绿柱石、海蓝宝石、铯绿柱石的性质和鉴别

后勤部长

【摘要】：绿柱石家族中除祖母绿外，还有天蓝色的海蓝宝石、粉红的铯绿柱石、金色和黄色绿柱石、紫红色的Mu绿柱石等等，其中海蓝宝石是另一个著名的品种，呈天蓝色、绿蓝色。本文介绍了绿柱石的基本性质、产状产地、海蓝宝石与仿制品的鉴别、合成绿柱石的鉴别、优化处理绿柱石的鉴别等。
    绿柱石家族中除祖母绿外，还有天蓝色的海蓝宝石、粉红的铯绿柱石、金色和黄色绿柱石、紫红色的Mu绿柱石等等，其中海蓝宝石是另一个著名的品种，呈天蓝色、绿蓝色。海蓝宝石是三月份的生辰石，作为幸福和青春的标志。近十多年来，含锰的红色绿柱石也备受关注，被称为红色的祖母绿。
    一、绿柱石的基本性质
    1、化学成分
    绿柱石是铍铝硅酸盐Be3Al2(SiO3)6，其中Be和Al可被不同的微量元素所替代，使绿柱石产生各种颜色。
    2、结晶习性
    绿柱石属六方晶系，结晶习性为六方柱状晶体，与祖母绿不同，绿柱石可形成巨大的晶体。1920年在巴西找到了一块透明的海蓝宝石晶体，重达243磅。绿柱石柱面常有明显的平行结晶C轴的纵纹，有时发育有六方双锥。
    3、力学性质
    绿柱石解理不发育，一组平行底面不完全解理，断口贝壳状。摩氏硬度7～8，相对密度为2.68～2.72，红色绿柱石为2.7～2.9。
    4、折射率和双折射率
    折射率一般为1.56～1.59，粉色和红色的为1.580～1.60，双折射率为0.005～0.009，粉色和红色双折射率为 0.008～0.009，一轴晶负光性，色散率0.014。
    5、光泽和透明度：玻璃光泽，通常为透明，少数半透明。
    6、颜色
    绿柱石的颜色多样，和所含的致色元素有关：

品种	体色	多色性
海蓝宝石	天蓝色	Fe2+，或者 Fe2+/Fe3+
透绿柱石	无色	纯净，不含可致色的元素
粉色绿柱石	粉色	含Mn2+，或者Cs1+
红色绿柱石	红色	Mn3+ 致色
金绿柱石	黄－金黄色	Fe3+ 致色
绿柱石	无	Fe2+ + Fe3+
Maxixe型绿柱石	蓝色	色心致色，不稳定

7、多色性：不同的品种的多色性不同，请见下表：

品种	体色	多色性
海蓝宝石	天蓝色	弱至强，蓝浅蓝（或无色）
透绿柱石	无色	无
粉色绿柱石	粉色	弱至中，紫红浅红
红色绿柱石	红色	弱至中，红粉红
金绿柱石	黄—金黄色	弱，多变
绿柱石	黄绿色	弱至强，绿无色

