GIC宝石鉴定初级基础重点笔记.doc

GIC 初级基本 GIA宝石证书12.9W GIA钻石证书8W
FGA宝石证书5K美金 FGA钻石证书4K美金
一、宝石分类及命名
① 宝石定义：
1. 广义：一切可揣摩或雕刻成首饰或工艺品材料，涉及人工和天然
材料。
2. 狭义：自然界中美丽，耐久，稀少但可揣摩或雕刻成首饰或工艺品
矿物，岩石及某些有机材料。
② 宝石特性：⑴美丽 ⑵耐久，硬度大，坚韧不脆，化学性稳定 ⑶稀少 ⑷无害。

摩斯硬度：矿物硬度是矿物抵抗外来机械作用（如刻划、压入、研磨等）侵入能力。材料硬度取决于原子间键合力性质和强度，不同硬度测量办法有：摩氏硬度、压入硬度和研磨硬度。德国矿物学家摩氏在1822年为了评价矿物硬度提出一种使用分类表，事实上是一种刻划硬度，矿物硬度分为10级，从1-10分别为：滑石、石膏、方解石、萤石、磷灰石、长石、石英、黄玉、刚玉、金刚石。
矿物硬度也具备对称型和方向性，这种硬度大小随方向而变化，例如蓝晶石，沿晶体延长方向硬度是5，而垂直延长方向硬度为7

天然珠宝玉石：
l 天然宝石：矿物单晶（可含双晶）
1) 高档宝石：H>7。例如：钻石，红宝石，蓝宝石，祖母绿，金绿宝石；
2) 中低档宝石：碧玺，石榴石，尖晶石，水晶等；
3) 稀少宝石：也叫收藏宝石，塔菲石，蓝锥矿，矽线石等。
l 天然玉石：矿物集合体和非晶质材料。
1) 高档玉石：H：6.5-7 翡翠，软玉；
2) 中低档玉石：H：4-6 玛瑙，岫玉，青金岩，天然玻璃等；
3) 雕刻石：H：2-4 图章石，砚石，装饰石等。
天然有机宝石：
珍珠，珊瑚，煤精，骨料，象牙，龟甲。
人工宝石：
合成宝石：有天然相应物，如合成红宝石，合成钻石
合成宝石必要具备三个条件：
a． 它应当是人工参加生产无机产物。由于有机材料在外观上也许被模仿，但其生长过程是不能复制。
b． 它必要有相应天然宝石。
c． 它物理性质、化学成分和晶体构造与相相应天然宝石相似或几乎完全相似。但合成尖晶石却有微小差别。
人造宝石：无天然相应物，如YAG（钇铝石榴石）；
拼合宝石：两块以上材料组合在一起，如苏达祖母绿；
再造宝石：碎块在高温高压下粘结而成，如再造琥珀。

二、宝石形成
l 矿物：由地质作用形成，普通为固体无机晶质材料，也有有机琥珀及非晶质材料欧泊，天然玻璃等；
l 岩石：矿物天然集合体
1） 沉积岩：灰岩，生物碎灰岩；
2） 岩浆岩：花岗岩，玄武岩；
3） 变质岩：大理岩，片岩。
岩浆成矿作用
1） 处在地壳深部岩浆具备很高温度，在压力驱使下沿破裂带上升，形成火山岩和侵入岩
2） 岩浆在上升过程中，不断发生结晶分异作用，使有用组分汇集形成岩浆矿床
3） 金伯利岩：钻石，石榴石；
4） 玄武岩：橄榄石，蓝宝石；
5） 伟晶岩：海蓝宝石，黄玉，碧玺，各色水晶。
变质成矿作用：在地球内力影响下，固态岩石或矿物在基本保持固态下发生成分、构造、构造变化，形成有用物质汇集。
1） 区域变质作用：
1. 大理岩：Ruby，Sapphire;
2. 片岩：Emerald，Chrysoberyl.
2） 接触变质作用：蛇纹岩，软玉，翡翠等。
热液成矿作用：岩浆水、变质水、沉积水流体与岩石作用发生充填和交代作用使有用物质析出形成矿床。
典型热液充填——玛瑙、玉髓、水晶、冰洲石等。
晶洞：成矿热液沿构造裂隙及空间充填，晶体沿壁生长。
风化沉积成矿作用：当岩石或矿床裸露地表或处在近地表时，由于水、生物、氧化环境和温差变化加速了风化。
不稳定某些矿物——分解、淋失——在深部再析出形成淋积矿床。
形成矿物为：欧泊、绿松石、孔雀石等。
抗风化能力强矿物——残留下来——形成残积矿床——通过河流搬运、迁移，富集形成各种残积矿床。
这些矿有如下性质： 1.化学性质稳定（抗风化）2.高硬度（耐磨）3.比重大（通过迁移分异可以富集成矿）如钻石、红宝石、蓝宝石、尖晶石等。
冲击砂矿——河床；宝石富集于砾石层中（宝石砾）
海洋砂矿——海岸
宝石矿床分类及特性

