[自然科学]宝石学基础.doc

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1、第一章绪论第一节第二节第三节一份耕耘，一份收获！第一节 宝石的概念、分类和特点宝石指的是，在自然界中，具有色彩瑰丽、晶莹剔透、坚硬耐久、稀少等性质，并可琢磨、雕刻成首饰或工艺品的矿物或岩石，部分为有机质宝石。广义的宝石：泛指所有经过琢磨、雕刻后可以成为首饰或工艺品的材料，特包括了天然宝玉石与人工宝石等。狭义的宝石：是指那些自然产出的、具有美观、耐久、稀少且可琢磨成首饰或工艺品的矿物单晶体。对宝石的宝义：是对天然珠宝玉石和人工宝石的统称。天然珠宝玉石包括天然宝石，天然玉石和天然有机宝石；人工宝石包括合成宝石，人造宝石，拼合宝石和再造宝石。天然珠宝玉石是自然界赋于人类的瑰宝，又经人们的加工，琢磨付

2、之耀璨瑰丽。然而它们总归由无机物或有机物两大分类，属无机矿物为宝石原料的宝石约有百余种，如金刚石、刚玉等、属有机物为原料的宝石、如珍珠、象牙等。天然宝石玉石应具备的条件（即属性特点）1.美丽：晶莹艳丽、光彩夺目、这是你为宝石的先决条件。这里美丽包含颜色、透明度光绎、纯净度、特殊的光学效应等等方面。构成了宝石的外在的美。 2.耐久：质地坚硬、经久耐用、不易变质、这也是珠宝玉石的必备条件之一。而宝石的耐久性主要是指其硬度，韧度和抗腐蚀胜。3.稀少：物以稀为贵、这是易理解的道理。而稀少包括了（1）品种上稀小（产量、储量上的稀小）如钻石、高档祖母绿和高档翡翠等）如高质量的红宝石、蓝宝石几乎已相当难见。

3、二、宝石的分类各国对宝石的分类都有差异，我们国家标准也是参照了国际上较权威的珠宝分类标准而定的，总的原则是：1.天然宝石的分类、天然宝石-自然界产出的矿物单晶体或多晶体。 按族、种、亚种的划分。A.族-指化学组成类似、晶体结构相同的一组类质同像系列宝石。如石榴石族宝石。B.亚种-指同一个的宝石，因化学组成中微量组分不同，从而在晶形或物性上者较明显变化者。如蓝宝石中的黄色蓝宝石或绿色蓝宝石等，它是种的细分。C. 种-指化学组成和晶体结构都相同的宝石，如镁铝榴石，它是宝石分类的基本单位。应指出的是商业界人士有按价值和稀缺程度来划分的：（1）高档宝石-如钻石、祖母绿、红、蓝宝石、金绿宝石（猫眼宝石）

4、（2）中、低档宝石-如碧玺、石榴石、兴晶石等（3）高档玉石高档翡翠、羊脂玉 （4）中低档玉石 中低档的翡翠、白玉、蛇纹石玉、绿松石、玛瑙、玉髓等。2.天然玉石分类天然玉石是指自然界产出的具有美观、耐久、稀少性，并具工艺价值的矿物集合体及少数非晶质体（天然玻璃）统称为天然玉石。而根据其主要组成矿物的化学成分不同将其分为：辉石质玉-如翡翠角闪石质玉-软玉石英质玉东陵石、玉髓、玛瑙等其它玉石类岫玉、寿山石等珠宝商界又常传统地将其分为：高档玉石-翡翠、软玉、中、低档玉石-青金岩、蛇纹石（岫玉）等雕刻石-印章、砚石、装饰石等。3.天然有机宝石划分天然有机宝石-是指自然界生物成因的固体、它们部分或全部由有

5、机物质组成。如珍珠、珊瑚、琥珀等等。应指出人工养殖的珍珠、蒋其划归天然有机宝石类。4.人工宝石的划分人工宝石-是指完全或部分由人工生产或制造的用于制作首饰或装饰品的材料。而根据人为因素的差异和产品具体特点、又划分为四种：合成宝石-指部分或全部由人工机造的晶质或非晶质材料。这些材料的物理性质、化学成分及晶体结构和与其相对应的天然宝石基本相同。如合成红、蓝宝石、合成钻石、合成祖母绿、人造宝石-指由人工制造的晶质或非晶质材料、然而它们没有天然对应物。（地球上）如人造钇铝榴石。拼合宝石-指由两种以上材料经人工方法拼合在一起而外形上给人以整体琢型印象的宝石，（如玻璃石 石拼合石）它可有二层石，三层石等、

