任务金绿宝石 金绿宝石(红绿宝石) Chrysoberyl
\u91d1\u7eff\u5b9d\u77f3\uff08\u7ea2\u7eff\u5b9d\u77f3\uff09ChrysoberylBe Al2O4
\u659c\u65b9\u6676\u7cfb
Ng=1.753\uff5e1.758
Nm=1.747\uff5e1.749
Np=1.744\uff5e1.747
Ng-Np=0.009\uff5e0.011
(+)2V=45\u00b0\uff5e71\u00b0r>v
a\u2016Np,b\u2016Nm,c\u2016Ng\uff0c\u5149\u8f74\u9762\u2016\uff08010\uff09
\u56fe4-153 \u91d1\u7eff\u5b9d\u77f3\u5149\u6027\u65b9\u4f4d
\u5316\u5b66\u7ec4\u6210 Fe3\uff0b\u53ef\u4ee5\u4ee3\u66ff\u4e00\u90e8\u5206Al\uff0c\u542bFe2O3\u53ef\u8fbe6%\uff0c\u4e5f\u542b\u5c11\u91cfCr,Ti\u7b49\u3002\u542b\u94ec\u7684\u91d1\u7eff\u5b9d\u77f3\u5448\u7fe0\u7eff\u8272\u79f0\u7fe0\u7eff\u5b9d\u77f3\u3002\u5177\u6709\u5e73\u884c\u7ea4\u7ef4\u72b6\u732b\u773c\u95ea\u5149\u7684\u91d1\u7eff\u5b9d\u77f3\u79f0\u91d1\u7eff\u732b\u773c\u3002
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金绿宝石的英文名称为Chrysoberyl。这个词来源于希腊语，是金黄色（chryso）和绿柱石（beryl）两个词合并而成的，该名称高度概括了金绿宝石的颜色特征。一般情况下，金绿宝石呈明亮的褐黄色和绿黄色。金绿宝石中的两种品种因显特殊的猫眼效应和变色效应而成为著名的高档宝石品种。显猫眼效应的称猫眼石，显变色效应的称变石。
一、基本性质
（一）结晶学性质
晶系 斜方晶系。
结晶习性和表面特征 矿物晶体呈扁平状、板状或短柱状，晶面上常有平行条纹，晶体常形成假六方的三连晶穿插双晶（图6-12）。
图6-12 金绿宝石常见晶形
（二）化学成分
金绿宝石为铍铝氧化物，化学分子式为BeAl2 O4，并含有少量微量元素 Fe、Cr、Ti等，不同的微量元素使金绿宝石矿物产生不同的颜色。
（三）物理性质
1.光学特征
颜色 通常为浅 中等的黄色至黄绿色、灰绿色、褐色至黄褐色以及很罕见的浅蓝色。
光泽和透明度 常为玻璃光泽。金绿宝石通常为透明 不透明，猫眼石呈亚透明 半透明，变石通常为透明。
光性 二轴晶，正光性。
折射率 1.74～1.75。
双折射率 0.009。
色散 低，为0.014。
多色性 金绿宝石的多色性为三色性，呈弱至中等的黄、绿和褐色。浅绿黄色金绿宝石多色性较弱，而褐色金绿宝石多色性略强。猫眼的多色性较弱，呈现黄 黄绿 橙色。变石的多色性很强，表现为绿色、橙黄色和紫红色。缅甸抹谷产出的一个变石样品具有独特的三色性，表现为Np方向呈紫红色，Nm方向呈草绿色，Ng方向呈蓝绿色。
发光性 金绿宝石在紫外荧光灯下，长波时无荧光；短波时，黄色和绿黄色宝石一般为无至黄绿色荧光。其中，富铁的黄色、褐色和暗绿色金绿宝石在紫外线和X射线照射下不发荧光。某些浅绿黄色金绿宝石在短波紫外线照射下发出弱的绿色荧光。其他颜色的金绿宝石不发荧光。猫眼在长短波紫外线下通常无荧光。变石在长短波紫外线下发无 中等强度的紫红色荧光，在X射线照射下发暗淡的红色荧光，阴极射线下发橙色荧光。使用交叉滤色片法可见变石的红色荧光。变石猫眼在紫外荧光灯的照射下呈现强度为弱至中的红色荧光。
