钻石、红宝石和蓝宝石.ppt
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1、第八章 宝石各论第一节 钻石,一、概述 钻石的矿物名称为金刚石名称Diamond,源自于希腊语“adamant”,其意为难征服。大约16世纪中期开始使用英文并延续至今。,1700年以前,印度是世界唯一的钻石生产国,钻石的应用虽起源于印度,但兴盛于英国。自从1866年在南非发现钻石矿以后,英国人朗德(Rhode)于1880年在南非创立了戴比尔斯(Ddbeers)公司,1899年开始至今,戴比尔斯公司占有世界钻石销售量的80%,控制了世界范围内钻石的购销和价格。,在宝石贸易中,钻石营业额最大,占宝石总销售额的80%。目前钻石已成为结婚的信物、四月生辰石、结婚60周年的贺品、保值的硬通货而流传于世。
2、虽然70年代在澳大利亚、博茨瓦纳、中国相继发现大中型优质金刚石矿床,但仍不能满足市场需求。钻石的原料年年涨价,至今仍是最紧俏、最名贵的宝石。,二、物理化学特性化学组成 碳(C)常含微量的杂质元素,如氮、硼、铍、铝等。根据金刚石中所含微量元素的种类和含量,把金刚石分为两个类型,四个亚类:即I型(1a、I b)和II型(IIa、II b)。I a型 含氮量为0.1-0.3%。在电子显微镜下可观察到氮呈小片状存在于金刚石晶体中。小片状氮的存在降低了金刚石的热导率等物理特性,在自然界中,98%的天然金刚石均属此类。I b型 金刚石中含氮量低,以分散的顺磁性氮存在于金刚石中。这类金刚石在自然界中较少见到
3、。II a型 不含或含极少量氮。氮以自由状态存在。这类金刚石具良好的热导性,解理较发育,在自然界中含量极少。II b型 金刚石中含微量的硼、铍、铝等杂质元素,一般呈微带蓝的天蓝色,具半导体性。优质钻石多属此类。,II型金刚石虽很稀少,在自然界的金刚石中含量不超过2%。目前所知世界著名的巨大金刚石,如“库利南”(重3106克拉)、“高贵无比”(重995.2克拉)等均属此类。,晶系及结晶形态 金刚石属等轴晶系,晶体呈八面体、四面体、菱形十二面体。物理性质 天然金刚石一般呈无色、淡黄色、淡褐色,偶尔可见到淡绿色、红色、粉红色、绿色、蓝色、紫色和黑色,金刚光泽,透明,均质体,折光率2.417,色散中等
4、0.044,硬度10,密度3.52g/cm3,一组解理完全。,三、钻石鉴定(一)肉眼鉴定 钻石的最大特点是强金刚光泽、色散高、折光率高、硬度高,粒度小。对脂肪的吸附力强,用手触摸后看上去有一层油膜。琢磨后的成品不漏光,有时腰围上可见到平整的小面。,粒度小 截止70年代末,世界上已发现重量大于1000克拉的金刚石3颗,500-1000克拉的金刚石20颗,400-500克拉的21颗,300-400克拉的42颗,200-300克拉的162颗,100-200克拉的l653颗。大于1克拉的钻石成品属大钻,而大钻非常稀少。常见的多是粒径小于4.1mm,重0.25克拉以下的钻石。,色散 钻石以高色散发出的彩
