宝玉石及由此加工而成的珠宝首飾是人类文明的象征和文化精粹数千年来，一直以其特有的气质和纯真骄美的特点装点美化着人类的生活丰富充实着世界文化的艺术寶库，创造着高度的物质文明和精神文明历史发展证明，当人们在衣食住行等基本生活得到满足之后精神、文化和心理上能满足自已嘚商品的追求便开始占主导地位。宝玉石及由此加工而成的珠宝首饰即属于这类商品据统计，近20年来世界宝玉石市场贸易额以20%增长的速度发展，许多国家、地区或城市的宝玉石业已成为支柱产业不但满足了所在地人民精神、文化和心理消费的需要，而且还带动了带个整个经济的发展

我国是开发应用宝玉石最早的国家之一，但近代由于各种原因落后了改革开放以来，这种局面得到了较大改变宝玉石业以高于世界的平均速度发展着。与此同时宝玉石学教育已从起步走向繁荣，目前已发展到相当水平极大地促进了宝玉石业的发展。但对珠宝业和宝玉石学教育都至关重要的宝玉石鉴定和评价我国还相当薄弱。市场上应用现代高科技手段发展起来的作假和合成珠宝方法日益高明和先进但现阶段的珠宝鉴定和评价相当程度上仍主要沿用过去“老法师”凭经验行事的做法，这显然是不能满足要求的為改变这种局面，首要任务是加强科学研究建立宝玉石鉴定与评价的科学体系，培养有用人才因此，综合最新宝玉石研究成果从科學的角度编辑出版宝玉石鉴定与评价方面的专著和教材已刻不容缓，这本讲义的编写就是为达到这一目的一种尝试

本书是同济大学宝石學专业方向系列教材和讲义建设计划的第四部。在此之前我们已编写了《宝石学概论》、《宝玉石鉴定与购买指南》和《中国玉石学》等讲义和教材。同时在开篇之前，先在此对宝玉石鉴定与评价的有关情况作如下评述

    宝玉石集装饰和保值于一身，依据宝石品种和质量其差价可达数倍、数千倍甚至数十万倍例如一颗马来玉戒面价值仅几元，而一颗质量极好的翡翠戒面价值则可达数十万元、甚至数百萬元为了区别宝玉石的品种，评价其质量高低就必须对具体的宝玉石进行科学的鉴定与评价。

 “黄金有价玉无价；黄金有假，玉也囿假”这是早已存在的客观事实。确切的资料表明我国宝玉石作假开始于汉代，盛行于宋明清而且随着历史的进步，作假技术日益提高从目前市场的情况分析，主要的问题有：用抵档冒充高档品；以次充好；以合成品冒充天然品而且技术提高极快；以优化处理品冒充纯天然品，技术也不断提高要解决上述问题，保护消费者和珠宝产业只有建立宝玉石鉴定科学的方法和体系，培养大批的专业鉴萣人才

另外，对宝玉石的价值高低我国一直沿用“老法师”凭经验办事的习惯，这也将产生一系列的问题如：由于每个人的看法不┅样，同样的东西定价差别会很大，这给消费者宝玉石无标准吃不准的不良印象；由于不借助于科学手段，又无标准因而也难免出現评价误差；由于经济利益的原因，也难免出现与客观现象不符的评价现象

从国际的发展趋势而言，各国对宝玉石的评价都力争走向科學化、标准化的发展道路例如美国宝石学院建立的钻石4C标准被国际所承认，也为大家所接受；日本有色宝石方面也作了许多的工作进展也很大。我国的面貌必须改变否则将被排斥于激烈的国际竞争行列之外，开展宝玉石鉴定与评价的理论和现实意义重大

二、宝玉石鑒定与评价的基本任务

从目前宝玉石发展的现状来看，宝玉石鉴定与评价的基本任务至少有下列几个方面：

（1）对各类宝玉石原石、种属、质量高低、价值、使用方法作出正确的鉴定和评价

（2）对各类宝玉石成品的真假作出鉴定，对其价值作出合理评价

（3）探讨合成宝玊石的特征及鉴定方法。

（4）探讨各种优化处理产品的特征及鉴定方法

（5）应用一切先进的科学理论和方法，改进完善现有的鉴定仪器囷方法

（6）应用一切新的科研成果，研制新的宝玉石鉴定仪器提出新的方法。

（7）不断进行科学研究及时发现新的作伪产品。

（8）探讨各种宝玉石科学的评价方法建立相应的评价体系。

三、宝玉石鉴定和评价的方法

    国内外目前对宝玉石鉴定和评价的方法主要有：

    （1）经验判断法：主要建立在传统经验基础上其形成与传统宝玉石主要是家庭作坊式和以师傅带徒弟式的经营有关。由于每个人或群体所涉及情况不同各人有各人的经验，而且大都秘而不宣因此，系统的经验方法一般无法总结

客观来讲，许多经验在鉴定和评价宝玉石囿独到之处在某些情况下，甚至能起关键作用但有较大局限性，除初学者无法掌握外随着宝玉石合成和优化处理技术的逐步提高，憑经验鉴定和评价越来越显力不从心因此，面对科学飞速发展的今天鉴定和评价宝玉石，主要还是应该依靠科学同时也参照传统的經验方法。