吸收光谱 金绿宝石在紫光区444nm处有强吸收窄带。变石品种在红区690nm处有一双线，红橙区有两条弱线，以580nm中心有一吸收区，蓝区475nm、468nm两条吸收线。
特殊的光学效应 部分金绿宝石显示特征的猫眼效应和变色效应，并因此决定金绿宝石重要的宝石种，即猫眼石和变石。
2.力学性质
解理 可出现三组解理，一组发育中等，另两组发育不完全；猫眼石和变石一般无解理。
断口 金绿宝石常出现贝壳状断口。
硬度 一般为8～8.5。
密度 通常为3.72g/cm3。
（四）包裹体特征
金绿宝石内部主要有指纹状包裹体，也可见丝状包裹体。透明宝石可见阶梯状滑动面或双晶纹。猫眼石内部主要含大量平行排列的丝状包裹体，变石内部主要含有指纹状包裹体和丝状物。
（五）其他性质
金绿宝石宝石化学性质稳定，对一般热、光均不发生反应。在酸碱中几乎不溶，仅在硫酸中部分溶解。
二、主要宝石种
（一）变石
变石亦称亚历山大石，英文名称为alexandrite，是一种含微量氧化铬（Cr2 O3）金绿宝石变种，正因为含微量氧化铬（Cr2 O3），使得金绿宝石具有在烛光及钨丝灯光下呈红色，在日光照射下呈绿色的特殊的变色效应，因此，也被誉为是“白昼里的祖母绿，黑夜里的红宝石”，但这也正是变石的珍贵之处。关于变色效应的成因前文有关章节已有阐述。通过对变石吸收光谱的研究表明，变石在橙色至黄绿色的光谱范围内，有一条很宽的吸收带，而在红色及绿色区，几乎没有吸收。由于日光中的短波较强，烛光和白炽灯光中长波较强，所以，当宝石在不同光的照射下，便出现不同的颜色。变石中最受欢迎的两种颜色是祖母绿的绿色及红宝石的红色，但实际上，变石很少有达到上述两种颜色的，多数变石的颜色是在非日光下呈现深红色到紫红色，并带有褐色；在自然的日光下，呈淡黄绿或蓝绿色。同样，由于有微弱的褐色存在，宝石的亮度降低至中等程度。
（二）猫眼石
猫眼石的英文名称是cat′s eye，它是金绿宝石中最著名的品种，是世界公认的五种珍贵的宝石之一。猫眼石之所以产生猫眼效应，主要在于金绿宝石矿物内部存在大量细小、密集和平行排列的丝状金红石矿物包裹体，丝状物的排列方向平行于金绿宝石的矿物晶体c轴方向。由于金绿宝石本身与金红石包裹体在折射率上的较大差别，使入射到宝石内的光线经金红石反射出来。当金绿宝石被定向切磨成弧面型宝石时，反射出来的光集中成一条光带而形成猫眼现象（图6-13）。金绿宝石中丝状包裹体含量越高，宝石越不透明，猫眼效应越明显。
图6-13 猫眼石的成因
当猫眼石放在聚光光源下，并在正确的角度下，宝石的向光一半呈其体色，背光一半则呈现乳白色。猫眼可呈现多种颜色，按质地颜色好坏依次为蜜黄、黄绿、褐绿、黄褐、褐色等，一般猫眼石的本色是蜂蜜色，在光照下展现出的是一种“乳白蜜黄”状的颜色。猫眼石具有的一种更有趣现象是：当把猫眼石放在两个聚光灯束下，随着宝石的转动，眼线将会出现张开与合上的现象，当张开时，会有清楚的区域隔开，当合上时，会形成细细的一条线。
（三）其他品种
1.变石猫眼宝石（alexandrite cat′s-eye）
变石猫眼宝石是极其罕见的金绿宝石品种，它不仅可以呈现变色效应，还同时有明显的猫眼效应，它是最有价值的收藏品之一。金绿宝石既要显示变色效应，又要显示猫眼效应，这就要求宝石既要含有产生变色效应的铬元素，内部又要含有丝状包裹体。
2.星光金绿宝石
这是一种更为罕见的品种，它具有四射星光效应。其星光产生的原因之一是在金绿宝石中同时存在两组互相近于垂直排列的包裹体，其中一组为金红石丝状包裹体，而另一组为细密的气液管状包裹体。这种星光金绿宝石的存在同时证明金绿宝石猫眼效应的形成有两种原因，即猫眼效应既可由金红石包裹体形成，也可由气液包裹体引起。
3.一般的金绿宝石
