水热法祖母绿合成设备

㈠ 祖母绿，它属于什么种别，产地，性质等

祖母绿被称为绿宝石之王，是相当贵重的宝石(五月的诞生石)，国际珠宝界公认的四大名贵宝石之一（红蓝绿宝石以及钻石）。因其特有的绿色和独特的魅力，以及神奇的传说，深受西方人的青睐，近来，也愈来愈受到国人的喜爱。在众多硅酸盐矿物中，唯独祖母绿的色彩最为引人，所以倍受喜爱。
种别
祖母绿属绿柱石家族，为六方晶系
引用亚洲宝石协会（GIG）研究报告：祖母绿是一种含铍铝的硅酸盐，其分子式为Be3Al2[Si6O18]，属于绿柱石家族中最“高贵”的一员。属六方晶系。晶体单形为六方柱、六方双锥，多呈长方柱状。集合体呈粒状、块状等。翠绿色，玻璃光泽，透明至半透明。折光率1.564-1.602，双折射率0.005-0.009，多色性不明显。非均质体。硬度7.5，密度2.63-2.90 克/立方厘米。解理不完全，贝壳状断口。具脆性。X射线照射下，祖母绿发很弱的纯红色荧光。
产地
祖母绿的主要产地有哥伦比亚、俄罗斯、巴西、印度、南非、津巴布维等。国际市场上目前最多见的祖母绿来自三个产地：哥伦比亚、巴西和赞比亚。
性质
祖母绿的颜色十分诱人，有人用菠菜绿、葱心绿、嫩树芽绿来形容它，但都无法准确表达它的颜色。它绿中带点黄，又似乎带点蓝，就连光谱都好像缺失了点波长。确实，没有一种天

然颜色令人的眼睛如此舒服。每当你目不转睛地注视嫩绿的草坪和树叶的时候，那种赏心悦目的感觉可以想象，但与祖母绿的色泽相比就显得逊色了。它是能使人百看不厌的宝石之一。无论阴天还是晴天，无论人工光源还是自然光源下，它总是发出柔和而浓艳的光芒。这就是绿色宝石之王——祖母绿的魅力所在。
祖母绿是宝石级的绿色绿柱石。其绿色要达到中等达到浓艳的绿色调，就是色的浓度要比较饱和。浅淡绿色的通常称之为绿色绿柱石。
绿柱石是自然界产出的，主要成分为Be3Al2[Si6O18]，具有六方对称的铍铝硅酸盐矿物。因含适量的Cr2O3(0.15~0.6%)，而形成祖母绿。它是绿柱石家族中最出色的成员。材质属于高档宝石。
它的色彩来源是：微量的氧化铬使它呈现出晶莹艳美的绿色。
合成宝石方面：
基本上，合成祖母绿是以水热法或助熔剂法而非维纽尔法制成。
以维纽尔法制造合成宝石本身有一个限制，就是此法只适合制作成份在高温下稳定的宝石，如刚玉和尖晶石，但祖母绿属于硅酸盐，其成份在尚未到达维纽尔法所要求的温度便会分解，因而不适用。祖母绿的水热法制程内容，主要是将晶种置入含祖母绿成份的溶液之中，使其缓慢结晶，结晶之后的宝石是纯净无瑕的，而与天然祖母绿的诸多内含物情形不相当。
因此，仿制者会在制程中，加入一些助熔剂，使人造祖母绿在结晶后，能产生状似天然云雾状的内含物，由于助熔剂的种类不同，内含物的形状也各异，往往能构成极有趣的图案。
由于裂缝过多，祖母绿的优化处理主要便在处理裂缝这方面。
祖母绿的最有名的优化处理为浸油处理，若祖母绿的裂缝延伸至其表面，则会以某种特殊的油脂浸泡，使其裂缝因油浸入而较不明显，这种处理大量地用在许多品质较差的祖母绿上。
有时甚至会在浸油处理之后，再将裂缝入口以特殊材料覆盖，以避免油料漏出。
价格
祖母绿的价格是根据宝石的不同参数来确他的价格。一般自己佩戴的话，价格在5000--3W不等。

㈡ 怎么区分莹石和祖母绿

祖母绿被称为绿宝石之王，是相当贵重的宝石，与钻石、红宝石、蓝宝石并称为世界四大珍贵宝石，其中祖母绿的价值尤为昂贵。祖母绿是很古老的宝石品种之一，在古埃及时代就已用做珠宝，因为其特有的绿色晶体和独特的魅力，以及神奇的传说，深受西方人的青睐，近代，也成为国人追捧的对象。因为其高昂的价值，经常会有被用其他绿色宝石仿冒，用人工技术合成的也大有存在，下面给大家简单介绍下，祖母绿的鉴别要点。
一、祖母绿与相似的天然绿色宝石的区分
1、绿碧玺: 绿碧玺的内部光色要比祖母绿暗，祖母绿较绿碧玺颜色更为翠，光感更为活；祖母绿的包裹体比绿色碧玺要多。
2、翡翠：其实祖母绿与翡翠除了颜色相似外，本质上没有任何相同点，祖母绿矿物晶体是波铝硅酸盐的，因为它含有铬这种微量元素所以呈现为绿色；翡翠是一种多晶集合体，主要由硬玉、绿辉石和钠铬辉石组成。
3、萤石：萤石为微带蓝的绿色，硬度较小，密度大于祖母绿。
二、祖母绿与合成宝石的区分
1、天然祖母绿大多会有瑕疵及裂纹，这是天然矿物共同的特点，其瑕疵多是棉絮状，档次差一点的还可以看到晶体中存在黑色包裹体；合成祖母绿晶体非常通透，用肉眼观察可以发现少量的气泡；水热法合成的祖母绿包裹体，呈“窗纱状”，熔融法合成的祖母绿的包裹体呈面包屑状。
2、祖母绿具有二色性，从不同角度观察会发现宝石呈翠绿色－蓝绿色或黄绿色，而人工合成祖母绿只有一种颜色。
3、天然祖母绿在紫外线下反应比较迟钝，或呈暗红色，而合成祖母绿则往往发强红色荧光，此项实验对照将更好分辨。
祖母绿的价值非常高，品质好的祖母绿更是价值连城，对于收藏家来说，品质好的祖母绿简直就是难得的艺术品，不仅可以鉴赏还具有非常高的收藏价值，未来的增值空间也不可小觑。那么哪些因素决定了祖母绿的品质呢，什么样的品质的祖母绿才具有收藏价值呢？
1、颜色：祖母绿的颜色以绿色中带蓝最最佳，绿色带灰者质量较差。
2、透明度：晶体越是纯净的品质越好，因为祖母绿通常会含有一些杂质，所以晶体纯净者非常难得，是罕见的佳品，半透明的属于普通品。
3、切工：切工的好坏决定了祖母绿的观赏和收藏价值，即使祖母绿本身的价值非常高，但是要成为优质的收藏品，完美的切工是必不可少的。
4、重量：完全无杂的祖母绿虽然非常罕见，但是晶体非常小的祖母绿并非稀有，一般祖母绿的晶体不大，经切磨后，质量极优，重量在2克拉以上者，属于非常罕见的臻品，极具收藏价值。
祖母绿
编辑于2017-04-21，内容仅供参考并受版权保护
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㈢ 祖母绿是什么颜色