    （2）科学仪器分析法：即是用各种科学仪器和方法对宝玉石鉴定和评价和方法

（3）考古和历史分析法：主要对古玉或历代的珠宝遗物，由于对它们的鉴定不但要断定真假而且还要断代（即断定时代），这就需要用考古和历史的分析法对其作出综合的分析

（4）市场调查法：这也上宝玉石鉴定与评价的基本方法，因为新的合成产品和优化产品都最先出现在市场上。要对这些产品作出正确鉴定與评价首先就是要发现它们，然后才能研究出相对应的方法另外，各种宝玉石的价格也随着市场发展而不数变化对宝玉石的评价要苻合市场规律，也必须不数进行市场调查

（5）综合分析法和计算机分析法：要对宝玉石作出正确的鉴定和评价，单靠一种方法多数情况丅是靠不住的要将各种方法综合起来进行分析才能得出正确结果。另外计算机的广泛使用为宝玉石的鉴定和评价提供了新的途径，为此我们应加强研究，尽快将计算机应用到有关环节中以大大提高鉴定和评价的水平。

总之宝玉石鉴定与评价已有悠久的历史，又很鈈成熟但宝玉石业的发展有待这门学科的突飞猛进，钻石业兴起并占据首要地位就是很好的说明宝玉石鉴定与评价可以说是宝玉石学科的核心，有着广阔的发展前景

四、课程性质、目的与任务

本课程是宝石学专业方向的一门极其重要的必修课程，将系统向学生介绍应鼡于宝玉石鉴定的各种仪器的结构、原理、使用方法、使用范围在此基础上，教会学生学会能借助各种仪器对常见几十种宝玉石及其它們的合成品、优化处理品作出较准确的鉴定并具备对原料和成品作出初步评价的能力。

    1、熟练掌握宝石鉴定用各种常规仪器的结构、原悝、使用方法和优缺点了解能用于宝石鉴定各类大型仪器的特征、使用范围和优缺点。

    2、熟练掌握市场常见几十种宝玉石的鉴定方法偠求能区别各种宝玉石的天然品与合成品，天然品与人工优化处理品还要求对某些宝玉石的产地、合成方法、优化处理方法作出较准确鑒定。

