任务祖母绿及绿柱石类宝石

绿柱石（祖母绿、海蓝宝石） Beryl~

有文字记载的宝石开采历史中最早的就是祖母绿，其最早产地红海西岸埃及的一些祖母绿矿山，早在公元前21世纪埃及中王朝已开采。在古希腊，祖母绿被称为Smaragldos(绿色的石头)，作为献给女神维纳斯的高贵珍宝。而今仍为世界各地人们喜爱，奉为5月诞生石，象征着幸运或幸福绵长；它也是结婚55 周年的纪念石。其英文名称Emerald(或Smaragd)是古波斯语“Zumurud”的误传拼法，汉语音译为“助木剌”或祖母绿。
祖母绿是绿色宝石之王，也是绿柱石家族的魁首。绿柱石家族中另一个重要宝石成员是海蓝宝石，其英文名称Aquamarine，来自拉丁语，意为“海水”，即海水蓝色的宝石，中世纪已流行，现为3月诞生石，象征着沉着勇敢或勇气。其他颜色的绿柱石还有粉红、金黄、黄、黄褐色品种。绿柱石质的星光宝石或猫眼石多见于海蓝宝石。
一、绿柱石宝石的基本特征
矿物名称：绿柱石
化学成分：理论化学式Be3Al2[Si6O18]。其中Be和Al可以被等价或异价离子替代，如Fe3+、Cr3+、Sc3+、Ti4+、V5+、Fe2+、Mn2+、Mg2+等。当有高价离子替代Be2+时，作为补偿电价的碱金属离子，如Cs+、Li+、Rb+、Na+、K+，充填在硅酸根构成的环状通道内。通道内还可分布有H2O，尤其在含锂、铯的变种中多见。不同产地的绿柱石，主要、次要成分均有一定的变化。
晶系及结晶习性：六方晶系。常见柱状晶体，表现为由六方柱、平行双面和/或六方双锥组成的聚形(图16-2-1)。碱性绿柱石有时会出现平行双面发育的短柱或板柱状形态。双晶少见，可见束状或放射状集合体。柱面上常有平行c轴的纵纹。

图16-2-1 绿柱石常见晶形

光学性质：绿柱石宝石绿、蓝色最常见，黄绿、黄、粉红等色也常见，此外还有其他如褐、及白、灰、黑色的特殊异种。某些绿柱石可有色带。透明至半透明。玻璃光泽。
一轴晶，负光性。折射率No1.566～1.602，Ne1.562～1.594，不同产地和不同品种的绿柱石折射率有一定变化。双折射率0.004～0.010，常为0.005～0.007。表16-2-1列出了绿柱石不同品种的折射率和双折射率的一般范围。色散0.009～0.014。