祖母绿被称为绿宝石之王，是相当贵重的宝石(五月的诞生石)，国际珠宝界公认的名贵宝石之一。因其特有的绿色和独特的魅力，以及神奇的传说，深受西方人的青睐，近来，也愈来愈受到国人的喜爱。在众多硅酸盐矿物中，唯独祖母绿和金水菩提的色彩最为引人，所以倍受喜爱。

祖母绿的绿与其他天然绿宝石的颜色不太一样，加上其大量的内含物特征，较有经验的人可以分辨出来。 至于合成宝石方面，想合成祖母绿的努力可说是前仆后继。基本上，合成祖母绿是以水热法而非维纽尔法制成。 以维纽尔法制造合成宝石本身有一个限制，就是此法只适合合成以氧化物为成份的宝石，如刚玉和尖晶石，此乃因维纽尔法在由液滴结晶成梨形结晶的过程时，只有氧化物可以快速结晶。祖母绿属于硅酸盐，因而不适用维纽尔法。 公主式切割(Princess Cut)的合成祖母绿，其实应该是尖晶石型的合成品，因为几乎观察不到其二向色性，也看不到有助熔剂产生的内含物。

祖母绿的水热法制程内容，主要是将晶种置入含祖母绿成份的溶液之中，使其缓慢结晶，结晶之后的宝石是纯净无瑕的，而与天然祖母绿的诸多内含物情形不相当。

因此，仿制者会在制程中，加入一些助熔剂，使人造祖母绿在结晶后，能产生状似天然云雾状的内含物，由于助熔剂的种类不同，内含物的形状也各异，往往能构成极有趣的图案。

由于裂缝过多，祖母绿的优化处理主要便在处理裂缝这方面。 祖母绿的最有名的优化处理为浸油处理，若祖母绿的裂缝延伸至其表面，则会以某种特殊的油脂浸泡，使其裂缝因油浸入而较不明显，这种处理大量地用在许多品质较差的祖母绿上。 有时甚至会在浸油处理之后，再将裂缝入口以特殊材料覆盖，以避免油料漏出。

与其相似的天然绿色宝石有萤石、绿碧玺、磷灰石、翡翠、绿色蓝宝石、含铬钒钙铝榴石；人造祖母绿及仿制品有合成祖母绿、绿柱石三层石、箔衬祖母绿、注油祖母绿等，其区别如下：

1、萤石，微带蓝的绿色，均质体，硬度小，为4，密度3.18 克/立方厘米，大于祖母绿，荧光浅蓝色。绿碧玺，深蓝色绿碧玺处理后改为纯正的绿色，二色性明显，双折射率高，为0.18，密度大。磷灰石，微带蓝的浅绿磷灰石，有蓝的色调，硬度较小，为5，折光率较大，为1.632-1.667，紫外线下发磷光。

2、翡翠，优质半透明翠绿色翡翠较似祖母绿，但翡翠具有纤维交织结构，有较细的纤维，祖母绿无此结构。含铬钒钙铝榴石，翠绿色，均质体，强的亚金刚光泽。

3、合成祖母绿，助熔剂生长法和水热法合成，颜色浓艳，紫外线下有较强的红色荧光，滤色镜下呈鲜明的红色。

㈣ 水热法生长宝石晶体

“水热法”是热液法生长晶体的一种，它适用于常温常压下溶解度低、但在高温高压下溶解度高的材料。生长最典型和产量最大的宝石晶体是合成水晶（SiO₂），其次是合成祖母绿、合成红宝石、无色和橙色合成蓝宝石、合成海蓝宝石等。早在19世纪初，这种方法用来研究地球化学的相平衡和人工晶体的生长，尤其在第二次世界大战时期，由于军事对水晶的需求，使水热法技术得到发展。

我国1958年就开始水热法合成水晶的研究，1964年初进入试生产，以后由于压电水晶在无线电工业上的大量应用使合成水晶不断扩大生产，到2002年已达到1760t的生产能力。由于我国珠宝行业的兴起，大量无色合成水晶用于装饰，辐照技术的引入使大量烟晶用于眼镜行业。近年来我国彩色合成水晶生产有重大突破，几乎能生长所有天然水晶的颜色，如紫色、黄色、茶色、蓝色、双色、绿色、黑色等，极大地丰富了装饰品市场，而且大量用于出口。