6、再造宝石-将一些天然宝石的碎块等经人工熔结等方法制成，如再造琥珀、绿松石等。5.仿宝石的概念仿宝石仅属于一种概念，而非被仿材料制成。它应属以下范畴：可以是人工宝石 非所仿材料 具体材料有或多种可能性（可塑性）。如常用c2作为仿钻配镶真钻于戒指。返回第二节 宝石的价值1.宝石的商品价值宝石作为一种商品，当然就有了商品价值。因为它是由人类对其找矿开采，加工等劳动价值和其美丽、稀少的特殊价值实现的。宝石的这种商品价值对国家的国民经济是有影响的。如泰国宝石的出口可占国家出口总额的第二位。哥伦比亚仅祖母绿出口，就为该国提供外汇收入的一半。2.宝石的货币价值由于宝石尤其是稀少，贵重宝石的资源越来越少、（优

7、质宝石也越来越少），所以这种宝石的价格不断上涨，居高不下，导致宝石作为硬通货币的趋势逐渐明显，即和黄金一样作为货币流通的媒介。许多国家都把钻石或高档宝石列为国家银行资产。我国也把常林钻石或其他高档艺术玉雕品纳入国库货币储存。 3.宝石的艺术价值宝石的美是集于人类智慧和科技的结晶，是人们对美的艺术的追究的结果。比如钻石的58个刻面的艺术设计和琢磨，是人类经过几代人的不断研究实践才使得钻石的高折射，高色散等特点及大限度的展示而焕发出无与伦比的光芒。第三节 宝石的命名和分类一、宝石的命名即宝石名称的确定。按照我国96颁布的国家标准来统一宝石的名称，这是十分必要的，因为在此之前，宝石的名称是比较混乱的

8、，如把黄色的黄水晶，黄色的黄玉，电气石条都称黄宝石我国现采用的宝石命名原则也是吸取国际上的标准且又结合我国某些特殊宝石，玉石的传统命名而定的其总的操原则是：1.以矿物，岩石名称作为宝石基本名称 （天然宝石、天然玉石的命名、无需在前面加“天然”二字，可以直接叫宝玉石的名称，但是，天然的玻璃除外，必须加上“天然”二字，以示与“人造玻璃的区别）如紫晶、石榴石、和钠长硬玉。2.名称源于矿物又不等同于矿物 如钻石（金刚石）、祖母绿（绿柱石）3.具特殊光学效应宝石的命名原则 如星光红宝石，磷灰石猫眼 4天然有机宝石的命名原则： 直接使用天然有机宝石的基本名称，无需加“天然”二字，如：珍珠、珊瑚、琥珀等，但

9、是“天然珍珠”、“天然海水珍珠”、“天然淡水珍珠”除外。 养殖珍珠可以简称为“珍珠”，海水养殖珍珠可简称为“海水珍珠”，淡水养殖珍珠可简称“淡水珍珠”。 命名不加产地，如“波罗的海琥珀”是错误的名称。5.人工宝石的命名原则自然界有对应物的，应加合成字样，如合成红宝石自然界没有对应物的应加人造字样，如人造钻钇铝榴石、人造玻璃猫眼等。通过人工手段把天然珠宝玉的碎块熔接或压结成具整体外观的对完玉面，应冠以再造二字如再造琥珀。拼合宝石，应遵循从上到下的描述和在未来尾加拼合石字样，如玻璃石榴石拼合石6.对优化处理宝石的命名原则对优化宝玉石：如蓝宝石热处理，翡翠酸洗漂白而未破坏，其内结构 且没有充填其它物

10、质，可直接用其原名称，但可注明。 对处理宝玉石：如蓝宝石热处理中的扩散处理是对其增加成高生颜色 ，应加处理二字即蓝宝石（处理）或“扩散蓝宝石”等。应指出在宝石的命名原则中，国标着重指出点和应注意的事项。1.不参与定名的因素如产地不参与定名，（特殊玉石除外如岫玉）如南非钻石等，严禁使用两种宝石组合名 称（变石猫眼除外）如变石蓝宝石，严禁使用半宝石这术语作为天然宝石 名称、等等在宝石玉石和人工宝石等方面分别都有规定。2.宝石命名的重要性以确使用宝石的名称，是涉及国家技术监督标准标识的问题，是涉及珠宝 饰品质量的关键之一。（国家标准中-珠宝玉石名称-定名规则）对珠宝 玉石的命名，是为了使珠宝玉石的概

11、念更加明确，以利于珠宝玉石的销售，以利于司法仲裁。第二章 宝石形成的地质基础第一节 矿物岩石基础一.矿物的基本概念矿物是地质作用形成的单质或化合物，它具有一定的化学成分、内部结构和物理性质。绝大多数矿物是固体，也有少数呈液态或气体状态，如石油、天然气等。固体矿物按其内部构造可分为结晶质矿物和非晶质矿物。结晶质矿物不仅具有一定的化学成分而且具有一定的结晶结构和一定的几何外形。如钻石。非晶质矿物没有一定的结晶构造和几何外形，如欧泊。自然界中绝大多数矿物是结晶质的。非晶质随着时间增长可自发转变为结晶质。由于矿物具有一定的化学成分和结晶结构，这决定了它们具有一定的形态特征和物理性质，因此可用晶体形态和