成因类型
岩类
宝石种类

内生矿床
岩浆型
金伯利岩
金刚石、镁铝榴石、橄榄石
基性喷出岩
蓝宝石、锆石
酸性喷出岩
贵榴石、托帕石
伟晶岩型
晶洞伟晶岩
海蓝宝石、绿柱石、水晶、锂辉石、锰铝榴石
稀土金属伟晶岩
彩色电气石、铯绿柱石、托帕石、长石
气成 热液型
超基性岩交代岩
翡翠、翠榴石
云英岩（云母、石英）
祖母绿、红宝石
矽卡岩
红宝石、蓝宝石、尖晶石、铁铝榴石
热液型
深成型
紫水晶、黄水晶
火山成因型
紫水晶、蛋白石、托帕石
远程低温型
祖母绿
变质型
动力变质型
翡翠
区域变质型
红宝石、蓝宝石
混合型
月光石、SiO2类玉

外生矿床
生物沉积
褐煤
煤玉、琥珀
风化壳型
砂—粘土质岩石超基性面性风化
欧泊、澳玉
含硫化物铜矿浅性风化
绿松石、孔雀石
　砂矿
残坡积型
所有宝石
冲积砂矿
所有宝石
海成砂矿
所有宝石
三、宝石化学构成
1. 宝石化学成分
1） 单质—钻石 C
2） 氧化物—刚玉，尖晶石，金绿宝石，石英
3） 硅酸盐—绿柱石，石榴石，翡翠，橄榄石，黄玉，碧玺，锆石
4） 高硬度、耐腐蚀
5） 碳酸盐—冰洲石，珊瑚，珍珠
6） 低硬度、不耐酸、有解理。 有解理：敲时候容易碎成一片一片
7） 磷酸盐—磷灰石，绿松石
8） 有机材料—煤精，琥珀，龟甲以有机成分为主，珍珠，珊瑚含少量有机成分
2. 同质多像与类质同象
同质多像：化学构成相似物质，在不同物化条件下结晶成具备不同晶体构造晶体现象。如钻石和石墨（碳）是两种非常不同材料。一种具备作为宝石所需要重要特性，而另一种则是重要工业用润滑剂。
类质同像：物质结晶时，其晶体构造中某些离子或原子位置，被某些相似离子或原子占据，其晶体构造和化学键类型不发生变化，但会引起其晶胞参数及物理性质发生变化现象。如石榴石（Fe.MG）3AI2(SIO4)3Fe-AI，Mg-AI
RI,色散，SG颜色，光谱，硬度
四、结晶学基本
晶系： 七大晶系；对称特点、晶轴、轴角关系、晶体几何常数特点、最高对称型、重要单形、矿物实例。
晶体特性：只有方向性物理性质：多色性、理解、差别硬度
1. 晶质与非晶质材料

1）晶体：具备格子构造固体，晶体内部质点（原子、离子或分子）在三维空间内进行规则、有序周期性重复排列，在自由生长条件下，能自发形成规则多面体形态。

2）非晶质：内部质点不作规则排列（不具格子构造），无一定外观形态。

晶质与非晶质关系与区别：
晶质稳定，非晶质相对不稳定。
非晶质-脱玻化-形成雏晶，例如火山玻璃；
晶体-放射性-脱晶质化-非晶质，例如高锆-低锆。
晶质构造转变------

晶质
非晶质
宝石矿物
宝石矿物
A. 具备方向性物理性质：多色性、解理、差别硬度；
B. 外形和性质具备对称性；
C. 有固定熔点,例如刚玉2050°熔化；
D. 具最小内能、稳定性——非晶质向晶质转化趋势。
无对称型
无规则几何外形
无方向性物理性质
无固定熔点
钻石、刚玉、托帕石等
火山玻璃、欧泊、琥珀等

