中常侵入有花岗岩，红宝石多分布在接近花岗岩的区域。红宝石主要开采自冲积或残坡积砂矿之中。GIC10三、红宝石的产状（2）重要的产地：缅甸抹谷红宝石、孟素红宝石、阿富汗、越南北部陆安城附近的红宝石、中部义静省蔡市蔡州村的红宝石、云南滇西衷牢山红宝石等。GIC11三、红宝石的产状2.火山岩（玄武岩）型（1）特征：玄武岩携带的含有刚玉宝石的捕虏体是红宝石和蓝宝石的重要来源，产量很大，但是颜色通常不太鲜艳。红宝石主要采自于残坡积层。（2）主要的产地有泰国和柬埔寨红宝石：位于泰国东南部占他武里的东面约45km，与柬埔寨拜林仅有27km，与拜林一起构成世界上最大的红宝石矿区。越南南部玄武岩区内的红宝石。GIC12三、红宝石的产状3.片麻岩-混合岩型（1）特征：各种含有红宝石的深变质岩，例如含堇青石片麻石，石榴石片麻岩，石榴石矽线石黑云母片岩，以及含刚玉的变粒岩等。红宝石主要采自砂矿。（2）主要产地：斯里兰卡红宝石，安徽霍山红宝石和星光红宝石。坦桑尼亚-肯尼亚的黝帘石-红宝石矿。GIC13四、红宝石的产地特征1.莫谷（1）流纹状色带：红色分布不匀，呈流纹状、团块状色斑，被形象地称为“糖浆状”的色带。（2）补钉状金红石针：短针状金红石密集成白色团块状不均匀地分布在红宝石中，如同“补钉”。（3）最具有产地意义的特征是：流纹状色带与短针状的金红石相伴出现，方解石晶体与致密网状的金红石针共生。GIC14三、红宝石的产状2.缅甸孟素红宝石（１）颜色和色带：紫红色至褐红色，常有深蓝紫色的核心，六方的生长带。（2）双晶：聚片双晶较抹谷红宝更为常见，并可出现多组不同方向的双晶，以及沿双晶面交线分布的水铝矿微晶组成的管状体。（3）网状包裹体：常见的是三组浅色的几乎无光泽的短针状体，往往有两组更为发育，约以120度交织成网状体，另一组则几乎与网面垂直，是具水铝矿假象的刚玉。GIC15四、红宝石的产地特征３.泰国红宝石（1）颜色和荧光：深红色、褐红色和紫红色，暗红色红宝石的荧光也因为较高的Fe含量而减弱，甚至淬灭。GIC16四、红宝石的产地特征３.泰国红宝石（2）双晶和水铝矿：双晶十分发育，常见两组或都三组相互之间近乎垂直的双晶片相互穿插，在不同方向的双晶面相交的交线上，形成水铝矿管状包体。（3）晶体和气液包体：气液包体常聚集成围绕晶体包体的圆盘状，形成类似“煎蛋”状图案。GIC17四、红宝石的产地特征4.斯里兰卡红宝石（1）颜色：从浅红色到红色、粉红、棕红或褐红到樱桃红等，六边形色带明显（2）双晶：双晶较为少见，并且通常只发育一组，双晶片的厚度也比较厚。（3）长针状金红石：金红石针呈细长状，最为典型。（4）晶体包体：伴有一圈盘状裂隙的锆石包体。GIC18四、红宝石的产地特征5.坦桑尼亚（Umba）红宝石（１）颜色：常见紫红色、橙红色，粉红和红色则较少，与红宝石含较高的Fe、Ti和相对低的Cr有关。（２）色带（生长带）：Umba红宝石的生长带平行柱面，由含有尘埃状包体的区域与不含这种包体的区域交替组成，生长带之间通常没有清晰的界线。（３）双晶：双晶发育，通常有二组或三组平行菱面体｛1011｝方向的聚片双晶，多组双晶面的交线构成框架图案，双晶面的交线通常为水铝矿微晶所占据形成管状体，与泰国红宝石极为相似。（４）金红石针：金红石针长短不一，并且数量较少，类似于泰国红宝石。GIC19四、红宝石的产地特征6.云南红宝石（1）颜色：玫瑰红色和红色，浓艳且均匀。（2）透明度：半透明为主，裂理发育，包体和杂质含量较高，只能用做弧面宝石。GIC20五、合成红宝石及鉴别1.焰熔法合成红宝石的鉴别（1）外观焰熔法合成红宝石的颜色最常见为鲜红色和粉红色，纯正、艳丽，而且透明、洁净，通常过于完美。GIC21五、合成红宝石及鉴别（2）弯曲生长纹：由于合成红宝石的生长过程中熔滴汇成的熔融层往往呈弧面状，并且逐层冷凝而造成的。GIC22五、合成红宝石及鉴别（3）气泡气泡通常很小，在低倍放大下成黑点状，椭圆形或蝌蚪形，气泡多时会成群呈带状分布。GIC23五、合成红宝石及鉴别（4）多色性焰熔法合成红宝石在加工中不注意取向，从台面观察常能见到红和橙红色的二色性。（5）发光性由于合成宝石成分较纯，紫外荧光通常比天然红宝石强。GIC24五、合成红宝石及鉴别（6）火痕合成红宝石加工常不够精细，可因过快的抛光造成表面上雁行状排列的细小裂纹，称为火痕。GIC25五、合成红宝石及鉴别2.焰熔法合成星光红宝石（1）弯曲生长带：弯曲生长线成粗大的色带相当明显，易于在宝石的侧面观察到。（2）气泡：弯曲生长带往往含有细小密集的气泡。GIC26五、合成红宝石及鉴别（3）星线特征：星线细长、清晰、完整，贯穿整个弧面型宝石表面。