12、物理化学性质来识别矿物。目前世界上已发现4000种左右的矿物，可用作宝石的矿物仅有200余种。常见的有金刚石、红宝石、蓝宝石、祖母绿、电气石、黄玉、橄榄石、尖晶石、长石、石英等。二.岩石的基本概念及分类岩石是一定地质条件下，天然产出的具有一定结构、构造的矿物集合体。根据其成因可分为岩浆岩（火成岩）、沉积岩、和变质岩三大类。1.岩浆岩岩浆岩是岩浆在地下或地表冷凝后形成的岩石。岩浆岩占地壳总体积的89%。岩浆岩根据岩浆的产状可分为侵入岩和喷出岩（火山岩）。侵入岩是岩浆在地下冷凝后形成的；在地下较浅处的侵入岩为浅成岩，如花岗斑岩；在地下较深处（一般指3km以下）的侵入岩为深成岩，如橄榄岩。岩浆岩根据

13、其化学成分，特别是SiO2含量可将岩浆岩分为四类：超基性(SiO266%)。组成岩浆岩的主要矿物有：石英、正长石、斜长石、黑云母、角闪石、辉石和橄榄石。2.沉积岩沉积岩是在地表或接近地表条件下，由母岩(岩浆岩、变质岩和早期形成的沉积岩)风化剥蚀的产物，经外力地质作用(搬运、沉积、淋滤等)以及成岩作用而形成的岩石。沉积岩占地表面积的75%，占地壳总体积的5%。组成沉积岩的物质成分主要有：矿物、各类岩屑、化学沉淀物、生物碎屑、有机质、杂基和胶结物。3.变质岩变质岩是原岩(岩浆岩、沉积岩或早期形成的变质岩)，在新的特定环境中，由于高温、高压和化学流体作用，在固态状态下使原岩发生物理化学变化而形成的岩

14、石。变质岩占地壳总体积的6%，如大理岩、蛇纹岩均为变质岩。变质岩的成分较复杂，既有原岩成分，也有变质过程新产生的成分。三. 矿物和天然宝石、岩石和天然玉石的关系天然宝石是矿物中数量极少的那部分耐久、美丽、稀少的优质晶体。天然玉石是色美、结构细腻、透明度较好的岩石。四.天然珠宝玉石的产出与岩石的关系天然珠宝玉石的形成皆源于地球内部特定的物理化学环境，是各类地质作用下的产物。所有天然珠宝玉石的形成均与岩浆岩、变质岩、沉积岩这三大类岩石有着密切的关系。1.岩浆岩与宝石产出岩浆由地幔至地表演化过程中，大致要经过岩浆作用阶段、伟晶作用阶段和热液作用阶段。在岩浆演化的不同阶段，各种矿物特别是宝石会在特定的

15、条件下分别结晶出来。在岩浆作用阶段，各种岩浆经过分异作用和结晶作用形成岩浆岩岩体，一些与岩浆作用有关的宝玉石晶体及矿床也在此过程形成。如：金刚石、橄榄石、镁铝榴石、透辉石、斜长石、水晶、蓝宝石、橄榄石、锆石、石榴子石、玛瑙等宝石。在伟晶作用阶段可形成一些晶形好、透明度好的宝石。如：绿柱石、水晶、电气石、金绿宝石、锂辉石、磷灰石等。在热液作用阶段，主要是岩浆作用与伟晶作用期后，残余热液与围岩交代产生的宝玉石矿产。在此阶段形成的宝玉石主要有：翡翠、软玉、紫晶、玛瑙、欧泊、岫玉、祖母绿、红宝石、蓝宝石等。2.变质岩与宝石产出变质作用是原岩在新的特定环境下发生物理化学变化形成新的岩石的过程，当然在这种

16、变化过程中也可形成一定种类的宝玉石矿床。变质岩中产出的宝玉石主要有：祖母绿、红宝石、蓝宝石、石榴子石、堇青石、夕线石、蓝晶石、十字石、翡翠等。3.沉积岩与宝石产出沉积岩是在常温、常压下，经外力地质作用及成岩作用而成的岩类，故在沉积岩中形成的宝石很少，主要是一些在沉积岩过程中，由古动植物残体、木质和树脂分解而成的宝石，如煤精、琥珀、硅化木及其它化石等。除此以外，沉积岩中也可有多种优质宝玉石，如钻石、红宝石、蓝宝石、玛瑙、欧泊、翡翠等，但这些宝玉石不是在沉积岩过程中形成的，是风化、剥蚀及搬运作用，将原岩中的这些宝玉石成分富集于沉积物中并呈砂矿出现。第二节 宝石矿床即宝石是如何形成的地球（地壳。地幔

