1,第二章 宝石的分类、宝石学研究领域及宝石矿物基础知识,宝石的分类 宝石学的研究领域 宝石矿物基础知识,2,宝石的分类在国内的宝石书刊中未见专门论述，市面上的书有普及知识类，有教材类，有写宝石鉴定的也有写评价的，也有对某一品种的论述，但多没有涉及分类，国外有些作者谈及分类归纳为； 依宝石成因分类 遇到的问题是同一种宝石有多种成因，一种宝石会多次出现在分类中或很多种宝石可能表现同一成因类型 依化学成份分类 虽然化学成份分类是很科学的，如金刚石只能归入自然元素类，红宝石只能归入氧化物类，祖母绿则是硅酸盐类，这是一种十分严格的分类，但这种分类完全是地质学中矿物的分类，没有宝石自身的特点属性 按宝石类剔分类 如宝石、分为宝石、半宝石（半宝石一词并不科学），饰石（装饰用，其中既有宝石又有玉石）和有机宝石等3,一、宝石的分类,地球上天然形成的矿物有3000余种，可作宝石材料者不足300种，常见的不到30种,4,（一）宝石（矿物单晶体）,1、宝石之王：钻石（金刚石） 2、珍贵宝石： 红宝石和蓝宝石（刚玉） 祖母绿又称绿宝石（绿柱石） 猫眼石和变石（金绿宝石）,祖母绿,5,,3、常见宝石；碧玺（电气石）、海蓝宝石（绿柱石）、红柱石、托帕石（黄晶）、尖晶石、紫牙乌（右樽石）、锆石、橄榄石、水晶、闪锌矿、绿帘石、紫晶、芙蓉石,托帕石（黄晶）,6,,4、罕见宝石：坦柔石、血石（赤铁矿）、金红石、锡石、塔菲石（钞美晶石）、辰砂、雄晶、蓝铜矿、橱石、符山石、 蓝锥矿、透视石、固辉石、方柱石、阳起石、菱锌矿、天蓝石、翎里石、顽火辉石、光彩石、天青石。
5、优化宝石：不完美的宝石经过人工加温、照射、扩散使其变色或退色，有的要经表面覆盖、充填、油浸、达到优化 7,（二）玉石（矿物集合晶体）,1、玉石之王：翡翠（硬玉岩） 2、著名玉石；欧泊（蛋白石）、和田玉（软玉）包括；白玉、青白玉、青玉、糟玉、墨玉（遗闪石矿物）独山玉（蚀变斜长岩或蚀变辉长岩）、蓝田玉、信宜玉、（均为蛇纹岩和蛇坟石化大理岩）、青金石、玛瑙、绿松石、孔雀石、日光石和月光石（拉长石）、京白玉、东陵玉、密玉、贵翠（均为石英岩）桃花石或晶粉翠（蔷薇辉石、石英、透辉石等）欧泊（蛋白石）,8,欧泊原料,,9,,和田白玉,10,青金石是一种古老而名贵的宝石，主要产于阿富汗，色如天或金屑散乱，灿烂若众星在古印度、古波斯、古埃及，青金石与黄金等价，成为祭祀品和陪葬品11,玛瑙,12,3、一般玉石；虎睛石（硅化石棉）、丁香紫玉（锂云母岩）、汉白玉（大理岩）、蜜蜡黄玉（含铁白云岩）、梅花玉（碱性玄武岩）、菊花石（红柱石、天青石或方解石、蓝晶石）朱砂玉（含辰砂石英脉）、玉髓 4、改善玉石：染色、着色脱色、渗透、注入，稳定化处理后的玉石,13,（三）有机质宝石,1、珍宝皇后：珍珠（方解石或文石及珍珠质和水）分为：天然海水与天然淡水珍珠和人工海水养殖与人工谈水养殖珍珠 2、名贵品种：虫珀（含昆虫的透明琥珀）、金珀（碳、氢、氧组成的有机化合物）、红珊瑚（碳酸钙）、白象牙（碳醒钙和蛋白质组成） 3、一般品种：其它琥珀、珊瑚、象牙、媒精（煤玉）、龟甲和贝壳、蚌壳 4、优化处理：对珍珠、象牙、珊瑚都可以漂白,14,珍珠贝首饰,,,15,第七届香港珠宝设计比赛,头饰“今夜星光灿烂”,耳饰“为维港烟花”,16,（四）人工宝石,1、合成宝石：人工合成自然界有天然产出物的如；金刚石、红宝石、祖母绿、翡翠、水晶。