5、色闪光为鉴别特征,但具有高色散的宝石却不仅限于钻石(0.044)一种。艳绿色钙铁榴石(0.057),锆石(0.038),人造钛酸锶(0.200),人造立方氧化锆0.060),钇铝榴石(0.028),钆镓榴石(0.045),人造金红石(0.330)等,均具很强的色散。区别在于色散的强度:钻石的色散柔和,仅在标准钻石型的底刻面上见到蓝色和棕色闪光,而有些色散太强的宝石看来五彩缤纷,十分刺眼。,全反射 钻石的标准圆钻琢型是根据全反射原理设计的,所以当入射光从台面进入钻石后,能够从台面全部反射出来,没有光从亭部漏出。如果将钻石对准窗棱或电灯,反射出来的影像清晰不会歪扭。如果将钻石台面向下,盖在一张有字
6、的纸上,从钻石亭部向下垂直观察看不到纸上的字迹。,(二)仪器检测热导性 钻石是热的最佳传导者。如果以尖晶石的热导率为1,则钻石的热导率就为70.7-212.0。目前用热导仪来测试钻石,是有效的鉴别方法。硬度 硬度就宝石成品而言,属破坏性鉴定,在有其它方法可以取代时,多不用此法。但钻石是最硬的物质,摩氏硬度为10,可以在不得已的情况下使用。,折光率 钻石折光率为2.417。用折光仪来测其折光率是负数。因为折光仪的最大测定值仅1.81,测不出钻石的折光率。密度 钻石的密度3.52gcm3,与无色黄玉3.53gcm3颇接近。所以在测过钻石的密度之后,尚需放在偏光器下检查。看是否是均质体。以便与黄玉区
7、别。包裹体 除最佳钻石外,一般钻石都含有少量微细矿物包裹体。这种包裹体用l0倍放大镜观察,能看得见时,就是钻石的缺陷,即通称的瑕疵。常见的包裹体有黑色石墨、深红色尖晶石、镁铝榴石、绿色顽火辉石、小八面体钻石等。,(三)合成钻石 1955年首先由美国通用电气公司研制成功,但未批量生产。1974年日本生产出重量达1克拉的合成钻石,但产量极少,在市场上罕见。1985年,日本开始批量生产,并在市场流通。合成钻石的物理性质与天然宝石相同,但具有的鉴别特征是:淡褐色或淡棕色;晶体呈八面体和六面体的聚形;晶体中往往可见到晶核;颜色不太均匀,可见沿八面体晶棱平行排列的色带;晶体中常含金属片,用磁铁可以吸起,颗
8、粒小,一般3.8mm;在紫外线照射下具荧光,但不均匀。,(四)钻石与相似宝石及从赝品的区别 钻石有其独特的识别特征,但目前仿造的钻石赝品也很多,如稍有疏忽,就会酿成大错。为此,鉴别必须十分谨慎。在牢记钻石鉴别特征的基础上,以特有的色散、密度、硬度与相似宝石区别。,锆石 白色锆石是与钻石相似的天然宝石。但铬石具有高的双折射率0.059,如果观察方向恰当,可见到小面棱的双影。也可以将锆石台面向上,放在略低于桌面的暗处观察,当台面向桌子方面缓慢倾斜时,会在台面的下方出现一个小的漏光暗窗(下称倾斜试验)。锆石硬度低,刻面宝石的棱和角圆滑。,合成无色尖晶石 合成尖晶石折光率低(1.728),用倾斜试验会
9、出现暗窗,色散低,小面棱和角略圆滑,在短波紫外灯照射下显淡绿色荧光。合成无色蓝宝石 可根据倾斜试验法出现暗窗,低色散,折光率1.761.78和略滑的小面棱与钻石区别。,钛酸锶 色散极强0.190,可见各种色散颜色,硬度低5.5,棱角明显圆滑。钆镓榴石 色散度0.045与钻石近似,倾斜试验可见小的暗窗,棱角圆滑,在长波、短波紫外光下有淡黄色荧光。钇铝榴石 色散较低0.028,倾斜试验可见小的暗窗,棱角圆滑,根据比钻石大的密度与钻石区别。,立方氧化锆 是市场上流通的仿钻主要赝品。色散高0.065,在亭部小面上可见到多种色散颜色。台面盖在写字的纸上观察会见到字影。一般粒度大的琢型远不如钻石规矩,棱角