2. 多晶质

显晶质：由某些细小颗粒构生集合体，放大镜下可见这些颗粒，集合体不具
有几何对称外形；

隐晶质：由无数细微晶体颗粒构成集合体，显微镜下无法看出晶体颗粒。

多晶质
隐晶质
非晶质
宝石矿物
宝石矿物
宝石矿物
无规则几何外形
无规则几何外形
无规则几何外形
晶体
晶体
非晶体

属于多晶质，但在宝石显微镜下无法看出晶体颗粒
内部质点不作规则排列（不具格子构造）
翡翠
玛瑙、玉髓
玻璃、琥珀

晶体对称：
所有晶体是对称。
取决于其内部质点规律性排列。
不但形态并且物性都是对称。
3.对称要素
对称要素：对称面P，对称轴L，对称中心C
① 对称面P：是一种假象平面，将一种晶体划分为互为镜像反映两个相等某些。如果一种晶体沿对称面切割成两半，并将切割下来半个晶体切割面对着镜面放置，影像将重现所失去另半个晶体。依照晶体特点，晶体中对称面也许数目是0-9个，立方体最高，有9个对称面。中级晶族中四方晶系最多有5个对称面；六方晶系最多有7个对称面；三方晶系最多有3个对称面；低档晶族中斜方晶系最多有5个对称面；单斜晶系最多有1个对称面，三斜晶系没有对称面。
② 对称轴L：是指通过晶体中心一根假象直线。当晶体环绕其旋转一圈360°时，其相似外形能重复浮现2、3、4或6次。对称轴分别称为二次轴、三次轴、四次轴和六次轴。三次对称轴以上称之为高次轴。对称轴穿过晶面中心、晶棱中心、角顶中心
③ 对称中心C：一种假想点，通过此点作任意直线，在此 线上与对称中心C等距离两端上必然可找到相应点。

对称轴L
对称面P
对称中心C
晶体对称要素
晶体对称要素
晶体对称要素
假想几何要素
假想几何要素
假想几何要素
线
面
点
穿过晶面中心
穿过晶棱中心
穿过角顶
L2、L3、L4、L6
垂直平分晶面
垂直平分晶棱并通过其中心
包括晶棱
最多9P，至少无
最多一种，至少无

晶体定向：
结晶轴：简称晶轴，用来拟定晶面，晶棱在晶体上方向而人为选定三根或四根 坐标轴。
结晶轴交于晶体中心—原点，平行于对称轴、对称面法线或平行晶棱。
轴角：结晶轴夹角。
轴率：轴单位比 a：b：c 。
高档晶族
立方晶系
有四个三次轴4L3
中级晶族
六方晶系
三方晶系
四方晶系
L6
L3
L4
低档晶族
斜方晶系
单斜晶系
三协晶系
二次轴或P多于一种
二次轴或P不多于一种
无二次轴和P

高档晶族：有各种高次对称轴
1. 等轴晶系（立方）
均质体（各向同性），单折射率
最高对称形 3L44L36L29PC
四周体组：四周体、三角三四周体、四角三四周体、五角三四周体、六四周体
八面体组：八面体、三角三八面体、四角三八面体、五角三八面体、六八面体
六面体组：立方体、四六面体、棱形十二面体、五角十二面体
钻石、尖晶石、萤石、石榴石
中级晶族：非均质体，双折射，一轴晶，仅有一种高次对称轴，为C轴。
柱类
三方柱 复三方柱
四方柱 复四方柱
六方柱 复六方柱
锥类
三方单锥、双锥 复三方单锥、双锥
四方单锥、双锥 复四方单锥、双锥
六方单锥、双锥 复六方单锥、双锥
棱面体、三方偏方面体 平行双面 单面

2. 四方晶系： L44L25PC，仅有一种高次对称轴，为L4，a=b≠c，四方柱，四方双锥等，c⊥a⊥b 。
3. 六方晶系： L66L27PC
a1=a2=a3≠c
aI＾a2=a2＾a3=aI＾a3=120° c⊥a
六方柱，六方双锥，平行双面（磷灰石、绿柱石）
4. 三方晶系： L332L23PC，仅有一种高次对称轴，为L3-C轴三方柱，三方双锥，菱面体，平行双面
低档晶族：非均质体，双折射，二轴晶。
没有高次对称轴
5. 斜方晶系：L2或P多于一种，3L23PC，斜方柱，斜方双锥，平行双面。
无高次对称轴 L2或P多于一种
3L2 3PC a≠b≠c c⊥a⊥b
6. 单斜晶系：L2或P不多于一种，L2PC，斜方柱，斜方双锥，平行双面。
无高次对称轴 L2 PC a≠b≠c b⊥a,c
7. 三斜晶系：无L2或P，只有C，
a≠b≠c b＾a＾c＾b≠90°
平行双面，双面，单面（绿松石、天河石）