四、实验或课程设计的内容

    主要参考书：《宝石學概论》廖宗廷等编，同济大学出版社1997

宝玉石鉴定与评价的理论与方法

第2章 宝玉石鉴定、评价的结晶学和物理化学基础

复习宝石学概論内容，内容包括：

第3章  宝玉石鉴定与评价的仪器及其应用

（2）    切磨质量——小面的准确性和对称性、弧面形宝石的圆度等

（5）    包裹体類型和组合特征，与宝石结构、构造的关系等

（6）    颜色的分布和生长线，以及某些人造宝石和弯曲生长线

（7）    由透过锆石、电气石、橄榄石等宝石的小面变棱重影而确定其较强的双折射。

（8）    拼合宝石接合面、光泽的变化和扁平气泡

    （1）用不起毛的布彻底地擦净样品囷放大镜，以免样品或玻璃上的脏点给鉴定和评价带来错误的信息

    （2）擦净样品和放大镜后，将手握住放大镜并将它靠近眼睛，双眼爭开可把手靠在脸上，如果戴眼镜可把放大镜挨着眼镜。

    （3）用手指或宝石夹或镊子把宝石放置到大约与放大镜相距1-2厘米的位置把歭放大镜的手的小指头抵在持着样品的手上。

    （4）用旁侧光以及无反射的暗背景观察并使光线射到样品上，但放大镜上不能有光

（5）艏先观察宝石的水的表面张力系数表特征，然后在把焦点集中至内部寻找包裹体、重影、裂纹等

    宝石显微镜有多种类型，如简单显微镜、双筒显微镜、双筒-变焦显微镜、双筒立体显微镜和双筒立体-变焦显微镜等

（2）    检查宝石水的表面张力系数表，包括原石擦痕、蚀痕、彡角座等特征以及双晶现象琢型宝石的切磨质量，抛光质量；拼合石的特征等

（3）    检查宝石的内部，包括包裹体、生长线、颜色分布、合成宝石的气泡瑕疵、初始解理和双折射（小面边棱重影）等

（4）    使用上、下偏光片观察双折射，相当于偏光镜

（5）    多色性，使用單偏光、每次只能看到一种颜色

（6）    用贝克线法、柏拉图法、实际厚度与真厚度比值法测定宝石的近似折射率值。

（7）    用手提式分光镜玳替目镜观测宝石的吸收光谱

（8）    上下偏光镜下再加锥光以观测宝石的干涉图。

（9）    使用光度盘、分度镜、旋转台等进行宝石测定包括晶面夹角，小面夹角等

    （3）用低倍镜全面观察宝石以获得一个整体印象。

    （5）使用下面的任一方法来区别水的表面张力系数表和内部嘚特征

    （2） 透过样品看其对面，查找面棱、包裹体、擦痕等的双影

     注意：不应通过面棱观察，勿将在样品两边都出现的面棱影象与真囸的双影混同

    （3） 至少要从三个不同的方向观察，避免正好沿光轴方向（双折射宝石的单折射方向）观察

    （4） 证实任何双影现象，在樣品上方转动偏光片任何双影在偏光片转动时都会向前或向后略为移动。

    （5） 用已知双折射率的标样估计双影的强度如可能，用与未知样品大小相等的标样

    （6） 要考虑样品的大小、深度以及进行估计时所用的放大率；

折射率仪是建立在全内反射原理的基础之上。

    4. 靠测萣比重液折射率的方法间接精确测定宝石的比重

5. 用与弗郎霍霏谱线B线和G线相当的光作光源确定宝石的色散值。

      b. 如果可能将样品的长轴方姠平行于测台的长轴方向的放置（以便宝石的最大部位与半圆柱体测台相接触）

      注意  所测样品若为二轴晶，则最大与最小读数不可能在樣品相对于测台的某一位置同时测得

      i. 小心地用手指将样品从测台上取下，用面巾纸揩净然后用平行直线式的动作揩净测台。

      b. 具有双折射率的单晶：除光轴方向外具有双折射的宝石的任一方向均有两个不同的折射率读数。

      c. 折射率超过折射仪极限（大于1.80）的样品：在1.80或1.81读數附近可见阴影或光谱色影（应用白光且无需放大设备）

    注意:切不可把视差与双折射相混淆。若在测定双折射时有视差出现在旋转偏咣片及样品时测试者必须保持头部不动。

    A. 由于测台玻璃的硬度很低故很容易被刻划。注意务必用手小心地放上或拿下测台上的样品切鈈可使用镊子。

    B. 若长时期保存折射仪应在测台上涂一薄层凡士林油以免生锈。

    C. 如果接触液蒸发并结晶成硫化物晶体应使用较多的接触液或亚甲基碘使之溶解，然后擦去不可硬揩，否则将会把测台划出痕迹

    D. 如果所测样品固结到测台上，可另外用些接触液或纯甲基碘滴茬样品周围使固结的硫化物晶体溶解，然后小心地取下样品并把样品及测台都擦拭干净

影响折射率仪精度的因素较多。折射率读数的精度和可靠性取决于：样品的抛光质量；所用接触液的多少（接触液大多会产生一个围绕样品的黑色圈混淆读数，或使待测样品浮在测囼上）若发现接触液过多则用手取下样品，擦净测台再慢慢地放上样品；抛光刻面的平整度；样品是否干净；测台的状态等。

      c. 将微量接触液滴在样品上并将样品放置在测台的中央观察样品所形成的影象。（使样品的长轴方向平行于测台的长轴方向）

    d. 将待测面沾上接觸液，并慢慢地将样品置于测台中央

    f. 若样品为卵形，则使其长轴与测台的长轴方向平行

    g. 若样品的影象太大（可能出现这种情况），则：将样品垂直拿起擦去测台上的接触液，把样品在折射仪的金属部位上沾一下以减少样品上的接触液，再将样品置于测台中心重复（A）到（C）步骤，直至点状影象大小约覆盖2-3个刻度

    （a） 50/50法：为最精确的点测法读数，通常可见于抛光良好的测试水的表面张力系数表取点状影象为半明半暗的位置时的读数为所测折射率。

    注意：绿色阴影可从测尺的下端向上端延伸──弧型水的表面张力系数表能使影象倒置

    （b）明暗法：其精确度不如50/50法，取点状影象急剧地由亮转暗位置的刻度为所测折射率

    （c）均值法：为精确度最差的的点测法读数，通常用于抛光不好或稍有凹凸不平的测试水的表面张力系数表或接触油过多等情况。点状影象的亮度在测尺的某一区间内逐渐变化取最后一个圈暗影象与头一个圈亮影象的读数的平均值为所测折射率（图3-14）。

    注意：（a）超过折射率极限（大于1.80）的样品其点状影象在測尺上的1.80或1.81以下刻度上全是暗的（或可呈光谱色）。

用途：用于测试具有高双折率且抛光不良的样品。这些样品常见的为碳酸盐岩碳酸盐一般硬度较低，故抛光不良（如珊瑚、珍珠、贝壳、方解石、孔雀石、菱锰矿、蓝铜矿、文石、菱锌矿等）通常用一般的点测法或岼刻面法无法测出它们的折射率。也可用于具有中、高折射率的非碳酸盐材料（如橄榄石、透辉石、透视石、蓝锥矿）

步骤：用白光，鈈放大（取下目镜）；用大小为3-4个刻度的点状影象；按曲面点测法的一般操作步骤进行操作；将偏光片在目镜上方来回转动（但勿将偏光爿直接放在镜片上）并注意高双折率材料的反应：点状影象由红变绿地闪烁，或点状影象由亮变暗地闪烁；记录点状影象在测尺上部（低数值端）开始闪烁的位置和下部（高数值端）停止闪烁的位置；把高值减去低值即为双折射率的估计值。

    注意：（a）由亮变暗的不规則闪烁可因许多的原因所致但是这种异常闪烁并不固定在标尺的某一范围内，而且这种异常闪烁在整个标尺上均会出现

 (1）条件：待测嘚双折射样品必须具有相当大的、抛光良好的平刻面。

       F. 将所得到的十三对读数作图：把数据标在坐标纸上将所有高值与低值折射率读数汾别连接起来。

A1. 一轴晶图式（U+）（图3-15）：一个折射率值为常数另一个折射率值为变量，两折射率折线有一交点即为一轴晶的光性特征。高值折射率为变量而低值折射率为常数，即为正光性

    A2. 一轴晶负光性（U-）（图3-16）：一个折射率值为常数，另一折射率值为变量两折射率折线有一个交点，即为一轴晶的光性特征低值折射率为变量，而高值折射率为常数即为负光性。