除了水热法合成水晶外，1987年我国又研究成功了水热法合成祖母绿并投入生产，1993年和1999年又相继成功地生长出了合成红宝石和多种颜色的合成蓝宝石晶体，并对原有合成祖母绿工艺进行了改进。水热法合成宝石在我国合成宝石市场上占有重要的地位。

一、水热法原理、装置与特点

水热法的基本装置包括高压釜、加热器、控温部分等，如图4-1-16。

图4-1-16 水热法生长晶体时所用电炉和高压釜的典型配置

高压釜是一个耐压耐热且耐腐蚀的圆形钢筒，端盖可以打开并能密封。釜体材料一般是高强耐热、抗腐蚀性好、抗蠕变性强的特种合金钢。

釜端的密封是关键技术之一，有各种各样的设计方案，有压缩式、拉封式。密封材料有银、纯铁、石墨、铜等各种软材料。

加热器一般用电阻丝加热，把炉丝绕在绝缘支架上，与保温材料做成外套；按温场的要求设计，生长合成水晶时下部热而上部冷。一般用可控硅自动控温仪供电加热，一方面保证温度梯度，另一方面保证控制精度（±0.5℃）。

矿化剂溶液因生长晶体不同而异，对合成水晶而言，常用的是碱性水溶液，即Na₂CO₃或Na OH、KOH的溶液。原料为碎块水晶。

生长原理是过饱和溶液中生长晶体，在釜下部由于温度较高，SiO₂渐渐地向溶液内溶解，而上部由于温度低，SiO₂又慢慢析出，SiO₂分子慢慢地在已放好的籽晶上生长。

这种方法的优点是适用于一些在高温下存在相变（如a－石英），由熔体生长很困难的晶体的生长。另外，一些在熔点附近蒸汽压高的材料或发生分解的材料也适用水热法。水热法属溶液法生长，能生长出大而完美的晶体。由于该方法与自然界生长晶体的条件很相似，因此生长出的宝石晶体与天然宝石晶体最接近。缺点是设备贵而安全性差，生长过程不直观且生长晶体的大小受高压釜容器大小的限制。

二、合成水晶的生长

现在以彩色合成水晶为例说明合成宝石的工艺条件。

采用的高压釜为经改良后的布里奇曼密封式高压釜，d_内＝200mm，控温系统用DW702精密温度控制仪。

工艺条件：水热法生长的水晶是α－石英。由于石英在573℃时会转变成β－石英，所以，水热法生长水晶的温度应低于573℃。生长区温度为300～340℃，温度梯度为20～60℃；矿化液x（NaOH）=0.5～0.1mol,x（KOH）=0.5～1.0mol,x（Na₂CO₃）=0.25mol,x（K₂CO₃）=0.25～0.5mol；装满度为75%～85%；原料为熔炼石英；籽晶定向为Y或Z片。

染色添加剂：2CoCO₃·3Co（OH）₂·n H₂O,CoCl₂·6H₂O,Co（NO₃）₂·6H₂O,KMnO₄,K₂Cr₂O₇,Fe（OH）₃,Fe₂（SO₄）₃·nH₂O等。

实践表明，生长彩色合成水晶和生长无色合成水晶不同，生产无色水晶采用NaOH和Na₂CO₃作矿化剂，而彩色水晶的矿化剂是KOH和K₂CO₃。

在合成紫晶的过程中，用质量分数为5%的（K₂CO₃+KOH）做矿化剂，并以5～7g/L的剂量加入Fe（OH）₃，生长出的水晶为柠檬黄色，经⁶⁰Co辐照后变为紫色，若加热紫晶又变为柠檬黄。

彩色合成水晶的颜色与掺入杂质种类、杂质含量和辐照剂量有关，表4-1-9仅供参考。

表4-1-9 合成水晶的掺杂与颜色对照表

三、水热法合成祖母绿晶体

祖母绿是绿柱石矿物的一种，因含Cr而致绿色。由于它颜色诱人，矿源稀少，祖母绿的合成一直是科学家们关注的目标。1928年R.Nacken、1961年奥地利的Lechleiter、1965年美国的Linde等都先后用水热法合成了祖母绿晶体，并有部分产品供应市场。1988年我国广西宝石研究所也用水热法合成了祖母绿，现已小批量生产供应市场。

祖母绿的分子式为Be₃Al₂Si₆O₁₈，理论化学成分为w（SiO₂）=67% ,w（BeO）=14.1%,w（Al₂O₃）=18.9%，天然祖母绿含有水，w（H₂O）=2%左右。

水热法合成祖母绿的设备和合成水晶的无原则区别，只是尺寸小一些，并使用贵金属，如黄金、铂等来作内衬，也包括高压釜、加热系统、控温系统等，其结构如图4-1-17所示。

图4-1-17 水热法合成祖母绿

培养料SiO₂（水晶小块），w（SiO₂）=64%～67%;Al₂O₃,w（Al₂O₃）=17%～19%（AP级Al（OH）₃）;BeO,w（BeO）=14%～15.5%。

矿化剂溶液酸性溶液4～12molHCl。

籽晶 天然海蓝宝石

，（0001）或与柱面成35°方向切片。

把培养料、籽晶装入釜内，用螺母密封，高压釜加热，SiO₂在顶部分解，其他培养料在底部溶解上升，组分在中部相遇，在适当的温度梯度和过饱和度下，在籽晶上沉积而长大，平均生长速度0.50～0.80mm/d。

用水热法生长的祖母绿颜色好，包体少，与天然高档祖母绿极为相似。

四、水热法合成刚玉类晶体

我国桂林宝石研究所通过不断探索，改进了工艺，使用一种新型的梯形黄金籽晶架悬挂多个籽晶片，在新设计的大型高压釜中使用氧化－还原缓冲技术和不同的致色离子或致色离子对缓慢释放技术生长出了多种颜色的厚板状合成刚玉晶体，其主要工艺条件如下。