17、）宝石形成的地质条件十分复杂、地质学家把它分为三大类（其能量来源）：内生成矿矿床、外生成矿矿床、变质成矿矿床。即：1、内生矿床-即由岩浆侵入、喷发作用相关、其作用是在地壳的不同深度和压力、温度条件下进行的、它又包括了如岩浆成矿、体晶岩成矿、热液成矿等。 （1）在岩浆成矿作用中、人们找到了如金伯利岩、它是形成金刚石、镁铝榴石的主要原生矿床。如南非中国辽宁等。人们还找到了基性玄武岩喷发岩型矿床、它是形成大型蓝宝石、锆石、橄栏石砂矿的岩源。如澳大利亚蓝宝石等。 （2）在伟晶岩成矿作用中、人们常在该矿床中发现碧玺、海蓝宝石、黄玉、黄小晶、祖母绿、金绿宝石等、十分珍贵的宝石。如我国新疆阿勒泰伟晶岩中高出

18、的碧玺、绿柱石等。（3）热液（气成）成矿作用中、形成的宝石是丰富：如超基性岩中的交代岩型-它可形成翡翠、软玉等这些珍贵的玉石、以及钙铁榴石等。又如矽卡岩型-它可形成红宝石、蓝宝石、光晶石、锆石等矿床、如有名的缅甸持谷红宝石、斯里兰卡蓝宝石就属这类形矿床。2外生矿床-是指由于自然界的风化作用如阳光，雨水对地质的作用而形成的矿床、包括了以下类型：（1）风化壳型矿床-它可形成欧泊、绿玉髓、绿松石、孔雀石矿床，如广东的孔雀石矿、湖北的绿松石矿。（2）砂矿型矿床-它可型成许多宝石的矿床，如金刚石、红蓝宝石、翡翠、软玉等等。又可分为残坡积砂矿和冲积砂矿型。（3）变质矿床-它是指在地质作用下、在特定的环境条

19、件下（物理、化学、压力、温度等）、使岩石、矿物重结晶、重新组合、富集形成矿床。它可形成的宝石如蔷薇辉石、硅化本，铁铝榴石，月光石等。4.世界宝石的分布世界上宝石的分布是有特定地域的，当然不少宝石如今仍在不断地发现和开采着，如钻石最早发现于印度（约公元前800年）。后来是南非等地（所以、）而如今钻石最大产量的却是澳大利亚。世界上主要宝石的分布如下：亚洲-以缅旬、斯里兰卡高的红、蓝宝石、变石猫眼、海蓝宝石、翡翠、锆石等有名、再如阿富汗的青金石、泰国、柬埔寨、越南和我国云南、新疆等地的宝石也十分丰富。非洲-主要有金刚石、祖母绿、金绿宝石、红蓝宝石、紫晶、等尤其大的金刚石、目前仍属非洲的(南非、津巴布

20、韦、马达加斯加、肯尼亚等等）美洲-有主要是巴西的海蓝宝石占世界70%、黄玉95%、碧玺50%-70%、80%的小晶类宝石被称为宝石国、美洲-加拿大软玉等。欧洲-乌拉圭一带的宝石。澳洲-金刚石、蓝宝石、蛋白石（欧泊）、澳玉等。第二节 宝石的成分论述1.矿物成分宝石（尤以天然宝石）不外于由矿物组成。首先、宝石的矿物名称与宝石名称是有一定渊源的、如金刚石-钻石。等等。其次宝石可以是单一种矿物、也可以是二种以上矿物集合体、如玉石类。矿物的宝义：天然形成的具有一定化学成分和结构构造的单质或化合物。岩石：是由一种或多种矿物或岩屑组成的具有一定结构构造的集合体。2.宝石矿物的化学成分A.宝石矿物的化学种类不

21、外乎分为无机盐类和有机盐类两种。无机盐类的宝石矿物主要有：含氧盐类、氧化物、磷酸盐类、硫酸盐类和自然元素类。含氧盐类砝酸盐类 如：勾状基型锆石ZRSIO4、橄栏石、黄玉、石榴石、绿常石、十字石等。现状基型绿栏石、电气石（六方现状）蓝铧矿、青石等。链状基型如翡翠、软玉、辉石族、杂状基型如月光石、日光石、长石、天问石、方根石等。磷酸盐类磷灰石、绿松石硫酸盐天青石、高晶石氧化物类如刚玉、石英、（简单氧化物）而尖晶石、金绿宝石、等属复杂氧化物。自然元素类-金刚石。碳酸盐类-如方解石、大理石等。有机盐类的宝石主要由动物、残生物形成、如珍珠、珊瑚、象牙等等、它们的矿物化学成分主要有C、H、O化合物碳酸盐矿