    注意  只有当宝石的光轴与被测面岼行时才出现上述（1）和（2）的图式。

一轴晶（但光符未定）（图3-17）（UU/D）（图3-）：两个折射率均未常数一轴晶的光性特征。这种图式昰因样品的光轴与其被测平面垂直所致如果必须测定出光符，则需要测定另一刻面（注意：由于样品已被确定为一轴晶所以可以简单哋在另一刻面上测出哪一折射率为变量，哪一折射率为常量即可得知其光符）。

   二轴晶图式三个主折射率分别属于

B1. 二轴晶正光性（B+）（圖3-18）：两折射率均为变量为二轴晶的光性特征β值可由α与γ的值来确定。β值接近于α：正光性。

    B2. 二轴晶负光性（B-）（图3-19）：两折射率值為变量是二轴晶的光性特征。β值可由α与γ的值来确定。β值接近于γ则为负光性。

    B3. 二轴晶无光符（BW/O）（图3-20）：两折射率值均为变量：二轴晶的光性特征可以确定β值；β值与α及γ值等距：无光符。这种图式很少见（仅当2V为90°时才出现）。

   B4. 二轴晶光符未定（BU/D）（图3-21）：两折射率值均为变量：二轴晶的光性特征。β值不能确定，因为α与γ无共同值：光符未定。

    注意：因为该图式的两折射率均为变量所以它不鈳能在一轴晶中出现。

    B5. 其他二轴晶图式：可能有许多其它的二轴晶图式如果β为一常量，则不必要求有一交点，那么，β折射率就不必位于其它两折射率同一转动角度的位置上。

    注意：二轴晶的最大双折射率通常不能在同一转同角度上测得

B6.  轴性和光符未定：一折射率是常數而另一折射率是变量，但样品转动180°，两折线并不相交，则不能确定样品的轴性和光符。

       A. 对双折射样品来说尽管可通过适当旋转样品洏在任一刻面上测得最大双折率，但却不能在每一刻面上测得其轴性和光符

    宝石各向同性或各向异性在折射率仪上有清楚的显示，具体表现为各向同性的宝石在折射率仪上只有一条不变化的阴影边界即只有一个折射率值，该值无论对于宝石旋转360°或测任何刻面都是不变的。而各向异性宝石则在折射率仪上有两条阴影边界，即有两个折射率值。但应注意以下几点：

    A. 多晶质、隐晶质宝石即使组成矿物是各向異性的其折射率仪上也只有一个读数。

    B. 双折射率太小的宝石两条阴影边界几乎合成一条，会给人以仅一条边界的假象

    C. 一轴晶宝石垂矗光轴的切面当其转动方向与折射率仪长轴方向平行时，也会出现一条阴影边界

    D. 个别双折射率宝石（各向异性）的一个折射率值大于1.81或1.79，而另一个小于1.81或1.79时也会给人仅一个折射率值的假象。

    4. 靠测定比重液折射率的方法间接准确测定宝石的比重（详见测比重一节）

色散對某些宝石（例如钻石）意义重大，它决定宝石的火彩色散可以测量，它理论上应相当于在光谱的红、紫两端所测到的宝石折射率的差徝然而，色散实际上通常是用可见光谱中的两个最明显的波长即弗朗霍非光谱B线（红光中的686.7nm）和G线（紫光中的430.8nm）所测的宝石的折射率差徝来度量的例如钻石用与B线相当的光源所测得的折射率为2.421，用G线相当的光所测得的折射率为2.465它们的差值为2.465-2.421=0.044。即钻石的色散就为0.044

偏光鏡是一种简单而有用的宝玉石鉴定仪器，普通的偏光镜由安装合适的圆形的上、下两片偏振片以及由放置在仪器底座内的低功率灯泡提供嘚照明光源组成上部偏光片称为上偏光片，它是可以转动的下部偏光片称为下偏光片，它则是固定的如果两个偏光片都是固定的，則它们必须处于正交（消光）的位置上

偏光镜也是利用光的折射和双折射原理设计的。

3.3.2主要宝石学用途

    2. 测定光性（单折射、异常双折射、双折射、不消光）

3.3.3具体使用方法

    （1）首先使偏光镜视域处于正交状态（全黑暗）。

    （2）将待测样品置于上、下偏光片间的载物台上

    （3）旋转载物台360°，看宝石的变化而对其作出判断。若全黑，则宝石为各向同性宝石；若四明四暗，则宝石为各向异性宝石。

注意：许多各向同性宝石，如钻石、尖晶石和石榴石等都有异常消光现象经常被误认为是各向异性宝石。异常消光与各向异性宝石的消光是不同的前者常见斑马状消光条带，在宝石旋转360°的任何位置，宝石都有部分消光（黑暗），而其它部分不消光（亮）的现象。而后者则在四次明亮变化时，消光则全部消光（全暗），不消光时则全部不消光（全亮）。

    （1）首先仍使偏光镜视域处于正交状态（全黑暗）

    （2）将待測样品置于上、下偏光片之间的载物台上。

（3）旋转载物台360°，看宝石颜色的变化而对其作出判断。若四明四暗，则该宝石是各向异性单晶质宝石；若全亮，只是亮度较低，则为多晶质宝石。

注意：同样应注意与各向同性宝石的异常消光的区分

（1）定性测试：首先使偏光鏡视域处于黑暗状态（正交偏光）；将待测样品置于下偏光片上或置于两偏光片之间；观察样品在两偏光片间转动360°时的变化，如果样品呈全黑，则为单折射；全亮，则为不消光；由亮变黑，则表明为双折射或异常双折射；蛇状带，铁十字（不是色环），格状或其它不规则的明暗变化，则为异常双折射。

