宝石学初探

2019-03-11 10:24:34 珠宝首饰

黄金首饰网导读:宝石学初探 宝石:是一些可作为装饰用的矿物和物质,它是自然作用和人类劳动的共同产物。 天然宝石:指自然界产出的矿物单晶 ,具有美丽、耐久、稀有三大属性...

宝石学初探

宝石:是一些可作为装饰用的矿物和物质,它是自然作用和人类劳动的共同产物。

天然宝石:指自然界产出的矿物单晶 ,具有美丽、耐久、稀有三大属性。

族:指化学组成类似、晶体结构相同的一组类质同象系列宝石。如石榴子石族、辉石族等。

种:指化学组成和晶体结构相同,外观相近的宝石。

亚种:是种的进一步细分。指同一个种的宝石,因化学组成中的微量组分不同,从而在外观上有较明显的变化者。如蓝宝石中的黄色蓝宝石。

天然玉石:自然界产出的具有美观、耐久、稀少性和工艺价值的矿物集合体及少数非晶质体(天然玻璃)统称为天然玉石,简称玉。

天然有机宝石:指自然界生物成因的宝石,它们部分或全部由有机物质组成,其中的一些品种本身就是生物体的一部分,如象牙、玳瑁。人工养殖珍珠,由于其养殖过程的仿自然性及产品的仿真性,也划分在天然有机宝石中。

合成宝石:全部或部分由人工生产的无机岩矿材料,其物理性质、化学成分、原子结构,本质上与相对应的天然宝石相同,如合成红宝石、合成祖母绿等。

人造宝石:人造的无机岩矿材料,通常在外观上与某种宝石相象(与所仿宝石),但化学成分、物理性质均不相同,没有天然对应物,如钇铝榴石、钆镓榴石。

拼合宝石:指两种或两种以上材料经人工方法拼合在一起,在外形上给人以整体琢磨印象的宝石,称为拼合宝石。

再造宝石:将一些天然宝石的碎块、碎屑经人工熔结后制成。常见的有再造琥珀、再造绿松石。

仿制宝石:完全或者全部由人工生产的材料,它们模仿天然宝石或者人造宝石的效应、颜色和外观,但不具有所仿宝石的化学成分、物理性质以及晶体结构,如玻璃和塑料。

第一章、宝石的形成和资源

宝石矿床:是指在各种地质作用下,如岩浆活动、火山活动、热液活动、地下水活动、风化、淋滤、搬运、沉积及变质作用等,在地壳表层和内部形成的并在现有技朮和经济条件下,其质和量符合开釆利用要求的有用矿物质的集合体。

围岩:是指位于矿床周围的岩石或紧靠矿体两侧的岩石。

成矿母岩:是指对一个矿床的形成提供成矿物质来源或与成矿作用直接有关的岩石。

矿石:是指在现有的技朮和经济条件下,能够从中提取有用组分(元素、化合物或矿物)的自然矿物集合体。

脉石:是指矿床中与矿石相伴生的非矿石部分,如矿体中所含的围岩角砾或低矿化的围岩残余等。

矿石品位:指矿石中有用组分的含量,矿种不同,矿石品位的表示方法也不同。

内生宝石矿床:是指它的能源来自地球内部,与岩浆活动有关,是在地球不同深度的压力和温度作用下完成的。

外生宝石矿床:也称为表生作用,是由于太阳、水、空气和生物作用、风化作用及沉积作用,进而形成的风化-淋滤型、砂矿型、生物成因等矿床。

第二章、宝石的结晶学和矿物学基础

晶质体:质点作规律排列具有格子构造的物质即称为结晶质。

非晶质体:有些状似固体的物质如玻璃、琥珀、松香等,它们的内部质点不作规则排列,不具格子构造称为非晶质或非晶质体。

晶体:结晶质在空间的有限部分即为晶体。

多晶质体:由多个小晶体组合在一起形成的岩石或者玉石,称为多晶质体。

隐晶质体:由无数个非常小的晶体组合在一起形成的岩石或者玉石,这些微晶小到在光学显微镜下也不易分辨出晶体的个体,称为隐晶质体。

空间格子:晶体中的原子、离子或分子有规律的排列,形成在三维空间呈周期性重复排列的几何点(即结点),这些几何点的连结成无限的立体几何图形,称为空间格子。它是从具体的晶体结构中抽象出来的。