10、圆滑,表面可见擦痕。内部洁净极少见到缺陷。,四、钻石经济评价的依据 目前世界上优质无色透明的钻石,主要来自俄罗斯、南非、博茨瓦纳、纳米比亚、加纳、几内亚和中国的辽宁等国和地区。澳大利亚钻石产量虽多,但除粉红色钻石质优以外,多数带有褐色。钻石价格昂贵,目前世界上有统一的评价标准。评价要素有四个:重量(Carat weight)、颜色(Color)、净度(Clarity)、切工(Cut)。因这四个要素的英文字都以“C”开头,所以简称四C因素。,(一)钻石的重量及测算 在钻石的经济评价中,重量是首要因素,其原因在于粒径大的钻石十分难得。例如1978年在莱索托发现了一颗重130.08克拉的无色金刚石,
11、报价l15万美元。同年在南非发现了一颗重353.9克拉纯净无暇的金刚石,价值1200万美元。它们两者的重量比是2.72倍,但价格比却是10.4倍。所以在一般情况下,钻石的重量价值是以重量的平方乘上依一定重量而定的市场基价向上增长。钻石的价值重量2K(基础价),钻石的重量一般情况下需在精度很高的天平上直接称重,使用天平的精度要求高于0.00lg,也可运用克拉秤来称重。当用克作重量单位时,要求有效数字保留小数点后三位,如1.005g;用克拉作重量单位时,有效数字保留到小数点后两位,第三位小数逢9进l,8及8以下的第三位数字忽略不计,如2.315ct记作2.3lct,0.358ct记作0.35ct。
12、2.429ct记作2.43ct。,(二)钻石颜色的分级标准 钻石颜色主要有微带蓝的白色(无色)、白色、淡黄色、黄色。为统一评价,国际上各国均有相应的评价标准。标准以外的其它颜色如红色、粉红色、绿色、蓝色的钻石属钻石中的珍品,故按质另外评价。,(三)净度 净度是指钻石内部和表面的含瑕程度,这些瑕疵的存在可减少透过钻石的光,降低钻石的亮度和火彩,影响钻石的美观。钻石的瑕疵可划分为两类:一类为内部特征,另一类为外部特征。它们的类型、数量、大小、位置、明暗度及比例决定了钻石的净度。,(四)切工 由于钻石的独特性质,钻石的切磨比较讲究,好的钻石切工应尽量体现钻石的亮度和火彩,并且尽量保留钻石的重量。理想
13、的圆多面型款式是钻石的最佳琢型。钻石的切工评价是评价钻石品质的四大标准之一,钻石切工对钻石非常重要,直接影响钻石的亮度和火彩。钻石的切工评价主要是指钻石切磨时的比例如何、抛光及后处理情况,同时主要是针对标准圆多面型切工的钻石切磨工艺。标准圆多面型切工的钻石共有57或58个面,具体评价钻石切工的指标有比率和修饰度,其中比率包括台宽比、冠部角、亭深比、腰厚比底尖比、全深比等。按比率质量的好坏划分为很好、好、一般、差四个等级。,第二节 红宝石和蓝宝石,红宝石是指中等红度红色的宝石级刚玉。蓝宝石是指自然界中宝石级刚玉除中等红色的的宝石级刚玉称红宝石外,其余各种颜色如蓝色、淡蓝色、绿色、黄色、灰色、粉红
14、色、浅红色、无色等的宝石级刚玉均称为蓝宝石。红宝石、蓝宝石以其晶莹剔透的美丽颜色,被人们蒙上神秘的超自然的色彩,被视为吉祥之物。红宝石、蓝宝石均脐身于世界五大珍贵宝石之列,是人们珍爱的宝石品种。缅甸产的“亚洲之星”蓝色蓝宝石重330ct,深紫色“午夜”星光蓝宝石重116.75ct,斯里兰卡产的著名星光红宝石重达138.7ct,这些都成为稀世珍宝。世界上的红宝石、蓝宝石产地不多,主要有缅甸、斯里兰卡、泰国、澳大利亚、中国等,但就宝石质量而言,以缅甸、斯里兰卡的质量最佳。,2 红宝石和蓝宝石的基本特征(1)化学成分:Al2O3,纯净时为无色,有色者可含少量的Cr、Ti、Fe+3、Cr、Fe+2、N