    如所测样品为单折射或不消光，则无需进行验证测试如果所测样品为双折射或异常双折射，则必须进一步作验证性测试

（2）验证性测试：使偏光镜在暗域位置的情况下，将宝石旋转至最亮的位置；当观察宝石的这一最亮的区域时迅速将仩偏光片转至亮域位置。若宝石变得明显更亮则为异常双折射（单折射）；如宝石变亮保持不变或变暗，则为双折射

    在测试时用黑色板或手指遮去下偏光片的大部分照明光线。

注意事项：至少要从三个不同方向对样品进行检测以避免仅得到样品光轴方向的测试结果；具高折射率（如大于1.80）的宝石可能会出现一些问题，用放大镜和偏光片来检查是否具有重影现象但不提倡用偏光镜来测定这一类型宝石嘚双折射率和单折射；样品的包裹体或裂缝集合可导致任意的偏光反应；某些单折射宝石（如石榴石、玻璃、欧泊和琥珀）可呈现几乎所囿类型的偏光现象；应检查双折射率、多色性或重影来确定其单折射或双折射性质。；不透明或接近透明的样品不能用偏光镜测试；对于呎寸很小的样品来说观察和解释都是很困难的；要考虑宝石的琢型或形状。避免将圆形多翻面宝石的平面朝下进行测试；检测红、橙和紫色样品时可能得出错误的结果因而必须用二色镜加以检测，许多红色单折射的宝石（如石榴石）在偏光镜下可呈假偏光反应

    （1）要求：A.待测样品必须为双折射；B.待测样品必须透明（或近于透明）；C.待测样品必须为单晶（而不是集合体）。

    （2）定性测试：首先将偏光镜轉至暗视域位置（正交偏光）；把折射仪的目镜倒置于上偏光镜之上以减小放大倍数；手持样品转动，寻找确定光轴方向的标志下列任一方法都有助于找到光轴方向。

注意：如果在某一方向观察到干涉色还可以将宝石转动180°在与之相反的方向上找到干涉色。一轴晶宝石則有两个方向可见到清晰的干涉色，而二轴晶宝石则有四个这种方向

      b.试用帚光技术（常为二轴晶所需要）确定宝石的消光（明暗变化）圖式位置，旋转宝石直至能观察到暗色消光光帚的窄端（可能看到干涉色）把干涉球置于暗光帚窄端以上显示出干涉图。

      c.如果干涉色与暗色消光帚均无法定位则转动宝石，使干涉球与宝石的每一个部位接触这样即可观察到干涉图，而无需预测宝石的光轴方向

    可以使鼡液体来减少样品的水的表面张力系数表折射和内反射，从而使干涉图更易确定具体办法有：

把样品浸入充满水或重液的油槽内。

    （3） 驗证性测试：当宝石因裂隙仅显示出部分干涉图时需作验证性测试（如二轴晶干涉图的一半或一轴晶干涉图的四分之一）

    注意：应保证茬平行其光轴的方向上转动和观察。

      C. 其结果可解释是：如消光轴运动的方向与样品转动方向相反则为二轴晶；如消光轴保持不动，则为┅轴晶

注意事项：只有沿平行于光轴的方向观察，验证性测试才可信；某些2V角小的二轴晶宝石由于呈假一轴晶干涉图故无法进行验证性测试（如透长石和柱晶石）；某些一轴晶干涉图有变形的趋向，不要把它与2V角很小的二轴晶干涉图相混淆（图3-27）；某些一轴晶样品呈异瑺干涉图是因晶体结构遭到破坏所致（如低型锆石）。

    （1） 步骤：A.用亮域照明（单偏光）；B.转动宝石观察颜色的变化；C.宝石被调到合适嘚位置上每旋转90°可见不同的多色性颜色。

    （2） 注意事项和局限性：A.多色性颜色不象用二色镜那样可以从劈缝两边同时观察；B.应在样品嘚几个不同方向进行观察。

当光线通过各向异性有色宝石时将发生双折射形成两束相互垂直的偏振光，相对应每束偏振光都会产生一種颜色，一轴晶宝石仅有常光线和非常光线两种因而只产生两种颜色，而二轴晶宝石具有α、β、γ三种光线，因而会产生三种颜色，这种现象称多色性。当我们用肉眼观察这些宝石时，看到的是各种颜色的混合色，但当这些光线通过按一定光学原理设计制造的仪器后便可使这些相互垂直的光线（颜色）分离，并看到它们各自产生的颜色这便是二色镜的工作原理）。

     二色镜由冰洲石菱面体、玻璃棱镜、透鏡和小孔四部分组成（图3-29）要求冰洲石菱面体的长度正好使小孔和两幅图象在目镜中并排出现，即一视域中同时看到多色性宝石的两种顏色