4.晶形：
1. 单形：由同种晶面（同形等大）所构成品体形态：指由对称要素联系起来一组晶面总和。是借对称型中所有对称要素作用可以使它们互相重复一组晶面，它们具备相似性质。晶体几何形态共有47种单形。
如三方晶系三方双锥、三方柱等；四方晶系四方双锥、四方单锥
单形可以分为开形和闭形2种。
开形：晶面不能完全包围一定空间单形，须和其他聚合才干形成晶体。例如平行双面、柱类和单锥类。
闭形：晶面可以包围成一种封闭空间单形。例如立方体和八面体等。
2. 聚形：单形聚合，是由两个或两个以上单形构成。但单性聚合是任意，必要是属于同一对称型单形才干聚合。如四方体—四方柱和平行双面。
5. 双晶
两个或者两个以上同种晶体按一定对称规律形成规则连生，相邻两个个体可以通过对称操作使2者彼此重叠或平行。
双晶重要类型
接触双晶（两个个体以简朴平面接触）
1. 简朴接触双晶：
尖晶石律、三角薄片双晶、膝状双晶
双晶结合面 凹角 外形对称性变化
2. 聚片双晶：
*各种薄板状个体以同一双晶体律连生，结合面互相平行。相邻2个个体方向相反。
*钠长石
3. 穿插双晶：两个个体互相穿插形成双晶（两个或者两个以上）
*正长石卡氏双晶
*十字石——十字穿插双晶
4.轮氏双晶：两个以上个体以同一双晶律连生，为若干接触双晶或穿插双晶组合，各结合面互不平行，依次呈等角度相交，使双晶整体呈环状或辐射状
*金绿宝石三连晶
6. 实际晶体
1、表面生长特性：
*生长纹
*三角形生长标志
2、鉴定要结合物理性质——颜色、光泽、解理、断口、硬度等。
3、结晶习性：矿物产出时经常呈现形态
4、晶体变形——生长 条件及环境影响
*晶面大小变化但夹角不变
集合体：1块状2葡萄状3钟乳状4同心环状5条带状（玛瑙）6结核状7放射状8晶族状
矿物形态
单晶体：
连生：*规则连生（平行连生、双晶）不规则连生
集合体：*结核状 钟乳状、葡萄状、块状
等轴晶系
1钻石2尖晶石3石榴石4萤石5黄铁矿
钻石：*八面体*菱形十二面体*三角凹痕*生长纹理*三角薄片双晶*八面体解理
颜色：无色——浅黄、浅褐、浅灰
金刚光泽
阶梯状端口
石榴石：四角三八面体 菱形十二面体
*强玻璃光泽 *红、深红、褐红、紫红、橙色、黄色、绿色、淡黄、淡绿 *生长纹理 *贝壳状断口
尖晶石：*八面体
*八面体与菱形十二面体聚形
*尖晶石律双晶
*玻璃光泽
*红（贵）、蓝、褐色、紫色等
*无解理
萤石：*立方体
*八面体完全解理（解理块）
*阶梯状端口
*弱玻璃光泽：H低，表面磨损严重
*除了红、黑其他各色
晶面与解理面
晶面为晶体构造最外层面网晶面上有生长条纹或标志
解理面是晶体构造薄弱面解理面平滑、有珍珠光泽
黄铁矿： *金黄色
*金属光泽
*立方体
*五角十二面体
*两者聚形
*生长纹理
四方晶系： *方柱石
*符山石
*锆石
锆石： *亚金刚光泽*四方柱与四方双锥*褐、红、无色（褐红色最常用）
方柱石：*四方柱与四方双锥及平行双面
*紫色、橙色、无色
*柱面纵纹
*玻璃光泽
六方晶系：*磷灰石
*六方柱+六方双锥
*浅绿、浅蓝、黄色
*贝壳状断口
*H低，表面有明显磨损
绿柱石：*六方柱+平行双面+六方双锥
*玻璃光泽
*贝壳状断口
*绿、红、浅蓝、无色
*海蓝宝石柱面有纵纹
三方晶系： *电气石 碧玺
*六方柱+三方柱（复）三方单锥+单面
*晶体构造没有对称中心
*异极象：晶体两端浮现不同单行现象
碧玺（柱面条纹*球面三角形横断面*贝壳形断面 ）
刚玉（各色*六方双锥+六方柱+平行双面+菱面体*菱面体裂及地面裂理*强玻璃光泽*地轴面上有三角形生长标志）有裂理比较差
石英（六方柱+菱面体2个+三方偏方面体+三方双锥*左形*右形）
水晶（柱面有横纹*玻璃光泽*贝壳状断口*无色、紫色、黄色、烟色、黑色）
方解石（柱状，但普通仅看法理块*菱面体解理*阶梯状断口*强双折射*H低，表面磨损严重*无色*多为集合体形式存在*汉白玉——碳酸盐质玉*大理岩）
斜方晶系：托帕石（黄玉）
黄玉（斜方柱+斜方双锥+平行双面*地面完全解理*阶梯状断口*纵纹*无色、黄、褐、蓝色）托帕石最佳就是黄色
赛黄晶（斜方柱+斜方双锥+平行双面*纵纹*无地面完全解理*无色、褐色、黄色）
金绿宝石（贵重五大宝石之一）（黄绿色、褐色*玻璃光泽*斜方柱+斜方双锥*柱面纵纹*三连晶——三个晶体互相穿插）有凹角