梯形水热法彩色合成刚玉多单晶体所采用的工艺设备主要由38mm（d）×700mm（h）的高压釜和与之配套的温差井式电阻炉组成。高压釜设计采用了双锥密封环、法兰盘式自紧密封结构，这种结构加工简单、操作方便。温差井式电阻炉采取三段控温方式以利于不同地段对温场的不同要求。高压釜内使用了黄金衬管作为防护衬套。

温度及温差溶解区550～580℃，生长区505～515℃，温差45～65℃。

工作压力（1.5～2.0）×10⁸Pa。

矿化剂碱金属碳酸盐的复杂溶液，总浓度2～3mol/L。

种晶片切向平行［2243]。

挡板开孔率5%～10%。

液体固体比1.8～2.0m L/g。

充填度55%～65%。

单晶生长速率平均为6.5～7.5ct/d。

炉温升降速度从室温升到预定温度需10h，生长结束降至室温需24h。

根据晶体不同的颜色要求加入含Cr^3＋、V^3＋、Mn^3＋、Co^3＋、Ni^2＋、Ni^3＋等致色离子的氧化物，或其中两种致色离子氧化物粉末的混合物。除合成红宝石和粉红色合成蓝宝石需要加入Cr^3＋作着色剂、无色合成刚玉不需要加入任何着色剂外，其他颜色的合成蓝宝石晶体生长时要控制着色剂的价态，所以除了加入相应的着色剂外，还需要加入氧化－还原缓冲剂，常用Cu₂O-Cu O或PbO-Pb₂O组合，其作用是使着色剂离子以所需要的价态有效地进入晶体的晶格中。氧化－还原缓冲剂装入尺寸为8mm（d）×50mm（h）的小型铂金管中，加入量为所加入着色剂量的5～10倍。该铂金管表面有一定开孔率的小孔并通常置于衬管的最底部。

梯形水热法合成多个彩色刚玉单晶体所采用的培养料为一定数量的、粒径为5～7mm的焰熔法无色合成刚玉晶体碎块和少量Al（OH）₃粉体的混合物。培养料放入黄金衬管的底部，然后按照充填度加入矿化剂。

使用黄金丝做出梯形籽晶架，将按一定方向切好的籽晶片用黄金丝连接起来并固定在架子上，一个梯形架每次可以悬挂6～10个籽晶片。籽晶片相互之间的摆向应隔片相互垂直，这样放置的目的是为了使溶质到达每一籽晶片表面的数量尽可能一致，防止某些晶体生长的不均匀性，见图4-1-18。

梯形水热法合成多个彩色刚玉单晶体的生长周期为7～10d，单炉生长晶体350～450ct，单晶重60～90ct。生长出的晶体呈厚板状约为30mm×25mm×10mm大小（见图4-1-19）。

生长无色合成蓝宝石晶体不用添加着色剂，但对矿化剂碱金属碳酸盐溶液需进行提纯处理。在相同的条件下，无色合成蓝宝石单晶的生长速度是其他颜色合成刚玉类晶体生长速度的2～3倍。

图4-1-18 梯形水热法合成红宝石

图4-1-19 水热法合成红宝石

五、水热法合成宝石的鉴别

1.籽晶

水热法生长晶体，必须使用籽晶片，而籽晶与生长出的宝石晶体在光学特性及其他方面总存在差异。因此，是否有籽晶片的存在，可作为确定宝石晶体是天然品还是人工合成品的证据。籽晶的颜色与生长出的晶体不同则非常容易鉴别；如果颜色相同界线不明显时，可在浸液中观察，依据籽晶片与生长层之间存在不规则波纹状生长界线这一特征进行识别。

2.包体

水热法生长宝石晶体中会出现气液包体和固态包体。

1）气液包体水热法晶体生长是所有晶体生长方法中惟一有水参与的方法，因此生长的晶体中常可见到气液包体，且与天然宝石的气液包体非常相似；区别在于，合成晶体中的气液包体立体感强且较为规则，主要出现在籽晶的生长界面上。

2）固态包体水热法合成宝石中常见的固态包体有合成水晶中的锥辉石或石英的微晶核组成的“面包渣”状包体，合成祖母绿中的硅铍石包体（有时和气液包体一起形成钉状包体），合成刚玉宝石中呈絮状或团絮状分布的黄金微晶集合体。

3.生长纹理和色带

绝大多数水热法生长的宝石晶体中都有明显的波状生长纹或锯齿状生长纹。

㈤ 祖母绿是怎么形成的

祖母绿是稀有的绿色宝石。祖母绿是含有铬Cr和（或）钒V的铍铝硅酸盐矿物，因此，祖专母绿形成的决定属因素是地质环境中富含铍Be和铬Cr/钒V。Be3Al2[Si6O18]+Cr,V

但是，地壳上层中Be的浓度仅有2ppm，且Be具有亲岩性，这就导致：

（1）与地壳中最多的O元素结合，形成金绿宝石

（2）与二氧化硅结合形成绿柱石

Cr和V属于高密度过渡金属元素，通常富集在地心和地幔中，且容易与Fe形成固溶体。

总结：

（1）Cr/V与Be，以及人类可开采的深度相比，距离几千米，只在极少数情况下能够相遇

（2）即使这些元素相遇，也可能已经和O或Fe形成矿物，很难从矿物中出融并重新组合

哥伦比亚木佐祖母绿

哥伦比亚含祖母绿矿脉的横截面简图

因此，绿柱石和绿色绿柱石稀有，但祖母绿是稀有品中的珍宝，美耐久少，配得上”四大名贵“之称。

㈥ 碧玺（电气石）

碧玺（Tourmaline）又称“碧硒”、“碧洗”、“碧霞玺”等，英文名称“Tourmaline”来源于古僧迦罗语Turmali，是“混合宝石”之意。碧玺以颜色艳丽、色彩丰富、质地坚硬而获得了世人的厚爱。17世纪，巴西向欧洲出口了长柱状深绿色碧玺，人们称之为“巴西祖母绿”。18世纪人们发现碧玺具有祖母绿所没有的其他特殊物理性质，如吸引或排斥轻物质（灰尘、草屑）等的能力，于是荷兰人称之为“吸灰石”。中国对碧玺的认识和利用历史久远，但迄今仍未发现古代有关开采碧玺宝石的记载，一般认为此种宝石是从缅甸、斯里兰卡等国输入的。北京故宫博物院收藏了大量的碧玺饰物，如朝珠、鸡心、耳坠、各种盆景等。