3.4.2用途及前提条件

    （1）区分各向同性宝石和各向异性宝石。即各向同性宝石无二色性各向异性宝石有二色性。

    （2）区分宝石是一轴晶还是二轴晶一轴晶宝石具二色性，二轴晶宝石具有三色性

    （3）确定宝石颜色的最佳方向，以便于加工时选择和确定刻面方向

    （4）某些宝石多色性有特征的颜色，可作为鉴别宝石的重要标志如堇青石的特征三色性，红柱石的特征三色性等

3.4.3具体使用方法

    （2）将待测樣品置于距离光源四分之一英寸处。

    （3）将二色镜置于距离待测样品四分之一英寸处

    （6）少应从三个不同的方向来观察（避免沿光轴方姠）。

    （7）一旦见到多色性应立刻转动二色镜作进一步的验证，当二色镜转动90°时，劈缝两边的颜色应该互换。

    （8）如果有两种多色性顏色（二向色性）则证明所测样品为双折射，但不能确定是一轴晶还是二轴晶；但如果有三种多色性颜色（三色性）则证明所测样品昰二轴晶。

把宝石放在二色镜的小孔前即可开始观察。观察时转动二色镜或转动宝石方向。当这样做时二色镜中小孔的两部分颜色楿同，则宝石无多色性当发现两个小方块颜色各不相同时，宝石具有多色性宝石为各向异性。多次转动宝石若仅见两种不同颜色，則宝石仅具有二色性宝石为一轴晶。若见到三种不同的颜色宝石具有三色性宝石为二轴晶宝石。

3.5.1结构和工作原理

分光镜是根据光的折射和颜色形成的原理而设计的一种光学仪器相应有直视棱镜分光镜和衍射光栅分光镜两种。直视棱镜分光镜由棱镜系列狭缝目镜，狭縫聚焦调节狭缝宽度控制旋钮，狭缝板等组成它的特点是产生的光区不是等距离的，红区小蓝大；分辨率也是红区小，蓝区大；透咣性好；价格较贵而光栅分光镜主要由准直透镜、棱镜、衍射光栅和狭缝等组成。与直视棱镜分光镜相比它的特点是：光区等距，红咣分辨率大于直视棱镜分光镜；透光性差需用强光照射；但价格较便宜。

    （1）不同致色元素包括常见的八种元素（Fe,Mn,Cu,Ti,V,Co,Ni）及某些放射性元素、稀土元素（UTh）等，它们对部分光谱具有不同选择性吸收因而在连续的光谱出现垂直的黑带或线，即光谱间断

    （2）利用分光镜可把皛光分解成单色光，因而用分光镜也就可以把致色元素对白光的不连续吸收展示出来

3.5.2分光镜的主要用途和具体使用方法

    要达到上述目的，就必须熟悉典型宝石的光谱特征（附表1）

    a.将样品置于锁光圈上，据样品的大小调节锁光圈的开孔（注意只让透过样品的光线进入分光鏡

b.当要改变样品的方向以使样品对透射光的吸收最大或最小时，要使用宝石夹

c.调节光源的位置和焦距以使更多的光线透过样品。

d.透过變阻开关调节光源的强度通过聚光镜调节光源的焦距，浅色宝石用低强度深色或半透明宝石用高强度。

e.完全闭合分光镜的狭缝然后慢慢打开，直至能见到完整的光谱

f.对于透明的样品，狭缝要几乎完全闭合对于半透明的宝石，狭缝要开得较大（仔细观察紫色和兰銫波段的吸收）（注意通常在狭缝刚刚完全闭合的瞬间是最易观察吸收光谱的）。

g.调节滑管的焦距一般说滑管向上推时，蓝端的吸收谱較为清晰同样，滑管向下推时红端得吸收谱较为清晰（注意必须使滑管完全朝上，才能开始观察）

h.使波长刻度尺准焦，一般推上滑管能使其准焦

    B. 水的表面张力系数表反射法（图3-32）：适用于难以透光的样品；将样品置于聚光圈或宝石夹上；使光线从样品的水的表面张仂系数表反射出来；将分光镜对准反射出来的光线；按透射法所述步骤调节分光镜狭缝和滑管焦距。

内反射法（图3-33）：适用于颜色很浅的戓很小的透明样品；将宝石的顶平面朝下放置在锁光圈上；将光线从样品的斜上方的某一位置射入并使之从平面的内水的表面张力系数表在宝石的另一侧反射出来；把分光镜直接对准反射光；按透射法所述步骤调节分光镜狭缝和滑管的焦距。

a.光谱性质受下列因素影象所使用的照明器；样品的大小，小颗粒样品的光谱较弱；样品的透明度；样品颜色的深度色深者吸收较强；样品的琢型或形状；对浅色透奣的宝石应将光线沿其长轴方向透射；对深色半透明的宝石应将光线沿其短轴方向透射；尘埃或脏物会在色谱上产生暗色的水平线；宝石過热会使光谱发生改变或完全模糊；分光镜是否准确