单斜晶系：正长石*月光石*平行双面+斜方柱*无色*2组完全中档解理*阶梯状断口（只有一种L2一种P）
三斜晶系：天河石*平行双面*单面*二组完全解理*阶梯状断口*蓝绿色*格子状颜色分布（有白色网格）
五、 力学性
一、刻划硬度：材料抵抗刻划能力；
材料硬度取决于原子间键合力性质和强度
二、摩氏硬度 H
矿物硬度分为10级，从1-10分别为：1滑石、2石膏、3方解石、4萤石、5磷灰石、6长石、7石英、8黄玉、9刚玉、10金刚石
指甲2.5 小刀5.5 窗玻璃5.5 合成水晶7
A、只是相对大小；金刚石与刚玉间差不不大于滑石与刚玉之间差H不不大于7，耐磨
B、差别硬度：方向性差别，翡翠差别硬度导致橘皮效应；
钻石差别硬度使之得以切磨
2 硬度测试
刻划硬度：注意事项
A． 破坏性，重要对原石，其她尽量避免使用；
B． H笔：从软到硬测试，以便只留下一条划痕
C． 雕件及成品测试部位：不显眼处
D． 观测硬度特性：刻面棱锋利笔直者硬度高，刻面棱圆滑则硬度低。
3．硬度意义：
A、鉴定宝石
B、加工时，磨料选取、琢形选取、避免橘皮效应、切磨钻石
C、首饰维护：首饰类型选取、镶嵌方式及佩戴注意问题等
抗压硬度：维克H Kg/mm2
二、 条痕
*当材料在白色无釉瓷板上刻划时留下特性颜色粉末。
*区别体色相似某些宝石：
*赤铁（褐红色）与钢珠（无）
*方钠石（白色）与青金岩（蓝色）
*珊瑚（白色）与“合成”珊瑚（红褐色）
*注意：破坏性测试，慎用
*放大下进行后观测
三、解理
*在外力作用下，材料倾向于沿某些特殊方向破裂形成平坦断面性质；
*解理面平行于其构造弱面；
*方钠石、钻石、黄玉；
*长石、辉石（翡翠）
*1、分类：
*一组（底面）解理：黄玉
*二组（柱面）解理：辉石
*三组（菱面体）解理：方解石
*四组（八面体）解理：钻石、萤石
解理分级：
*晶体受力后：
*极完全解理：极易沿解理面提成薄片，解理面平整光滑。
*完全解理 ：沿解理面裂成平整面
*中档解理 ：沿解理面分裂，解理面不很平整
*不完全解理：沿解理面分裂困难，解理面不平整也不明显。
*宝石解理只有：有三类（完全解理、中档解理、不完全解理）
2、应用或者意义
A．鉴定
—初始解理：胡须、蜈蚣状包体；
B.加工
*能较容易除去质量较次某些
*平行解理面方向不能抛光宝石，普通要与解理方向有5°倾斜，否则，产生粗糙不光抛光面
*劈开钻石、避免胡须、破裂
辨认：
*解理面上珍珠光泽
*阶梯状断口
*初始解理
*晶面与解理面区别：
*晶体最外层网面
*只有一层
*生长特性：生长纹，标志
四、裂理
*在外力作用下，材料沿双晶结合面或包体汇集平面破裂或裂开形成平坦断面。
*红宝石、蓝宝石中常用见底面或菱面体裂理。（每个钻石晶体均有解理）并不是所有刚玉都裂理。
*因素:
*包裹体沿某些晶体构造面出溶结晶，
*聚片双晶结合面，
*裂理面平坦，缺少珍珠光泽
*注意：解理与裂理差别、产生因素
*方向：整个宝石种——某个体
*特性：
*实例：
五、断口
*宝石在歪理作用破裂形成随机无方向性破裂面
*类型：
*阶梯状断口：解理发育材料；
*贝壳状断口：解理不发育材料；如玻璃、水晶；
*平坦、不平坦状断口：
*锯齿或裂木状断口：软玉；
—应用：鉴定
六、韧性：材料抵抗分裂能力
*金刚石是世界上最硬物质，但韧性不够强。
*软玉硬度虽低，但是经受钢锤冲击，有强韧性。
*集合体材料韧性较好，如软玉、硬玉等，合用于雕琢
*韧性与脆性相反
*大小顺序：软玉、硬玉、红宝石、蓝宝石、金刚石、水晶、海蓝宝石、橄榄石、祖母绿、黄玉、月光石、金绿宝石、萤石；
锆石:H6.5-7.5，但有纸蚀现象；（意思是，可以用纸敲碎棱容易破）
七、稳定性
*材料抵抗由光、热、化学反映导致物理或化学性质变化能力。
*琥珀：100°变软
*欧泊：受热脱水、龟裂
*珍珠：汗水、化妆品腐蚀
*材料耐久性：取决于H、韧性、稳定性
八、比重：即相对密度
*材料在空气中重量与同体积积水在4℃、1个大气压时重量之比；
*1立方厘米谁在在4℃时重量为1克。
*琥珀：1.08；
*水晶：2.65
*钻石：3.52
*鉴定宝石
*测试办法：静水称重法、比重液法；
*原理：阿基米德定律
*当物品完全侵入液体中时，所受到浮力相称于所排开液体重量。

