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1、北京大学 王时麒,珠宝玉石总论,一、珠宝玉石的基本概念二、结晶学基础知识三、珠宝玉石的基本性质四、珠宝玉石鉴定仪器,四、珠宝玉石鉴定仪器,一、放大镜二、二色镜三、查尔斯滤色镜四、热导仪五、显微镜六、分光镜七、折射仪八、偏光镜九、荧光灯十、天平及相对密度的测量,一、放大镜,放大镜的正确使用是宝石工作者的基本技能。放大镜的倍数用数字后加符号“”表示，例如10、20 。,1结构与类型,(1)单凸透镜，由一个双凸透镜构成，这种放大镜适用于3以下的放大，如大于3，随着透镜曲率增加，会产生明显图像畸变和彩色边缘现象。(2)双组合镜，由两个平凸透镜组成。它在很大程度上纠正了因放大倍数增加而产生的畸变效应。,
2、(3)三组合镜，由一对“冕”式玻璃做成的凸透镜和两个燧石玻璃制成。它不仅视域较宽，而且消除了图像畸变和彩色边缘现象，最常用的是10放大镜，而20、30的放大镜因其放大倍数过大、视域小、焦距短而难于操作。,2使用方法,(3)照明的运用如果使用一盏工作台灯，应调整灯罩，使台灯发出的光不直射观察者眼睛， 将宝石置于灯罩正下方进行观察。,(1)放大镜的持拿方法宝石用放大镜通常都有一可灵活转动的外套，持拿时可将食指插入套中，同时以拇指配合抓紧外套。(2)镊子、放大镜、眼睛的配合技巧用放大镜观察宝石时，应将放大镜尽可能靠近眼睛，另一只手持镊子夹住宝石置于放大镜前25 cm左右，若坐在工作台或桌边，胳膊肘可
3、搁于桌面上。,3放大镜在宝石鉴定中的用途,放大镜主要用于观察宝石的表面特征和内部特征。要想能够熟练地使用10放大镜观察宝石的特征并明白这些特征在鉴定中的作用，需要通过大量的实践来积累经验。(1)观察宝石的表面特征(2)观察宝石的内部特征,(1)观察宝石的表面特征,放大镜可用于宝石的基本性质和切工质量的观察。宝石基本性质观察主要是用放大镜观察宝石表面光泽、断口光泽、断口形状、棱线尖锐度、表面平滑程度、原始晶面和解理等。从观察到的内容可以得到一些鉴定信息。如宝石冠部和亭部光泽有差异，可能是拼合石；若呈现阶梯状断口，则表明该宝石解理很发育；若宝石棱很尖锐、表面平滑，表示此宝石硬度很高；若宝石刻面有内
4、凹“收缩痕迹”，则表明其可能为熔融宝石。,翡翠B货表面放大,拼合宝石的接合面、光泽和扁平气泡的层面,宝石切工质量的观察包括切磨质量和抛光质量。前者包括切磨的对称程度、棱线搭接、有否多余刻面等。后者包括表面的光洁度、有无抛光纹、灼伤等。,(2)观察宝石的内部特征,包括色带、生长纹、后刻面重影、包裹体等。 色带弯曲则必为合成品； 后刻面重影明显，则为双折射率大的宝石； 有单个的气泡或气泡群出现的单晶宝石可能为合成宝石。,蓝宝石的色带 合成蓝宝石的色带,合成金红石的重影,玻璃中的气泡,有时根据其包裹体特征和组合还可判断其成因和产地。如蓝宝石中的金红石包裹体呈点状线性分布、色带有扩散，说明该宝石可能经
5、过了后期加热处理；祖母绿宝石中含固、液、气三相包裹体则说明它有可能产于热液型矿床的哥伦比亚祖母绿。,一些丝状、针状包裹体（如金红石）变成断续的丝状、点状,祖母绿中的包裹体,二、二色镜,1结构与类型2使用方法3二色镜的用途4使用注意事项,1结构与类型,(1)冰洲石二色镜冰洲石二色镜由玻璃棱镜、冰洲石菱面体、入光窗口和目镜四部分组成。窗口呈矩形，由两块方形玻璃组成，具有多色性的宝石可在窗口上看到颜色的变化。,(2)偏振光二色镜偏振光二色镜由两片或四片偏振光片粘接而成，具有多色性的宝石在不同的偏振光片上显示不同的颜色。,2使用方法,二色镜用于检查宝石是否有二色性，从而作为宝石鉴定的一种依据。具体操作