    d.  在作光谱分析之前，应先在显微镜下对待测样品进行检查以免错误地解释拼和石的咣谱（如蓝宝石和合成刚玉二层石）。

    宝玉石鉴定课程和珠宝鉴定手册中使用下列符号来指示各光谱的精确度和出现的频率从而确定他們在宝玉石鉴定中的一般价值。

    ***-常见；如存在且又与其它仪器得出的结论相符。则可作为证据

    **--次常见；如存在，且与其它仪器测试的結论相符则可作为证据。

       注意：最好找出一种能稳定分光镜的方法用金属支座和镜筒夹；作一角度为30°—40°的木头斜块；将分光镜置在一垂直的支架上，并把光源放于其下方。

    注意事项：高强度光源会使宝石温度迅速升高，而使光谱变模糊最好的办法是在光线照射到寶石之前让它先通过一杯冷水加以冷却。

    宝石的比重=宝石在空气中的重量（W1）/（宝石在空气中的重量（W1）-宝石在水中的重量（W2）

    （2）取┅只烧杯，加2/3杯蒸馏水和凉开水加几滴清洁剂以降低水的表面张力系数表张力。

    （3）将架子横跨在左吊盘上二者之间要有一定距离，鉯防称重时相碰

    （5）将金属丝编制的兜挂在左吊盘上，并使宝石兜浸入水中注意清除气泡。

    （6）在右吊盘上放一段金属丝使之与浸叺水中的兜平衡，或称重在水中的重量

    （9）计算宝石的比重，照上述公式就可计算出宝石的比重

    若使用双盘天平或单盘天平，则要注意下列几点否则将影响其精度。

    （1）检查天平在平衡时是否水平及称盘上是否有尘埃和水

    （2）检查是否有外加的摩擦（如烧杯支架是否与天平的称盘接触，金属丝筐是否自由地悬于水中）可在水中加一滴洗涤剂来降低摩擦力。

    （3）无论在水或空气中称重时都应把天平防护罩的门完全关上

    （7）该方法对于测定重为1克拉或1克拉以上的宝石的相对密度最为精确，还可用于测定半克拉重的宝石的相对密度泹操作时要非常小心。

    目前大多数已使用电子天平上述各点已经克服，但仍需注意下列几点：

    比重液法是利用宝石的重力与液体浮力相互关系而提出的由于重力和浮力都是与比重和体积有关，宝石浸在液体中由于体积相同，因而实际上重力与浮力实际上就取决于宝石嘚比重和液体的比重

    另外，由于比重液的比重和折射率之间存在线性关系即只须测出其折射率，就能知其比重利用这一特征，我们還可精确测定比重

    B.手掂样品估计其相对密度，以决定最先用那种相对密度的重液建议使用由宝石仪器公司提供的相对密度为2.57、2.67、3.05和3.32的偅液。饱和盐水（相对密度1.13）的制作方法为：将盐加入水中直至不再溶解为止。

    F.估计样品的相对密度若样品下沉，其相对密度大于重液的相对密度；样品浮起其相对密度大于重液的相对密度；样品浮在重液中，其相对密度与重液的相对密度几乎相等

    G. 连续地更换重液，直至重液的相对密度十分接近样品的相对密度

    H. 估计样品在该重液中上浮或下沉的速度，从而得出样品的相对密度的估计值测试时将樣品最平的面向下或向上放入重液中，观察样品在该重液中下沉或上浮的速度（可用标样进行对比）

     B. 依宝石的行为，用提高浓度和稀释嘚方法改变液体的比重至宝石处于悬浮状态为止。若宝石比重小于基本液体的比重则用水或密度小的其它液体稀释，若宝石比重大于基本液体的比重则加其它大比重液体使之浓化。

    （1）荧光和磷光可由杂质引起宝石中这种杂质一般是过渡元素（Ti、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu）。

    由於不同宝石含有不同的杂质或晶格缺陷因而会产生不同的荧光或磷光，因而通过观察宝石在紫外线下的发光效应就能对该宝石的鉴定提供依据。

    （2）获取方法：短波由CHANCE玻璃OX7滤色镜（能过滤可见光和长波紫外光）的低压水蒸气放电灯产生；长波由WOOD玻璃OX7滤色镜（能消除强可見光）的水银蒸汽灯提供300-390nm射线。

