彩色宝石辨假入门知识
宝石自身所具备的一些基本特征和各种性质,如宝石的化学组成、物理性质、光学性质、力学性质等是我们进行辨假和鉴定的基础。掌握了这些宝石特性,我们利用一些简单的仪器工具通过肉眼观察就可以对宝石进行初步种属限定,缩小宝石可能的范围。
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本节挑选了11个彩色宝石辨假中最基础和实用的宝石特性介绍给大家,这是我们进行彩色宝石辨假必备的入门知识。
表1-3 宝石特性
1.宝石的颜色
宝石的颜色瑰丽多彩,变幻莫测,是决定彩色宝石受喜爱程度、市场性及价值最重要的因素,也是宝石巨大魅力的根源。颜色是宝石鉴定的主要手段,也是宝石评估最关键的因素和进行宝石优化处理的主要目标。
宝石的颜色常常与宝石矿物的化学组成、含有的杂质元素有关,更重要地取决于其内部结构。传统宝石学中将宝石颜色成因划分为自色、他色和假色。现代颜色成因理论主要从晶体场理论、分子轨道理论、能带理论和晶格缺陷等来揭示宝石颜色成因的本质。
我们用较易理解的传统颜色成因理论来举例。自色指一些由作为宝石矿物基本化学组分中的元素引起的颜色,颜色通常固定不变,可作为鉴定特征,如铁铝榴石、绿松石等;他色即宝石十分纯净时无色,含有各种微量致色元素时,就可产生不同颜色,如碧玺、刚玉等;假色指物理光学效应引起的颜色,比如欧泊、月光石、晕彩拉长石等。
有些宝石自身颜色就是典型特征,通过外观就可大致确定宝石品种。
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铁铝榴石为自色宝石,且颜色特征稳定
碧玺为他色宝石,五彩斑斓的颜色由于其含有不同的微量元素所致
晕彩拉长石所呈现的颜色外观由物理光学效应引起,非自身具有的颜色
橄榄石具典型的橄榄绿色或黄绿色,可作为橄榄石鉴别的重要特征
图片提供:ENZO公司
双色水晶,一般称作“紫黄晶”,颜色典型
外层绿色,中间粉红色的碧玺也被称作“西瓜碧玺”,多色碧玺反映了晶体生长过程中生长环境的改变,颜色典型
2.宝石的光泽
光泽是宝石的重要性质之一,观察起来相对容易且直观。宝石的光泽反映了宝石矿物表面的明亮程度,与吸收率和宝石折射率有关,还与宝石表面的抛光程度等有关。通常情况下,宝石折射率越高,光泽越强。
宝石的光泽可分为:金属光泽、金刚光泽(折射率2.0~2.6)、亚金刚光泽(折射率1.8~2.0)和玻璃光泽(折射率1.3~1.8)。
鉴定中,光泽可以提供一些重要信息:
◎我们可根据光泽大致判断宝石折射率高低,如合成立方氧化锆(折射率2.15左右)光泽明显强于绿柱石(折射率1.57左右);
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合成立方氧化锆光泽明显强于绿柱石(绿柱石切磨质量更好的情况下)
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◎可应用于拼合宝石的鉴定,例如蓝宝石水晶拼合石,蓝宝石光泽强,水晶光泽弱,上下两层光泽不一致即可提供鉴定依据;
◎光泽用于辨别充填宝石时也很有效,比如玻璃充填红宝石,充填物与宝石主体存在明显光泽差异就是存在非红宝石物质的有力证据;
◎人们经常通过镀膜提高宝石表面光泽。宝石表面光泽异常则应怀疑是经过了覆膜处理。
红宝石表面大块玻璃物质充填,红宝石折射率高(1.77左右),而玻璃折射率较低(1.5左右),红宝石主体和充填物存在明显光泽差异
覆膜托帕石,依据样品表面强金属光泽判断该样品经过了表面覆膜处理
榍石这种五光十色的现象即色散现象,也就是我们通常说的火彩
3.宝石的色散与火彩