表16-2-1 不同品种绿柱石的折射率、双折射率与密度

多色性弱到强，一般较清晰，色调变化多样，与着色离子(铁、铬、锰等)含量或色心有关，如绿色的祖母绿多为黄绿—蓝绿；蓝色的海蓝宝石多为无色或淡蓝绿—蓝色。
紫外荧光从无反应到亮(艳)红色。哥伦比亚祖母绿一般荧光较强，可作为判据之一。
不同品种的绿柱石宝石吸收光谱各具特征。祖母绿含铬和铁，683nm和680nm处有窄的双线，并伴有637nm的窄线，同时在430nm和625～580nm有宽的弱吸收带；非常富铬的，有447.5nm窄线。钒祖母绿主要含钒和铁，因含铬少，无683nm、680nm及637nm的吸收线，最大的吸收近600nm。海蓝宝石有427nm(宽)、456nm(散)和537nm(强)的吸收线。绿色绿柱石可共存有铬和锰，蓝色绿柱石可共存钒、铬、锰，吸收光谱很复杂。
粉红色和橙色绿柱石大多被认为是锰致色，也有人认为是钴和铯或锂和铯共同呈色。粉色样品在495nm和540nm(常光)或355nm和555nm(非常光)处的吸收证明有Mn2+。橙色样品已证明含锰、钒、铁和铬，吸收在蓝色区。红绿柱石可能是锰致色。吸收线在480nm和550nm。
马西谢(Maxixe)型绿柱石由色心(包括CO3或NO3色心)或铁、锰致色。深蓝色者在685nm和695nm间有强吸收，670～585nm有若干弱线。和正常海蓝宝石最大的区别在于：马西谢(Maxixe)型海蓝宝石无427nm吸收线。
绿柱石宝石可显猫眼效应，但一般较弱，主要见于体色浅、带蓝或带绿色的海蓝宝石中。星光效应在绿柱石宝石罕见。
力学性质：绿柱石具不完全底面解理{0001}；断口贝壳状至参差状。硬度7.5～8。密度一般 ，各品种因类质同象杂质种类和含量不同变化明显(表16-2-1)。熔点1410～1430℃。
绿柱石耐酸，除氟氢酸外，其块体与酸不起反应，极细的粉末溶于热酸、碱，尤其含碱金属者耐酸力较弱。
显微特征：不同产地的祖母绿包裹体特征不同。如哥伦比亚祖母绿具有典型的由气泡、液体和立方体石盐组成的三相包裹体，还可含有黄铁矿、钠长石、氟碳钙铈矿、石英、镍黄铁矿、方解石，甚至祖母绿等客晶。俄罗斯西乌拉尔祖母绿包裹体以单个或成群的竹节状阳起石为特征。奥地利Habachtal、津巴布韦Sandawana的某些样品中，也有这种阳起石或“透闪石”纤维体。印度祖母绿的特征是成群的六方“负晶”空穴，平行c轴排列，在底面或斜交c轴的面上投影呈“逗号”状。巴基斯坦祖母绿经常有“铺路石状”图案的液膜包裹体和被后生底面裂隙横切的负晶、生长管以及云母片、硅铍石小晶体。澳大利亚Poona祖母绿中最重要的包裹体是云母，它们和钛铁矿一起杂乱分布或大致平行于晶轴排列；钛铁矿多已蚀变为白钛石(隐晶质，不透明到半透明，灰白色)。南非德兰士瓦祖母绿含绿色铬云母或带褐色的云母及辉钼矿晶体。巴西祖母绿裂隙多，包裹体相对少，一般是稀薄铺路石状液体膜和黑云母，或有大的半自形负晶，可被多相充填。
海蓝宝石中的包裹体主要是部分愈合的裂隙、间断的管状体，管可呈六方形负晶，管中可有石英、磷灰石、钛铁矿、白云母等客晶。其他客晶还可有绿帘石、刚玉、磁黄铁矿、石榴子石等。巴西和巴基斯坦的海蓝宝石还有形如六方放射或十字交叉的“雪花状星”，是由在不同方向的张裂隙/愈合裂隙中，被液体薄膜围绕细小的钠长石造成，可引起鲜艳的干涉色。客晶有石英、磷灰石、绿帘石、钛铁矿和刚玉。马西谢(maxixe)型海蓝宝石的包裹体以条纹状和流淌状液体薄膜为特征，一条条的两相包裹体中可含磷灰石。
其他绿柱石包裹体也各具特征，如巴西的透绿柱石含细小的赤铁矿连生在钛铁矿周围；阿富汗透绿柱石中有特征的红褐色八面体烧绿石；黄色和金黄绿柱石可有平行排列的三相包裹体或水和二氧化碳两相不混溶气液包裹体；美国加州产的粉色绿柱石有独特的桶状、矛头状云母；巴西产的粉色绿柱石有电气石与流体包裹体伴生；澳大利亚产的粉色绿柱石包有萤石；产于美国犹他州的红绿柱石，仅见许多分隔的、细小的流体包裹体残留在部分愈合的裂隙中，反映其火山成因的特殊产状。
二、绿柱石宝石的类型
绿柱石质宝石主要根据颜色分成不同品种，其中颜色不稳定的马西谢(Maxixe)型绿柱石可包括不同色彩的异种。有的文献把猫眼绿柱石、星光绿柱石单分为两个品种。
(1)祖母绿(Emerald)：只有中等(中亮到中暗)色调的绿色绿柱石归入祖母绿这个名贵品种。过亮或过暗的绿色者只能归入绿色绿柱石。“祖母绿”的颜色应是一种青翠悦目的、纯绿或稍带黄的绿色或稍带蓝的绿色，并且应该透明、没有严重的瑕疵。猫眼现象可见于半透明祖母绿中，是罕见的珍品。
达碧兹(Trapiche)祖母绿是单晶祖母绿中包有钠长石或碳质的特殊品种。哥伦比亚木佐产的是碳质包在单晶中心和六条星射的臂里，呈暗色的核和放射臂；Penas Blanco产的是带灰色的钠长石分布在绿色核和放射臂之间。它们的琢件呈半透明的云雾状。