（4）金红石针：相当细小，要在40倍以上才能观察到。GIC27五、合成红宝石及鉴别3.提拉法合成红宝石提拉法与焰熔法同属于熔体中结晶的合成方法，对于焰熔法生产成本更高，故较少用于合成宝石的生产。GIC28五、合成红宝石及鉴别提拉法合成红宝石的特征与焰熔法合成红宝石有相似之处：（1）外观：合成红宝石通常十分干净，（2）弯曲生长纹：有时可观察到弯曲的生长纹；（3）气泡：微小气泡与弯曲生长纹相伴。小气泡必须在暗域下观察，呈略为弯曲的“雨点”状图案。GIC29五、合成红宝石及鉴别4.提拉法合成星光红宝石（1）外观：颜色多为粉红至浅红色，半透明，透明度较焰熔法的高，同时星线不如焰熔法的明显清晰，也易出现所谓的“宝光”。（2）弯曲生长纹：弯曲生长成颜色浓度不一的条带，相当粗大，用肉眼即可从宝石的侧面观察到。GIC30五、合成红宝石及鉴别（3）色带提拉法合成星光红宝石的中央与外围的颜色存在差异，中央部分颜色较深，外围颜色较浅，但色带仍然是弧线型的，不同于天然的平直色带。GIC31五、合成红宝石及鉴别5.助熔剂法合成红宝石（1）外观：颜色与天然红宝石相似，透明度根据合成的质量从半透明到透明，单颗宝石通常都具有内含物，各种形态的愈合裂隙，与天然宝石十分相似。（2）助溶剂残余包裹体：具有马赛克结构，在暗域或反射光下，则成明亮的淡黄色或黄色。GIC32五、合成红宝石及鉴别（３）面纱状愈合裂隙：其上分布了大量的呈指纹状、网状或树技状的助溶剂包体。（4）铂金片：三角形、六边形、长条形或不规则的多边形，铂金片在透射光下不透明，反射光下显示银白色明亮的金属光泽。（5）色带和生长带：Ramaura合成红宝石可出现搅动状色带和不规则生长线。在Douros合成红宝石中可出现浅红、无色色带和蓝色三角色块。GIC33五、合成红宝石及鉴别（6）双晶：大多数没有双晶，但是在Chatham和Kashan助溶剂法合成红宝石中，也存在双晶。（7）发光性：助溶剂红宝石有较强的红色荧光，Ramaura红宝石加入了某些稀土元素，具特殊的橙红色荧光。（8）微量元素：有Pb,Bi,Na,Mo和Pt等天然没有的化学成分。GIC34五、合成红宝石及鉴别6.Tairus水热法合成红蓝宝石（1）波纹状生长纹：有典型的水波纹状生长纹。（2）面沙状愈合裂隙：愈合裂隙上分布有形态各异的气液两相包裹体。GIC35五、合成红宝石及鉴别（3）微量元素：含Ca和Cu。天然红宝缺乏Cu。（4）红外光谱：水的吸收峰远大于天然的红宝。GIC36五、合成红宝石及鉴别7.桂林水热法合成红宝石桂林水热法合成红宝石的鉴定特征与Tairus的不同，例如很少或没有水波纹状生长纹理，不显示水峰的红外光谱等，较少的细小絮状的内含物。GIC37五、合成红宝石及鉴别主要特征有：①颜色：橙色调，类似与红色石榴石色调。②多色性：相当特殊，为带橙色调的红色(No)和黄色(Ne)。③可见光吸收光谱：只有红光区为透光区，有典型的荧光线以及692,660和630的吸收线。从黄绿光区开始，直到紫光区都吸收，缺失绿蓝光区的透光区。GIC38五、合成红宝石及鉴别④紫外荧光在LW下，桂林水热合成红宝石显中至弱带橙色调的红色荧光部分样品没有荧光。GIC39五、合成红宝石及鉴别⑤面包屑状包裹体：在暗域下呈白色，形态上与面包屑相似的包裹体，较小而且通常数量不多。⑥尘埃状包裹体和种晶残余：尘埃状包裹体成片地分布在无色种晶片与橙红色部分的交界面上。GIC40六、红宝石的优化处理１.红宝石的热处理及其鉴别特征（1）热处理的目的消除红宝石的紫色调和蓝色色斑；消除红宝石的丝绢光泽；增强星光红色石的星光效应。（2）热处理的机制氧化合还原反应和溶解作用。Fe2++OFe3+GIC41六、红宝石的优化处理（2）热处理红宝石的鉴定特征：熔蚀的金红石针熔蚀的晶体包体穗边裂隙水管状的包裹体紫外荧光色带和生长带锆石晕云雾体GIC42六、红宝石的优化处理2.扩散处理红宝石及其鉴别特征（1）雾状外观：扩散处理红宝石透明度稍差，呈灰蒙蒙的雾状外观。（2）网状微细裂纹:表面着色层分布有网状裂纹和密集的微小气泡，当用强光从侧面照明时，可出现乳光效应.（3）红色色斑:在样品的某些局部和裂隙中可观察到红色色斑。GIC43六、红宝石的优化处理（4）蛛网状图案:颜色浓集于面棱及腰棱和裂隙中。（5）异常的Cr含量和折射率:表面Cr含量可高达4wt%,并造成异常高的折光率，1.81以上。（6）荧光:在SW下，部分样品出现白垩色荧光。（7）吸收光谱特征:较难观察到696nm附近的荧光发射线。白垩色的短波紫外荧光GIC44六、红宝石的优化处理3.愈合裂隙热处理红宝石及其鉴定特征红宝石常因裂隙影响其外观，在红宝石热