一、碧玺的基本性质

（一）矿物名称

宝石学名称为碧玺，矿物学名称电气石（Tourmaline），属于电气石族。（二）化学成分

碧玺宝石的化学式为（Na,K,Ca）（Al,Fe,Li,Mg,Mn）₃（Al,Cr,Fe,V）₆（BO₃）₃（Si₆O₁₈）（OH,F）₄，是极为复杂的硼硅酸盐，以含B为特征。它的化学成分基本上由四个端点组分构成：镁电气石、黑电气石、锂电气石、钠锰电气石。

镁电气石（Dravite）NaMg₃Al₆B₃（Si₆O₂₇）（OH）₄

黑电气石（Schorl）NaFe3Al₆B₃（Si₆O₂₇）（OH）₄

锂电气石（Elte）Na（Li,Al）Al₆B₃（Si₆O₂₇）（OH）₄

钠锰电气石（Tsilaisit）NaMn₃Al₆B₃（Si₆O₂7）（OH）₄

镁电气石—黑电气石之间以及黑电气石－锂电气石之间形成两个完全类质同象系列，镁电气石和锂电气石之间为不完全的类质同象。色泽鲜艳、清澈透明者可做宝石。

（三）晶系及结晶习性

碧玺属复三方单锥晶类。晶体常呈柱状，常见晶形有三方柱m{0110}，六方柱d{1120}，三方单锥r{1011}、o{0221}、z{0111}以及u{3251}等，（见图3-1-328），晶体两端晶面不同。柱面上纵纹发育，横断面呈球面三角形，（见图3-1-329）。集合体呈放射状、束状、棒状，亦呈致密块状或隐晶质块体。可作为很好的观赏石。

图3-1-328 电气石晶形

图3-1-329 碧玺晶体

（四）光学性质

1.颜色

质纯者无色，但通常呈玫瑰红或粉红、红、绿、深绿、浅蓝、蓝、深蓝、蓝灰、紫、黄、绿黄、褐、黄褐、浅褐橙、黑等色，颜色丰富多彩（见图3-1-330）。同一晶体内外或不同部位可呈双色或多色（见图3-1-331）。

图3-1-330 各种颜色碧玺刻面宝石

图3-1-331 双色碧玺晶体

碧玺颜色随成分而异，富含铁的碧玺呈暗绿、深蓝、暗褐或黑色；富含镁的碧玺为黄色或褐色；富含锂和锰的碧玺呈玫瑰红色，亦可呈淡蓝色；富含铬的碧玺呈深绿色。碧玺色带发育，色带可依Z轴为中心由里向外形成色环，也可垂直Z轴形成平行排列的色带。作为宝石用碧玺的颜色主要有三个系列。

红色系列红、桃红、紫红、玫瑰红、粉红色，其颜色的产生主要是由Mn²＋所致。

蓝色系列蓝、紫蓝色。

绿色系列蓝绿、黄绿、绿色。

另外还有黄碧玺、紫碧玺、黑碧玺、无色碧玺等。

2.光泽及透明度

玻璃光泽；透明至不透明。

3.光性

一轴晶，负光性。

4.折射率与双折射率

折射率为1.624～1.644（＋0.011,－0.009）。折射率随成分变化而变化，当其成分中富含Fe、Mn时折射率增大。黑色电气石的折射率可高达1.627～1.657。双折射率为0.018～0.040，通常0.020。

5.多色性

碧玺多色性强度变化于中—强之间，多色性颜色随体色而变化，呈现深浅不同的体色。

6.发光性

紫外荧光一般情况下电气石无荧光，粉红色电气石在长、短波紫外光照射下有弱红到紫色的荧光。

X－射线荧光只有粉红色的电气石有弱紫色荧光，其他无。

7.吸收光谱

红色和粉红色碧玺绿色区有一宽的吸收带，有时可见525nm窄带，451nm和458nm的吸收线（见图3-1-332）。绿色和蓝色碧玺红区普遍吸收，498nm强吸收带，蓝区有时还可有468nm吸收线（见图3-1-333）。

图3-1-332 红色和粉红色碧玺的吸收光谱

图3-1-333 绿色和蓝色碧玺的吸收光谱

（五）力学性质

1.解理

无解理；贝壳状断口。

2.硬度

摩氏硬度为7～8。

3.密度

密度3.06（＋0.20,－0.06）g/cm³，密度与成分有密切关系，当成分中Fe、Mn含量增加时密度增加。

（六）电学性质

1.压电性

碧玺宝石为无对称中心的矿物，当碧玺宝石沿特殊方向受力时，能够在垂直应力的两边表面产生数量相等符号相反的电荷，且荷电量与压力成正比。

2.热电性

碧玺宝石在温度改变时，在Z轴两端产生相反的电荷，易吸附灰尘，因此也被称为“吸灰石”。

（七）内外部显微特征

碧玺内含有典型的不规则线状、管状包体（见图3-1-334）和扁平的平行Z轴的薄层空穴，包体内可被气液所充填（见图3-1-335），还可能有少量铁质充填，部分碧玺内可见大量平行纤维，可以出现猫眼效应。常有红色、蓝色、绿色碧玺猫眼。