面网:结点在平面上的分布构成面网。

对称:就是物体相同部分有规律的重复。

对称面:是一个假想的平面,相应的对称操作为对于比平面的反映.它将图形平分为互为镜像的两个相等部分。

对称轴:是一根假想的直线,相应的对称操作是围绕此直线的旋转.当图形围绕此直线旋转一定角度后,可使相等部分重复。

对称中心:是一个假想的点;相应的对称操作是对此点的反伸(或称倒反).如果通过此点做任意直线,则在此直线上距对称中心等距离的两端,必定可以找到对应点。

对称型:对称要素的合理组合称为对成型。

晶体定向就是在晶体中确定坐标系统.具体说来,就是要选定坐标轴(晶轴)和确定各晶轴上单位长(轴长)之比(轴率)。

晶轴:晶轴系交于晶体中心的三条直线。

轴角:系指晶轴正端之间的夹角。

轴长与轴率:晶轴系格子构造中的行列,该行列上的结点间距称为轴长。

单形:单形是由对称要素联系起来的一组晶面的总合。也就是籍对称型中全部对称要素的作用可以使它们相互重复的一组晶面.因此,同一单形的所有晶面彼此都是等同的。

聚形:两个以上的单形的聚合称为聚形。

平行连生:同种晶体,彼此平行地连生在一起,连生着的每一个晶体的相对应的晶面和晶棱都相互平行,这种连生称为平行连生。

浮生:不同物质的晶体沿一定方向的规则连生,或同种物质的晶体以不同的面网相接合而形成的规则连生称为浮生。

双晶:双晶是两个以上的同种晶体按一定的对称规律形成的规则连生,相邻两个个体的相应的面,棱,角并非完全平行,但它们可借助对称操作—反映,旋转或反伸,使两个个体彼此重合或平行。

接触双晶:双晶个体以简单的平面相接触而连生者称接触双晶。

聚片双晶:多个片状个体以同一双晶律连生,接合面相互平行。

环状双晶:多个双晶个体彼此以同样的双晶律连生,但结合面互不平行,而是依次以等角相交。

穿插双晶:穿插双晶是由个体相互穿插而形成的双晶。

晶面条纹:在许多晶体的晶面上可以看到一系列平行的或交叉的条纹,并严格地沿一定的结晶方向排列。

蚀像:晶体的晶面上出现的具有几何形状内凹小坑或者突起的小丘。

印痕:生长时多个晶体挤压在一起造成的晶面花纹。

类质同象:晶体结构中的某些质点(原子,离子或分子)为它种类似的质点所代替,仅使晶格常数发生不大的变化,而结构型式并不改变,这种现象称为类质同像。

同质多象:同种化学成分的物质,在不同的物理化学条件(温度.压力.介质)下,形成不同结构的晶体的现象,称为同质多像.这些不同结构的晶体,称为该成分的同质多像变体。

矿物:指在自然过程中形成的具有特定晶体结构和化学成分的无机物,大多数宝石都属于矿物。

光泽:材料表面反光的能力和特征。

透明度: 指宝石材料透光的程度。

解理:矿物受外力(敲打,挤压等)作用后,沿着一定的结晶方向发生破裂,并能裂出光滑平面的性质称为解理。 断口:晶体或材料受到外力作用发生的随即的无方向性的破裂。

裂理:是晶体在外力作用下,沿着一定结晶方向裂开的性质。

硬度:指矿物抵抗外来刻划,压入或研磨等机械作用的能力。

摩氏硬度:矿物学家摩斯选择了十种有代表性的矿物,依据他们相互刻划的能力分成十级:

滑石、石膏、方解石、萤石、磷灰石、正长石、石英、黄玉、刚玉、金刚石。滑石硬度最低,金刚石硬度最大。

韧性:宝石材料抗拒因敲击发生破裂的能力。

脆性:材料受外力作用容易破碎的性质称为“脆性”。

第三章、宝石的物理性质和外观特征

色调:指颜色的种类,彩色宝石的色调取决于光源的光谱组成和宝石对光的选择性吸收,也是彩色间相互区分的特性,如红色、绿色和蓝色。

明度:指人眼对颜色明暗度的感觉,也称宝石颜色的明暗程度。

饱和度:指颜色的纯净度和鲜艳度。

光泽:是指矿物表面和表层对光的反射能力,取决于宝石的折射率大小、表面的抛光程度和表层结构。

透明度:光线穿透物体的难易程度称为透明度。

亮度:是指光从已切磨成刻面型宝石的亭部刻面反射而形成的亮光的大小。

色散:指白光照射到透明物体的倾斜平面时,由于不同波长的光线具有不同的折率,使白光分解成它的组成色(波长)的作用。

火彩:由于刻面型宝石的色散作用造成的使白光分解成形成五颜六色的闪烁光的现象,称为火彩。

多色性:彩色宝石从不同方向观察、或者不同振动方向的偏振光具有不同颜色的现象称为多色性,它包括二色性和三色性。

猫眼效应:由于宝石的平行状内含物对光线反射形成的纵贯弧面型宝石表面的明亮光带。

星光效应: 在弧面型宝石的表面出现4或6道星状光带的现象,星光是由多组定向排列的针管状包体对光的反射造成的。

变彩和晕彩: 由于光的干涉或者衍射作用形成的颜色。如果形成多种颜色称为变彩,如果只形成一种接近于白色(饱和度不高)的颜色,称为晕彩。

砂金效应: 宝石中定向排列的片状包裹体对光线的镜面反射形成的闪光现象。

变色效应: 在日光和灯光下观察宝石出现截然不同的两种颜色,日光下呈现冷色调(典型的为绿色),灯光下呈现暖色调(典型的为红色)的现象,例如变石在日光下呈绿色,在灯光下呈红色。

发光性:宝石在各种外来激发源(加热除外)的激发下发出可见光的现象。

荧光和磷光:是指宝石在激发源消失时,某些宝石发光现象也随之消失;磷光是指宝石在激发源消失时,某些宝石能保持较长一段时间内继续发光。

相对密度:是在4°C的温度、1个标准大气压下,物质的质量与同体积水的质量的比值。

第四章、宝石中的内含物

内含物是指宝石在形成过程中,由于自身和外部因素所造成的、形成于宝石内部的特征,也可称为内部特征。

原生包裹体:包裹体在寄主宝石的形成之前就已经存在,被包裹到后来形成的宝石晶体中。
同生包裹体:形成时间于寄主矿物同时,在与寄主宝石晶体同时生长的过程中被包裹到寄主中。

后生包裹体:形成的时间晚于寄主矿物,可因固溶体出溶作用、应力释放、充填作用等形成。

第五章、宝石的优化处理

优化处理:除了切磨抛光以外的任何施加于宝石的加工,这些额外加工的目的通常是为了改善宝石的颜色、净度、亮度、光学效果、耐久性和重量等,使得经过优化处理的宝石的商业价值得到提高。

表面处理:利用涂层、镀层、背衬、刻划条纹等方式使宝石改变颜色、增强反光亮度和产生光学效应。

漂白处理:利用化学试剂除去有机宝石和部分无机宝石的杂色色调。

热处理:利用加热的过程使宝石的颜色、透明度、光学效应等得以改进,在这一加热过程中没有外来物质(除氧元素外)的加入,也没有宝石物质的流失。

愈合裂隙热处理:宝石加热处理过程中,由于低熔点化学试剂的熔融和沿开放裂隙渗入到宝石中,通过溶解和重结晶作用使裂隙发生愈合作用,提高了宝石的透明度和表观净度。

扩散热处理:扩散热处理与单纯热处理的区别在在热处理的过程中,外来的化学成分进入到宝石的晶格,使宝石的颜色、透明度、净度得以改善。常见的处理有:表面扩散处理、体扩散处理和愈合处理等。