    8、发光性：绿柱石一般无紫外荧光，粉色绿柱石可呈弱粉或紫色荧光。
    9、吸收光谱
    吸收光谱不典型，海蓝宝石吸收光谱不明显，在蓝区456nm处显示模糊弱带，紫区427nm处显示较强的宽带，偶尔在537nm处显示一吸收带。
    10、内含物
    绿柱石常见的包裹体是管状包体，管状包体平行结晶C轴方向延伸，管状包体断续出现呈雨丝状排列，绿柱石中还常见负晶。
    11、特殊光学效应：猫眼效应，但是光带往往不明显，效果较差。
   二、绿柱石的产状和产地
    绿柱石主要产在伟晶岩和云英岩中，主要的商业产地有巴西、俄罗斯、马达加斯加、美国、印度和非洲等地。几乎各种颜色的绿柱石在巴西均能找到，蓝色、绿色、黄色、金黄色、粉红色等产在米纳斯州的伟晶岩矿体中，和碧玺、托帕石等宝石共生。
    俄罗斯乌拉尔山脉的伟晶岩地带产出过大量的海蓝宝石、金黄色和粉色绿柱石，它们与蓝黄玉、天河石、以及优质紫晶共生。
    马达加斯加延展数百英里的花岗伟晶岩中产生过许多优质的绿柱石，有各种颜色的绿柱石，但以海蓝宝石和粉红色绿柱石最著名。
    纳米比亚有好几个宝石级绿柱石和碧玺的大型伟晶岩矿区，非洲的津巴布韦、坦桑尼亚、赞比亚等国也有绿柱石产生。
美国许多地方都产出绿柱石，加里福尼亚州是粉红色绿柱石的著名产地，犹他州和新墨西哥州产有稀 有的红色绿柱石。红色绿柱石产于流纹岩。
    中国的新疆、云南、内蒙、海南、四川等地均发现有绿柱石，其中新疆和云南的质量最佳，新疆阿尔泰出产海蓝宝石、金色绿柱石、无色绿柱石，粉红色绿柱石及海蓝宝石猫眼等品种，但海蓝宝石的颜色较浅，通常需要进行改色处理。
    三、海蓝宝石与仿制品的鉴别
    与海蓝宝石外观相似的宝石有蓝托帕石、蓝宝石、蓝碧玺、 浅蓝色合成尖晶石等，与它们的鉴别阐述如下：
   （1）蓝色托帕石
    蓝色托帕石是市场上最易与海蓝宝石相混的宝石，但托帕石的折射率高于海蓝宝石，为1.61～1.63，而海蓝宝石RI＜1.60，蓝色托帕石的双折射常通常也大于海蓝宝石为0.010。在3.32的重液中托帕石下沉，海蓝宝石迅速上浮。
    （2）蓝宝石
    海蓝宝石比蓝宝石颜色浅，蓝宝石呈强玻璃光泽，其折射率值1.76～1.78，相对密度3.99，硬度9均远远大于海蓝宝石，故仔细检测两者不易相混。
    （3）碧玺
    蓝色碧玺通常颜色深，多色性强，碧玺的折射率1.64～1.66，高于海蓝宝石，双折射率较大为0.018～0.020，而海蓝宝石仅0.006，碧玺 可见刻面棱重影，在3.05的重液中碧玺悬浮，绿柱石上浮。
    （4）合成尖晶石
    浅蓝色合成尖晶石在色彩上与海蓝宝石有一定的相似性，其折射率值（1.727）和相对密度（3.63）都大于海蓝宝石；合成尖晶石无二色性，偏光镜下显示斑状消光，其内部常见气泡，与绿柱石不同。
   四、合成绿柱石及其鉴别特征
    绿柱石族的各种宝石除了祖母绿外，还有合成的红色绿柱石和蓝绿色绿柱石，合成的红色绿柱石的颜色与天然的红色绿柱石相似，可作为天然红色绿柱石的仿制品。合成蓝绿色绿柱石的颜色和含铜的蓝绿碧玺相似，但是没有相似外观的天然绿柱石。这两种合成绿柱石都由Tairuss公司生产和销售。目前还没有其他有商业意义的合成绿柱石。
1、合成红色绿柱石的鉴定特征
    （1）基本性质
    合成红色绿柱石为板状的晶体，致色元素为Mn、Co 和 Fe。折射率No1.568，Ne1.579，双折率0.006，相对密度2.69～2.70，与天然的红色绿柱石相近（折射率No1.568～1.572，Ne1.567～1.568，双折率0.004～0.008，相对密度2.66～2.70）。合成红色绿柱石多色性为紫红色和橙红色，天然红色绿柱石的多色性弱，为不同的红色调。
   （2）内含物特征
    合成红色绿柱具有明显的水波纹状纹理(scotch and water effect)，由于近于平行的生长带造成的，天然的没有这种特征。此外还有籽晶残余、流体包裹体等。
    2、合成蓝绿色绿柱石的鉴定特征
    这种绿柱石是俄罗斯Novosibirsk Tairus 公司新近开发的产品，在泰国经Tairuss销售。
    （1）颜色特征：合成蓝绿色绿柱石品鲜艳的蓝绿色，天然绿柱石尚未发现这种蓝绿色的颜色。由Cu和V致色，几乎不含Cr。
    （2）吸收光谱：合成蓝绿色绿柱石主要由Cu致色，波长大于610nm的红光都被吸受，可见光谱成为红区被截短的模式，也是重要的鉴定依据。
    （3）内含物特征
    合成蓝绿色绿柱和合成的红色绿柱石一样具有水波纹状纹理，但没有红色绿柱石密集和明显，流体包裹体等其他内含物不多见。
    五、优化处理绿柱石的鉴别
    绿柱石常见有两种优化处理方法：热处理和辐照处理。
    1、热处理
    通过热处理可改变绿柱石的颜色，绿蓝色变为蓝色，淡蓝色变为深天蓝色，黄绿色变为蓝色，橙黄色变为粉红色等等，这些处理通常在400～450℃温度下进行，其结果是稳定的，属于优化类型，不需指明。
    2、辐照处理
    辐照处理是绿柱石常见的处理方式，它可以使无色绿柱石变黄色、绿色变蓝色、粉色变橙色等等。最著名的是γ射线辐照的Maxixe型蓝色绿柱石，它的颜色呈钴蓝色，这种颜色不稳定，遇热或暴露在阳光下就会退色。Maxixe型蓝色绿柱石二色性与海蓝宝石不同，常光方向呈蓝色非常光方向无色，海蓝宝石与之相反，蓝色显示在非常光方向。吸收光谱在红区695、655nm有两个带，在橙、黄、黄绿区628、615、581、550nm处伴有较弱的带。

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