图3-1-334 碧玺内平行于Z轴的管状包体

图3-1-335 碧玺内气液两相包体

红色碧玺内部含有许多与晶体长轴平行的裂纹，这些裂纹常被气液包体充填，可有镜面反光现象。红色碧玺还含有发丝状的液体包体。

绿色碧玺则很少含有与晶体长轴平行的裂纹，而是以含有许多细长而不规则的丝状、“撕裂状”气液包体为特征，这些包体可以均匀地分布于整个宝石之中，亦称为“毛晶”（见图3-1-336）。

图3-1-336 碧玺中“毛晶”

（八）特殊光学效应

常见猫眼效应，变色效应稀少。

二、碧玺的品种

碧玺颜色十分丰富，宝石界按颜色及特殊光学效应将碧玺划分成不同的品种。

1.按照颜色划分

1）红色碧玺。粉红至红色碧玺的总称。

2）绿色碧玺。黄绿至深绿以及蓝绿、棕绿色碧玺的总称。

3）蓝色碧玺。浅蓝至深蓝色碧玺的总称。

4）多色碧玺。由于电气石色带十分发育，常在一个单晶体上出现红色、绿色的二色色带或三色色带（见图3-1-337）；色带也可依Z轴为中心由里向外形成色环（图3-1-338），内红外绿者称“西瓜碧玺”（见图3-1-339）。

图3-1-337 多色碧玺

图3-1-338 碧玺中的环带

图3-1-339 “西瓜碧玺”

2.按照特殊光学效应划分

1）碧玺猫眼。当电气石中含有大量平行排列的纤维状、管状包体时，磨制成弧面形宝石时可显示猫眼效应被称为碧玺猫眼。常见的碧玺猫眼为绿色，少数为蓝色、红色（见图3-1-340）。

2）变色碧玺。变色明显的碧玺，但罕见（见图3-1-341）。

图3-1-340 各种颜色的碧玺猫眼

图3-1-341 变色碧玺

三、碧玺与相似宝石的鉴别

一般来讲，只要仔细观察和测试，碧玺是不太容易与其他宝石相混的。碧玺可以有浓郁的颜色，明显的多色性，高双折射率值（导致刻面碧玺棱线重影现象明显），典型的包体等特点与其他宝石相区别。特别值得一提的是碧玺具有热电性，在受热或太阳的辐照下其表面可带有电荷，这些电荷对空气中的异性电荷具有相吸性，也就是说这些电荷对空气中的带异性电荷的灰尘具有吸附作用。因此在商店的陈列品中碧玺表面往往比其他宝石吸附着更多的灰尘，有经验的珠宝商可从这一现象上对碧玺作初步判断。

不同颜色的碧玺其相似宝石也不同。红色碧玺主要易与粉红色黄玉、红色尖晶石、红柱石等相混，此时只要有一瓶密度为3.06g/cm³的重液，便可将碧玺挑选出来。在密度为3.06g/cm³的重液中，红色碧玺悬浮或慢慢下沉，而红色黄玉、红色尖晶石则迅速下沉，红柱石也表现为下沉，下沉速度略小于黄玉和尖晶石。

绿碧玺主要易与绿色蓝宝石、绿色透辉石等相混。绿碧玺与绿色蓝宝石相比较，前者有大的双折射率，在折射仪中二条阴影界线明显分离。而与透辉石相比，二者都有较大的双折射率和较清晰的后刻面棱重影，在这两点上二者很难区分，但是在折射仪上仔细观察阴影界线可以发现，电气石中仅有较低折射率值的阴影界线上下移动，另一条不动，为一轴晶宝石的特点；而在透辉石中两条阴暗界线可上下移动，是典型二轴晶宝石特点。另外，透辉石具有高于电气石的折射率值。

祖母绿在外观上与绿色、翠绿色碧玺很相似。但是，祖母绿的折射率和双折射率均明显低于碧玺，宝石后刻面棱线重影不明显，而碧玺则可见明显重影。祖母绿二色性弱，而碧玺二色性很强。据此，即可将二者区分开。祖母绿的密度明显地低于碧玺。祖母绿含有特征的三相或两相包体，而碧玺的包体为不规则线状和扁平的薄层空穴，其内常被液体充填，根据这点亦可将二者区分。

四、合成碧玺及其鉴别特征

根据目前资料，合成碧玺已经出现于国外市场。合成碧玺采用水热法，压力200Pa，温度控制在300～700℃温度，在富镁富钙的环境中生成。

合成碧玺具有水热法合成宝石的普遍特征，它与天然碧玺的特性极为相似，但它颜色均匀、纯净，给人以完美无缺的感觉。另外合成碧玺具有较低的密度值，为2.9～3.0g/cm³，而天然碧玺的密度一般在3.06～3.1g/cm³之间。

五、碧玺的优化处理

当天然碧玺宝石质量欠佳或不好时，常常要运用人工方法以改善其质量。碧玺优化处理后的表面或表层总会留下处理的痕迹，不仅如此，随着时间推移，经处理产生的颜色经常会逐渐消失。常用的方法有以下几种：

1.热处理

热处理是指对那些颜色较深（如深蓝、深绿、深黄绿、深紫红色等）的碧玺进行加热处理，使其颜色变浅，从而增强其透明度和提高其宝石档次。其方法较多，如真空热处理、密封热处理、氧化－还原热处理等。保护气体在热处理过程中起着重要作用，着色在氧化环境中进行，褪色在还原环境中进行。操作时可以将深色碧玺宝石置于低温环境中加热，然后在氧化－还原条件下，置于密封容器中填充保护气体（Ne或He），保护介质用Al₂O₃、石英砂等。再选择不同的温度对宝石进行缓慢的升、降温度处理，就可以获得满意的颜色。例如，经热处理的新疆深蓝色、深绿色、深黄绿色碧玺分别变成了蓝（浅蓝色）、绿（浅绿色）、黄绿（浅黄绿色）碧玺，且其透明度亦大大提高。