辐射处理:利用原子微粒辐射和放射物质辐射,在淡色或无色宝石上产生颜色的方法,原理为破坏正常结构产生色心。

染色处理:主要适用于多孔的材料或含有相当多裂纹或裂隙的材料,从而使染料可以渗入宝石。

充填处理:利用宝石存在的孔隙或裂隙,填充无色的物质,以达到增加宝石的稳定性、隐去裂隙、提高透明度、提高机械强度和增加光泽等目的。

激光钻孔处理:用激光烧蚀钻石,形成达到黑色包裹体的开放性通道,再用强酸溶蚀黑色的包裹体,提高钻石的表观净度。

拼合处理:常为了利用宝石的原料,它由两个或更多地部分组成,使宝石的体积和重量增大、增强光泽、甚至改变宝石的颜色。

仿古处理:釆用染色、涂层、酸性或者碱性腐蚀使玉器的表面产生颜色、腐蚀坑、氧化层等、模仿出土的古玉器或者传世的古玉器。

表面增生:在宝石的表面生长一层合成宝石,以改进宝石的颜色、增加宝石的重量。

第六章、合成和人造宝石

合成宝石: 用各种原料通过晶体生长等方法制备的、在化学成分、晶体结构、物理性质上与其天然的对应宝石基本相同的材料。

人造宝石:指人工生产的、没有天然对应物的、具有宝石的工艺性能的材料,例如钇铝榴石(Y3Al5O12)

人工宝石:合成宝石和人造宝石的统称。

再造宝石:将一些天然宝石的碎块、碎屑经人工熔结后制成。常见的有再造琥珀。

仿制宝石: 完全或者全部由人工生产的材料,它们模仿天然宝石或者人造宝石的效应、颜色和外观,但不具有所仿宝石的化学成分、物理性质以及晶体结构,如玻璃和塑料。

焰熔法:是从熔体中生长单晶体的一种方法,原料粉末在通过高温的氢氧火焰后熔化,熔滴落到下部的种晶上生长形成晶体。

提拉法:是从熔体中生长单晶体的一种方法,晶体原料在坩埚中加热熔化后,让种晶接触熔体表面后向上提拉生长出圆柱状晶体。

冷坩埚法:是一种从熔体中生长晶体的一种方法,特点是用原料本身作坩埚,内部熔化,外部则装有冷却装置,外部的未熔壳起到坩埚的作用。原料充分熔化后在降温结晶。仅用于生长合成立方氧化锆晶体。

水热法:是溶液中生长晶体的一种方法,用高温高压的水溶液溶解宝石物质,控制高压釜内溶液的温差使产生对流,并使溶液过饱和析出溶质生长晶体的方法。

助熔剂法:是溶液中生长晶体的一种方法,是将组成宝石的原料在高温下溶解于低熔点的助熔剂中,使之形成饱和溶液,然后通过缓慢降温或在恒定温度下蒸发熔剂等方法,使熔融液过饱和,从而使宝石晶体析出生长的方法。

助熔剂:通常为极化力很强的无机盐类,具备不与合成宝石产生化学反应、溶解度高、稳定好、挥发性小、无毒等性质。

高温高压法:通常指在模拟天然钻石形成的极高的温度和压力条件下合成钻石的方法。

化学气相沉淀法:是一种亚稳态下合成晶体的一种方法,通常利用微波、放电、燃烧等方法激活某种气体(如甲烷),使之离解出活性原子(如游离态的碳)结晶成化合物(如钻石)。
梨晶:焰熔法长出的晶体形态类似梨形,故称为梨晶。

种晶:人工生长晶体时用于控制自发成核的小晶体。

种晶残余包裹体:合成宝石成品中含有的没被完全切除的种晶。

帕拉图效应:焰熔法合成的浅色蓝宝石,在正交偏光下沿光轴方向显示两组夹角为120度的结构的现象,是焰熔法合成蓝宝石宝石的特征。

生长纹理:水热法合成宝石常由于多晶面的生长快速方式造成的纹理,水热法合成祖母绿常显示锯齿状纹理,水热法合成红、蓝宝石中常有波状纹理。

助熔剂残余包体:包裹晶体中的助熔剂冷却,由液相转化为固相时自发形成微晶集合体,并且体积收缩,形成固-气两相包体。

第七章、宝石测试技朮

无损测试:测试实验不能损害被测试样品的使用性能。

显微镜放大倍数:等于物镜的放大率与目镜放大率的乘积。

显微镜工作距离:工作距离是被观察的物体和物镜的距离。

暗域照明:光源的光不直接射向宝石,而是经半球状反射器的反射后再射向宝石,只有经宝石中包裹体漫反射的光进入物镜,在暗色背景上形成明亮的图像,是一种最为常用的照明方法。