在透明的刻面宝石中,色散强度能为鉴定提供重要线索。色散是白光被分解为光谱色的现象,因色散而使宝石呈现光谱色闪烁的现象称为火彩。只有钻石(色散值0.044)、合成立方氧化锆(0.060)、榍石(0.051)、锆石(0.039)、翠榴石(0.057)等刻面宝石用肉眼就能看到明显的火彩。
4.宝石的双折射
利用宝石的双折射特性,用10倍放大镜就能观察到部分刻面型透明宝石棱线双影现象,也可以作为鉴定宝石的重要依据。双影现象可以区分一些强双影和双影现象不明显的相似宝石,如区分绿色的橄榄石(双影明显)和祖母绿(双影不明显);还可区分一些天然宝石和玻璃等单折射仿制品,如碧玺(有双影)与相似颜色玻璃(无双影)等。具有强双影性质的彩色宝石有锆石、橄榄石、碧玺、金红石等。
锆石亭部可见明显棱线双影现象
5.宝石的多色性
宝石的多色性也是一个神奇有趣的光学现象,某些彩色宝石的光学性质随方向而异,对光波的选择性吸收及吸收强度随光波在晶体中的振动方向不同而发生改变,在二色镜或单偏光镜下转动彩色宝石时,可以观察到非均质体彩色宝石的颜色及颜色深浅会发生变化。
多色性可分为二色性和三色性:一轴晶宝石可以有两种主要颜色,二轴晶宝石可以有三种主要颜色。有的宝石如碧玺、红柱石等只要转动宝石就能看到明显的二色性。坦桑石、堇青石等宝石可见三色性。宝石晶体的多色性明显程度与宝石的性质有关,也与所观察的宝石的方向有关。
根据宝石多色性强弱可划分为以下几个级别。
强:肉眼即可观察到不同方向颜色的差别。如堇青石、红柱石、坦桑石、碧玺等。
中:肉眼不易观察到的多色性,但二色镜下明显。如红宝石。
弱:二色镜下能观察到多色性,但不明显。如紫晶、橄榄石等。
无:二色镜下不能观察到多色性,如石榴石、尖晶石等均质体宝石或无色非均质体宝石。
红柱石多色性强,肉眼可见宝石不同方向呈现深红/褐绿色
根据宝石所能观察到多色性的强弱和颜色等可以区分相似宝石品种,如红宝石(具多色性)与尖晶石(无多色性)等。
6.宝石的发光性
能激发矿物发光的因素很多,如摩擦、加热、阴极射线、X射线都可使某些矿物发光。在宝石学中应用最多的是紫外线下激发的荧光和磷光。宝石矿物在受外界能量激发时发光,这种现象称为荧光。关闭紫外灯,宝石继续发光,该现象称为磷光。宝石矿物的发光性通常与晶格中微量杂质元素和某些晶体缺陷密切相关。
宝石饰品在荧光灯下的荧光反应
珠宝鉴定中,根据宝石在长波(365nm)紫外光和短波(254nm)紫外光下的荧光特性可以辅助鉴定宝石。
(1)区分相似宝石品种:如鉴别红宝石和石榴石,因为红宝石铬(Cr)致色通常呈红色荧光,石榴石为铁(Fe)致色,通常无荧光。
(2)区分天然宝石与人工宝石等:天然宝石由于含有更复杂的杂质元素,有些元素如铁等对荧光有一定抑制作用,而合成宝石组成元素单一,所以天然彩色宝石的荧光一般比对应的合成宝石荧光弱;玻璃等人工仿宝石通常短波荧光强于长波,而一般情况下天然宝石相反;某些拼合石上下宝石荧光反应会不一致,中间的胶层会发荧光。
(3)判断宝石是否经人工优化处理:如经过扩散处理的蓝宝石短波紫外荧光灯下常呈白垩状;经过充填或染色处理的宝石,外来有机充填物和染色剂会导致宝石荧光特征异常。
玻璃在紫外荧光灯下的反应,短波紫外荧光强度(下)强于长波(上)
祖母绿表面凹坑充填,祖母绿自身发红色荧光,有机充填物发蓝白色荧光
自然光下(上)、DiamondView下(下)
利用不同波长的激发源,如DiamondView(超短波紫外)可提供更详细、直观、明显的宝石发光图像,能更好地应用于宝石鉴别中。如:对于有特殊生长结构的天然宝石与合成宝石的鉴定。
天然变石DiamondView发光图像
无色合成蓝宝石放大检查无包体特征(左), DiamondView下可见明显的弧形生长纹(右),可作为重要鉴定依据
7.宝石的解理和断口
断口和断口表面为何种光泽,对鉴定某些宝石也比较重要。具玻璃光泽的大部分单晶宝石为贝壳状断口,具阶梯状断面表明其解理发育。