(2)海蓝宝石(Aquamarine)：指浅蓝色到蓝色或带绿的蓝到带蓝的绿色，色调由很浅到中深的绿柱石。几乎所有海蓝宝石都经热处理以褪去黄色组分、产生更吸引人的蓝色。猫眼海蓝宝石比其他的绿柱石质猫眼常见。能切出星光的海蓝宝石，则是灰黄或带褐、发黑的暗色品种。
马西谢(Maxixe)型海蓝宝石，应指深蓝色(钴蓝色彩)的。其天然石易退色，市场上的这种宝石多是经γ射线或短波紫外光处理着色的。
(3)铯绿柱石(Morganite)：又称粉红绿柱石、摩根石。包括淡粉红、淡橙色的绿柱石。马西谢(Maxixe)型铯绿柱石(热处理后仍为粉红色)也见于市场。
(4)红绿柱石(Bixbite)：又称柏比氏石。深玫瑰色。含锰致色。
(5)金色绿柱石(Golden Beryl或Helioder)：金黄、带褐的黄色到褐色；也见猫眼金绿柱石。
(6)黄绿柱石(Yellow Beryl)：纯黄或带绿的黄色的透明绿柱石。
(7)绿色绿柱石(Green Beryl)：色调淡的亮绿或色调浓暗、透明到半透明的绿柱石质宝石。因其含铬少，主要由铁致色，所以达不到祖母绿的色彩。
(8)透绿柱石(Goshenite)：又称戈申石，是无色透明的品种。
有人也将黄绿柱石、绿色绿柱石、无色绿柱石合并为一个“普通绿柱石”品种。
三、绿柱石宝石的评价
由于不像其他宝石那样色散强、出火强、璀璨多姿，因而祖母绿的颜色色彩及分布是评价主要考虑的因素。高质量者，必须具有强烈的中—浓艳色调的稍带黄或蓝的绿色，能给人一种柔软的绒状感觉；颜色要均匀，最好无色带。裂纹和重量也是评价的重要依据。裂纹要少，但是由于祖母绿较脆，大多有裂纹，无裂纹的成品是罕见的。同样由于性脆，祖母绿一般也较小，2～3ct或者更大的很少，如果色调好，无或少裂纹，价值就可以相当于或超过同等大小的钻石。色调浅的即使无裂纹，价格也较低，这样的材料即使大至5ct也非精品。还有就是要考虑切工(绿柱石质宝石有特有的梯形琢型，也称祖母绿琢型)是否符合规范以及内含包体的多少和位置。
海蓝宝石呈蓝或带绿的蓝到蓝绿者好，最常见带绿的蓝色者；色浅的档次偏低。色调从很浅到中深。几乎所有海蓝宝石都在切磨后经热处理以产生诱人的蓝色。在中档宝石中，色深的海蓝宝石优于电气石，因其裂隙常较少，透明度更高，色彩也较匀净。特殊质量的如：马达加斯加海蓝宝石指中深度蓝色、且属常光呈此色彩的海蓝宝石；巴西海蓝宝指绿中带蓝的海蓝宝石。马西谢(maxixe)型海蓝宝石指似钴蓝的深色调者，市场上这种原料或成品都经辐照处理，颜色未必稳定。
其他色彩的绿柱石质宝石透明度都较好。除透绿柱石之外，都以色深的为好。透绿柱石常有不同程度的蓝、绿或黄色而过渡为其他品种，价值反而不如透明、无色、纯净的。莓红色绿柱石不如粉红铯绿柱石美，因为罕见，大到1～2克拉的价虽偏高也有人购买。
四、合成绿柱石宝石、优化处理绿柱石宝石及绿柱石宝石的仿制品
绿柱石类宝石的合成主要是祖母绿和海蓝宝石。合成方法主要有水热法和助熔剂法。水热法合成品一般颜色均匀，色调饱和，净度好，包裹体有诱导种晶片、针状或钉状平行排列的硅铍石、容器脱落的金属(如铂)片及气液包裹体。水热法合成的海蓝宝石不含Mg2+。助熔剂法的合成品主要是祖母绿，其特征是不含水，可见种晶片、残余助熔剂包裹体、次生愈合面、铂片、均匀的平行生长层纹等。
绿柱石类宝石的各个品种，有多种处理和改善方法。
(1)热处理：各种绿柱石类宝石都可热处理，以去除或减弱杂色，如海蓝宝石热处理可去掉黄色，使绿变蓝，颜色更纯净。这主要是因为在Al3+位置导致黄色的Fe3+被还原为Fe2+，但过热会使蓝色变得苍白。由于加热可能使宝石产生裂纹，对于价值高者，尤其是祖母绿，轻易不用热处理去改善其颜色。热处理也可去掉某些包裹体。
(2)辐照：高能粒子辐照也被用于处理绿柱石类宝石，改变其中变价离子的价态，或者产生或破坏色心，从而改变颜色。如辐照可以使绿柱石中的Fe2+变为Fe3+，将使绿柱石黄色调增加；使蓝色变绿、无色变黄、粉色变橙。
(3)注油和染色：绿柱石宝石，常常有裂隙，因此可通过注油(或蜡、塑料)和染色来改善透明度及颜色。染色剂借蒸气或化学反应溶在液体里，而后被吸附于裂隙与原石起反应沉淀于裂隙中。这种不常用却易使人受骗的手法，若无化学反应又叫有色浸渗，绿的染料也可加在油或蜡、塑料里。多用在将无色刻面石或块状原石及浅绿色弧面石变成“祖母绿”；单纯的浸渗不稳定，会退色，但有些染色也可以很稳定。注油的饰品会产生干涉色不匀的斑迹，染色者放大观察会表现为裂隙处色浓的颜色不均匀现象。
(4)覆膜：通常是在无色或淡绿色绿柱石表面包上一层绿色塑料。后者有荧光反应。
仿制品主要是用玻璃、塑料、钇铝榴石和合成尖晶石仿祖母绿和海蓝宝石，通过偏光性，折射率和密度容易区分它们。
五、绿柱石宝石的鉴定
与祖母绿颜色相似的宝石有：萤石、翠榴石、钙铝榴石、铬透辉石、绿电气石、绿玉髓、磷灰石、翡翠、玻璃、钇铝榴石(YAG)、立方氧化锆(CZ)等。区分它们与祖母绿可有针对性地选择光性、密度、折射率、双折射率、硬度等特征，比较容易鉴别。区分要点见表16-2-2。