不具上述特征的金绿宝石，只要质量达到宝石要求时，也可作用宝石。这种宝石由于含铁量的不同，颜色可呈淡黄、葵花黄、金黄和黄绿色，其中以葵花黄色为最好。
三、鉴定
1.猫眼石
（1）鉴定特征
清晰的褐黄色猫眼是猫眼石的主要识别特征。猫眼石的丝绢状包裹体有的是金红石所致，有的是气液包裹体所致。由于这些管状包裹体细长而且密集分布，所以猫眼效应特别明显，就是在漫射光下亦十分清楚。这是具猫眼效应的其他宝石所不能比拟的，从左侧照射蜜黄色的猫眼石，左侧呈蜜黄色，而右侧呈乳白色。从右侧照射，右侧呈蜜黄色，左侧呈乳白色。
要准确确定猫眼石，还需借助于仪器测猫眼石的相对密度、折射率、光性和硬度等。另一重要的鉴定特征是：猫眼石由Fe致色，能提供特殊的光谱特征，即在444nm有一宽的特征吸收光谱，495nm、515nm处有时亦见到弱吸收线。
（2）猫眼石与具猫眼效应的其他宝石的鉴别
猫眼石的显著特征是具猫眼效应，但这种效应并非猫眼石才有。其他具猫眼石的宝石还有石英（包括虎睛石）、电气石、绿柱石、磷灰石等。宝石学规定，不应将这些宝石称为“猫眼石”，而应描述成“石英猫眼”“电气石猫眼”等。但在商业上，仍存在将这些宝石冒充为猫眼石的现象，但这些宝石的物理性质与猫眼石存在较大差别，通过仪器鉴定，较易将它们区分开来。
（3）猫眼石与人造猫眼石的鉴别
目前市场上销售一种由玻璃纤维制成的猫眼石，有红色、蓝色和褐黄色，其中褐黄石品种有些类似于天然猫眼石。二者的区别在于：人造猫眼石在弧顶端同时出现2～3条亮带（天然者仅一条）；用放大镜观察人造猫眼的两侧可见六边形蜂窝状结构；人造猫眼硬度低，5左右；相对密度为2.64左右。
2.变石
变石是含铬的金绿宝石，在透明的晶体中可同时通过红光和绿光，由于变石颜色的平衡偏移而产生变色效应。当光源中红光成分多就呈红色，绿光成分多则呈绿色。由于日光中的绿色成分多，白炽灯中红色成分多，所以在日光照射下呈绿色，白炽灯照射下呈红色。一般来讲，变石这种特征的变色效应是其最典型的鉴别特征。与变石相似的宝石仅有人造刚玉变石和人造尖晶石变石。鉴别的方法是：
多色性 天然变石具三色性，刚玉变石只具二色性，人造尖晶石无多色性。
包裹体 变石具不规则分布的气液包裹体；人造刚玉变石和人造尖晶石变石具气泡包裹体和弧形包裹体或色带。
密度、折射率 人造变石与天然变石具较大差别。
吸收光谱 变石是典型的 Cr 光谱，表现在红区有双线，黄绿区有宽的吸收带，蓝区有两个窄带，其他仿制宝石不具变石的吸收光谱。
3.合成金绿宝石及其鉴别
合成金绿宝石的主要合成方法有：助熔剂法、晶体提拉法和区域熔炼法。与天然金绿宝石一样，合成金绿宝石可以有金绿宝石、猫眼、变石三个品种，而且主要是合成变石。合成变石是最难于同变石鉴别的宝石。合成变石具有几乎同天然变石完全一样的物理、化学、晶体光学性质。因此，对于合成变石的鉴定仅能从合成变石内部包裹体的特点入手。不同的合成方法产生不同特征的内部包裹体。
对于助熔剂法合成变石，经常见到脉状包裹体，助熔剂包裹体可呈云雾状外观，具有细薄的、模糊的外形，也可以是粗粒的并含有助熔剂的小滴。在大约70倍放大镜下，熔剂小滴趋于拉长状，一群小滴大致在同一方向上拉长。在反射光中，具有粒状表面，并具淡黄橙色。助熔剂法合成变石另一常见的特征包裹体是微小的六边形或三角形铂金属片。铂金属片来源于铂坩埚。铂金属片在某些方向看起来黑色不透明，转动一定方向，铂金属片可发出亮白反射光。平行于晶面的生长线呈直线状，相互间并以一定角度交汇，生长线非常清晰，往往相似于助熔剂法合成祖母绿所显示的“威尼斯百叶窗”效应。成层的包裹体平行于种晶面也常见到。
晶体提拉法生长的合成变石具有针状包裹体及弧形生长纹，是鉴定其为合成品的证据。合成变石猫眼显示出极其细小的白色粒状包裹体，也发现有波浪状纤维包裹体。短波紫外线下宝石表现出弱的白至黄色荧光，而内部呈弱的红橙色荧光。在天然变石中还从没有见过这种荧光。区域熔炼法生长的合成变石内部有时可见小的球形气泡，无规则颜色呈旋涡状结构也作为鉴定特征。实际上，在很多情况下，合成变石的内部非常洁净，包裹体特征不是十分明显，因此这时依靠常规的宝石学鉴定方法已不足以解决问题。