8.宝石的比重
手掂宝石估计其比重,是有经验鉴定者的密招,但要多实践才能掌握。同等大小的裸石,用手一掂就能估出大致比重,例如合成立方氧化锆(比重5.8)明显大于很多其仿制的天然宝石。
9.宝石的硬度
宝石抵抗外来压入、刻划或研磨等机械作用的能力称为宝石的硬度。我们了解几种常见物质的相对硬度以帮助我们加强对硬度的认识和使用。
单晶宝石常见贝壳状断口,断口表面呈光滑曲面,面上常出现不规则同心条纹,形似贝壳状
蓝宝石表面阶梯状原始晶面
指甲2.5,刀片5.5~6,钢锉6.5~7,石英7(空气中的灰尘主要成分是石英,硬度7。所以硬度小于7的宝石,经常受空气中灰尘的撞击磨蚀,表面会变“毛”而失去光泽),刚玉9,金刚石10。
宝石抛光后的光洁度,可以大致体现其硬度范围。一般具有浑圆面棱和光洁度差的宝石,多数硬度较低;刻面棱线尖锐、表面平滑表明其硬度较大。
①红宝石硬度高(摩氏硬度9),切磨后棱线锋利尖锐;②玻璃硬度低(摩氏硬度5)通常切磨后棱线圆滑;③玻璃表面划伤、棱线磨损严重
10.宝石的特殊光学效应
有些宝石在可见光的照射下,会产生奇异的光学现象,有的形似星光,有的如同猫眼。这些特殊光学效应不仅使宝石更加绚丽、更加神秘,同时还提高了宝石的价值。任何一种特殊光学效应和一些特殊现象的出现,都能缩小未知宝石的预测范围。
表1-4 宝石的特殊光学效应
11.宝石的包裹体
包裹体是宝石在生长和结晶过程中周围环境的演变在晶体中留下的痕迹。宝石中的各种包裹体及其形态被认为是宝石的身份特征,可为鉴别宝石品种,区分宝石是天然还是人工合成等提供重要线索,同时也用于鉴别宝石是否经过人工优化处理,辨别宝石产地等。
常见的包裹体类型有:
(1)气相、液相、固相包体及其组合
◎气态包体指由气体组成的包裹体,合成宝石和人造宝石玻璃、塑料中常见单相的气态包体,即气泡。
◎液体包体指以流体为主的包裹体,可呈单相、气—液两相或气—液—固多相。天然液态包体形态多种多样,常见气液包体充填于裂隙或愈合裂隙中被称为“指纹状包裹体”。合成宝石中也可见两相或三相包裹体,比如水热法合成祖母绿中的“钉状包体”,但包体形态等与天然宝石不同。
合成蓝宝石中的气泡
海蓝宝石内部的气—液两相包体
海蓝宝石内部气—液—固三相包体
蓝宝石中的“指纹状”包体
合成祖母绿中的“钉状包体”图片来源:网络
◎宝石中呈固态相存在的包裹体,天然宝石中最常见结晶质包体,可呈针状、片状、板状各种规则或不规则形状,成分可与主晶相同或者不同。人工宝石中的固态包体与天然宝石有明显差异,可能有籽晶片、原料粉末、铂金片金属包体等。
蓝宝石中具一定晶形的板状晶体包体
蓝宝石中指纹状气液包体和彩虹色针状包体
天然托帕石内部的似立方固体包体
(2)双晶纹、生长纹、色带等结构特征
◎双晶纹曾被认为是宝石天然成因的证据,但后来在合成宝石中也可见;
◎一些特殊形态的生长纹可作为重要的宝石鉴定依据,如合成宝石中的弧形生长纹和波状生长纹等;
◎与主体宝石颜色有差异的颜色条纹或色团等在天然宝石中很常见,人工宝石中也可见。
天然红宝石内部双晶纹
合成祖母绿中波状生长纹
图片来源:网络
蓝宝石色带和色域,反映了晶体生长过程中微量致色元素浓度的变化
天然宝石与之俱来的包裹体是其天然属性的最好证明,但一些大而显眼的内含物会降低宝石的美感。一般而言,宝石包裹体越少、纯净度越高,价值也越高,但有时包裹体的存在为宝石增添很多魅力,如一些特殊颜色或形态的包体,宝石的特殊光学效应还常跟其包体特征密不可分。
宝石中一些显眼的包体会降低宝石的美感
无色托帕石中的黄色片状包体为本来没有颜色的托帕石增添了魅力
水晶中的长针状包体与人工创意雕刻完美结合
晕彩拉长石中的片状包体
星光红宝石中三组定向排列的针状包体是产生六射星光效应的主要原因
镊子用于夹取宝石裸石进行观察。图为一枚帕帕拉恰蓝宝石
图片提供:珠宝小百科董海洋