6、步骤如下：(1)用镊子夹着或左手直接拿着宝石，右手持二色镜，使强的阳光或手电筒光投射于宝石上。(2)眼睛和宝石都要靠近二色镜两端，其间距应在25mm之间。(3)边观察边转动二色镜。(4)若二色镜的两个窗口出现颜色差异，将二色镜转动180。，若两窗口颜色互换，则表明宝石有多色性。(5)为了避开宝石的特殊方向(此方向无多色性)，对每个宝石至少应从三个方向去观测，若呈现两种颜色，说明宝石有二色性，若呈现三种颜色，则该宝石有三色性。,3二色镜的用途,(1)可用来鉴别某些有色宝石。如当已知两包红色宝石分别为红宝石和石榴石时，可用二色镜进行区别，在二色镜下观察，有二色性的是红宝石，而没有二色性的是石榴石。
7、 (2)可以二色性的强弱来鉴别某些宝石，如同是蓝色的电气石和蓝宝石，用二色镜观察可以看到，前者的多色性十分明显，颜色带有较浓的褐色色调，而后者的多色性相对较弱。,红宝石二色性明显,绿碧玺 （二色性）,4使用注意事项,(1)应该用白光(太阳光或手电筒光)照射宝石，决不能用单色光来检查宝石的多色性。(2)观察对象应为有色的透明的单晶宝石，不透明宝石和多晶质宝石无法观察到多色性。(3)不能将宝石直接放在光源上，原因是某些宝石受热后多色性可能会发生变化。,三、查尔斯滤色镜,1原理与结构查尔斯滤色镜由仅允许红光和黄绿光通过的滤色片组成。通过它观察物体，所有物体,只会出现两种颜色，即红色和黄绿色。查尔斯滤
8、色镜轻便、简单、易于携带，在某些情况下对鉴定宝石起着一定的作用。,2使用方法,(1)使用时须用强光源照射宝石。(2)将查尔斯滤色镜置于眼睛前方并靠近眼睛，观察宝石表面颜色的特点。,3用途,查尔斯滤色镜的主要用途如下：(1)帮助鉴定祖母绿的产地不同产地的祖母绿，在查尔斯滤色镜下有不同的颜色表现，如哥伦比亚、西伯利亚产出的祖母绿在查尔斯滤色镜下呈红至粉红色；而印度、尼日利亚、南非、津巴布韦等地祖母绿在查尔斯滤色镜下呈绿色。(2)鉴定合成蓝色尖晶石、钴玻璃和合成蓝色石英这三种宝石的颜色均由钴元素所致，在查尔斯滤色镜下，钴致色的宝石呈现深浅不一的艳红色，而与之在颜色上相似的蓝尖晶石、蓝宝石、海蓝宝石和
9、蓝黄玉等在查尔斯滤色镜下则不变色。,(3)帮助鉴定宝石成因若一个红色宝石在查尔斯滤色镜下呈很亮的红色，它可能为合成红宝石，而天然红宝石应稍暗一些，合成祖母绿在查尔斯滤色镜下也显亮红色。(4)帮助鉴定染色翡翠采用铬盐染色的翡翠在查尔斯滤色镜下会变红，而天然翡翠通常不变，但也有例外。,常见宝石在查尔斯滤色镜下的特征,4使用注意事项,(1)在查尔斯滤色镜下看到的宝石颜色不是一成不变的，它与宝石透明度有关。(2)因染色剂类型和含量的差异，会使每一宝石呈色不同。(3)它仅为一种辅助仪器，通过它只能提供一些重要信息，但不能作为鉴定宝石的主要手段。,四、热导仪,1结构及原理热导仪是根据宝石的导热性设计的。不
10、同的宝石具有不同的导热性，钻石的导热性远远高于其他宝石，因而热导仪是区别钻石及其仿制品的一个行之有效的手段。,金属和常见宝玉石的比导热率（以银为10000）,热导仪由热探针、电源、放大器和读数表四部分组成，读数表可由信号灯或鸣叫器代替。接通热导仪电源时，经预热，铜针(探针)升至一定温度，当铜针外端与宝石接触时，其热量传递给宝石，铜针外端降温，温度变化通过热电仪测出，再经放大器和读数电表显示结果。,2使用方法,(1)在室温下测试，待测宝石必须干净、干燥。(2)打开热导仪开关，预热探针。(3)用探针垂直宝石刻面测试，探头不能接触金属托，否则会发出报警声。(4)施加一定的压力，看读数表显示结果。(5