2、人造宝石：人工合成但自然界没有此并物质产出如；钛酸锶、YAG（钇铝榴石）、CZ（方晶锆石） 3、仿造宝石：名与质不符，常以假乱真，玻璃、塑料等代用品人造宝石方晶锆石,17,二、宝石学的研究领域,世界各国人民对于宝石的开发利用已经非常久远了，但作为一门学科，是本世纪初发展起来的宝石学是与现代科学文明相关联的，且生根于地质学、结晶学、矿物学、工艺学可见它是一门实用科学，很大程度上属地学的一个分支从下面的比较，可以看出宝石学研究的领域 宝石地质学偏重于用地质学方法研究宝石的成因产状，赋存条件和时空分布规律 宝石矿物学用现代结晶矿物知识和测试手段，研究宝石的成份、物相及其物理化学特性 宝石学研究宝石的探寻、开采、加工、评价、优化、合成、人造、仿造、鉴别、鉴定工具和教育18,三、宝石矿物基础知识,（一）矿物定义 （二）结晶学基础知识 （三）光学基础知识 （四）矿物学基础知识,辰砂晶体,19,一、矿物定义矿物,1、矿物 矿物是天然生成的化合物或单质；它们有均匀的相对固定的化学成分及确定的晶体结构，所以矿物都是固体百绝大多数为无机物如石英（水晶）SOi绿柱石（祖母绿）Be3A1（Si6O18），金刚石（钻石）C。
极少数矿物为有机物，如草酸钙Ca（C3O4）2H2O，琥珀C10H14O，它们被称为有机矿物 用人工方法合成的与天然矿物相同的物质称合成矿物，如合成金刚石、水晶、刚玉等，它们的宝石制品称人工宝石芙蓉石,20,矿物定义晶体,2、晶体 绝大多数天然的矿物空石或人工合成的宝石都是晶体，那么什么叫做晶体呢？ 晶体的定义是：其内部的质点（原子，离子，分子）在二度空间上具有规则排列（有序性）的固体 自然界中的绝大多数矿石都是晶体,就连地上的泥土沙石也是晶体,冬天的冰雪是晶体,日常见到的各种金属制品亦属晶体可见晶体并不陌生,它就在我们的日常生活中碧玺：长柱状的晶体呈晶簇状产出,21,矿物定义晶体,外表形态上常常形成规则的几何多面体，如金刚石的八面体，方解石的菱面体 因为晶体内部质点的规则排列，决定了它有一些特殊的性质：,,,方解石的菱面晶形,22,矿物定义晶体,（l）自发形成规则多面体 如果晶体形成时有适当的空间，其表面总被光滑的平面（晶面）所包围，这些平面实际就是晶体露在最外面的原子、离子或分子规则排列的平面，晶面又相互交成了晶棱和角顶 （2）对称性一个晶体中的质点，发育完整的晶面及晶体的性质等，都可通过一定的操作（反映，旋转等）使其重复出现。
多矿物晶体8.5万元,23,矿物定义晶体,（3）异向性在一个晶体的不同方向上可表现出不同的性质如不同方向观察电气石可以呈现不同的颜色，这是因为不同方向上质点排列的方式可以是不同的宝石级黄玉晶体,电气石,24,矿物定义晶体,（4）均一性 指一个晶体的不同部分，具有相同的性质这是因为不同部分的质点密度及排列方式都是一样的 （5）稳定性 晶体中的质点排列与非晶体中相比最为紧密，决定了晶体具有最小的内能，因此在相同的条件下，晶体是最稳定，不易发生变化的 上述晶体的主要性质对宝石的价值及鉴定都有重要作用宝石级祖母绿,25,二、结晶学基础知识非晶体（质）,1、非晶体（质） 与晶体的定义相比较，那些内部质点（原子、离子或分子）在三度空间上不作规则排列的物体被认为是非晶体可见气体、液体当然不是晶体就是固体中不是晶体的也不少见，如玛瑙、琥珀，与晶体相比它们是不稳定的，会逐渐向晶体转变，但这可能需要漫长的时间如玛瑙终究会转变为石英的非晶体也不具有上述晶体的那些特殊的性质,26,石英与玛瑙,,27,结晶学基础知识晶轴、晶系,2、晶轴 晶体中质点在三度空间作规则排列，如果我们假想通过晶体中心的一个质点，选择质点排列最紧密的三个方向引出三条直线作为晶体的坐标轴（如同几何学中的坐标轴）即晶轴。
3、晶系 根据各种晶体的对称和晶轴的特点可以把晶体划分为七个类型，即七大晶系，它们是等轴晶系、六方晶系、四方晶系、三方晶系、正交晶系、单斜晶系、三斜晶系28,结晶学基础知识双晶,4双晶 前面讨论的晶体是指单个晶体（单晶），但常常有几个单晶体按一定方式彼此连在一起生长，双晶是一个以上的单晶体按一定的对称方式相互连生在一起，它们的连生面如果近似平面的称为接敝双晶；如果两个单晶相互穿插，连生面根不规刚的称穿摘双晶；当很多片状单晶体连生在一起，其连生面平行，则称为聚片双晶 双晶可以帮助鉴定某些宝石矿物，改变宝石的质量及产生特殊的宝石光学现象如星光、猫眼等罕见辰砂：上部为双晶体,29,结晶学基础知识包裹体,5.