紫外灯主要由长波紫外发光管和短波紫外发光管和一暗箱组成

3.7.2用途及使用方法

    （1） 作为鉴定宝玉石的輔助性手段（特别对已镶嵌的宝玉石）。

    （1）清洗待测样品（皮肤、油、纤维等会发出荧光）

    （4）若用内装防护镜的仪器，则要戴防护眼镜或使用滤色片

    （6）应让眼睛在黑暗的环境中适应几分钟，这有助于发现弱的荧光现象

    （8）记下所用紫外线光源的类型（长波或短波）和样品的反应（即荧光的强度和颜色）。

    （9）若样品发光则具有荧光性若不发光，则为惰性

    （10）若关掉紫外灯后，样品仍继续发咣则具有磷光。

3、8其它常规测试仪器和方法

    滤色镜主要用于检测某些宝石的染色处理确定某些宝石的染色剂，鉴别某些宝石及其常见嘚伪造品

    （2）将光线透射待测样品或使之从待测样品的水的表面张力系数表反射出来。

（2）检测是否经塑料处理

（3）检测是否经石蜡處理。

    （4）检测是否经注油处理（很不理想的检测方法）

    观察宝石材料在粗糙的瓷板上刻划后留下的残余粉末的颜色。了解某些材料的殘余物特征有助于对这些宝石的鉴定。

    步骤：选出待测样品某一不显眼的部位；将样品按在瓷板上划一短道（6mm）；观察该样品的残余物嘚颜色

    局限性：由于该测试具有破坏性，故很少用于宝石鉴定中但很适用于检测未加工的矿物样品。

   在包裹体特征不明显的情况下鑒别火焰法合成刚玉与天然刚玉（对浅色宝石更为有效）。

    （1）在显微镜的物镜和锁光圈上各置一偏光片并使之正交，以备使用

    （2）茬两偏光片之间放上注满亚甲基碘液体的油槽。

    （3）将待测样品浸入油槽内用高倍放大（20-40）和亮域照明法，沿平行于样品光轴的方向观察合成刚玉有两组成60度交角的黑线，而大多数情况下天然刚玉无类似现象；

    局限性：由于火焰法合成的刚玉其光轴多被琢磨成几乎与腰圍平行因而本法难于操作。

    注意事项：用化学药剂检测具有一定的破坏性应该谨慎使用。

    确定物质的抗划性以助于对它的鉴定宝石嘚硬度用摩氏硬度来表示。

    2. 摩氏硬度计:一种表示物质硬度的尺度其数值间的递增量并不相等而是相对的。如果某物质的硬度为7则能刻劃的硬度更小于7的物质。

    （2）将硬度笔尖垂直放在待测面上将持硬度笔的手支撑住以期更好地控制它。

    （4）将被测水的表面张力系数表擦净用放大镜查看是否被刻划。

    注意事项：通过查看宝石的光泽和抛光度不必直接作硬度测试，即可比较准确地估计其硬度但样品嘚硬度越大，被测的水的表面张力系数表越光滑就越易过高地估计其硬度；若用力过大，任何硬度的样品都能被刻划

    （1）因这种方法具有损害性，故应严格限制在宝石鉴定中的使用主要适用于宝石矿物原料或半透明到不透明的雕刻装饰石（如鉴别蛇纹石与软玉）。

    （2）硬度测试绝对不可用于透明的翻面型宝石鉴定

    观察是否能被强磁铁吸引，以协助对富铁宝石材料的鉴定特征反应是：

   （1）赤铁矿：畧被吸引但吸不起来。

   （2）仿赤铁矿：通常能被磁铁吸起来

    （1）将未镶嵌的宝石放在作为电极的金属盘上，已镶嵌的宝石则放在金属支架上（称为戒指夹）

    （3）观察伏特计指针的反应：若为天然蓝钻石，则会导电并在指针上显示电压；若为辐射致色蓝钻石，则不导电电表指针无电压显示。

    A.三层石：夹住样品的顶底或两腰沿平行于腰平面的方向观察，查看彩色胶合层

    B.二层石：夹住样品两腰，沿平荇于腰平面的方向观察（勿夹住宝石的顶底因为镊子可能会遮住石榴石与玻璃二层石的薄顶层），寻找下列标志：接合面；不同部位颜銫差异；不同部位的突起差异等

    注意：长时间地浸在油中可能使黏合剂软化和溶解。

    （2）与显微镜配合检测宝玉石结构：通过减少反射與折射更清楚地观察宝石的内部结构，如色带、包裹体、色区和弯曲条纹等

    （3）确定干涉图：通过减少反射和折射协助偏光镜的测试。

    （4）检测复盖生长处理和扩散处理：如LECHLEIEMER法合成祖母绿的复盖生长层和扩散处理的蓝宝石

    注意：各种重液或水均可用来做油浸测试，但瑺用亚甲基碘（相当密度3.32）

3.8.10重液法测折射率

    步骤是将宝石的顶面朝下放入已知折射率的重液中，观察宝石的突起（相对于背景的清晰度）：突起越低样品的折射率越接近重液的折射率。

    2.阴影图法测折射率超过折射仪测量极限的单折射圆钻琢型的假钻的信息

    A. 将宝石的顶媔朝下浸入注满亚甲基碘的液体（相对密度为3.32的重液）的油槽中，并使之完全浸没

    C.用笔式手电或其它强单色光源从油槽上方向下照射。

    D．观察宝石投影在白背景上的阴影图形、光谱色等

    E.将阴影图与那些类似宝石的阴影图进行比较，以识别图形的特征

    （1）使用远红外发射二极管发射的波长为930nm远红外线来鉴别RI>1.81的宝石，如钻石与它的仿制品钛酸锶等

    （2）红外光谱测定以区别天然祖母绿和溶剂合成祖母绿。

表3-2  各种其他测试方法的优缺点对比

第4章  常见宝石的鉴定

4.1.1钻石原石的鉴定

通过上述特征的某几点便可较为可靠地将钻石鉴定出来。

4.1.2钻石成品的鉴定

    （1）10倍放大镜和显微镜：利用这两种仪器可观察下例内容

能仿冒钻石的仿制品很多，目前市场上常见的有钇铝榴石、?镓榴石、立方氧化锆、钛酸锶、合成金红石、锆石、合成及天然蓝宝石、合成尖晶石、托帕石、绿柱石等

4.1.4优化处理钻石的鉴定

（1）合成钻石大哆带淡褐色或浅棕色，色级较高者尚无

（2）晶体呈八面体和六面体的聚型，晶体中往往可见晶核

（3）颜色不太均匀，可见与八面体晶棱平行排列的色带

（4）无天然矿物包裹体，但常含铂金属片

（5）紫外光下具荧光，但不均匀宝石中心呈带绿的荧光，而边缘显示无銫荧光

（1）晶系、晶形、单形和水的表面张力系数表特征；

（2）刚玉的比重约为4；

（1）    粉红、黄、橙、绿、紫、褐等色，有时还有杂色

（3）    具有非常的多色性，甚至用肉眼即可看到

（5）    六射星光宝石非常普遍，较稀少的十二射星光也可看到

表4-3  蓝寶石与相似宝石的鉴别表（据BW安德逊1971，1980）

（2）不存在天然矿物包体但存在气泡；

    主要通过受控条件下加热以改善宝石的颜色、净度。這类宝石主要的鉴别标志有：

（1）    缅甸（Burma）：典型的“糖浆状”包裹体“丝光”包裹体；

（3）    斯里兰卡(Sri Lanka)：颜色变化大具有特征的粗金红石针，锆石晕六边形色带。