表16-2-2 祖母绿与相似宝石特征一览表

祖母绿与合成祖母绿的区分比较困难。除了双折射率低到0.003～0.005(折射率在1.560～1.565)倾向定为合成石，查尔斯滤色镜及荧光反应很难用为判据；关键的区分在于它们的内部特征，主要是包裹体特征。
不论何种方法的合成石，都会有坩埚或容器脱落的金属成为同生包裹体出现；六边形或方形等外观的铂片是合成石典型包裹体之一。助熔剂的粗大原生包裹体和一缕缕一片片的次生愈合面、铂片、均匀的平行生长层纹是助熔剂法合成石的特征。水热法合成石以棉花一样外观的或排在平行生长线上的、细微的两相包裹体，由锥状两相包裹体管和硅铍石组成的“钉”或“剑”以及金属片或铂片为特征。天然石的包裹体特征与此大不相同，尤其是除了硅铍石之外的矿物包裹体或三相包裹体更是天然石的明确标志。此外，红外光谱也是一个有效区分手段，天然祖母绿有Ⅰ型水和Ⅱ型水的特征吸收峰，水热法合成品只有Ⅰ型水吸收峰，而助熔剂法合成品无上述两类水的吸收峰。
用垫层绿粘胶加色仿祖母绿的三层石或二层石，则需借内部特征(粘合层处的气泡和/或折光性差异)鉴别；覆盖一层塑料膜的也有类似的差异；注油或浸渗染色的祖母绿，在裂隙处有不均匀的绿色、晕彩或残留的染料斑迹；怀疑有油存在时可用热针试验。当在紫外灯下见有异于祖母绿的荧光反应时，也预示着有油或染料或塑料、粘胶。其他绿柱石质宝石的合成石少见或没有，却有一些外观相似的其他品种宝石。如海蓝宝石与蓝黄玉、堇青石、合成尖晶石，黄绿柱石与黄水晶，粉色绿柱石与粉色电气石或方柱石，有的用折射率、双折率即可区分，有的需结合光性、多色性和密度等来鉴别。
猫眼和星光绿柱石中，含赤铁矿和/或钛铁矿包裹体多时，常带褐色或黑色，与星光刚玉或辉石猫眼相似，折射率点测和/或相对密度估测对鉴别有效。浅色绿柱石猫眼，其管状体特征和包裹体组合也不同于金绿宝石和石英。
六、绿柱石宝石矿床产状、产地简介
绿柱石质宝石都是热液成因的，但具体产状有所不同。归纳起来，绿柱石质宝石有如下成因类型：
1.岩浆-热液型
主要是花岗质伟晶岩中气液成因的海蓝宝石、铯绿柱石，以及流纹岩后期热液的红绿柱石。晶洞中产出的晶体透明、瑕疵少，伟晶岩脉体里罕见宝石级晶体；而沿裂隙的后期热液脉中则有“云英岩型”蓝海宝石、铯绿柱石、金绿柱石等产出。
海蓝宝石主要产于花岗伟晶岩中或与花岗伟晶岩活动相关的花岗岩体内、外接触带；围岩可为片麻岩、片岩、大理岩或辉长岩、闪长岩。优质海蓝宝石主要产自巴西(占世界海蓝宝石产量70%)，其他著名产地有美国、马达加斯加等。我国新疆、内蒙古、云南、湖南、湖北及四川等省区也有产出，尤以新疆阿尔泰地区产量大，质地则因色浅或绺裂受损。其中猫眼石虽多，但颜色太浅，亮线清晰的罕见。
粉色绿柱石的主要产地有马达加斯加、巴西、阿富汗、美国、俄罗斯、莫桑比克。我国新疆、云南仅见有样品。金色绿柱石主要产在巴西、马达加斯加、纳米比亚、美国。我国新疆、内蒙古等地有矿化。红色绿柱石产于美国犹他州、新墨西哥州及东阿富汗。透绿柱石主要产自美国、巴西、加拿大、墨西哥和俄罗斯。其他非祖母绿的绿色品种主要是与上述各色品种共存，主要产地包括在上述产区内。
2.热液交代型
为热液蚀变成因的绿柱石质宝石，以祖母绿为主。产在花岗岩侵入体交代超基性岩的边缘及接触带内，祖母绿晶体中铬、钒来自超基性岩。该类型的祖母绿主要产在俄罗斯、津巴布韦、南非等国，常有绿色绿柱石等与之共存。
最著名的哥伦比亚祖母绿产在伴有碳酸盐化和钠长石化蚀变的低温热液脉内。如木佐的是在黑色页岩中的方解石、白云石脉中；铬被认为来自炭质页岩。
我国目前已在类似的地质条件下找到许多祖母绿矿化点，它们分布在新疆、甘肃、内蒙古、四川等地区。
次生的砂矿床可富集各种成因、各色的绿柱石质宝石。

1.祖母绿的英文名称为Emerald，起源于古波斯语，后演化成拉丁语Smaragdus，大约在公元16世纪左右，成为今天英文名称。祖母绿又叫“吕宋绿”、“绿宝石”。古希腊人称祖母绿是“发光”的“宝石”是名副其实的“绿宝石之王”。

