第二章--矿物学基础、宝石学基础.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第二章、宝石学基础,（一）、矿物学基础,（二）、宝石学基础,（三）、宝石的仪器,（一）、矿物学基础,1、矿物和矿物学的概念,2、矿物基本性质,1、矿物和矿物学的概念,矿物学：,研究矿物的一门自然科学，是地质科学的一个重要分支学科。,矿物,（mineral）：,是由地质作用或宇宙作用所形成的、具有一定的化学成分和内部结构、在一定物理化学条件下相对稳定的天然结晶态单质或化合物，它们是岩石和矿石的基本组成单位。,2.1 硬度（hardness）,宝玉石在受到外来机械作用力-刻划、压入或研磨时，所表现出来的机械强度硬度测试仅对珠宝玉石的原材料的鉴别是快速有效的，不适用于宝玉石的成品。,莫斯(氏)硬度计,是最常用和简便的测试和表示的方法。,硬度,代表矿物,硬度,代表矿物,1,滑石,6,正长石,2,石膏,7,石英,3,方解石,8,黄玉,4,萤石,9,刚玉,5,磷灰石,10,金刚石,2.2,韧性和脆性,韧性（toughness)宝玉石在外力作用下抵抗碎裂的性质。,脆性（brittleness)宝玉石易于碎裂的性质。,2.3 解理、裂理和断口,（1）,.,解 理（cleavage),宝石晶体在外力的作用下，沿着某原子面发生破裂的性质。,因解理而破裂成光滑的平面称为解理面。,根据解理发生的难易和解理面发育的程度，将其分为五种情况：,极完全解理,完全解理,中等解理,不完全解理,极不完全解理,极完全解理 如云母,石盐的立方体完全解理100,雄黄的010完全解理,锂辉石110中等解理,橄榄石100、010不完全解理,（2）.裂理（parting）,晶体在外力的作用下，沿着双晶结合面或晶体中杂质夹层等裂开的性质，称为裂理。,因裂理裂开的平面称为裂理面。裂理是晶体的非固有的性质。,（3）.断口（facture）,断口是在外力的作用下，沿任意方向裂开的性质。,断口的发生是,无,固定方向的，其断面常具有一些特征的形态，因而断口也是宝玉石鉴定的标志之一。,宝玉石常见的断口形态,1.贝壳状断口：如水晶,2.参差状断口：石榴石,3.锯齿状断口：翡翠,贝壳状断口,参差状断口,2.4 密度和比重,密度（density)是指单位体积物质的质量,单位为 g/cm3。,比重（S.G）（specific gravity),物质在空气中的重量与4时同体积水的重量之比,无量纲单位。,2.5 光泽,光泽：宝石的光泽是指宝石表面反射光的能力,光泽分类,1、金属光泽：表面呈金属般的光亮，一般不透明。,2、半金属光泽：表面呈弱金属般光亮，一般不透明。,3、金刚光泽：,表面金刚石般的光亮,透明半透明。,4、玻璃光泽：表面玻璃般的光亮，透明半透明。,特殊光泽：,油脂光泽,树脂光泽,蜡状光泽,土状光泽,丝绢光泽,珍珠光泽,第四周,(二)、宝石学基础,宝石学,Gemology,研究宝石和玉石的化学成分、物理性质、用途、生产工艺（包括宝石的琢磨和贵金属的镶嵌）、宝石的分类和成因，以达到识别宝石、加工和利用宝石、寻找宝石的目的。,1、宝玉石的利用历史和文化渊源,2、华夏古国使用宝玉石简况,3、宝玉石的价值观,4、宝石的光学性质,1、宝玉石的利用历史和文化渊源,宝玉石是人类最早利用的矿产之一。,公元前4000年前的古埃及利用当时称为“天堂之石”的青金石作祭神贡品,其价值几乎与黄金相当。,公元前1500年前古埃及人视橄榄石为“太阳石”，用黄金镶嵌起来做护身符，用来消除黑夜的恐惧。