密度：单位体积内物质质量，单位g/cm³
密度=质量/体积 p=m/v
影响因素:组织物质元素类型，晶体构造。
相对密度：指材料在空气中重量与同体积水在4℃、一种大气压时重量之比。
1cm³水在4℃重量为1g。
琥珀：SG=1.08；水晶：SG=2.65
●原理：阿基米德定律
●当物品完全浸入液体中时，所受到浮力相称于所排开液体重量。
●相对密度测试办法：静水称重法、重液法

1． 重液法近似测比重
宝石相对密度>重液 宝石下沉
宝石相对密度=重液 宝石悬浮
宝石相对密度<重液 宝石漂浮

实验中惯用重液为：
三溴甲烷（加一溴荼稀释，SG=1.48）：SG=2.65；
三溴甲烷（微黄色液体）：SG=2.89
二碘甲烷（一溴荼或三溴甲烷稀释）：SG=3.05； 翡翠SG=3.33 粉碧玺SG=3.05
二碘甲烷（黄色液体）：SG=3.32；
饱和盐水SG=1.12；7克盐溶于50ml水，琥珀上升，塑料下降。

宝石在比重液中现象（见PPT）

重液法操作环节
● 将待测宝石擦干净；
● 用镊子夹住宝石，送入重液中间，轻轻松开，侧视观测宝石行为；
● 每在一种重液中测完，取出时要用酒精清洗样品，擦干，以防交叉污染。
● 重复测2-3次验证。

重液法注意事项
A、 多孔、有机材料、塑料、拼合宝石及某些解决材料避免用此办法，如”穿衣”翡翠、珍珠等；
B、 宝石太大不用；
C、 重液保护：密封、避光存于阴凉处、深色瓶、加铜丝防变质分解或颜色加深；
D、 防止重液挥发、校正SG
E、 重液毒性，通风、洗手、防止弄入眼中；
F、 观测时平视；
G、 测试完洗净、擦干，防止交叉感染；
H、 由于折射率相近，宝石轮廓不清晰，难取出，因此尽量先放在较重液体中。

重液法测比重优缺陷
● 长处：适当较小宝石、成包混装宝石，可顺便观测颜色分布
● 缺陷：有毒、有害；价格昂贵（只适合小宝石）；需在通风设备好实验室中使用；不
适当多孔、有机及拼合宝石。

2、比重瓶法精准测比重
原理：阿基米德定律；（图见ppt）

比重瓶法操作环节
A、 调试重液：先将宝石放入某重液中，如下沉，则选较重重液加入，否则选较轻加入，边加边搅动。停下观测，再一滴一滴加直至悬浮；
B、 取一比重瓶，清洗、晾干、称重（带瓶塞）W1；
C、 将重液注入瓶内，布满，盖塞，让多余液体从毛细管中溢出，并擦干；
D、 确认瓶内无气泡后，称重W2
E、 瓶子体积是已知，直接计算即可得到重液及宝石精准比重值。
●SG=(W2-W1)/V

3、静水称重法精准测比重
依照阿基米德定理：
先称出空气中重量G空，再称出在水中重量W水，计算：SG=G空/（G空-W水）。
如：样品空气中重1.60，水中重1.20，则
计算：SG=1,60/(1.60-1.20)=4.00
办法：
a． 单盘天平
b． 双盘天平
c． 弹簧秤
d． 直读比重天平

1. 单盘天安静水称重
操作环节：
A. 擦净宝石，称宝石在空气中重量W空；
B. 将悬挂样品支架放在天平盘上，把阿基米德桥垮放在盘上，不接触盘；
C. 取烧杯装2/3蒸馏水，滴洗涤剂1滴消除表面张力，将烧杯放在桥上；
D. 支架末端挂有金属网兜，让网兜完全浸没于烧杯中水中，并不接触杯底及杯壁；
E. 将天平清零；
F. 将宝石缓缓放入网兜中，消除气泡，称出宝石在水中重量W水；
G. 计算SG=W空/（W空-W水）；
H. 重复测量2-3次验证。

注意事项
● 样品干净无油污，采用蒸馏水或凉开水，避免用自来水（气泡多），消除表面张力；
● 多孔宝石不适当
● 只合用于不不大于1-2ct宝石，小误差大
● 天平净度规定高。