祖母绿是一种含铍铝的硅酸盐，其分子式为Be3Al2[Si6O18]，属于绿柱石家族中最“高贵”的一员。属六方晶系。晶体单形为六方柱、六方双锥，多呈长方柱状。集合体呈粒状、块状等。翠绿色，玻璃光泽，透明至半透明。折光率1.564-1.602，双折射率0.005-0.009，多色性不明显。非均质体。硬度7.5，密度2.63-2.90 克/立方厘米。解理不完全，贝壳状断口。具脆性。
2.除祖母绿、海蓝宝石外，其它颜色的宝石级绿柱石统称为绿宝石（Greem gem）。由于含痕量或微量过渡族元素常使绿柱石呈现不同的颜色。
（1）黄色绿宝石（亦称金色绿柱石）：英文名称为Heliodor，源自希腊语，意思是“太阳”。它是一种绿柱石的透明晶体，由于其化学成分中含有铁而呈黄色、金黄色、淡柠檬黄色。玻璃光泽。折射率1.570-1.575，双折射率0.005。具有弱绿黄色至黄色的多色性。硬度7.5，密度2.68-2.70克/立方厘米。韧性良好。

（2）玫瑰绿宝石（亦称红色绿柱石或铯绿柱石）：英文名称为Morganite，取名于美国宝石爱好者J. P. Morgan的名字。它也是一种绿柱石的透明晶体。因含锂、铯或锰而呈桃红、玫瑰红色。晶体多呈不规则板状。颜色具明显分带现象。玻璃光泽。折光率1.572-1.592，双折射率0.006-0.008，随铯含量而递增。多色性显著，淡红到深蓝红。硬度7.5，密度 2.71-2.90克/立方厘米。紫外线下发出的荧光呈弱的亮红色。韧性良好。

此外，还有紫晶绿宝石（亦称紫红绿柱石），是一种紫红色的绿柱石，颜色很像水晶；海蓝绿柱石，是一种黄绿色的绿柱石，颜色很像黄绿色的橄榄石；透绿柱石为一种无色透明的绿柱石；暗褐色绿柱石，是一种具有星光效应和古铜闪光的绿柱石。

3.绿柱石的化学组成为Be3Al2[Si6O18]，晶体属六方晶系的环状结构硅酸盐矿物。晶体常呈六方柱，柱面上有纵纹，集合体有时呈晶簇或针状，有时可形成伟晶，长可达5米，重达18吨。多为浅绿色，成分中富含铯时，呈粉红色，称为玫瑰绿柱石；含铬时，呈鲜艳的翠绿色，称为祖母绿；含二价铁时，呈淡蓝色，称为海蓝宝石；含三价铁时，呈黄色，称为黄绿宝石。玻璃光泽，解理不完全。摩氏硬度7.5-8，比重2.6-2.9。

绿柱石主要产于花岗伟晶岩中，云英岩及高温热液脉中也有产出。绿柱石是炼铍的主要矿物原料，色泽美丽者是珍贵的宝石，如祖母绿、海蓝宝石。

绿柱石类宝石是指以矿物绿柱石为原料的一类宝石的总称。由于绿柱石的形成条件不同，致使其中所含的致色离子不同而呈现不同的颜色，因而形成不同的宝石种。常见有以下几个亚类：

绿柱石含致色离子Cr 者 其颜色呈翠绿色，称祖母绿 （emerald）；

绿柱石含致色离子Fe 者 其颜色呈天蓝色或海蓝色，称海蓝宝石 （aquamarine）；

绿柱石含致色离子 Cs、Li 和 Mn 者 其颜色呈玫瑰红色，称铯绿柱石 （morganite），其英文名称来源于美国宝石爱好者（J.P.Morgan）的名字；

绿柱石含Fe 并呈金黄色、淡柠檬黄色者 称金色绿柱石 （heliodor），其英文名称来源于希腊语的“太阳”。

绿柱石含Ti 和Fe 者 呈暗褐色，称暗褐色绿柱石 （dark brown beryl）。

祖母绿是绿柱石中最为重要和名贵的品种，被世人称为“绿色宝石之王”。它与钻石、红宝石、蓝宝石、猫眼被视为大自然赋予人类的“五大珍宝”。祖母绿青翠悦目，作为五月的生辰石，它的颜色代表着春天的来临。

一、基本性质

（一）结晶学性质

晶系 六方晶系。

结晶习性 晶体呈六方柱状，主要由六方柱、六方双锥和平行双面等单形组成 （图6-8）。

图6-8 绿柱石的晶体

表面特征 表面常见横纹，轴面上可见六方形蚀痕，柱面上可见长方形蚀痕。

（二）化学成分

绿柱石为铍铝硅酸盐，化学分子式为Be₃ Al₂ ［ Si₃ O₁₈ ］，可含有铬、铁、锂、锰、钒、铁等微量元素，并据此划分为不同的宝石种。

（三）物理性质

1.光学特征

颜色 颜色变化大，常为绿色、蓝色、黄色、黑色、红色和无色等，并由此决定品种。

光泽 一般为玻璃光泽。

透明度 透明 不透明。

折射率 1.56～1.59，取决于品种。

双折射率 0.004～0.009，取决于宝石种。

光性 一轴晶，负光性。

色散 色散低 （0.014）。

多色性 明显，取决于品种。

吸收光谱 祖母绿具有典型的吸收光谱，在红区683nm、680nm和637nm处显清晰的谱线，从630～680nm有一微弱的普遍吸收，在蓝区477nm处有一弱线。海蓝宝石是由铁致色的，吸收光谱不太明显。在紫区427nm处有一稍宽的带，蓝紫区456nm处有一弱线。有时浅绿色的海蓝宝石在537nm处显示一条谱线。