22、物如文石、方解石等。B.宝石的化学成分是具有一定的变化范围的、其变化的原因主要有三点：(1)类质同系替代如橄栏石中,Fe、Mg元素的完全类质同替代、使之颜色变化、其折射率、密度都有相应的变化。如蓝宝石中Fe、Ti的元素的替代、使之颜色 浅变化。所以元素类质同等的替代，导致了宝石颜色的美丽和璀璨。(2)一些微细胞分子机械混入如钻石中的氮硼等元素的机械混入，使之产生蓝色、粉红、黄色的彩钻、价值极高。(3)水分子的介入水分了的介入分为三种，一是吸附水如蛋白石（欧泊）中的水分子、这是一种为矿物颗粒或裂隙表面机械吸附的中性水分子。在常压下温度达到100-110C时水分子可逸出而破坏晶格、所以放欧泊的柜台

23、不能用强灯照射而会使之干裂，而应放一杯水。二是结晶水如绿松石中的结晶水，其温度一般不超过600C、而通常为100-200C就会破坏其结构。结晶水是存在于晶格中具固定位置、构造单位作用的中性水分子。三是结构水也称化合水，是以离子形式参加矿物晶格的水，其质点有较强键力联系，需要有较高温度才能能逸出而破坏其结构，道常为600-1000C，如、电气石、黄玉、磷灰石等、Al2sio4(F、OH)23.宝石的内含物宝石内含物是指宝石在生长形成过程中，由于自身或外部因素造成宝石内部含有的某些特征，如矿物包裹体、气、液包体、解理、双晶生长、色带等等，和外部某些特征如蚀浪、浮晶等等宝石的内含物，可能成为宝石的一

24、种缺陷而降低其价值、如钻石中的内含物会影响其净度等级，但有的内含物却会提高宝石的档次，如水胆玛瑙中的水，水晶中的金红石、电气石、阳赵石、针状包体琥珀中的虫和其他动物的内含物等等。内含物及包裹体的种类 其种类不外乎以下几种： 矿物包体是宝石在生长过程中的捕获的，并包裹在晶体中的，它们主要是固态的，如橄栏石中铬铁矿（黑色） 气液包体主要是矿物在形成中，岩浆的气液物质存在矿物中，如钻石中气态液态包体是变化，水泡状分布，蓝宝石中的羽状，指纹状包体等。 生长色带，生长纹，双晶纹等包体这是宝石在生长过程中由于生长环境、条件、元素的组分，岩浆浓度以及结晶面网的关系，而造成的一种特殊的生长 、如蓝红宝石中的生

25、长色带，生长纹是平直成角状等等。 解理、裂理、以及断口所形成的包体这是宝石自身物理特性造成，如方解石、萤石具完全解理，常形成过分发育的解理纹。 某些特殊负晶包体-如水晶石中的包晶、水晶中的包体可具有与水晶相同的外形。 人造合成宝石中的包体这是一种特定的包体，也是我们常要认真对待的，如合成红宝石（焰熔法）中的弧形生长纹。 后期形成的包体-主要是指人为的，成后期自然形成的色体，如钻石在抛光中的烧蚀浪，某些宝石的裂绺浪，擦浪等。包裹体的研究方法在鉴定宝石中对包体的研究是十分重要的一环，尤其对真假（人造和天然）宝石鉴定方面涉及到我们要找的证据是否充分来证明其性质。对包体的研究一般主要是在显微镜下，用暗

26、城照明来进行，可放大30-70倍来观察，有时可用水或其他液体（如二碘甲烷）来深入研究之。 2、岩石：是在一定的地质条件下，天然产出的具有一定的结构、构造的矿物集合体。可划分为岩浆岩、沉积岩和变质岩。第二部分：宝石的结晶学基础应该认为大多宝石矿物是自然界形成的，它们具有一定的内部结构。它们原子相互间按一定的格式有规律地排列，并在外部可表现出典型的几何外形，人们称之为晶体。而一些宝石矿物不具有这种内部有序的结构，因而也不具有规则的几何外形称之为非晶体，如蛋白石（欧泊）。结晶学是宝石学中最为基础的一课，就是要研究宝石的晶体特性，以利于研究，鉴别、认识各种不同宝石，也利于宝石的加工切磨的需要。第一节：

27、晶体的基本特征什么是晶体？晶体是内部质点（原子，离子）作规律排列，而这种排列可在三维空间作周期性重复的具有格子构造的固体。（内部质点规则排列，具有格子构造的固体就是晶体;内部质点不规则排列，不具格子构造的固体就是非晶体）晶体具有格子构造，它们在三维空间作格子状的规则排列。对某种晶体而言，格子构造是不变的。不同类型的晶体，格子构造是不同的，同类原子排列的形式不同，也可导致产生完全不同的物质。典型的例子是金刚石和石墨。化学成分都是C，但它们的原子排列形式不同、因而它们是两个物理性质完全不同的物质。晶体在自由生长形态下能自发地形成多面体形态。许多宝石矿物是规则和对称的晶体，具有天然的完整晶面。在理论

