宝石鉴定
常规鉴定仪器
10X放大镜、宝石显微镜、偏光镜、折射仪、二色镜、滤色镜、分光镜、紫外荧光仪、光源、比重液、其它
宝石内部包裹体、原石晶面特征、光性、折射率(双折射率)、多色性、吸收光谱、荧光磷光、比重、其它
笔式聚光手电
10倍放大镜
冷光源上用分光镜
宝石显微镜(FGA)
反光仪(测折射率)
冷光源
查尔斯滤色镜
分光镜(光栅式)
偏光仪
折射仪

 

宝石鉴定概论

宝石(这里的宝石是广义的)的鉴定,一般可以分为原石和成品两大类。

   对于原石的鉴定,又可以分为野外鉴定和室内鉴定。野外鉴定多数采用放大镜和小刀等简单工具,有时还可以对被测试宝石进行硬度测试,用以初步对宝石矿物进行定名。室内鉴定主要是利用各种手段和仪器,进一步测定宝石矿物的数据,为鉴别宝石提供重要依据。

   对于宝石成品的鉴定,必须是在不破坏宝石完整性的前提下去鉴别所测定的宝石 ,所以成品宝石鉴定里硬度测试往往是被拒绝的。有经验和有效率的鉴定并不是机械地测量宝石的每一项数据,很多时候其实只要用10倍放大镜再加上以下的其中一种(视被测宝石而定,比如怀疑是红宝石的可以用分光镜、怀疑是海蓝宝石的用折射仪)就可以将其定名。当然不是每种宝石都那样轻而易举地被鉴定出来,扎实的宝石学基础和丰富的鉴定经验是一位优秀的鉴定师不可缺少的。

   常规的宝石鉴定仪器有以下几种:
   1.光源:笔式聚光手电或者冷光源,光源都是配合仪器来用,通过他们可以得到鉴定中需要的透射光或反射光,用来观察浓色宝石的透明度、宝石内部包裹体、吸收光谱、协助滤色镜使用。笔式聚光手电方便携带,很适合鉴定室以外的鉴定工作,但它的缺点是光强度不够,颜色深或者不够透明的宝石用它的效果不好,冷光源刚好可以弥补这方面的不足,但相对的体积庞大不易于携带使得冷光源大多只能呆在固定的室内使用。

   2.10倍放大镜和宝石显微镜 :是宝石放大观察的仪器,也是宝石鉴定里最常用的仪器。10倍放大镜是最常用最有用的仪器,还有15、20、30倍的几种手持放大镜。放大镜是宝石专家的关键工具和必备之物,便于携带。可用它来鉴定宝石的品种和真伪。用放大镜可以观察:(1)宝石的表面损伤、划痕、缺陷。(2)琢型质量。(3)抛光的质量。(4)宝石内部的缺陷、包裹体。(5)颜色的分布和生长线等。(6)钻石暇疵分级规定使用的是10倍放大镜。鉴定时,应将宝石置于离10倍放大镜约2.5厘米的光(光的强弱因宝石而异)之下,慢慢调节距离,直到看清楚为止。选择放大镜的质量也很重要,质量差者在放大时将产生图形畸变。当手持放大镜的放大倍数不能满足鉴定需求时,宝石显微镜就派上用场了,宝石放大观察的一种重要的仪器。它能够检测20倍放大镜不能清晰地确认或观测到宝石外部和内部特征。 宝石显微镜可以观察宝石内部的包裹体、解理、双晶纹、生长线、色带;观察 宝石 的磨工、抛光度和意外损伤;鉴别拼合宝石 二层石、三层石。宝石显微镜的结构合理,辅助设备齐全,放大倍数可变幅度较大,一般是10至70倍。宝石显微镜有两种光源,一般用底灯观察宝石的内部缺陷,如包裹体、裂隙等;用反射灯观察宝石的表面特征,如断口、色带、解理面等。宝石显微镜是精密仪器,要严格按操作规则使用。