亮域照明法:光源由宝石的底部直接照射并穿透宝石,内含物在明亮的背境下形成暗色的图像,有利于观察内含物的细部特征。

顶部照明法:光源在宝石的上方,经宝石表面或者内部反射出的光线进入物镜,这种照明方式适于观察宝石表面及近表面特征。

油浸法:把样品浸泡在折射率相近的液体中,以减少光线的折射、全反射的方法。

表面特征:分布在宝石表面上的各种可见的现象,如划痕、生长纹理等。

内部特征:分布在宝石内部的各种可见的现象,如包裹体、色带、生长带、双晶面等。

二色性:当一轴晶的有色宝石的o光和e光具有不同的颜色时为二色性。

三色性:当二轴晶的有色宝石的α、β和γ具有不同的颜色时为三色性。

特征光谱:具有特征的吸收线、吸收带、吸收边或者发光线组成的,具有指示宝石致色剂、宝石品种的光谱。

均质体:旋光性各向同性的单折射物质为均质体。

非均质体:旋光性各向异性双折射的物质为非均质体。

自然光:组成光束的光波的振动的方向是随机的。

偏振光:组成光束的光波具有一致的振动的方向。

全消光:单折射宝石在正交状态的偏光镜下转动宝石360度,宝石呈全暗的现象。

正常消光:双折射宝石正交状态的偏光镜下转动宝石360度,宝石出现四明四安的现象。

集合消光:在正交状态的偏光镜下转动双折射的多晶集合体宝石360度,宝石出现全亮的现象。

假集合消光:在正交状态的偏光镜下转动单折射的多晶集合体宝石360度,宝石出现半亮的现象。

异常消光:单折射宝石在正交状态的偏光镜下出现晕彩、无色圈黑十字、格子状或者斑块状消光。

干涉图:双折射宝石的聚合偏光下的消光现象,一轴晶和二轴晶宝石的干涉图特点不同。

点测法(远视法):测定弧面型宝石的近似折射率。

接触油:使宝石与棱镜之间形成光学接触的高折射率液体,其组分为:二碘甲烷+四碘乙烯+硫。

单色光:波长范围很小的光源,折射仪使用589.5nm的钠光源,用低压汞灯、黄光二极管或单色滤色镜来获得。

临界角:当光线从光密介质进入光疏介质时,折射角为 90°时的入射角。

负读数:样品折射率大于折射仪测量上限的情况。

长波和短波紫外灯:分别辐射波长为365nm和253.7nm的紫外光的低压汞灯。

静水称重法:利用宝石在水中受到的浮力测量宝石相对密度的方法。

重液法:根据宝石在相对密度已知重液中的飘浮、悬浮、下沉的状态判断宝石的相对密度。
热导率:物体传导热量的能力。

斯涅耳定律:描述材料的反射率与折射率、吸收率之间函数关系得物理定律,用于反射仪。

条痕:样品在粗糙的白色瓷板上磨擦后留下的粉末的颜色。

紫外一可见光谱:被物质选择性地吸收了200~800nm波长的紫外和可见光。

红外光谱:被物质选择性地吸收了4000~400cm-1波数的的红外光。

拉曼(Raman)散射:光子与物质的分子发生非弹性碰撞后,改变了入射光频率的现象。

x-荧光:外层的电子充填内电子层的空穴释放出的波长小于10nm的电磁波。

阴极发光:物质在高能电子的轰击下发出可见光的现象。

LIBS:激光诱发光谱,用高能激光激发样品产生的等离子体的发射光谱。

第八章、宝石的价值与评估

价值:指的是在特定环境下特定时间某买者从某商贩手中购买时,在双方对所有相关事实都有相当的了解的情况下,都认可的价格。

成本计算法:成本计算法是指评估珠宝首饰时,按在现时条件下重新购买一项全新的被评估首饰资产所需要的全部成本减扣其各项损耗价值来确定其价值的方法。又称为重置成本法 。

市场比较法:是通过市场调查,选择与被评估珠宝首饰相同或相似的首饰作为对比参照物,分析参照物的成交价和交易条件,并就影响价格的有关因素进行对比调整,从而确定被评估珠宝首饰价值的一种评估方法。

收益法:是通过估算被评估资产未来预期收益并折算成现值,借以确定被评估资产价值的一种资产评估方法。

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