綠柱石

綠柱石

綠柱石又稱為"綠寶石",是鈹-鋁矽酸鹽礦物。綠柱石主要產于花崗岩偉晶岩中,但是也見于砂岩、雲母片岩中,經常和錫、鎢共生,主要礦產在歐洲奧地利、德國、愛爾蘭;非洲的馬達加斯加,亞洲的烏拉爾山和中國的西北。

  • 中文名稱
    綠柱石
  • 外文名稱
    Beryl
  • 硬    度
    7. 5
  • 性    質
    鈹-鋁矽酸鹽礦物
  • 色    澤
    淺藍色、黃色、白色和玫瑰色
  • 主要礦產
    奧地利、德國、愛爾蘭、中國西北
  • 比    重
    2.7-2.9
  • 解    理
    底面不完全解理
  • 別    名
    綠寶石
  • 特    征
    呈六方柱形,柱面有縱紋
  • 主要品種
    祖母綠和海藍寶石

簡介

綠柱石化學式為Be3Al2(SiO3)6 ,其中含有氧化鈹(BeO)14.1%,氧化鋁(Al2O3)19%,氧化矽(SiO2)66.9%。六方晶系,晶體呈六方柱形,柱面有縱紋,晶體可能非常小,但也可能長達幾米。硬度為7.5-8,比重為2.63-2.80。純凈的綠柱石是無色的,甚至可以是透明的。但大部分為綠色,也有淺藍色、黃色、白色和玫瑰色的,有玻璃光澤

綠柱石寶石綠、藍色最常見,黃綠、黃、粉紅等色也常見,此外還有其他如褐、及白、灰、黑色的特殊異種。某些綠柱石可有色帶。透明至半透明。玻璃光澤。

光學性質:一軸晶,負光性。折射率N,1. 566一 1. 602, N, 1.562一1.594,不同產地和不同品種的綠柱石折射率有一定變化。雙折射率0.004一0.010,常為0.005一0.007。右圖列出了綠柱石不同品種的折射率和雙折射率的一般範圍。色散0. 009 -0.014。

英語綠柱石一詞來源于希臘語"海水般的藍綠色"(beryllos)。有金黃色的(叫金綠柱石),有粉紅色的(叫銫綠柱石)等等,蜜黃色的比較常見。綠柱石一般為六方柱形晶體,呈現的顏色一般多為各種綠色。綠柱石是煉鈹的主要礦物原料,色澤美麗者是珍貴的寶石,如祖母綠、海藍寶石。

綠柱石

象征

綠柱石家族主要以祖母綠最為著名,海藍寶石次之,二者屬綠柱石族中的佼佼者。金綠柱石和銫綠柱石也頗具吸引力。

祖母綠名稱來源于古波斯語的譯音,優質的祖母綠、綠色純正,勻凈、透明、寶石級大小一般在0.2-0.3ct,大于0.5ct為優質品,2ct以上極為稀少,色正優質透明的大晶體極為罕見。1956年發現于南非的一顆優質祖母綠晶體,重量達24000克拉,為世界上最大的祖母綠晶體,其次哥倫比亞穆佐礦山也發現一顆重16020克拉,名列第二。

綠柱石主要產于花崗偉晶岩中,雲英岩及高溫熱液脈中也有產出。

祖母綠為五月份生辰石,代表春天大自然的美景和許諾,也是信心、忠誠和永恆的象征。

海藍寶石是天藍色至海水藍色的綠柱寶石,它以酷似海水藍而得名,作為三月份生辰石,代表著沉著、勇敢、幸福和永保青春的象征。

種類

綠柱石是鈹-鋁矽酸鹽礦物。它的幾個變種顏色不一,有淡藍色的(叫海藍寶石),有深綠色的(叫祖母綠),有金黃色的(叫金色綠柱石),有粉紅色的(叫銫綠柱石)等等,其中淺藍綠色的最為常見。綠柱石一般為六方柱形晶體,呈現的顏色一般多為各種顏色或組合色。