11、)测试完毕，关掉电源，用镜头纸擦拭探针，装上防护罩。,3注意事项,(1)热导仪是区别钻石和仿钻的一种专门仪器。但最新发现的一种合成碳硅石也具有极高的导热性，用热导仪无法将二者区别开。(2)热导仪的探头非常精细，在使用中要加倍小心，使用完毕后应立即盖上保护罩。(3)长时间不使用，应把电池取出，以免造成仪器的腐蚀和损坏。,(4)在测试时，探针应尽可能垂直宝石表面。(5)在测试小分钻或戴久的钻石时，可能会出现异常。(6)宝石表面须干净、干燥、常温，并须排除宝石之外的干扰因素。,五、显微镜,1结构及用途宝石显微镜一般采用双筒立体变焦显微镜。它由双目镜、可变放大物镜、显微镜支架和底光源四部分组成，放大倍
12、数通常为1060倍。显微镜主要用于观察宝石的内、外部特征，观察内容与用放大镜观察的内容相同。,2照明方式,宝石显微镜与其他显微镜的区别关键是照明装置，根据观察宝石的需要分暗域照明法、亮域照明法和顶部照明法。(1)暗域照明法来自底光源的光不直接射入宝石，而是经半球状反射后再射人宝石，从而宝石中的包裹体在暗色背景衬托下尤显突出，这是最常用的照明方法。,(2)亮域照明法来自底光源的光直接射人宝石，穿过宝石进入物镜，这种方法一般光圈常锁的很小，可使宝石中的内含物在明亮背景下呈现暗色影像。它是观察色带、生长纹的有效方法。,(3)顶部照明法来源从宝石的上方进行照明，观察者可在反射光中观察宝石表面或近表面特
13、征。若显微镜无此装置，可用手电筒、台灯代替。,3调节和使用,许多人的左右眼视力不一致，因此在使用显微镜前需要对目镜进行调节，使双眼同时准焦。宝石显微镜有两个目镜，一个目镜上带可调焦距的旋钮，当宝石放在载物台或夹子上后，先用没有可调旋钮的目镜观察宝石，用宝石显微镜支架上的旋钮调整焦距，达到了清楚时，再调整另一目镜的调节旋钮使之准焦。(注意此时不能调节支架上的旋钮)显微镜调节好后，观察宝石还应注意以下几点：,(1)清洗宝石，防止将表面的灰尘当做内部特征。(2)先用低倍物镜观察宝石，看其解理、裂隙、断口、生长纹等特征。若看到感兴趣的内、外部特征，将目标移至视域中心，逐渐增加放大倍数，直至看清楚为止。
14、此时要注意区分是表面灰尘还是内部特征。(3)为了减少宝石表面反射或漫反射，增强观察效果，可将宝石放入浸油中，宝石的折射率与浸油折射率越接近，观察到的现象会越清晰。,六、分光镜,1原理色散元件(棱镜和光栅)可将白光分解成连续的可见光谱，而宝石中的致色元素cr、Ti、Mn、Fe、C0、Ni等过渡元素和稀土元素铷等对可见光可造成吸收、形成吸收线或吸收带，根据这些吸收特征可以判断其致色元素或宝石种类。,2类型,根据分光镜的色散元件的不同，可分为棱镜式分光镜和光栅式分光镜。(1)棱镜式分光镜棱镜式分光镜由一组镜系列组成，产生较直的光径，这些棱镜呈光学接触。棱镜式分光镜的特点是蓝紫区相对扩宽，红光区相对压
15、缩。因此，在光谱上的色区呈不均一分布。但其透光性好，在光谱中可出现一段明亮的光谱，有利于观察蓝紫光区光谱。,(2)光栅式分光镜光栅式分光镜主要由绕射光栅组成。光栅式分光镜的特点是色区大致相等，红光区分辨率比棱镜式高，但透光性差，须用强的光源。,3使用方法,(1)内反射法适用于颜色较浅、宝石颗粒较小的透明宝石。观察方法如下：宝石台面向下置于黑色背景下；调节光源角度，使入射光方向与分光镜的夹角大致呈45；将分光镜对准宝石，使尽可能多的光通过宝石的内部反射后进人分光镜；判读分光镜中吸收线的位置。,(2)透射法适用于半透明至透明的宝石，可保证足够的光透过宝石进人分光镜。将宝石置于带小孔的黑板上；将光源