光学效应 绿柱石类宝石可显星光和猫眼效应。

2.力学特征

解理 不完全，与晶体底面平行。

断口 贝壳状。

硬度 7.25～7.75，祖母绿性脆。

密度 2.7～2.9g/cm³，具体取决于宝石种。

（四）包裹体

绿柱石类宝石内部含有十分丰富的包裹体，而且不同宝石种和不同产地的同一宝石种包裹体具有明显的区别。如哥伦比亚产祖母绿具典型的三相包裹体，俄罗斯产祖母绿具竹节状阳起石包裹体，印度产祖母绿具逗号状包裹体。而海蓝宝石和其他绿柱石品种则具有典型的雨丝状包裹体（图6-9）。包裹体是鉴别绿柱石宝石品种、产地等最重要的依据。

图6-9 海蓝宝石中雨丝状包裹体

二、主要宝石品种及其鉴定与评价

1.祖母绿

祖母绿（emerald）的历史和其他许多珍贵宝石一样，久远而富有传奇色彩。传说耶稣最后晚餐时所用的圣杯就是用祖母绿雕制成的。《圣经》中也提到了祖母绿，其Soloman歌称：“耶路撒冷的妇儿们，这是我的所爱，这是我的朋友！他的双手如同绿宝石装饰的金环”。据历史记载，早在6000多年前，古巴比伦的市场上就有祖母绿出售。在迦勒底王国（新巴比伦）妇女们特别喜欢佩用祖母绿饰物。在古希腊，祖母绿被称为“绿色的石头”和“发光的石头”，把它作为献给希腊神话中爱和美的女神“维纳斯”的高贵珍宝。公元前2000年，位于现在的开罗东南440英里，离红海西岸25英里的多山荒漠Wadi Sisat的祖母绿矿山就被开采。相传2000多年前的埃及艳后克列奥普特拉不仅经常佩戴祖母绿首饰，而且还以她的名字命名祖母绿矿山。那些用这座矿山的祖母绿制成的护身符和串珠等饰物，有一部分传至今天，成为无价之宝。这座矿山从古代到18世纪依次为埃及人、希腊人、罗马人和土耳其人拥有，到1740年被废弃，后来其具体方位也无人知晓了。但到1770年，苏格兰探险家穿过荒漠时发现了它，曾作过重新开采的尝试，终因资源枯竭而作罢。古代简陋的开采留下了穿山越岭数英里的爬山洞、隧道和地道。古罗马人也很喜欢祖母绿，罗马暴君尼禄有个用祖母绿制成的眼镜，同时，尼禄还凭借他的权力到处搜寻祖母绿。古代波斯人同样喜欢祖母绿，据不完全统计，仅伊朗王室所珍藏的祖母绿珍宝就有数千件之多。在古印度，大多数传说往往把祖母绿与非洲连在一起，古印度人按“纳瓦拉特那”风格制作的金指环或银指环中，同样镶满了祖母绿。在印加帝国，国王的纯金王冠上镶有453颗祖母绿，共重1521ct，其中最大的一颗45ct，1593年此王冠被安置在哥伦比亚大教堂的圣母像上。其他如安斯提国王、英帝国国王的王冠上也都镶有大量的祖母绿宝石。

祖母绿是绿柱石类宝石家族中最珍贵的一员，也是国际上最珍贵宝石中的一种，它被誉为绿色之王而深受人们喜爱。自古以来，祖母绿与钻石、红宝石、蓝宝石，猫眼石一起被当成是世界五大珍贵宝石。祖母绿青翠悦目，各个时代的人都为之着迷。选这种可爱的绿柱石宝石作为五月生辰石是很合适的，它的颜色代表当春天来临时，大自然的美景和许诺的标志，同时，它也是忠诚、仁慈和善良的象征。很久以前，祖母绿是用于给维纳斯女神作奉献的宝石，而恋人们则认为它具有揭示被爱者忠诚与否的魔力。

祖母绿的品种除常见的祖母绿外，根据特殊光学效应和特殊现象的品种，可将祖母绿分为下面三个品种。

（1）祖母绿猫眼

祖母绿可因内部含有一组平行排列、密集分布的管状包裹体，而产生猫眼效应（图6-10），但不常见。

图6-10 祖母绿猫眼

（2）星光祖母绿

星光祖母绿极为稀少，仅偶有发现。内部除平行z轴的管状包裹体外，还有两个方向的未知微粒，其一方向垂直z轴。

（3）达碧兹（trapiche）

这是一种特殊类型的祖母绿，产于哥伦比亚姆佐地区和契沃尔地区，它具特殊的生长特征。姆佐产出的达碧兹在绿色的祖母绿中间有暗色核和放射状的臂，是由碳质包裹体和钠长石组成，有时有方解石，黄铁矿罕见。X射线衍射证明这种达碧兹是一个整单晶。契沃尔出产的达碧兹祖母绿，中心为绿色六边形的核，由核的六边形棱柱向外伸出六条绿臂，在臂之间的V形区中是钠长石和祖母绿的混合物，X射线衍射证明这种达碧兹祖母绿也是一个单晶，钠长石被包裹在祖母绿的晶体中。