包裹体 晶体或非晶体形成过程中常常捕获介质中的异类物质将其包裹其中，称为包裹体，宝石学常称内含物这些包裹体，如气体、液体或其他固体也可以是多相的包裹体可以产生宝石的特殊效果，如星光、猫眼、星彩、月光及水胆等包裹体还可作为鉴定天然宝石及人工宝石的重要依据，因为两者的包裹体特征是不同的祖母绿中的气、液、固三相包体,变石中的晶体包体,30,结晶学基础知识环带构造,6.环带构造 在天然或人工宝石中部常显示一种自内向外宽窄不均的圈层，各圈层颜色深浅或色调不同，晶体中各圈层的轮廓为多边形，这是由于晶体生长时平滑的晶面平行向外推移的结果不同色调或透明度往往是因为在生长的不同阶段中混人的微量杂质成分不同，或是因为含有包裹体的成分、大小和数量不同的原因，如天然刚玉（红、蓝宝石）石英（水晶）、在非晶体中环带常呈不规则的同心圆，有时构成特殊的图案，增加了宝石的异彩，如玛瑙、孔雀石。
另外天然晶体的环带常常是区别人工宝石的见证，了解不同宝石环带的特征及产生的原因很重要蓝宝石六方环状色带,31,玛瑙的环带构造,,32,玛瑙的环带构造,,33,结晶学基础知识猫眼效应,7猫眼效应 当晶体中含有一组平行的针状、管状、片状或条带状包裹件（固体、液体或气体），而切磨成平底圆顶的宝石使其底面平行于包体方向从顶上观察则垂直这些气休反射出来的光线，形成一条横穿宝石的恰如猎眼瞳孔收缩时一样的亮带称猫眼效应，如金绿宝石具有这种效应，则被称为猫眼石而其他如石英、电气石、绿柱石也常有这种效应校称为石英猫眼、电气猫眼等，造成猫眼的包裹体常常是金红石、石棉、气体或液体管状包体或平行的解理纹或双晶纹及生长环带等金绿宝石猫眼,金绿宝石矿标,金绿宝石猫眼,34,三、光学基础知识,1星光效应 星光效应与上述猫眼效应的成因很相似，不同的是它具有两组或三组平行的针状或管状包裹体相交成90度或60度，光的反射则产生十字形的，或六射星形的亮带，宛若垦光则称星光效应，如星光宝石和星光蓝宝石最为常见，是由于三组相交60度的金红石小针状晶体包体的效果，石英、电气石有时也会出现十二射的星光如绿柱石 现在人工合成宝石也仿效天然晶体，可产生很好的星光效应,星光红宝石,星光蓝宝石,35,光学基础知识,2、月光效应 最常见的一种叫月长石的矿物，是一种钾长石，其晶体内傲生有许多超显徽大小（500-800纳米）的钠长石小片而产生反射光的泓散形成漫射，使短波区光的强反比长波区大。
因呈现一种柔和的浅蓝色光，故称月光随钠长石小片的加大，蓝色逐渐变为乳白色,月光石,36,光学基础知识,3、变彩效应 变彩效应，是由于光波通过宝石内的特殊层状结构（层的厚度与光波波长为同一数量级），而产生反射光的衍射效果所呈现一种或一系列的颇色37,光学基础知识,4、砂金效应 当透明的宝石中含有众多细小的片状、粒状包裹体时，如云母、黄铁矿、赤铁矿、辰砂等，由于它们对光的反射，呈现许多星点反光点；而随视线的转动反光点若明若晴如同金砂闪烁、如日光石，是长石中包含有赤铁矿和针铁矿的小片而产生砂金效应人工制造的砂金石是在玻璃中掺入了铜的细小晶粒而成 日光石是一种含赤铁矿或针铁矿包裹体的长石，这些包裹体反射出相互平行的光线，而显出一种金黄色到褐色色调的火花闪光，常称砂金石闪光效应38,光学基础知识,5、折光率 当光线穿过两种不同的介质时其传播方向会发生改变，此现象称为折射，光线传播方向改变程度取决于光线在两介质中传播速度的比值 某一介质（如宝石）的折光率（N）定义为光线在空气中传播速度（Vt）与光线在介质中传播速度（VM）之比.对某一介质来说它是一个常数，金刚石折光率为2.42，石英的折光率为155宝石的折光率在1.4至2.9之间。
皆大于1，可见光线在宝石中的传播速度皆小于在空气中的传播速度 光线的传播速度愈慢的介质，其折射率愈大，如光在金刚石中传播速度小于水晶折射角,入射角,39,光学基础。