珠宝鉴定之宝石的晶体性质

2012年12月05日 14:50 6250次浏览 来源:   分类: 矿石

单晶体与多晶体

单晶体与多晶体

显晶质与隐晶质
显晶质与隐晶质

晶体形状
晶体形状

均质体
均质体

宝石原石
宝石原石


  宝石素以剔透晶莹著称,鲜艳的颜色、纯净的质地、较高的折射率等都是人们心目中默认的宝石属性。


  晶体性质
  宝石是由质点(原子、分子)组成的,如果宝石的内部质点在三维空间作有规律的周期性重复排列,即宝石的生长轨迹有一定的规律性可循,那么这种宝石是晶体,非晶体大多数是胶体,只有很少一部分属于宝石,如在宝石学中被归为玉石类的欧泊。
  自然界中的宝石大多数是晶体或由晶体构成,其内部质点排列具有规律性,所以自然界的宝石晶体(单晶体的宝石)可生长为规则、典型的几何形状。
  根据结合方式,晶体可分为单晶体和多晶体(晶质集合体),绝大多数的宝石是单晶体,如钻石、蓝宝石、祖母绿等;部分宝石是多晶体,如各种玉石,它们是由同种或不同种单晶体构成的集合体,由于组成玉石集合体的单晶体很小,所以肉眼无法看出单晶体生长的几何形态。非晶质体的生长是不定向的,这些非晶体宝石没有规则的几何外形,如属于有机宝石的琥珀和属于玉石的火山玻璃等。
  根据构成多晶体宝石颗粒的大小,多晶体宝石的质地可以划分为显晶质和隐晶质。显晶质是指借助肉眼或10倍放大镜就可辨认出宝石中的单个晶体颗粒,也就是指颗粒较粗的宝石,如属于玉石的东陵石;隐晶质是指借助肉眼或10倍放大镜不能辨认出宝石中的单个晶体颗粒,又可进一步划分为显微显晶质和显微隐晶质,如果宝石在光学显微镜下可以观察到其颗粒,则此宝石的质地为显微显晶质,若在光学显微镜下也不能观察到其颗粒或只有微弱的光性显示,则此宝石的质地为显微隐晶质,如玉髓、玛瑙等。


  晶体形状
  如果宝石晶体在理想条件下生长,则宝石可以生长成为对称性很好的规则几何体。根据理想条件下宝石晶体生长的对称性特点,可以将晶体划分为高级、中级和低级三大晶族。高级晶族包括等轴晶系如石榴石;中级晶族包括四方晶系如锆石,六方晶系如绿柱石、三方晶系如红宝石;低级晶族包括斜方晶系如金绿宝石、单斜晶系如透辉石和三斜晶系如斜长石等著名宝石。
  宝石实际的生长环境毕竟不是理想环境,所以宝石晶体不能按理想状态发育成为完美的几何多面体,再加上宝石生长过程中外界环境的不断变化,晶体就更偏离了理想的形状,产生了一些歪晶、凸晶和弯晶等非理想形状的晶体。
  宝石单晶体实际生长所呈现的晶体形态取决于两个方面,一方面是该晶体趋向于生长成为的单形,如尖晶石常见的单形为八面体;另一方面是晶体在三维空间延伸的比例,如三向等长型,指晶体在三维空间的发育程度基本相同,如石榴石、尖晶石呈现的粒状或等轴状;两向延长型,指晶体在一个方向上的发育较差,如重晶石、石膏等呈现的板状或片状;一向延长型,指晶体在一个方向上发育特别快,如碧玺、绿柱石、金红石等呈现的柱状、长柱状、针状或纤维状。
  多晶集合体根据其单体的形态常见为粒状集合体、片状集合体和柱状集合体。此外还有一些呈特殊形态的多晶集合体,如放射状集合体指由呈柱状或针状的宝石单体组成的,以一点为中心向外呈放射状排列而成的集合体,如辉锑矿的放射状集合体。纤维状集合体指由呈纤维状的宝石单体组成的,定向并密集排列的集合体,如纤维状石膏等。
  晶簇指以洞壁或裂缝壁作为共同基地而生长的单晶体群所组成的集合体,如石英晶簇和方解石晶簇。
  晶腺指具有同心层状结构,且外形近似球状的宝石集合体,如胶体成因的条带状玛瑙。
  葡萄状、肾状集合体,是指由胶体逐层堆积而成的,外形呈钟乳状或肾状的集合体,如玛瑙、孔雀石的葡萄状集合体。


  晶体光性
  按照宝石光学性质的不同,将宝石划分为均质体和非均质体两大类。
  均质体
  均是相同的意思,均质体强调的是各个不同方向上宝石的物理化学性质相同的宝石,包括等轴晶系宝石(如尖晶石、石榴石等)和非晶质体宝石(如玻璃、树胶、欧泊等),它们的光学性质在各个方向相同,即均质体宝石只有一个折射率。
  非均质体
  非均质体强调了随方向的不同而呈现出不同物理化学性质的宝石,包括中级晶族和低级晶族的宝石(如石英、橄榄石)。非均质体宝石的光学性质随方向而变化,即同一个宝石随其测试角度的不同将有两个不同的折射率,如属中级晶族的碧玺的折射率为1.624~1.644;或有三个不同的折射率,如属低级晶族的橄榄石的折射率为1.654~1.678~1.690。


  成分变化
  作为一个宝石种,其不同的化学成分在晶体中的占位是固定的,因此其相对数量也是大体固定,个别时候只有电性一致、电价相同、离子半径相近的其它离子才可有条件地替代原有离子,替代的可能性即替代的程度则要依宝石品种的不同而异,如刚玉中的Al^(3+)为其主要化学成分,但Al^(3+)可以被少量的Cr^(3+)替代,由于这两种离子的半径不同,Cr^(3+)的替代量是有限的,否则刚玉将无法保持三方对称结构,这时的Cr^(3+)就可称为刚玉中的微量化学成分。

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责任编辑:田田

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