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尖晶石—大红宝石

发布时间:2019-01-21 浏览数:35

 

    一、概述

    在尖晶石大类中,用作宝石材料的是镁尖晶石,由于红色的尖晶石酷似红宝石,在历史上曾经一度被认为是红宝石,如英王冠上重170ct的“黑太子红宝石”、重361ct 的“铁木尔红宝石”,后来证实都是尖晶石。

    二、宝石学特征

    1、化学成分

    化学分子式为MgAl2O4,其中Mg2+可被 Fe2+、Zn2+、Co2+、Mn2+等类质同像替代,而 Al3+可被Fe3+ 和Cr3+ 等类质同像替代。

    2、晶系及结晶习性

    等轴晶系,晶体常呈八面体,有时呈八面体与菱形十二体的聚形。砂矿中的尖晶石常呈磨圆度较好的卵形。

    3、光学性质

    (1)颜色:有红、粉红、紫红、黄、橙、褐、蓝、绿、紫和无色等多种颜色。

    (2)光泽与透明度:强玻璃光泽,透明至半透明。

    (3)光性特征:均质体。

    (4)折射率和双射率:1.718(+0.017,-0.008)。富铬的红尖晶石可高达1.74,镁尖晶石可高达1.77~1.80,镁锌尖晶石在1.725~1.753之间或更高。无双折射率。

    (5)多色性:无。

    (6)发光性:长波紫外光下:弱至强;短波紫外光下,无至弱。

    (7)吸收光谱:红色、粉红色的尖晶石由铬元素致色的,其红区(685nm、684nm)具双线,另见一组弱吸收线,构成所谓的“风琴管状”,在黄-绿区(595~490 nm)普遍吸收,蓝区无吸收线;蓝色尖晶石主要为Fe和Zn致色(钴致色的极为罕见),橙区、黄区和绿区有三条吸收线,在蓝区有两条吸收带。

    4、力学性质

    (1)解理:无解理。

    (2)硬度:摩氏硬度为8。

    (3)相对密度:3.60(+0.10,-0.03)。

    5、包裹体

    尖晶石中常可见到小八面体尖晶石、八面体负晶等包裹体,呈点线状式或曲线排列。有时还能见到锆石、磷灰石、榍石等包裹体。另外还可见到呈星云状分布的气液包裹体。

    6、特殊的光学效应

    尖晶石可显星光效应(四射星光、六射星光)和变色效应。

    三、主要品种

    尖晶石常以颜色及特殊光学效应来划分尖晶石宝石的品种,常见的品种有:

    1、红色尖晶石

    主要含微量致色元素Cr3+ 而呈各种色调的红色。其中纯正红色的是尖晶石中最珍贵的宝石品种,过去常把它误认为是红宝石。

    2、橙色尖晶石

    橙红色至橙色的尖晶石品种。

    3、蓝色尖晶石

    含有Fe2+ 和Zn2+ 而呈蓝色。多数蓝色尖晶石都是从灰暗蓝到紫蓝,或带绿的蓝色。

    4、绿色尖晶石

     一般是含Fe2+所致,颜色发暗,有的基本呈黑色。

    5、无色尖晶石

    很稀少。多数天然无色尖晶石或多或少带有粉色色调。

    6、变色尖晶石

    非常稀少。在日光下,呈蓝色,在人工光源下,呈紫色。

    7、星光尖晶石

    这种尖晶石一般呈暗紫色到黑色,数量很少。可呈四射或六射星光,主要发现于斯里兰卡。

    四、成因及产地

    尖晶石矿床主要为接触交代型(矽卡岩系)矿床,矿体赋存于镁质矽卡岩带中,与之有关的砂矿是最重要的矿床类型。

    尖晶石主要产地有缅甸抹谷、斯里兰卡、泰国、肯尼亚、尼日利亚、坦桑尼亚、巴基斯坦、越南、美国和阿富汗等。

    五、质量评价

    尖晶石的质量主要从颜色、透明度、净度、切工和大小等方面进行。

    1、颜色:尖晶石最好的颜色是深红色,其次是紫红、橙红、浅红和蓝色。要求色泽纯正、鲜艳。

    2、透明度:越透明,价值越高。

    3、净度:内部瑕疵越少,越干净,价值越高。

    4、切工和大小:尖晶石在切割时,不必过多考虑方向性,尽可能切磨得越大越好,并需要精细抛光。对于大小,超过10ct以上的尖晶石是较少的。因此,每克拉价格也比一般尖晶石高一些。

    六、合成尖晶石及鉴别

    合成尖晶石最初是用焰熔法合成蓝宝石过程中偶然获得的。合成尖晶石一般用作其他宝石的仿制品,但随着天然红色、蓝色尖晶石的价格不断升高,合成尖晶石也用来冒充天然的尖晶石。目前市场主要有焰熔法和助熔剂法合成尖晶石。

    1、焰熔法合成尖晶石

    焰熔法合成尖晶石的颜色有红、粉、黄绿、绿、浅至深蓝色、无色等。也可合成具有变色效应的尖晶石。合成尖晶石的主要特征为具有较高的折射率、异常双折射和内部弧形生长纹。异常双折射在偏光镜下呈现栅格状消光现象。

    (1)折射率:比天然略高,为1.728(+0.012,-0.008),合成红色尖晶石为1.722~1.725,合成变色尖晶石为1.73。

    (2)相对密度:一般为3.52~3.66,比天然尖晶石相对密度(3.60)略高。合成红色尖晶石为3.60~3.66。

    (3)异常双折射:焰熔法合成尖晶石由于加入过多了氧化铝,使其晶格多发生扭曲,而产生异常消光现象。偏光镜下常呈栅格状或者斑纹状异常消光图,这是天然所没有的。

    (4)紫外荧光:长短波下均有荧光,且短波下常呈白垩状荧光,天然没有这种现象。浅粉色合成尖晶石呈绿白色荧光,红色尖晶石呈红色荧光,浅蓝色尖晶石呈橙红色荧光。

    (5)吸收光谱:除红色外,大多数合成尖晶石具有特征的吸收光谱:

    ①钴蓝色:在红区和蓝区全透过,在544nm、575nm、595nm和622nm有宽吸收带,而确实天然蓝色尖晶石中的458nm吸收线;

    ②绿色(带黄色荧光):425nm为强吸收线,445nm为模糊带;

    ③绿蓝色:有425nm强吸收线,443nm模糊带,及复杂的544nm、575nm、595nm、622nm极弱的钴吸收;

    ④合成变色尖晶石:400~480nm宽吸收带、580nm为中心的宽吸收带及685nm窄线。

   (6)内部特征:通常内部洁净,偶尔可见气泡、弧形生长纹或弧形色带、未融的氧化铝残余。

    2、助熔剂法合成尖晶石

    助熔剂法合成尖晶石于20世纪80年代进入市场,常见红色和蓝色,其次有浅褐黄色、粉、绿等色。

    助熔剂法合成尖晶石在化学成分上与天然尖晶石相近,MgO:Al2O3比例接近1∶1,折射率、相对密度等一些物理性质常数也与天然尖晶石接近。主要区别表现在:

    (1)内部特征:助熔剂法合成尖晶石常见橙褐色至黑色助熔剂残余,单独或者呈指纹状分布。

    (2)红外光谱:天然尖晶石含水,助熔剂法合成尖晶石不含水。