,古希腊，古罗马和古埃及人视红宝石和蓝宝石为圣洁之物，用来装饰清真寺和教堂。,古巴比伦人将祖母绿供在女神像前，乞求平安幸福。,公元前200年到100年,欧泊特别受到古罗马人的喜爱,称之为“cupid paederos”意即“丘比特美男孩”。,“国石”,缅甸的国石-红宝石,斯里兰卡的国石-金绿宝石,日本的国石-水晶,澳大利亚的国石-欧泊,哥伦比亚的国石-祖母绿,埃及的国石-橄榄石,南非的国石-钻石,中国的国石？,软玉（和田玉）,蛇纹石质玉（岫玉）,绿松石,寿山石,鸡血石（青田石）,雨花石,孔雀石,水晶,宝石生辰石,一月生辰石：紫牙乌（石榴子石）代表忠诚友爱；,二月生辰石：紫水晶代表心地平和；,三月生辰石：海蓝宝石或血玉髓代表沉着 勇敢；,四月生辰石钻石代表纯洁无暇；,五月生辰石：祖母绿代表幸运幸福；,六月生辰石：珍珠或月光石,代表健康长寿,七月生辰石：红宝石 火红、热情,八月生辰石：橄榄石 温和、聪明,九月生辰石：蓝宝石 慈爱、诚实,十月生辰石：碧玺、欧泊 安乐、平安,十一月生辰石：托帕石 友谊、友爱,十二月生辰石：绿松石、锆石吉祥、成功,2、华夏古国使用宝玉石简况,我国对珠宝的利用有着极为悠久的历史,特别是对玉石的应用,使我国成为世界历史上使用玉器最早的文明古国之一。,1933年在北京周口店“山顶洞人”旧石器时期文化遗址中就发现有用水晶、蛋白石、绿松石、燧石和火山岩等材料制成的石珠、砾石石坠。有的装饰品还用赤铁矿粉末染色。,1979年在山西峙峪村旧石期时代晚期文化遗址里，峙峪人石英岩、各色玉髓、黑色火山岩和石墨等制作了许多细小、精致、类型众多的装饰品。,3、宝玉石的价值观,美、久、少,宝玉石的质量价值：,切工（琢磨）,颜色（宝石质量评价的重要指标）,净度（透明度）（杂质、内含物、瑕疵）,抗磨性 （硬度、结构）,抗腐蚀性（化学稳定性）,重量,：,高档宝玉石的价值的重要影响因素,克拉（carat)（米制单位）,1克=5克拉 1克拉=200毫克,钻石的“4 C”评价标准,颜色（colour)净度（clarity),重量（carat)切工（cut),高档宝玉石作为一些国家的货币储备、银行资产和投资对象，变成“硬通货”财富的趋势日益显著。,宝石行业已成为许多国家的国民经济的支柱产业。,当今世界珠宝首饰主要消费国家是：日本、美国、加拿大、英国、瑞士和德国。,目前世界宝石贸易的中心是：,纽约、东京、香港,4、宝石的光学性质,1,、,颜色 2、光泽 3、透明度 4、折射率 5、火彩(色散)6、特殊光学效应,宝石光学性质的研究意义,1、宝石的光学性质是宝石鉴定依据之一。2、对正确评价宝石以及改善宝石的切磨工艺具有重要意义。,1、宝石的颜色,研究意义,宝石颜色是评价宝石质量和价值的重要依据,定义：是宝石对不同波长的可见光选择性吸收的结果。,宝石的颜色,2、宝石的光泽,光泽：指宝石,表面对可见光的,反射能力,。,宝石光泽分级,抛光良好的前提下，以折射率大小把光泽分成：,金属光泽 N3 赤铁矿,半金属光泽 N=2.63.0 金红石,金刚光泽 N=2.02.6,钻石(金刚石),半金刚光泽 N=1.92.0 锆石,玻璃光泽 N=1.211.9 尖晶石、水晶等,玻璃光,泽,金刚光泽,宝石的特殊光泽,油脂光泽,蜡状光泽,树脂光泽,丝绢光泽,珍珠光泽,如果宝石的表层具有不均匀的结构，如起伏不平、密集的平行包体、薄层状等，会形成特殊的反光现象如：,油脂光泽：极微细的粗糙表面（抛光面或断面）使光线漫反射而显示油脂般的反光现象。如软玉、石英断口等。,软玉的油脂光泽,蜡状光泽：由隐晶质块体或微细颗粒表面对光线漫反射而呈现出蜡状反光现象，较油脂光泽弱。