2.辐照处理法

指对那些无色或色淡、多色的碧玺运用高能射线进行辐照处理，辐照的时间、射线剂量等不同，可以使其呈现出不同的颜色（如红、粉红、紫红、红紫、红绿色等）。高能射线的种类较多，常用的为Y射线（如Co⁶⁰），一般辐照累积计量在10⁶crem以上就可以导致其颜色发生变化。曾经对新疆产的碧玺进行辐照处理，处理后浅粉红色碧玺变成了红、深红色；浅绿色碧玺变成了粉红、红、深红色；双色碧玺变成了红绿、红紫色；无色碧玺变成了粉红、红、深红色。

电子轰击亦可使无色或粉红色的电气石变成更好的红色，但在颜色改变的同时会产生大量裂纹。绿碧玺在电子轰击下颜色不会发生改变。

3.镀膜碧玺

无色或近无色的碧玺，经镀膜处理后可以形成各种颜色，颜色鲜艳（见图3-1-342）。镀膜碧玺的折射率变化范围较大，无特征的吸收光谱，特征包体为无色透明晶体、针点状包体、指纹状包体及裂隙。镀膜碧玺光泽大大增强强，可达亚金属光泽，大部分镀膜碧玺宝石在折射仪上只有一个折射率，并且折射率范围变化较大，甚至超过1.70。

图3-1-342 镀膜碧玺

六、碧玺的质量评价

对于碧玺的评价可从重量、颜色、净度、切工几个方面来进行，其中透明度好、块度大者是碧玺中的上品，在评价中颜色是最重要的因素。另外，碧玺的特殊光学效应亦可提高它的价值。

1.颜色

宝石中要求碧玺颜色鲜艳、纯正、分布均匀，有色带和色环者颜色要求纯正均匀，色带、色环分界清晰。优质碧玺的颜色为玫瑰红、紫红色，它们价格很昂贵，粉红的价值较低。绿色碧玺以祖母绿色最好，黄绿色次之。因纯蓝色和深蓝色碧玺少见，因此它们的价值亦很高。好的红色碧玺的价格可比相同大小的绿色碧玺高出2/3。所有颜色碧玺都是以色泽亮，纯正者价值为高。

2.净度

要求内部包体尽量少，晶莹无瑕的碧玺价格较高，含有许多裂隙和气液包体的碧玺通常用作玉雕材料。

3.切工

切工应规整，比例对称，抛光好。碧玺可切磨成各种形状：祖母绿型、椭圆型、标准圆钻型和混合型。其中祖母绿型最能体现碧玺美丽的颜色，是最佳切工，相对价格亦较高。碧玺垂直于Z轴方向的切面颜色较深，平行于Z轴方向颜色浅，易出现二色性，加工时应该根据实际情况进行加工取向。

七、碧玺的成因及产地简介

碧玺成分中富含挥发组分B及H₂O，多产于花岗伟晶岩及气成热液矿床中。一般黑色碧玺形成于较高的温度，绿色、粉红色一般形成于较低的温度，此外变质矿床中也有碧玺产出。碧玺作为花岗伟晶岩的矿物组成成分，因此碧玺成矿也应该在花岗伟晶岩分布最广泛的地区。

世界上许多国家都盛产碧玺，如巴西、斯里兰卡、缅甸、原苏联、意大利、肯尼亚、美国等。其中巴西的米纳斯克拉斯州所产的彩色碧玺就占世界总产量的50%～70%，而在巴西的帕拉伊巴州还发现了罕见的紫罗兰色、蓝色碧玺，巴西产出的优质蓝色的透明碧玺被誉为“巴西蓝宝石”。巴西以产红、绿色碧玺和碧玺猫眼而闻名于世；美国则以产优质的粉红色碧玺而著称；俄罗斯乌拉尔出产的优质红碧玺有“西伯利亚红宝石”（Siberian-ruby）之称；意大利则以产无色碧玺而闻名。

我国碧玺的主要产地是新疆阿尔泰、云南哀牢山和内蒙古，颜色品种十分丰富，而且质量好。

新疆是中国碧玺最为重要的产地，绝大多数产于阿勒泰、富蕴等地的花岗伟晶岩型矿床中，其次为昆仑山地区和南天山腹地。新疆碧玺色泽鲜艳，红色、绿色、蓝色、多色碧玺均有产出，晶体较大，质量比较好。新疆也产出“西瓜碧玺”，颜色成环状分布，外环为墨绿、核心为红色，或外环为黑色、内部为桃红色。

内蒙古是中国碧玺的重要产地之一，分布于乌拉特中旗角力格太等地。质纯者无色，透明。通常呈绿、翠绿、蓝绿、浅绿、黄绿、草绿、天蓝、深蓝、黑、桃红、玫瑰红、浅黄、橘黄、棕黄以及多色碧玺。晶体的透明度与其大小有关，一般晶体越小，透明度越高。研究和加工表明，本区所产碧玺质地优良，尤以绿色碧玺为最。

云南碧玺大多以单晶体的形式产出，部分碧玺呈棒状、放射状、块状集合体出现。红色碧玺呈粉红、玫瑰红、桃红色，透明到半透明，福贡、元阳等地产出。绿碧玺呈绿、翠绿、墨绿、黄绿、篮绿、草绿、浅绿、苹果绿等色，透明到半透明，其晶体多为自形、半自形的长柱状，外形一般比较完整，质地较好，贡山、福贡、保山等地产出。蓝色碧玺呈蓝、绿蓝、海蓝等色，透明至半透明，贡山、保山等地产出。多色碧玺晶体裂隙较多，透明度较差，福贡地区产出。