2. 双盘天安静水称重
操作环节：
A. 擦净宝石，称宝石在空气中重量W空；
B. 取烧杯加2/3蒸馏水，滴洗涤剂1滴消除表面张力；
C. 将细铁丝平分2半，一半作宝石兜挂左盘上方挂钩上；
D. 将阿基米德桥跨在左盘上方并不接触盘，桥上放装2/3水烧杯，将网兜浸没于水中，并不接触杯底和边部，调节右盘细铁丝长度使天平平衡；
E. 将宝石放入网兜内，宝石完全浸没于水中，且不接触杯底和边部，称宝石在水中重量W水。注意消除气泡；
F. 计算SG,=W空/（W空-W）
G. 重复测量2-3次验证

★ 用于测定相对密度双盘天平装置（见ppt）

3. 弹簧秤法
合用于：大雕件、大原石、很大琢型宝石，10-1000g重。若宝石很大，可采用杠杆和水桶。
环节：
A． 用尼龙兜装宝石，称在空气中重量（A）；
B． 准备一种大烧杯，装满2/3水；
C． 将宝石完全浸没于水中（水中加洗涤剂1滴），消除气泡，称其在水中重量(W)；
D． 计算：SG=A/(A-W)
E． 重复测量2-3次验证。

静水称重优缺陷及注意事项：
● 长处：能迅速精确测定许多不规则宝石比重，无复杂计算；无毒无害无污染、经济；
● 缺陷：不能精确测定较小宝石（不大于不大于3ct宝石不太精确，<0.5ct不用此法）；多孔宝石不适当（如绿松等，尽量减少在水中测试时间）
注意事项：
多测几次验证成果；样品干净无油污；消除表面张力（水选取、加洗涤剂、刷气泡）。

可选用CCI4代替水
CCI4表面张力较水明显小，但CCI4随温度变化，p变化明显，注意测试时温度。
SG=A/（A-W）*p
温度℃
P液体比重
3
1.630
18
1.599
28
1.579

4. 直读比重天平
●不必计算，1-100ct皆可
●由专门厂家制作，与横梁天平相似，但增长了一种双盘装置及在横梁上刻度尺，可直接读出比重。
●用来测定小宝石比重一种有效仪器。

★总结宝石大小与测试方式选取
宝石大小
密度测试办法选取
很小
重液法
>2-3ct
单、双盘天平法
1-100ct
直读比重天平法
10-1000g
弹簧秤法
很大
测量体积称重

4、各种规则形态材料测量办法
重量/体积=密度
球体：4πr3/3；
立方体：a3；
长方体：abc；
圆柱体：πr2h；
不规则大件材料：

六、光学基本及宝石光学性质
一．光本质
1．光波动性
光电磁波理论以为光是一种电磁波，是一种横波，在波动中质点振动方向和传波方向互相垂直。
光波动理论能解释光反射、折射、干涉、衍射及偏振化现象。
图见（ppt）
可见光
400-430紫；
430-490蓝；
490-550绿；
550-590黄；
590-630橙；
630-700红；

2．光粒子性
量子理论以为各种频率光只能不持续地被发射和吸取，称为量子，光能量是不持续，具量子化特性。
E=1240/γ（nm）
3.26-1.59ev；
光粒子性可解释宝石颜色某些成因及荧光现象。
2． 当代物理学以为光具备波粒二像性。

二．自然光与平面偏振光
1．自然光：从光源直接发出光，如太阳光、灯光。特点：在垂直光波传播方向平面内，
沿各个方向振动且振幅相等光。
2．平面偏振光：在垂直光波传播方向单一平面内，沿一固定方向振动光波。
（图见ppt）
● 自然光可以通过反射、折射、双折射及选取性吸取等作用转变成偏振光
● 自然光—偏振片—偏振光

赛璐珞透明材料薄片制成，表面涂了硫酸奎宁细微晶体，这种微晶按一定方向排列。

三．折射、折射定律、折射率
1．折射：光从一种介质进入另一种具备不同光密度介质时，传播方向发生变化现象。
当光线从光疏介质进入光密介质时，光线偏向法线折射，折射角<入射角。

光疏介质和光密介质
● 两种介质相比，将RI较小（光在期中传播速度速较大）介质叫做光疏介质，RI较大介质叫光密介质。
● 光疏和光密是相对而言，如
RI空气=1，RI水=1.33，RI玻璃=1.5，
水（光密）—空气（光疏）
水（光疏）—玻璃（光密）。

2．折射定律和折射率
折射定律：入射线、法线、折射线在同一平面内。对于给定两种相接处介质及给定波长光来说，入射角正弦与折射角正弦之比为一种常数。
折射率=sin入射角/sin折射角；
采用黄色纳光源测得，589.5nm。
钻石：RI=2.417；刚玉：RI=1.78。