28、上，所有晶体都可望有这种对称性。但实际上，由于晶体生长，形成时的环境限制（条件、温度、压力等等）导致晶体难以如理论上所形成的那么完美，所以常形成歪晶、或不规则状等等。 晶体的性质具有随方向而变化的异向性。晶体的性质、解理、颜色和光学性质。甚至硬度等都有不同程度地随方位的变化特点。如金刚石在平行八面体晶面方向的破裂。晶体具有外形和性质的对称性。在晶体上常可见到外形上相同晶面的重复出现，另外在某些方向上具有相同的物理性质等等。这是由于晶体内部质点排列有序造成的。晶体具有最小的内能和稳定性。晶体质点规律排列，使其相互间引力和斥力达到平衡，故晶体的内能最小，所处的状态最为稳定。 第二节：晶体的对称对称

29、是物体上相同部分有规律的重复。发育良好的晶体在晶面的形态、大小和位置等方面都具有对称性。晶体的对称性。晶体的对称是由其内部格子构造决定的，而晶体的格子构造本身就是一种对称。人们在研究晶体时，要研究其对称特点，而要使物体作有规律重复操作中凭借的一些几何要素称之为对称要素。主要有：对称轴通过晶体中心的一根假想直线，晶体沿该直线旋转一定角度可使晶体相同部分重复。旋转一周，晶体中相同部分重复的次数称为轴次，用表示，有2.3.4 和6，后三个轴次称高次轴。（轴次高于2的对称轴、称为高次轴） 对称面是一个通过晶体中心的假想平面，它将晶体平分为互为镜像的两个相等部分用P表示。对称中心是一个假想的位于晶体中心

30、的点，通过该点的反向操作可使晶体相同部分重复，用C表示。 第三节：晶体的分类晶体的分类是以晶体的对称特点即晶体的对称性为基础的。而晶体的对称特点取决于它内在的格子构造。只有符合格子构造规律的对称才能在晶体上体现出来。从此角度讲，晶体的对称是有限的也是有条件的（所以不可能出现5和）8）而晶体的对称不但包含着几何意义，也包含着物理意义体现于晶体的物性，如光学、热学、电学性质。一、根据晶体的对称性，将晶体划分为七大晶系（三大晶族）。每一晶族又按其对称特点划分晶系，各晶系的名称及对称特点如表1-1。 表1-1 晶系的划分及各晶系的对称特点 晶族名称晶系名称 对称特点 低级晶族三斜晶系 无对称面，无对称

31、轴单斜晶系 L2或P不多于1斜方晶系 L2或P多于1中级晶族四方晶系 有一个L4或Li4三方晶系 有一个L3六方晶系 有一个L6或Li6高级晶族等轴晶系 有4个L3A. 高级晶族仅有一个等轴晶系(钻石、石榴子石、萤石)。（高次轴多于1个）B. 中级晶族有四方晶系（锆石、金红石），三方（红宝石、蓝宝石、石英）和六方晶系（祖母绿、绿柱石、磷灰石）共三个。（只有1个高次轴）C. 低级晶族有斜方晶系（橄榄石、金绿宝石、托帕石），单斜（孔雀石、正长石），三斜晶系（斜长石、绿松石）共三个。（无高次轴） 而在各晶系晶体间的根本差异表现在结晶轴的轴单位是否相等以及结晶轴交角大小上。等轴晶系有三个等长且相互垂直

32、的结晶轴a=b=c a=B=r=90. 344362PC理想单形为立方体、八面体、棱形十二面体，三角十二面体。四角三八面体和四面体。四方晶系有三个相互垂直的结晶轴，其中两水平轴等长，但与纵轴不等长。A=bc a=B=r=90 4425PC理想单形为四方柱和四方双锥。六方晶系有四个结晶轴，其纵轴与三个水平轴不等长，彼此间呈120交角 。a1=a1=a3=c a=B=r=120 6 62 7PC 三方晶系与六方晶系具有相同的结晶轴，但其对称程度低。33239C理想单形为，三角形为底面的三方柱和棱面体。 斜方晶系具三个相互垂直而相互不相等的结晶轴Abc a=B=r=90 323PC理想单形为：以菱形

33、为底面的柱双锥等。单斜晶系具有三个互不相等的结晶轴，b轴垂直于a轴和c轴、a轴斜交于包含c轴和b轴的平面。Abc a=r=90 B90 2PC 理想单形：斜方柱和平行双面。 三斜晶系三个互不相等且互相斜交的结晶轴abc abr90 C或P 二、要了解的几个概念1.结晶轴也称晶轴：简单地说就是与对称要素在空间的分布相对应的、通过晶体中心的坐标轴。（通过晶体中心，描述晶体或晶面空间分布的坐标轴）概念表述为：为描述晶体的晶面、晶棱和角顶在空间分布的具体特征而建立的一套原点位于晶体中心的三维坐标系。坐标系的每个轴即为结晶轴（一般为a、b、c轴）、晶轴往往选在对称轴，对称面（去线）或主要晶棱方向。2.单