綠柱石綠柱石

綠柱石是鈹鋁矽酸鹽Be3Al2(SiO3)6,其中Be和Al可被不同的微量元素所替代,能使綠柱石產生各種顏色。也就在半寶石界有了多個種類:

綠柱石的顏色多樣,和所含的致色元素有關:

品種

體色

多色性

海藍寶石

天藍色

Fe, 或者Fe/Fe

透綠柱石

無色

純凈,不含可致色的元素

粉色綠柱石

粉色

含Mn,或者Cs

紅色綠柱石

紅色

Mn致色

金綠柱石

黃-金黃色

Fe致色

綠柱石

Fe+ Fe

Maxixe型綠柱石

藍色

色心致色,不穩定

綠柱石主要產于花崗岩偉晶岩中,但是也見于砂岩雲母片岩中,經常和錫、鎢共生,主要礦產在歐洲的奧地利、德國、愛爾蘭;非洲的馬達加斯加,亞洲的烏拉爾山和中國的西北。綠柱石是煉鈹的主要礦物原料,色澤美麗者是珍貴的寶石,如祖母綠、海藍寶石。

祖母綠祖母綠

最著名的祖母綠產地為南美洲的哥倫比亞,是存在于石灰岩基中。此外巴西,南非,烏拉爾山,美國也出產。在美國的新英格蘭曾發現一個5.5米×1.2米,將近18噸重的巨大綠柱石晶體。

1.解理:不完全底面解理

2.硬度:7.25-7.75 祖母綠易脆

3.相對密度:2.7-2.9 視產地、品種而變化

4.光澤:玻璃光澤

5.透明度:透明至半透明

6.折射率:1.56-1.59 視品種而變

7.雙折射率:0.004-0.009 視品種而變

8.光性特征:一軸晶負光性

9.色散:低0.014

10.特殊光性:貓眼和星光效應

11.顏色:綠、藍、黃綠、黃、粉紅、無

12.多色性:因顏色而異

六方晶系,a0=0.9188nm,c0=0.9189nm;Z=2。基本結構由[SiO4]四面體組成的六方環⊥c軸平行排列,上下兩個環扭轉25,由Al3及Be2連線;Al配位數為6,Be配位數為4,均分布于環的外側,因而在環的中心∥c軸有寬闊的孔道,以容納大半徑陽離子K、Na、Rb、Cs以及水分子。綠柱石由于具有獨特的六方環路(loops)或環(rings),傳統上將其劃歸環狀矽酸鹽。但其四面體骨架的三維連結性使之與真正的環狀矽酸鹽如電氣石相區別。

祖母綠祖母綠

六方雙錐晶類,D6h-6/mmm(L66L27PC)。晶體多呈長柱狀,富含鹼的晶體則呈短柱狀,或沿{0001}發育成板狀。常見單型:方柱m{10-10},平行雙面c{0001},其次為六方雙錐s{11-21}、p{10-11}、o{11-22}和六方柱 a{11-20}等。柱面上常有∥c軸的條紋,不含鹼者比含鹼的綠柱石柱面上的條紋明顯。

礦床成因及產地

礦床成因

由于綠柱石的鈹元素主要分布于岩漿成因的I型花崗岩中,因此,過去人們多認為綠柱石礦物的形成主要與這類花崗岩直接或間接相關,實際的情況也大致如此。至今的研究發現,多數綠柱石是產于岩枝狀的花崗岩中,這種岩枝狀岩體是岩漿活動晚期的氣液充填圍岩的裂隙形成的,由于有充分的結晶時間因而結晶單晶體都很大,地質上稱它們為偉晶岩,這意味著在其中的礦物晶體都具有很大的尺寸。但這些巨大晶體被石英、長石等包裹著,並由于各種原因而使之成為連綿的碎片,很少具有能作為寶石的清潔區,然而,若在偉晶岩中存在氣體空隙,或礦袋時,在它們裏面形成的綠柱石晶體可以成為透明的和少瑕疵的,從而使之具備了作為寶石的質量。