宝石显微镜工作原理和结构截面图



   3.二色镜:有的宝石具有多色性,观察宝石多色性最好的仪器是二色镜。二色镜是一种结构合理、价格便宜、小巧简单的光学仪器。二色镜使用的是一块合适的透明的无色方解石(冰洲石)菱面体,由于冰洲石的双折射率较高,该仪器可以将穿过宝石的两条平面偏振光线分离开来。要求必须是有颜色透明的单晶体宝石才能够检测出多色性,玉石、岩石等多晶宝石不能检测多色性。二色镜主要用于区别红宝石和红色尖晶石、红色紫牙乌;区别蓝色尖晶石和细小的蓝碧玺;区别蓝宝石和蓝色人工合成尖晶石等。用二色镜检测宝石时必须不断转动宝石,直到两个差异最大的颜色出现在窗口上为止。对于宝石的三色性的确定,必须认真地反复检测,从三个不同的方向观测,出现三种颜色才是三色性。检测时注意:眼睛、二色镜和宝石样品,其间距应不超过2-5毫米。

   4.折射仪:折射率是透明宝石重要的光学常数,是鉴定宝石品种的主要依据。测折射率的方法主要有两种:一种是直接测量法,用折射仪测量;另一种是相对测量法,用液体浸没法。折射仪是根据光的全反射的原理制造的。目前常用的折射仪只适用于折光率为1.36-1.81(通常和折射仪一起使用的折射油的最高折射率为1.81)范围内的宝石。宝玉石的折射率(N)的计算方法为光在空气中的传播速度(V1)与在宝石中的传播速度(V2)之比为一个常数,即N=V1 /V2 。均质体宝石,光在其中传播,传播速度不变,折射率相等,称之为单折光率。非均质体宝石,在折射仪中有两个读数,最大、最小折射率值之间的差值,称之为双折光率。折射仪是宝石学家最常使用的仪器之一,它的体积小,使用方便。他既可以测试刻面宝石的折光率,还可以用点测法测出弧面宝石的折光率。每种宝石的折射率是非常固定的(因产地和化学成分的细微不同相同的宝石也有细微不同的折射率,但这仅是在一个很小的可预见浮动范围内),所以只要知道宝石的准确折射率基本上都可以知道是哪类宝石了。

折射仪工作原理



   5.查尔斯滤色镜:滤色镜是利用吸收光的特定波长这一特征而设计的。它由两片仅让深红色和黄绿色光通过的明胶滤色镜组成的宝石鉴定仪器 。滤色镜小巧轻便,便于携带。查尔斯滤色镜最初是设计来区别祖母绿的,所以又叫“祖母绿滤色镜”,但后来证明天然祖母绿在查尔斯滤色镜下的表现都有不同。后来在最初用铬盐的染色翡翠很有效,又被美称为“翡翠照妖镜”,但后来(目前为止几乎都用有机染料染色了)用有机染料染色的翡翠可以“骗”掉查尔斯滤色镜,所以如今查尔斯滤色镜在宝石鉴定的地位变得不重要了。

   6.热导仪:热导仪是根据钻石具有良好的传热性而设计制作的。绝大多数宝石不具备热导性或热导率极低,所以一般热导仪均为区别钻石与人造仿钻制品而设计的,是鉴别钻石与其它仿钻制品的专用仪器。钻石热导仪由金属针状测头与控制盒组成,当测头尖端触及钻石表面时,温度明显降低,由仪器表头信号灯或鸣叫声显示测定结果。热导仪长十多厘米,便于携带,使用极为方便。但近年美国人工生产的莫桑石(碳化硅)的导热性和钻石重叠,用热导仪不能区分钻石和莫桑石了!