16、对准宝石；将分光镜对准宝石；判读分光镜中的吸收线位置。,(3)表面反射法适用于透明度不好的宝石，调节入射光方向与分光镜的夹角，使尽可能多的白光在宝石表面反射后进入分光镜。操作方法同透射光法。,4注意事项(1)采用白光源(连续光谱)可用白炽灯、手电筒或特制光纤灯。(2)光谱中吸收线(带)的清晰程度受宝石的大小、颜色深浅、透明度好坏等影响。(3)尽量让通过宝石的光进入分光镜。(4)戴眼镜者要确保镜片无吸收。,5宝石的吸收光谱举例,宝石吸收光谱示例见图。,七、折射仪,折射率是宝石重要的物理常数，是鉴定宝石品种的主要依据之一。折射仪即是测定宝石折射率的仪器。,1结构和原理,宝石折射仪外观如图所示，主要
17、由棱镜工作台、内置刻度尺、目镜、偏光片和进光孔组成，它可测量宝石的折射率、双折率以及光性符号。在测宝石折射率时，在宝石和棱镜之间还需一种接触油，其折射率值在179181之间。,2使用方法,折射仪采用不同的方法测试刻面型宝石和弧面型宝石。(1)大刻面宝石的测试方法刻画法用酒精清洗宝石和棱镜。选择宝石最大的刻面，放于金属台上。在棱镜中央点一小滴折射率油，通常油滴直径为l2mm。用手轻推宝石至棱镜中央，使之与棱镜呈良好的光学接触。眼睛靠近目镜观察视域内 标尺的明暗情况、读数。,将宝石转动360，每转动宝石至一定角度时进行一次观察、读数和记录。便可多转动几次，多记录数据。,测试完毕，擦净宝石和棱镜。读
18、数判读。在宝石的测试过程中，通过目镜可以观察到以下现象：a如果转动宝石360只能看到一条阴影边界，说明该宝石只有一个折射率，见图。此类型的宝石可能是等轴晶系的宝石或非晶质体宝石，如尖晶石、石榴石、玻璃等。b如果转动宝石360可看到两条阴影边界，说明此宝石具有两个以上的折射率值，见图，如红宝石、蓝宝石、祖母绿、水晶、橄榄石等。,均质体宝石,碧玺一轴晶宝石,(2)小刻面或弧面型宝石测试方法点侧法,清洗宝石和棱镜。在金属台上点一滴折射率油。手持宝石，用弧面或小刻面接触金属台上的折射率油，以保证宝石上的折射率油直径约02mm。若宝石上折射率油太多，则不易观察和准确读数。将带油滴的宝石轻轻放置于棱镜中央
19、，通过油滴与棱镜形成良好的光学接触。,取下偏光镜，眼睛距目镜30cm左右，平行目镜上、下移动头部。观察油滴呈半明半暗交界处的读数并记录，见图。测试完毕，清洁宝石和棱镜。在对小刻面或弧面型宝石的测试过程中，不管是哪一种宝石，我们只能得到一个折射率数据，而且所测折射率值为一近似值。,3局限性,(1)折射率高于18l的宝石无法测定，但这也给鉴定提供了帮助，毕竟折射率高于181的宝石品种不多。(2)无良好抛光的宝石不能测定。(3)不能区分天然宝石品种和合成宝石以及人工处理宝石。,八、偏光镜,1结构偏光镜是一种比较简单的仪器，对于区别均质体宝石、非均质体宝石和多晶质宝石非常有用，为一种辅助鉴定仪器。偏光