如玉髓等。,树脂光泽：由于质软或折射率低，呈现出如同树脂般的微弱反光现象。如琥珀、塑料等。,丝绢光泽：由于具有纤维状结构或构造，各纤维的反射光相互影响而呈现出丝绢般的反光现象。如木变石等。,虎睛石丝绢光泽,丝绢光泽,第五周,丝绢光泽：虎睛石(虎眼石/木变石)。,虎睛石丝绢光泽,虎眼宝石，原有的,纤维状结构依然保留。,丝绢光泽,石棉,珍珠光泽：为珍珠特有的光泽，因具有细微的同心层状结构，对光层层反射干涉而呈现出朦胧的光泽。其它某些具有细微平行层面结构的宝石材料有时也可见类似的光泽，如月长石等。,3、宝石的透明度,透明度：,指宝石允许可见光透过的程度。宝石的透明度通常是对加工成一定规格大小的成品而言。,分级标准（五级）,透明,亚透明,半透明,亚半透明,不透明,（1）透明：可充分透过可见光，隔着宝石可清晰透视另一侧物体，如水晶等；,（2）亚透明：可较好地透过部分可见光，隔着宝石可透视另一侧物体，但不清淅，如电气石、月光石等；,五级划分,（3）半透明：,容许部分光透过，隔着宝石观察其后物体，仅能见到物体轮廓的阴影。,如岫玉、玉髓等；,（4）亚半透明：,仅在宝石边缘棱角处有少量光透过，隔着宝石已无法看见其后物体。如黑曜岩、,玛瑙等；,（5）不透明：,基本上不容许光透过，光线被物体全部吸收或反射，如孔雀石、,青金石等。,玉料中：,1、常用光线能透射玉料的深度，定量表示透明度：,一分水 光线透射玉料一分深度，约3mm,二分水 光线透射玉料二分深度，约6mm,2、港、澳地区，翡翠的透明度称为“种”。,划分为：玻璃种、半玻璃种、冰种、半冰种、粉地,相当于：透明、亚透明、半透明、亚半透明、不透明。,高档全绿翡翠原料,4、,折射率,R,efractive,i,ndex,折射率是宝石的一种稳定光常数，各种宝石都有其固定的折射率值，故是鉴定宝石的重要依据。,例如：,钻石 RI:2.42 红宝石 RI:1.7621.770,黄玉 RI:1.6191.627 水 晶RI:1.5441.553,5、光的色散作用(火彩),色散率：指一定波长的紫光(430.8nm)和一定波长的红光(686.7nm)在晶体中产生的折射率之差。,例如：,钻石 NG=2.451 NB=2.407,色散率=0.044,2)、火彩定义,：,白光通过加工成特定琢型的刻面型宝石后,，,产生的色散作用使白光分解成五颜六色闪烁光的现象，称为火彩。,圆明亮式琢型钻石,影响宝石色散（火彩）的因素：,色散越大，火彩越强。如钻石0.044，为高色散宝石，按理想比例加工的圆多面形，在冠部小面闪烁出,橙黄色、蓝色,等颜色的火彩。,色散级别,宝石,色散值,高色散,0.030以上,金红石,0.280,钻石,0.044,锆石(高型),0.039,中等色散0.020-0.030,镁铝榴石,0.022,尖晶石,0.020,橄榄石,0.020,低色散0.020以下,红、蓝宝石,0.018,祖母绿,0.014,水晶,0.013,影响宝石色散现象（火彩）的因素：,体色,宝石如果有明显的体色，会使火彩大为减弱，所以，一般无色或者很浅色的高色散率宝石才具有好的火彩。,向日葵黄绿色彩钻,五角琢型钻石,黄色钻石戒指,钻石,影响宝石色散现象（火彩）的因素：,切工,宝石的火彩还取决于宝石的琢型，宝石刻面的切磨比例和角度，尤其是冠部倾斜的刻面的角度和大小。只有刻面比例和角度（冠角、亭角）合适，才能产生较好的色散现象。,切工对钻石火彩的影响,6、宝石的特殊光学效应,由光的折射、干涉、衍射等作用，在宝石中引起的一些,奇异光学现象。