2.经济评价

祖母绿的评价依据主要是产地、颜色、透明度、净度和重量等。

产地 以哥伦比亚祖母绿为最佳，优质者0.2～0.3ct就可以作为高档首饰戒面，大于0.5ct者，其价格就高于钻石，其次是坦桑尼亚祖母绿，优质者可与哥伦比亚祖母绿相比，其他地区产祖母绿的价格依具体质量而定。

重量 越大者越珍贵。

图6-11 达碧兹

颜色、透明度和净度 这三者可作为一个综合性指标，根据这一综合性指标，祖母绿可分为三个档次。

第一档次：颜色为深翠绿色或呈带蓝的绿色，透明、包裹体少，裂隙不超过总体积的5%；

第二档次：颜色为翠绿色或带蓝的绿色、透明，包裹体少，裂隙不超过总体积的10%；

第三档次：颜色为翠绿带蓝的绿色，半透明-透明，包裹少，裂隙不超过总体积的20%。

3.鉴别

祖母绿的包括仿制品的鉴别、合成祖母绿的鉴别、优化处理品的鉴别和产地的鉴别等。

（1）仿制品的鉴别

在各种宝石中，能仿祖母绿的宝石较多，但它们之间物理特征差别较大，通过测试各种物理特征参数，不难将它们区分开来。

铬透辉石 常呈深绿色至黄绿色，在滤色镜下呈红色反应，特别是乌拉尔山脉产出的铬透辉石，在市场上很容易被当作祖母绿销售。祖母绿与铬透辉石的区别主要在于颜色、折射率等。两者的颜色均可为深绿色至黄绿色，但铬透辉石的颜色没有祖母绿那种柔和的绿绒绒的感觉，稍有些发暗。其折射率高于祖母绿，为1.675～1.701，双折射率为0.024～0.030，密度为3.29g/cm³，其可见光吸收光谱在红区也具铬吸收，但在505nm处具吸收线。铬透辉石的内部也可有气液包裹体、管状包裹体，但很少像祖母绿内部常见有那么多三相或两相的包裹体。

铬钒钙铝榴石 在颜色上呈黄绿色至亮绿色，表面光泽强于祖母绿。铬钒钙铝榴石与祖母绿一样在滤色镜下呈红色或粉红色，在红区具铬吸收谱。祖母绿与铬钒钙铝榴石的区别主要在光性特征、多色性、折射率、密度等方面。铬钒钙铝榴石为均质体，无多色性，其折射率高达1.740±。密度高于祖母绿，约为3.61g/cm³，而且内部无祖母绿中常出现的三相或两相包裹体，铬钒钙铝榴石中常见的是固体包裹体或负晶。

翠榴石 呈绿色至暗绿色，其特征基本与铬钒钙铝榴石相近，为均质体，无多色性，折射率高达1.888，密度为3.84g/cm³，内部常见有马尾状石棉矿物特征包裹体。

绿色碧玺 蓝绿色至暗绿色，色调偏暗。其折射率、双折射率和密度均高于祖母绿，分别为折射率1.62～1.64，密度3.06（＋0.02，-0.06）g/cm³，双折射率高达0.020，在合适的方向可见后刻面棱线重影，多色性强，内部常发育有线状分布的气液包裹体。

绿色萤石 常带有一种蓝色色调，与蓝绿色的祖母绿很相像，但表面光泽弱得多，因为萤石的折射率只有1.434，而且萤石为均质体，无多色性，内部常因四组解理发育而呈现一种异常消光。色带发育，也同样具有二相或三相气液包裹体，但气液包裹体的边界不如祖母绿中的清晰。密度比祖母绿的高，为3.18（＋0.07，-0.18）g/cm³，萤石在紫外光下常具强荧光反应，有的甚至有磷光。

绿色磷灰石 磷灰石与祖母绿一样属于六方晶系。摩氏硬度为5，低于祖母绿，但折射率、密度均高于祖母绿，分别为1.634～1.638和3.18g/cm³左右。可见580nm吸收双线。

翡翠 半透明和近于透明的弧面型翡翠与弧面型祖母绿很相似。通过放大观察可以区别两者，因为祖母绿为单晶体，内部发育的是气液包裹体、原生或次生裂隙，而翡翠为多晶集合体，常表现为纤维交织结构，在抛光面上能观察到晶体的界线，或由于晶体方向不同而在抛光时留下的微弱的凹凸痕迹。而且翡翠折射率比祖母绿的高，为1.66左右，弧面型祖母绿点测法一般所得值为1.58。翡翠密度高于祖母绿，为3.34g/cm³左右。翡翠的吸收光谱在红区有3 条间隔均匀的吸收线（690nm、660nm、630nm吸收线），在蓝区有437nm的吸收线，与祖母绿的不同。