㈦ 祖母绿这种宝石名字的来源是什么呢

祖母绿音译自古波斯语Zumurud，指绿色之石，英文为emerald。

所以祖母绿和祖母没有关系，值内得注意，大部分翻译容软件将“emerald”翻译为“翡翠”，但其实是指“祖母绿”。

祖母绿作为五月诞生石，不仅代表着希望和生命，还拥有众多神奇功效与传奇历史。在古希腊神话中，祖母绿被认为是爱与美之神“维纳斯”的珍宝。

祖母绿最早在埃及被发现，埃及艳后Cleopatre最喜欢的宝石就是祖母绿，因此它被认作当时地位最崇高的宝石。巧合的是，无论是历史上的埃及艳后，还是在《埃及艳后》电影中扮演Cleopatre的伊丽莎白·泰勒，都是祖母绿的狂热粉丝。

随着埃及祖母绿的绝矿，在16世纪人们偶然在哥伦比亚的木佐发现了高品质的祖母绿原石。相传当年木佐河因河水泛滥导致水流倒灌，水患平息后，人们发现往日清澈的河水变得浑黑，在清理河流的过程中发现原来是河里存在大量的碧绿的祖母绿所致。

随后16-17世纪，西班牙人将大量掠夺来的祖母绿原石运回欧洲，一时成为王公贵族竞相佩戴的时尚。至此，来自哥伦比亚的祖母绿逐渐崭露头角，在全世界流行开来。

㈧ 宝石有哪些种类

宝石种类：钻石、红宝石、蓝宝石、祖母绿、金绿猫眼为举世公认的五大珍贵宝石，具保值和收藏价值，其余属中低挡宝石。

1、钻石
矿物名金刚石，是自然界最硬的物质，被誉为“宝石之王”，以无色透明者为佳，无色微带蓝色者称为“水火钻”价值最高。粉、蓝、绿、金黄等色因罕见也为珍品。产于南非、澳大利亚、俄罗斯及我国辽宁、山东等地。世界上最大的宝石金刚石库里南产于南非，重3106克拉。

(8)水热法祖母绿合成设备扩展阅读

宝石的鉴定方法

1．笔式聚光手电：用来观察浓色宝石的透明度。聚光手电的电珠应凹于笔头面，不能凸出笔头面，否则不便于观察。

2．放大镜：是宝石放大观察的仪器之一。最常用的是10倍放大镜，还有20、30倍的几种。放大镜是宝石专家的关键工具和必备之物，便于携带。可用它来鉴定宝石的品种和真伪。

3．二色镜：有的宝石具有多色性，观察宝石多色性最好的仪器是二色镜。二色镜是一种结构合理、价格便宜、小巧简单的光学仪器。二色镜使用的是一块合适的透明的无色方解石（冰洲石）菱面体，由于冰洲石的双折射率较高，该仪器可以将穿过宝石的两条平面偏振光线分离开来。要求必须是有颜色透明的单晶体宝石才能够检测出多色性，玉石不能检测多色性。

4．折光仪：折光率是透明宝石重要的光学常数，是鉴定宝石品种的主要依据。测折光率的方法主要有两种：一种是直接测量法，用折光仪测量；另一种是相对测量法，用液体浸没法。

5．查尔斯滤色镜：滤色镜是利用吸收光的特定波长这一特征而设计的。它由两片仅让深红色和黄绿色光通过的明胶滤色镜组成的宝石鉴定仪器。

6．宝石显微镜：宝石放大观察的一种重要的仪器。它能够检测10倍放大镜不能清晰地确认或观测到宝石外部和内部特征。宝石显微镜可以观察宝石内部的包裹体、解理、双晶纹、生长线、色带；观察宝石的磨工、抛光度和意外损伤；鉴别拼合宝石二层石、三层石。宝石显微镜的结构合理，辅助设备齐全，放大倍数可变幅度较大，一般是10至70倍。

7．热导仪：热导仪是根据钻石具有良好的传热性而设计制作的。绝大多数宝石不具备热导性或热导率极低，所以一般热导仪均为区别钻石与人造仿钻制品而设计的，是鉴别钻石与其它仿钻制品的专用仪器。

8．偏光器：是使平面偏振光垂直相交，光线通不过的原理制造的一种简单的光学仪器。偏振器是由两个震动方向垂直的偏光片、支架和底部照明灯组成。用以检测宝石的光性（是均质体还是非均质体）和多色性。在打开照明灯的偏光器中，转动观察宝石样品的明暗变化情况。

此外，常用的宝石鉴定仪器还有吸收光谱摄谱仪、荧光灯、X射线衍射仪、电子探针等。

㈨ 合成祖母绿危害

一般没有什么危害，用助熔剂法或水热法人工合成的祖母绿。用助熔剂法合成的有查塔姆、吉尔森、莱尼克斯合成祖母绿，用水热法合成的有林德、拜伦合成祖母绿及精炼池法合成祖母绿。

㈩ 详述助溶剂法及水热法合成祖母绿原理及鉴别方法

仿制与合成
祖母绿的绿与其他天然绿宝石的颜色不太一样，加上其大量的回内含物特征，答较有经验的人可以分辨出来。

至于合成宝石方面，想合成祖母绿的努力可说是前仆后继。基本上，合成祖母绿是以水热法而非维纽尔法制成。

以维纽尔法制造合成宝石本身有一个限制，就是此法只适合合成以氧化物为成份的宝石，如刚玉和尖晶石，此乃因维纽尔法在由液滴结晶成梨形结晶的过程时，只有氧化物可以快速结晶。祖母绿属于硅酸盐，因而不适用维纽尔法。

公主式切割(Princess Cut)的合成祖母绿，其实应该是尖晶石型的合成品，因为几乎观察不到其二向色性，也看不到有助熔剂产生的内含物。

祖母绿的水热法制程内容，主要是将晶种置入含祖母绿成份的溶液之中，使其缓慢结晶，结晶之后的宝石是纯净无瑕的，而与天然祖母绿的诸多内含物情形不相当。

因此，仿制者会在制程中，加入一些助熔剂，使人造祖母绿在结晶后，能产生状似天然云雾状的内含物，由于助熔剂的种类不同，内含物的形状也各异，往往能构成极有趣的图案。