世界各地有著無法計數的花崗岩分布區,但僅在巴西、阿根廷阿富汗非洲、印度、馬達加斯加、中國和美國等國家的少數偉晶岩中才有綠柱石礦化。同時,盡管已從這些成礦區開採了數以千噸的偉晶岩型綠柱石礦物,但其中能作為寶石用的卻比較稀少。因此綠柱石類寶石比較稀罕,並且隨著接近地表的偉晶岩體逐漸被採完,這種寶石將更為罕見。

漂亮的綠柱石晶體(尤其是海藍寶石和金色綠柱石)亦產于脈絡狀岩體內,這種岩體不能列為偉晶岩。有時這些礦脈是沿著圍岩裂隙形成的,形成的是地質上被稱為雲英岩(Greisens)的岩體,在俄羅斯、烏克蘭和蒙古等地區,都從這種岩體中發現有美麗而透明的寶石級海藍寶石和金色綠柱石。

如上所說,目前為止發現的綠柱石類寶石的確大多數與偉晶岩有關。但過去的採礦實踐證明,綠柱石類寶石的驕子-祖母綠卻很少與偉晶岩有關。祖母綠晶體常產于富鐵基性岩和酸性岩之間接觸帶的扁平沉積岩體或扁透鏡狀礦體中。接觸帶上的熱和壓力將原來存在的礦物轉化成處于變質過程中的新礦物品種,例如,存在于偉晶岩和扁平沉積岩中的綠柱石被分解,並在變質作用之下,它的成分進入雲母片岩中。在那裏重新結晶時,如果母岩中同時還存在微量的鉻或釩,綠柱石就形成為祖母綠,即是說,在片岩型的祖母綠裏,鈹的礦化是由一側的原生花崗岩岩漿提供的,而它的致色元素則歸因于接觸帶另一側的基性岩。片岩型礦床形成的祖母綠隻能是小塊的,且形態不佳,較破裂,並充滿包裹體。

祖母綠礦床最重要的類型是哥倫比亞型,其礦床形因十分特別。和別的礦床類型相比,哥倫比亞型祖母綠是在較低溫度和壓力條件下形成的。這種礦床是由方解石滲入到充滿灰岩和頁岩的斷裂帶形成的,這種方解石通常呈灰白色並共生有黃鐵礦、石英、鈉長石、祖母綠和其它礦物。這種礦化作用,似乎可歸為某種花崗岩漿源,但至今尚未得到證實。因此,可以說,這種礦床的成因還沒有弄清楚。

另外還有產自流紋岩中的綠色綠柱石,它發現于美國猶他州,後來在新墨西哥也有發現,還有產在與富鐵超基性岩結合的白雲石大理岩中的綠柱石。

總之,綠柱石類寶石的成因尚是一個遠非搞清楚的問題。

產地

世界上最優質的祖母綠產自哥倫比亞,一般認為穆佐礦山的祖母綠品質最佳,契沃爾、科斯凱斯特礦山居次。除哥倫比亞外,祖母綠的產地還有俄羅斯的烏拉爾山、辛巴威的桑達瓦納、印度的拉賈斯坦邦以及巴西、尚比亞、奧地利、澳大利亞、南非、坦尚尼亞、挪威、美國、巴基斯坦等。我們在20世紀90年代在雲南文山州找到了祖母綠礦床,但寶石學價值並不大。

世界上優質的海藍寶石主要產自巴西,佔世界海藍寶石產量的70%以上,迄今為止世界上最大的重達110.5kg的海藍寶石晶體就產于巴西。俄羅斯的烏拉爾山也是優質海藍寶石的重要供應地。此外,海藍寶石的產地還有中國、美國、緬甸、西南非、辛巴威、印度等。

除祖母綠和海藍寶石外的其它綠柱石寶石在世界許多國家均有分布,但主要產地有:巴西、馬達加斯加、納米比亞、美國、中國等。

產品差異

內含物主要有礦物包裹體(雲母片透閃石-陽起石、方解石黃鐵礦赤鐵礦等)負晶或空洞中的兩相或三相包裹體、愈合裂隙、色帶及生長紋等。不同的產出方式,不同的產地內含物特征不同。