助熔剂法、晶体提拉法及区域熔炼法均属高温熔融法。在应用这些方法的过程中，没有水分子的加入，因此在合成变石的内部晶体结构中不含有水分子。天然变石形成于不同于合成变石的自然环境中，形成晶体的内部总是有微量水分子。应用红外光谱仪可以检测变石中是否含有水分子。对于含有水分子的天然变石在红外光谱上将产生水分子的特征吸收峰，而合成变石无此吸收峰的存在。由此可见，对于合成变石的鉴定，是一个较困难、较复杂的过程。
四、评价
1.猫眼石
猫眼石的质量评价可通过颜色、眼线的效果、匀称程度、重量等几方面进行。
颜色 较强的淡黄绿色、棕黄色 （蜜黄色） 是猫眼石的最佳颜色，绿色与蜜黄绿相比，绿色的价值略低一级，略深的棕色体色如显得突出，其价值将比绿色还低一级，很白的黄色和很白的绿色，价值就更低一些。绿色的品种可以与亮棕色处于同一价格水准，最差的颜色是灰色。
眼线 最好的猫眼线，应该是狭窄的，界线清晰，显活光，并且位于宝石的正中央。关于眼线的颜色，有人喜欢银白的颜色，而有人则偏爱金黄色的线，而绿色和蓝白色的线，较为受冷背景形成鲜明对照，要显得干净利落。眼要能张得大，越大越好，合起来要锐利。此外，乳与蜜的效果必须存在。
匀称程度 匀称程度也是评价猫眼石的重要因素，为了充分利用原石，宝石工匠常常把猫眼石的底部留的很厚，以致难以合理地镶嵌。有时保持适当厚度，会提高宝石的整体美观性。但底过分的大而厚，则明显是为了增加重量，多卖钱，这样做的结果往往适得其反，使宝石失去完整的美观性，加工镶嵌也较困难，因此得不到消费者认同。
重量 在合理加工的前提下，重量越大，价值越高。
2.变石
变石的质量评价主要从变色效应的完美程度、透度明、净度、重量和切工等方面进行。
变色效应 在日光下，颜色越接近祖母绿色越好；而在非自然光下，颜色越接近红宝石的红色越好。具备这种颜色变化的宝石，它的价值最高。但实际上，能够呈现上述颜色效果的变石非常稀少，多数颜色只是红得似石榴子石，绿的似绿色电气石。
透明度和净度 透明度和净度越高，价值越高。
重量 一般的情况下，变石破裂得比较厉害，所以大的变石晶体不多见。因此，重量对宝石价值的影响极大，重量越大，价值越高。
切工 变石往往被切磨成刻面型。加工质量越高，宝石价值越高。
五、金绿宝石的产状、产地简介
金绿宝石主要产在老变质岩地区的花岗伟晶岩、蚀变细晶岩中，以及超基性岩的蚀变岩——云母岩中。而真正具工业意义的金绿宝石矿大多产于砂矿中。金绿宝石的主要产地有：原苏联的乌拉尔地区、斯里兰卡、巴西、缅甸、津巴布韦等。最好的变石，即具有强烈变色效应的变石产于原苏联的乌拉尔地区。而斯里兰卡砂矿中则产出黄绿色大颗粒变石及高质量的猫眼宝石。除斯里兰卡外，目前最主要的金绿宝石产地是巴西。巴西发现了金绿宝石类宝石的各个品种：包括透明的黄色、褐色金绿宝石；很好的猫眼及高质量的变石。
【学习指导】 金绿宝石中的猫眼石和变石都是著名的高档宝石，因此，有关金绿宝石的基本性质必须熟记。在此基础上，要掌握变石颜色的成因和猫眼石猫眼效应的成因；掌握猫眼石和变石的鉴别和评价方法。除此之外，要了解其他显示猫眼效应和变石效应宝石的基本情况，了解这些显示猫眼效应和变石效应宝石名称的正确叫法；要了解其他金绿宝石品种；要了解金绿宝石矿床的成因及主要产地。
【练习与思考】
1.何谓猫眼石？何谓变石？简述产生猫眼效应和变石效应的原因。
2.阐述金绿宝石的基本性质。
3.金绿宝石中主要的宝石种？划分的依据是什么？
4.简述猫眼石的鉴别和评价方法。
5.简述变石的鉴别和评价方法。
6.说明能显示猫眼效应宝石的名称，尽你所知简述将它们区别开来的最简便有效的方法。
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