   7.偏光器:是使平面偏振光垂直相交,光线通不过的原理制造的一种简单的光学仪器。偏振器是由两个震动方向垂直的偏光片、支架和底部照明灯组成。用以检测宝石的光性(是均质体还是非均质体)和多色性。在打开照明灯的偏光器中,转动观察宝石样品的明暗变化情况。(1)如果样品明亮,没有明暗变化,可能是隐晶质或微晶集合体,如玉髓、翡翠等。(2)如果样品全黑,没有明暗变化,将样品变换一个角度继续观察,如果仍然无明暗变化,样品属均质体。属均质体的宝石有等轴晶系和非晶质宝石。(3)如果转动宝石360°时,宝石样品发生四次明暗变化,这表明样品为非均质体。属非均质体的宝石有四方、六方、三方、斜方、单斜、三斜晶系中的宝石。(4)如果样品在正交偏光下转动时,可看到灰暗的蛇纹状、网格状或不规则的现象,则可能是均质体宝石所呈现的异常干涉色,此时应十分注意。利用偏光器,还可以检测宝石的多色性,能够验证宝石的非均质性和均质性。(5)异常偏光:等轴晶系的石榴子石有类似非均质体的偏光效应。

偏光仪结构截面图



   8.比重液:通常用三溴甲烷(比重2.89)和二碘甲烷(比重3.32)来稀释成五种便于使用的比重液:2.65、2.71、2.89、3.06、2.32,可以满足一部分宝石的比重粗略测试。当遇到比重大于3.32的宝石时,有一种叫“克列里齐液”的比重液的比重可以达到4.2~4.3,但这种液体有剧毒,使用起来要特别小心。

   9. 紫外荧光灯 :原理:紫外荧光灯是一种利用紫外线作为激发源,观察宝石的荧光效应和磷光效应的装置。发射紫外线的辐射源一般为水银蒸汽灯。它们可以发射一定波长范围的紫外线,然后通过特殊的滤波片过滤,产生365nm的长波紫外线和253.7nm的短波紫外线。结构: 由紫外光源,暗箱和观察窗口三部分组成。使用方法:将待测宝石置于紫外灯下,打开电源开关。根据需要选择长波波段或短波波段,从观察窗口观察宝石的发光性。 紫外光线对人的眼晴有极大的伤害作用,要注意不能直视紫外光源。

   10. 分光镜: 由于宝石对白光具有选择性吸收作用,当白光通过宝石后,某些波长的光波会被吸收,可以用分光镜加以观察。而宝石的选择性吸收作用,与其致色元素的种类相关。因而,分光镜是识别宝石的颜色真假最有力的手段,例如染色翡翠。此外,许多宝石具有特征的吸收光谱,观察到这种光谱,可以确定其宝石种。熟练运用分光镜可以简单快速地鉴定出例如,红宝石、铁铝榴石、红榴石、祖母绿、锆石、绿色翡翠、橄榄石、磷灰石、蓝色、绿色蓝宝石、金绿宝石等,一般实验室用的分光镜有棱镜式和光栅式两种,分光镜需要强光配合使用,冷光源是最佳的光源。

棱镜式分光镜结构截面图

 

光栅式分光镜结构截面图

 

以下就是锆石的吸收光谱。(光栅式分光镜测试)

此外,宝石鉴定法还有红外光谱分析、拉曼光谱分析、反射仪、热差分析、X射线衍射仪、电子探针等实验室鉴定方法,当常规仪器满足不了鉴定需求时就会用到它们,通常情况下这种仪器是用不上的。

 

 

附:宝石各论:

宝石分类(点击进入详情)
天然宝石

无机宝石

钻石祖母绿金绿宝石红宝石蓝宝石 (被誉为五大珍贵宝石)
自然界不存在的人工合成宝石:立方氧化锆(俗称苏联钻)、碳化硅、钛酸锶等
自然界有相对应宝石的人工合成宝石:合成红宝石、合成水晶、合成祖母绿等
“马来玉”(仿冒高档翡翠的脱玻化玻璃)、各种铅玻璃、塑料等仿造品

欧泊二(三)层石、再生珊瑚、再生琥珀、再生绿松石等

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