34、形：由所有的与晶轴呈同等关系的晶面组成。即由全对称要素联系着的一组晶面。同单形的所有晶面都同形等大。共有47种单形。3.聚形：即单形的聚合，应由二个以上单形组成。而单形的聚合不是任意的，必须是同一对称型的单形才能相聚，所以聚形也必属同一对称型。第四节：结晶习性和实际形态晶体在生长过程中，由于其内部质点的排列不同必然有其自身的特性。一、晶体的基本性质凡是晶体都具有以下6种基本特性：自限性即晶体在一定条件下生长，必然要形成封闭式的几何多面体。均一性-在同一晶体的各个不同部分，质点的分布是一样的，所以晶体的各个部分的物理性质和化学性质也是相同的。各向异性（蓝晶石）-晶体的性质随方向的不同而有所差异的

35、现象。(4-5,6-7)对称性-在晶体的外形上，常有相同的晶面、晶棱和角顶重复出现，这种有规律的重复重现的现象。稳定性:最小的内能二、晶体的结晶习性：即宝石矿物通常呈现的晶体形态、本质上由内部结构决定、但也受外部环境因素的制约，如晶体在形成时有关组分，浓度、杂质、温度、压力等空间条件等等。而晶体在形成过程中，常会出现某些特定的形态即双晶、连晶、浮晶等观象。 双晶是两个或两个以上的同种晶体按一定的对称规律形成的规则连生、相邻的两个个体的相应面、晶棱并非一定平行，但可借助对称操作-反映，通过旋转或反伸，使两个个体彼此重合或平行。连晶也称平引连、指同种晶体的个体彼此平行也连生在一起。连生着的每个晶体

36、的相对应的晶面和晶棱都相互平行。双晶的种类双晶的种类主要有四种：A、接触双晶：由两个个体组成、彼此以简单的平面接触，如尖晶石的八面体接触双晶。B、聚片双晶：即一系列接触双晶，是由多个个体（的晶体）以同一双晶律连，其接合面相互平行。典型的如钠长石的聚片双晶。 C、穿插双晶：由两个个体相互穿插而形成双晶，如萤石的立方体穿插双晶。D、轮式双晶：由两个以上单体、按同一种双晶律组成。表现为若干组接触双晶或贯穿双晶的组合。各结合面互相不平行而是彼此呈等角度相交，双晶总体呈环状或辐射状。按单体的个数分为三连晶，四连晶，如金绿宝石的三连晶。双晶要素是人们在对双晶研究进行对称操作时所借助的几何图形，包括双晶面、

37、双晶轴和双晶中心，称为双晶要素。双晶形成的条件和方式 归纳有三种：A、在晶体生长过程中形成可由双晶晶芽育或小晶体按双晶的位置连生而成。B、在同质多象转变过程中形成、如a石英转变为b石英时形成双晶。C、由机械作用形成、如方解石的双晶。 这是较复条的过程是晶体的一部分沿着一定方向的面网滑动形成机械双晶。研究双晶的意义A、双晶是宝石的一个鉴别标志、如钾长石的卡氏双晶等等、因为晶体内部结构是形成双晶的主要内因，而并非每一种矿物都可以形成双晶的，双晶是有其特定的矿物。B、双晶的形成必然要有特定的外界条件，也就是说只有在天然的地质条件下才可形成双晶，而理想的条件下是难以形成双晶的，所以，人工宝石的双晶是极

38、难出现的，这也是一个鉴定标志。三、晶体的实际形态在自然条件下晶体的形成是不可能如我们所理想的那样完美的，即可以说一切实际晶体都是在非理想的形态。它常出现以下形态：歪晶这是极常见的，是指在非理想环境下生长的偏离本身理想晶形的晶体。表现为同一单形的各晶面发育不等。如水晶的晶体但是应明白：虽然形成歪晶，但它们的晶面夹角与理想晶体的晶面夹角一致，各晶面的交角关系不变这就是面角守恒定律。 凸晶即各晶面中心均相对凸起呈曲面，晶棱弯曲呈弧线的晶体。它是由于晶体在形成后又遭熔蚀（解）形成。如钻石。弯晶整体呈变曲形态的晶体如白云石。晶体的其他特殊形态A、浮晶也称浮生：不同种晶体沿一定方向规则连生或同种晶体以不同