15、i、V、Co、Mn等。(2)晶体结构:三方晶系,常以柱状或板状六边形晶体产出,红宝石多呈板状晶体,蓝宝石则多呈桶状。(3)硬度:9,随产地不同略有变化。(4)密度:3.990.01。(5)透明度:透明半透明。(6)光泽:玻璃光泽亚金刚光泽。(7)解理:不发育,由于双晶存在有菱面体和底面裂理。(8)特殊光学效应:六射星光、十二射星光、二十四射星光效应。(9)多色性:明显,红宝石为深紫红色橙红色;蓝宝石为蓝色蓝绿色;绿色蓝宝石为深绿色黄绿色;橙色蓝宝石为黄褐色或橙色无色;黄色蓝宝石为中黄色浅黄色;紫色蓝宝石为紫色橙色。,(10)折射率值:N=1.761.77,N=0.008;(11)色散:0.01
16、8。(12)光性:一()。(13)发光性:红宝石在紫外光下有明显的红色荧光。不同产地因微量元素含量不同而存在着较大差异。蓝宝石大多数无荧光,斯里兰卡的黄色蓝宝石在紫外线及x射线下可能显示橙黄色荧光。(14)吸收光谱:红宝石在红光区692nm处有一对双线,668nm和659nm处有两条弱线,以550nm为中心的黄绿区普遍吸收,蓝区476nm、475nm和468nm处有三条吸收线,紫光区普遍吸收;蓝宝石通常含三条谱带,分别位于蓝光区的471、460、450nm处,绿色、黄色常显同种光谱,通常仅见450nm一条吸收带,这是由于三价铁引起的。,3 常见的红宝石和蓝宝石品种(1)红宝石 具有中等红色以上
17、的红色宝石级刚玉。红宝石是七月的生辰石,戴红宝石的人健康、长寿、发财致富、聪明智能、爱情美满幸福。缅甸红宝石 又称做东方红宝石。最优质的红宝石(鸽血红色)称之为“缅甸红宝石”。最优质的红宝石及乎全部产自于缅甸,但缅甸产出的劣质红宝石并不比其它地方产的红宝石强。泰国红宝石 暗红色至浅棕红色,很少达到缅甸红宝石质量,但也有一些颜色鲜亮而质量优良者。斯里兰卡红宝石 浅红色、浅紫红色,本应归入蓝宝石,但由于历史的原因,称之为红宝石。斯里兰卡红宝石色调浅,但比缅甸、泰国红宝石更加光彩耀眼,优质者价格比泰国优质红宝石更高。,非洲红宝石 非洲红宝石主要产于坦桑尼亚和肯尼亚:坦桑尼亚红宝石呈淡紫红色、粒小、质
18、优;肯尼亚红宝石粒大、质优,但量小。星光红宝石 凡具有红宝石的色泽,经过切割和琢磨的腰圆形宝石,并能放出星光效应者均叫做星光红宝石。星光红宝石比具有刻面的宝石,对颜色要求允许范围略宽,换而言之,不具备真正红宝石色级的(例如太淡或太深)宝石,有时可以作为星光红宝石,颜色标准中允许这一差别的唯一理由是星光宝石中“丝绢体”使其变得不太透明,趋向灰色,并使原来的颜色变浅,在红宝石中也能见到猫眼效应的,但是非常罕见,特别是严格定义的猫眼削效应。星光红宝石对色级要求不严格,但星光效应要清晰。,(2)蓝宝石:是指除红宝石外的其它所有颜色的宝石级刚玉。蓝色蓝宝石 印度蓝宝石 印度产的蓝宝石质量最好,价值最高。
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