哥倫比亞

氣、液、固三相包裹體,晶體包體(方解石、石英和白雲石。契沃礦含黃鐵礦較多;穆佐礦含特征黃棕色柱狀氟碳鈣鈰礦

烏拉爾

具有典型的含似竹帶狀陽起石針狀晶體包和雲母片。

印度

"逗號"狀晶洞,含氣、液兩相包裹體以及小粒雲母晶體。

辛巴威

祖母綠粒徑較小1-3mm,但顏色鮮艷明亮,常含透閃石針狀晶體、石榴石、針鐵礦等。

尚比亞

含有大量的拉長狀兩相包裹體、纖維狀和針狀透閃石晶體。

主要品種

主要為祖母綠、祖母綠貓眼、星光祖母綠、達碧茲。

祖母綠

根據內部幹凈程度有透明和半透明狀。透明品種:以祖母綠琢型為首選,這類琢型有一大的頂刻面,充分顯示祖母綠的優美顏色,去掉四角,便于爪抓穩牢固,使易脆損失降到最低程度。

半透明品種

因含有大量內含物,形成半透明狀。一般加工成弧面型寶石。具有與綠色翡翠相似的面板。

祖母綠貓眼

較稀少,發現較大的一顆祖母綠貓眼重593ct,產于巴西。

星光祖母綠

極為罕見,美國寶石學院的《寶石與寶石學》96,spring報道發現10.03ct圓弧形星光祖母綠,產自巴西。內部除平行C軸的管狀包裹體外,還有兩個方向定向排列的微粒,其一方向垂直C軸,星光效應很完整,具有較強的二色性,顯鉻和鐵的吸收譜。

達碧茲

為特殊類型的祖母綠,具有特殊的生長特征。

a.穆佐產出的達碧茲在祖母綠中間有暗色核和放射狀的臂,是由碳質包裹體和鈉長石組成,有時有方解石、黃鐵礦罕見。

b.契沃爾產出的達碧茲祖母綠中心為綠色六邊形的核,由核的六邊形棱柱向外伸出六條綠臂,在臂之間的"V"形區中是鈉長石和祖母綠的混合物

套用

綠柱石作為礦物主要套用于提取金屬鈹,在歐洲古代用透明的綠柱石作成球來佔卜,後來才改成水晶做的球。品相好的綠柱石是珍貴的寶石,用做飾物。

祖母綠真假鑒別

祖母綠的真假鑒別包括:仿製品的鑒別、合成祖母綠的鑒別、最佳化處理品的鑒別和產地的鑒別等。

仿製品的鑒別

在各種寶石中,能仿祖母綠的寶石較多,但它們間物理特征差別較大,隻須測得各種物理特征參數,不難將它們區分開來(見表1)。

表1 祖母綠與相似寶石的區別

寶石品種

光性

硬度

比重

折射率

雙折射率

祖母綠

一軸晶(-)

7.25-7.75

2.65-2.90

1.564-1.602

0.005-0.009

綠色翡翠

不消光

6.5-7.0

3.33

1.66-1.68

0.014

綠色螢石

均質體

4

3.18

1.43

綠色電氣石

一軸晶(-)

7

3.05

1.62-1.64

0.018

綠色磷灰石

一軸晶(-)

5

2.90-3。10

1.632-1.667

0.002-0.005

鉻釩鈣鋁榴石

均質體

6.5

3.85

1.74

合成祖母綠的鑒別

合成祖母綠常用助熔劑生長法和水熱法合成,因其生長環境與天然祖綠相似,所以物理化學特征基本相似,但某些性質還是存在一定差別(表2)。最主要的區別在于:

表2 天然祖母綠與不同方法合成祖母綠物理性質的區別

寶石

折射率

雙折射率

相對密度

天然祖母綠

1.567-1.600

0.005-0.010

2.67-2.78

助熔劑合成祖母綠

1.560-1.566

0.003-0.004

2.65-2.66

水熱法合成祖母綠

1.566-1.605

0.005-0.010

2.67-2.73

①合成祖母綠顏色濃艷,有較強的紅色熒光,查爾斯濾色鏡下呈現鮮紅的紅色。

②天然祖母綠具有獨特的包裹體特征,而且產地不同,包裹體明顯不同,而合成祖母綠的典型包裹體是雲團狀不透明色未熔化的熔質和熔劑包裹體,銀白色不透明三角形鉑片包裹體等。