,主要光学效应有,猫眼效应、星光效应、变彩效应、变色效应、月光效应、砂金效应,等。,1)、猫眼效应,宝义：由于宝石内部含有,一组定向排列,的包裹体，当把宝石切磨成,素面,，在光下转动时，其表面产生一条明亮且平行移动的,光带,。这种现象称为猫眼效应。,品种,共有20多种,以金绿宝石出现的猫眼效应最好。,名称：,金绿宝石猫眼石,，可简称“猫眼”、“猫眼石”。,其它具猫眼效应宝石，“,该宝石名+猫眼（石）,”。,如“海蓝宝石猫眼（石）”。,2)、星光效应,定义：由多组密集定向排列的内含物对光的反射，在弧面型宝石表面呈现出多条相互交叉的光带，构成4射、6射或12射放射状星光图案的光学现象。,既有六射星光又有四射星光的尖晶石,形成的条件：,含有二组或二组以上定向排列的,包裹体,或,内部结构,，内含物通常是针状包裹体、管状气-液包裹体,弧面形宝石的底面与这些包裹体或结构所在平面平行,这些包裹体或结构按一定的角度分布,品种,星光红宝石和星光蓝宝石(六射、十二射)、星光芙蓉石(六射)、星光绿柱石(六射)、星光铁铝榴石(四射)、星光尖晶石(四射)、星光透辉石(四射)、星光透闪石(四射)等。最漂亮的是星光红宝石、星光蓝宝石。,闪耀着六射星光的天然红宝石“罗斯利夫斯”，重138.7克拉，斯里兰卡产，世界著名珍宝。现藏于美国华盛顿斯密森博物馆,闪耀着六射星光的天然蓝宝石“亚洲之星”，重330克拉，缅甸产，世界著名珍宝。现藏于美国华盛顿斯密森博物馆,十二射星光蓝宝石（山东昌乐）,星光效应,星线清晰、明亮、灵活、交点居中、没有弱或残缺的星线为佳。,3)、变色效应,定义：宝石在日光和灯光照射下呈现出截然不同的两种颜色光学现象。,一般日光下呈现冷色调（典型的为绿色），灯光下呈现暖色调（典型为红色），变色现象最早发现于含铬的金绿宝石（变石），它在日光下呈绿-蓝绿色，在灯光下呈红-紫红色。,4)、变彩和晕彩,变彩：光的干涉或衍射作用形成的颜色，,随光源或观察角度的变化而变化,特点：在同一宝石表面呈现多种光谱色，呈不规则的各种彩片分布，色彩随着转动宝石而变幻。,晕彩效应,光波,因薄膜,反射或衍射,而发生,干涉,作用，致使某些光,减弱或消失，某些光波加强，而产生的颜色现象称为,晕彩效应,。,如,拉长石,的晕彩，可称为拉长石晕彩。,月光石,定义：指加工成弧面型的月光石,(长石),表面所呈现的淡蓝-乳白色晕彩，如同朦胧的月光，,最佳者呈天蓝色或象鸽子蓝色羽毛,。,5)、月光效应,6)、砂金效应,定义：,宝石,内部含不透明的固态包裹体如云母片、黄铁矿、赤铁矿等，观察宝石时，包裹体,对,光,的,反射,作用,呈现星点状反光，宛如水中砂金，称为砂金效应。,日光石,(长石),的砂金效应,形成条件,片状固态包裹体，如云母、赤铁矿等,包裹体要有平滑的表面，最好还具有金属光泽，如日光石中的赤铁矿小薄片，人造砂金石中的铜晶体。,品种：日光石、砂金石,(长石、石英),、东陵石,(石英),等,8)、,宝石的发光性,发光性：指物体在外来能量，如加热、阴极射线、紫外线、x射线的激发下，发出可见光的性质。,宝石学中经常遇到的是紫外线激发下的荧光和磷光。,荧光在外激发光能量停止时，发光也停止。,磷光在外激发光能量停止后，发光还能继续一段时间。,发光性鉴定意义：,宝石紫外荧光检测可帮助识别合成宝石、处理宝石。,如天然蓝宝石无荧光，合成蓝宝石有微弱荧光。,第六周,（三）：宝石仪器,1、肉眼及简单放大条件下的鉴定仪器,2、宝石常规鉴定仪器,1、肉眼及简单放大条件下的鉴定仪器,宝石镊子,10X放大镜,笔形电筒,夹持方式,2、宝石常规鉴定仪器,宝石显微镜,折射仪,偏光镜,荧光灯,