39、面网相接合形成规则连生。如常见在蓝晶石晶面上浮生有小的十字石。B、晶面条纹晶面上由一系列所谓邻接面构成的直线条纹。如电气石、石英、黄铁矿晶体上可见。C、蚀像指晶体形成后、晶面因受溶蚀而形成凹坑、它具有一定的形状和方向、并和晶体的对称相一致。D、双晶纹指呈双晶的晶体形成的一种特殊纹理。E、生长纹指晶体在生长时由于内部质点的差异形成的似年轮样的纹理。宝石的光学性质是指宝石对可见光的吸收、反射、折射所表现的特殊性质，以及可见光在宝石的干涉和散射现象。第一节 自然光与偏振光A.光的两种理论电磁波理论量子理论B、自然光与偏振光 自然光一切从光源直接发出的光波统称自然光。如太阳光、灯光。它的特点是在垂直光

40、波传播方向的平面内、沿各个方向都有光波的振动。 自然光的振动与传播方向 偏振光在垂直光波传播方向的平面内，只沿某一固定方向振动的光波称为平面偏振光。在宝石检测中的所有的偏光仪，其中的元件偏光片，就是根据光的选择性吸收特点制作的。通过偏光片的自然光A.自然光 B.偏光片 C.偏振光 光在宝石中现象不外乎二种现象简言之为： 光性均质体：一般非晶质宝石和等轴晶系的宝石，在各个方向上的光学性质相同，即光在其中的传播速度或相应的折射率值不因光波在其传播的振动方向的不同而发生变化的物质，称之为均质体、如玻璃、钻石等。 光性非均质体：中低级晶系的宝石，其光学性质随方向而异，即光在其中的传播速度或相应的折射率

41、值随光波在传播时的振动方向不同而发生变化的物质。如红、蓝宝石等 研究光在宝石中的传播有何意义？ 也就是研究光对宝石的影响方式是十分有意义和十分有用的、我们归纳之有以下方式：A.光反射即落在物体表面的光，有一部分由表面折回的现象，在宝石中它可以产生如下的效应：（1）光泽、（2）光彩、（3）亮度、（4）变彩和晕彩效应、（5）猫眼效应、（6）量光效应、（7）镜面反射（8）漫反射、B.产生偏振光、C.多色性、吸收性、D.颜色、E.折射、（双折射）F.色散现在我们分别简述:1.光泽指宝石反射光的能力和表面反射光线所表现的特点，它的强效与宝石的折射率大小和表面抛光程度有关，当然也与宝石本身的矿物成分、结构

42、与可见光相互作用的反映程度有关。它可分为金属光泽、半金属光泽、金刚光泽、玻璃光泽、还有一些属特殊的变异光泽、如油脂、树脂、蜡状、土状、丝绢、珍珠光泽等等。光泽在肉眼鉴定宝石和镜下鉴定宝石都有一定的意义。 2.光彩这是特指某些宝石的光学效应，是由宝石内部特殊的色体或结构对光的反射所产生的一种漫反射效应：如月光石是由折射率不同的生长石和钠长石平行产生，形成一种超微细结构、产生微蓝色或白色光效应。3.亮度简言之为宝石显示的明亮和暗淡的程度是宝石对光的吸收，反射决定也和抛光度有关系。 4.变彩和晕彩效应：变彩：光从某些宝石的特有结构反射出来时，由于干涉、衍射作用产生一种特定的颜色，且随观察方向不同而变

43、化的现象，如欧泊的变彩效应晕彩：光通过折射率不同的薄膜或薄层时，在宝石表面或内部产生彩虹色的现象，如晕彩石英。5.猫眼效应定义：在光照下一些弧面形的宝石的表面呈现一条闪亮光带、且随光源或宝石的摆动、光带也作平行移动。产生的机理：是由于宝石内部存在定向排列的色体或定向结构对可见光的折射和反射作用产生猫眼效应产生的条件：（1）宝石必须具备内部有一组密集定向排列的包体或结构、（2）宝石应琢磨成弧面形、且底平面应与包体所在平面平行。6.星光效应定义：某些宝石（弧面形）表面在光源照射下呈现两条或两条以上交叉亮线现象、分为四射、六射、十二射星光。形成机理：是宝石内部具的定向包体或结构对可见光的反射、折射作

44、用引起。与猫眼效应是相类似的，但所不同的是，a、是光效应中的包体或结构不限于一个方向上，它们可按一定角度分布b、星光效应的包体或结构是几组而不是猫眼效应中仅有一组对光的作用。条件：（1）宝石中有两组以上密集排列的色体（2）宝石应琢磨成弧面型且遵循底面平行于包体排列面方向，即垂直c轴。7.镜面反射：典型的如钻石具有57个镜面。即一束光照射到抛光平面（镜面）时入射光的绝大部分依反射定律沿同一方向被反射，且入射角与反射角相等。8漫反射：其实是一种光的折射、衍射现象。当一束光线照射到物体凹凸不平的表面时，光沿不同方向发生反射的现象。9偏振光10多色性、吸收性多色性定义：在非均质有色宝石中，由于内部质点排列差异，光波在晶体中的振动