最佳化處理祖母綠的鑒定

對祖母綠進行最佳化處理的主要方法有浸油處理、染色處理和鍍膜處理等。相應的鑒定方法如下:

①浸油處理:由于祖母綠裂隙發育,所以常用註油方法來掩蓋裂隙和增強綠色,鑒別時,對延伸到寶石表面的裂隙應註意觀察,在放大鏡下用頂光燈照射,裂隙處就會產生幹涉色,如果把寶石放在台燈下加溫就會有油珠流出,在紫外線下會發黃色熒光。

②染色處理:採用化學顏料,將色淺或無色的祖母綠染成深綠色。這種染色處理的綠色顏料一般沿裂隙分布,整體呈蛛網狀。在長波紫外光下發黃綠色熒光。可在630-660nm處有吸收帶。

③箔襯處理:若發現祖母綠首飾採用金屬托全封閉式鑲嵌,就要懷疑寶石的亭部外緣是否鍍有綠色薄膜。

④鍍膜處理:常採用無色綠柱石作核心,在外層生長合成祖母綠薄膜。鍍層很容易產生裂紋而呈交織網狀,這是鍍膜祖母綠的重要特征。由于主體是綠柱石,因此,典型的綠柱石包裹體也是重要的鑒別特征。此外,由于顏色主要集中在鍍層,因此,這種祖母綠在浸液中將有清楚的特征顯示。

不同產地祖母綠的鑒定

對于祖母綠而言,鑒定出不同的產地意義較大,主要產地祖母綠的鑒定特征如下。

①哥倫比亞祖母綠:是世界上最優質祖母綠的產地,所產祖母綠是純綠色,稍帶黃的綠色或稍帶藍的綠色。典型的產地有Muzo、 Chivor和Gachala等礦床,Muzo祖母綠顏色最美麗, 而Chivor祖母綠則瑕疵較少。哥倫比亞祖母綠裂紋較多,裂隙內有時充滿褐色鐵質薄膜,具典型的氣、液、固三相包體,還有纖維狀包體、黃褐色粒狀氟碳鈣鈰礦包體、黃鐵礦包體、石英包體、磁黃鐵礦包體和輝鉬礦包體等。在查爾斯濾色鏡下,哥倫比亞祖母綠顯紅色,其它產地的祖母綠一般不變色。

②俄羅斯祖母綠:顏色較多是帶黃的綠色,較哥倫比亞產的稍淡。裂隙稍少,典型的包裹體是陽起石,其面板很象竹筒,俗稱竹節狀包體,綠色和褐色,不規則排列,另還常見頁片狀黑雲母包裹體,亦是祖母綠呈褐色的原因。

③巴西祖母綠:其特征是尺寸小,多瑕疵,一般質量較差,但有時質量較好。

④辛巴威祖母綠:主要產于Belingwe Native Reserve等地區,其特征是尺寸較小,質量好的祖母綠成品超過三分之一克拉已很罕見。

⑤坦尚尼亞祖母綠:主要產自Manyara湖南岸地區,和Muzo祖母綠相近,通常為帶黃的綠色,但有時也發現有與Chivor寶石相似的帶藍的綠色品種。這種寶石質量有時可與哥倫比亞祖母相媲美。

⑥尚比亞祖母綠:色調變化範圍內為鮮明的亮綠色-帶藍的綠色-暗的柔和的綠色。但所有的尚比亞寶石都呈稍帶灰色的色調,並且在其中可能有雲母、角閃石、陽起石、或透閃石等包裹體。

⑦印度產祖母綠:具典型的"逗號"狀包裹體,是由孔洞中含兩相(液體和氣體)包裹體和小的雲母晶體構成。

⑧巴基斯坦祖母綠:具雲母片和兩相包裹體。

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