20、镜主要由二片偏光片组成，此外还有光源、玻璃载物台。当上偏光和下偏光垂直时，视域全暗，产生消光也叫正交偏光；当上下偏光平行时，视域全亮，叫平行偏光。,2使用方法,使用偏光镜观察宝石的前提是要求宝石为透明或半透明，不透明宝石不适于此种仪器。(1)调整上下偏光片，使视域全暗。(2)将宝石放于物台上。(3)转动宝石360，观察宝石的明暗变化情况。,3现象解释,(1)四明四暗在正交偏光下，转动宝石360，视域出现四次明亮、四次黑暗，说明该宝石为非均质体宝石。如红宝石、橄榄石、电气石、水晶等。(2)全亮在正交偏光下，转动宝石：360，视域全亮，无明暗变化，说明该宝石为多晶质宝石。如翡翠、软玉、蛇纹石玉等。
21、,（3）全暗在正交偏光下，转动宝石360，视域全暗，说该宝石为均质体（非晶质或等轴晶系宝石）（4）异常消光许多均质体宝石在正交偏光下并不出现前面所讲的全暗现象，而是随着宝石的转动，视域内出现明暗不均的现象，这种现象称之为异常消光。不同的宝石产生异常消光的原因不同：玻璃在生产过程中，由于快速冷却致使内部应力聚集，形成异常消光；焰熔法合成尖晶石生产过程中加入过量的铝，晶格发生一定程度的扭曲，形成消光；石榴石则是由于晶格的不均匀性出现异常消光。,4注意事项(1)待测宝石须为透明或半透明。(2)若待测宝石含有大量的裂隙或包裹体，结果须用其他仪器来补充鉴定。,九、荧光灯,1结构宝石用荧光灯系由两根能发出
22、紫外荧光的特殊灯管组成，一根为长波紫外线灯管，其紫外线经过滤后产生365nm紫外线，另一根为短波紫外线灯管，其紫外线经过滤后产生2537nm的紫外线。,2使用方法(1)将宝石擦拭干净放入暗箱内。(2)打开荧光灯开关。(3)眼睛通过防紫外线玻璃罩观察宝石。(4)分别按长、短波开关，观察不同光波下宝石的荧光颜色及荧光强弱。,3功能,紫外荧光灯的功能是用来检测宝石是否具有荧光和磷光，根据宝石在紫外荧光灯下的发光特点进行对宝石的鉴定。(1)鉴定宝石的品种不同的宝石荧光特点不同，据此可以区分不同的宝石品种，如红宝石一石榴石，红宝石在荧光下有红色荧光，而石榴石无荧光；蓝宝石一蓝锥矿，在短波紫外线下，蓝色蓝
23、宝石常无荧光，而蓝锥矿可以有强蓝白色荧光。(2)判别某些天然宝石和合成宝石合成红宝石、合成祖母绿通常比天然红宝石、天然祖母绿荧光色鲜艳明亮。,(3)鉴定钻石及其仿制品钻石的荧光性变化范围大，从无到强，颜色多样，而其仿制品大都只有单一的荧光色，由此在鉴定群镶钻石和批量钻石时紫外灯十分有用，若都为钻石，其荧光性绝不会均匀，而仿钻则荧光性较整齐。,(4)判断宝石是否经过人工处理某些拼合宝石的胶层发出与宝石整体不同的荧光，某些注油、注胶或玻璃充填物会发出荧光，某些B货翡翠也会发出蓝白色荧光。,4使用注意事项(1)荧光灯只是一种辅助性鉴定仪器，确切的结论还需要依托其他仪器鉴定。(2)眼睛不能直视荧光灯管
24、，以免紫外线损伤眼睛。,十、天平及相对密度的测量,宝石的密度是由宝石自身的成分结构决定的，不同的宝石有自己相对稳定的密度值。天平是准确测定宝石密度不可缺少的仪器。它采用静水称重法。,1静水称重法,若宝石在空气中质量为m，在水中质量为m，根据公式可得出宝石的相对密度：,由于水具有较大的表面张力，在测量相对密度时有一定误差，故通常用其他液体代替。这时相对密度测量公式为：相对密度=m/(m-m1)液体的相对密度通常用于静水称重的工具是克拉电子天平，它是一种带电脑储存的单盘电动天平。,2使用方法,(1)安装天平，调水平，装上支架、玻璃杯(带23左右的液体)。(2)将宝石放入空气中称盘，称出宝石在空气中质量m。(3)取下宝石，放入液体中称，称出宝石在液体中的质量m，。(4)计算宝石相对密度。这种测试方法具有精确度高、不受宝石形状限制的优点，但对于太小的宝石和多孔、裂隙发育的宝石误差较大。,谢谢!,