四．反射、反射定律、反射率
1．反射：光在遇到物质表面时，被折回现象。
2．反射率：指光在垂直介质分界面入射时，反射光强度与入射光强度比例。
3． 反射定律：⑴入射光线、反射光线和法线在同一平面内。⑵入射角=反射角
4． 透明材料折射率与反射率转换：
R=（RI-1）2/(RI+1)2
钻石：17%
反射仪（见ppt）
5． 全内反射与临界角
⑴当光线从光密介质进入光疏介质时，光线偏离法线折射，折射角不不大于入射角；当光线入射角增大到某一角度时，折射角增大到90°，此时入射角称为临界角，折射光线将沿两介质分界面传播。
⑵当入射角继续增大，不不大于临界角时，不再发生折射，二十所有反射回入射介质中，且遵循反射定律：反射角=入射角。这一现象称为全内反射。（见ppt）

介质RI与临界角成反比
如YAG：1.83 33.5°
Diamond：2.42 24.5°
应用：1.设计抱负切磨角度，增强宝石亮度；
2.依全内反射原理设计折射仪鉴定宝石。
（图见ppt）
五．晶体光率体及光性
1．光性均质体（各向同性）
光学性质在各个方向都相似，光波在均质体宝石中传播时，其传播速度不因光波在晶体中振动方向不同而发生变化，只有一种RI值。
涉及：等轴晶系（钻石、尖晶石、石榴石、萤石等）和非晶质（天然玻璃、玻璃、塑料、欧泊等）。
2．光性非介质体（各向异性）
中级晶族（三方、四方、六方晶系和低档家族（斜方、单斜、三斜晶系）宝石光学性质随方向变化（除特殊方向外）
当光线进入非介质体宝石，讲被分解为传播方向不同，振动方向互相垂直两条平面偏振光，其传播速度不同，RI不同。
(图见pt)）
3．双折射率：各向异性宝石最大折射率和最小折射率差值，记为DR.。
RImax-RImin=DR，如水晶1.553-1.544=0.009
● 双折射率现象可通过放大观测重影现象。DR越高，重影现象越明显。
钻石无重影，莫伊桑石有重影（仿钻）
锆石，橄榄石，碧玺 双折射率大重影明显。
4．光轴
所有各向异性宝石均有一种或两个不发生双折射方向，称为光轴。
一轴晶：三方、四方和六方晶系宝石有一种不发生双折射方向，即有一种光轴方向。
二轴晶：斜方、单斜和三斜晶系宝石有两个不发生双折射方向，即有两个光轴方向。

5．光率体
是表达光波在晶体中传播时，光波振动方向与相应折射率值之间关系一种几何图形。
a. 均质体宝石光率体
光率体为圆球形，任何方向切面都是圆切面，其半径为RI值，即各个方向RI值相似。
● 均质体始终只有一种折射率值

●异常双折射
等轴晶系和非晶质体宝石，经常在正交偏光下浮现波状消失，旋转宝石一周浮现明暗相间条纹或斑点、黑十字、黑色弯曲带等，这种现象是由宝石内应力产生，如钻石、石榴石等。

b．一轴晶光率体（三方、四方、六方晶系）：
光率体为旋转椭球体，以Ne（非常光）轴为旋转轴，No（常光）为半径构成旋转椭球体。

c．二轴晶光率体（斜方、单斜、三斜晶系）：光率体为三轴不瞪椭球体。
三个光学主轴：Ng、Nm和Np，两两垂直，代表二轴晶三个重要光学方向。

二轴晶光率体切面
三个主轴面：NgNm、NmNp、NgNp
二个圆切面
一种光轴面
各类斜交主轴切面
其中平行光轴切面与主轴面NgNp面相称。其双折射率最大。
六、宝石光学性质
1．光泽
⑴定义：宝石表面反射光能力，在很大限度上取决于宝石RI大小，宝石抛光限度。
⑵影响光泽强弱因素：
a． 宝石折射率值高低；
b． 宝石表面状态：平整度、抛光质量；
c． 矿物集合体集合方式。
⑶宝石光泽级别
RI>3，金属光泽，如金、银、黄铁矿、磁铁矿、赤铁矿等；
RI：2.6-3，半金属光泽，如乌刚石；
RI：1.9-2.6，金刚光泽、亚金刚光泽，如金刚石、锆石、翠榴石。
RI：1.3-1.9，玻璃光泽，绝大多数宝石，如水晶、碧玺、托帕石等。
石榴石族、刚玉族、金绿宝石等为亮玻璃光泽，其她多描述为玻璃光泽。

⑷宝石中特殊光泽：
油脂光泽（软玉）；
树脂光泽（琥珀）；
珍珠光泽（珍珠）；
丝绢光泽（虎睛石，孔雀石，查罗石）；
蜡状光泽（绿松石、岫玉）；
土状光泽（某些绿松石，压制珊瑚，压制青金岩）

⑸光泽意义
a． 强光泽使宝石光学外观体现更为完善，有助于提高宝石价值，如钻石、翠榴石等。
b． 光泽可作为宝石鉴定辅助手段之一，