玻璃 绿色玻璃与祖母绿最为相似，无论从颜色、外观上，均可达到乱真的程度。玻璃中的气泡或其他一些残余物质，可以营造出一种类似裂隙或指纹状包裹体的外观。但玻璃缺少祖母绿那种绿绒绒的感觉，但一些黄绿色或蓝绿色的祖母绿，色泽较浅时，绿绒绒的感觉欠强，不容易与玻璃区别。鉴定时应特别谨慎。首先，玻璃为均质体，祖母绿为非均质体。用偏光镜、二色镜或折射仪可直接区别。在偏光镜时下玻璃常具异常消光，无二色性。玻璃的折射率范围较宽，可从1.47～1.70，甚至更高，与祖母绿有明显区别。

人造钇铝榴石 人造钇铝榴石为均质体，其区别也与玻璃的步骤相似。只是人造钇铝榴石的折射率较大，一般大于1.81，折射仪通常测不出。人造钇铝榴石的内部一般洁净，偶有气泡。吸收光谱与祖母绿的不同，在肉眼感觉上人造钇铝榴石有红色的闪光，而没有祖母绿绿绒绒的柔和感。

合成尖晶石 焰熔法合成尖晶石为均质体，折射率为1.728左右，而且偏光镜下常显示斑纹状消光。内部可有气泡、弧形生长纹等。

拼合宝石 祖母绿拼合宝石的形式很多，可有二层或三层拼合。最常见的有： 祖母绿加绿柱石、祖母绿或绿柱石加绿色玻璃、红色石榴子石加绿色玻璃、无色水晶加一层绿色材料加无色水晶等。顶部一般采用祖母绿或绿柱石，下衬有各种不同的绿色材料如玻璃、合成祖母绿、色浅的绿柱石等，中间可采用无色或绿色的胶粘接。

（2）合成祖母绿的鉴别

合成祖母绿目前常用助熔剂生长法和水热法合成，因其生长环境与天然祖母绿相似，所以物理化学特征基本相似，但某些性质还是存在一定差别：合成祖母绿颜色浓艳，有较强的红色荧光，在查尔斯滤色镜下呈现鲜红的红色，其包裹体的典型特征是云团状不透明色未熔化的熔质和熔剂包裹体、银白色不透明三角形铂片包裹体等；而天然祖母绿则具有其独特的包裹体特征，且产地不同，包裹体亦明显不同。

（3）优化处理祖母绿的鉴定

对祖母绿进行优化处理的主要方法有浸油处理、染色处理和镀膜处理等。

浸油处理 由于祖母绿裂隙发育，所以常用注油方法来掩盖裂隙和增强绿色。鉴别时，对延伸到宝石表面的裂隙应注意观察，在放大镜下用顶光灯照射，裂隙处就会产生干涉色，如果把宝石放在台灯下加温就会有油珠流出，在紫外线下会发黄色荧光。

染色处理 采用化学颜料，将色浅或无色的祖母绿染成深绿色。这种染色处理的绿色颜料一般沿裂隙分布，整体呈蛛网状。在长波紫外光下发黄绿色荧光。可在630～660nm处有吸收带。

箔衬处理 若发现祖母绿首饰采用金属托全封闭式镶嵌，就要怀疑宝石的亭部外缘是否镀有绿色薄膜。

镀膜处理 常采用无色绿柱石作核心，在外层生长合成祖母绿薄膜。镀层很容易产生裂纹而呈交织网状，这是镀膜祖母绿的重要特征。由于主体是绿柱石，因此，典型的绿柱石包裹体也是重要的鉴别特征。此外，由于颜色主要集中在镀层，所以，这种祖母绿在浸液中将有清楚的特征显示。

（4）不同产地祖母绿的鉴定

对于祖母绿而言，鉴定出不同的产地意义较大，主要产地祖母绿的鉴定特征如下。

哥伦比亚祖母绿 是世界上最优质祖母绿的产地，所产祖母绿是纯绿色、稍带黄的绿色或稍带蓝的绿色。典型的产地有Muzo、Chivor和Gachala等矿床，Muzo祖母绿颜色最美丽，而Chivor祖母绿则瑕疵较少。哥伦比亚祖母绿裂纹较多，裂隙内有时充满褐色铁质薄膜，具典型的气、液、固三相包裹体，还有纤维状包裹体、黄褐色粒状氟碳钙铈矿包裹体、黄铁矿包裹体、石英包裹体、磁黄铁矿包裹体和辉钼矿包裹体等。在查尔斯滤色镜下，哥伦比亚祖母绿显红色，其他产地的祖母绿一般不变色。

俄罗斯祖母绿 颜色较多是带黄的绿色，较哥伦比亚产的稍淡。裂隙稍少，典型的包裹体是阳起石，其外观很像竹筒，俗称竹节状包裹体，绿色和褐色，不规则排列。另外，还常见页片状黑云母包裹体，这是祖母绿呈褐色的原因。

巴西祖母绿 其特征是尺寸小，多瑕疵，一般质量较差，但有时质量较好。

津巴布韦祖母绿 主要产于Belingwe native reserve 等地区，其特征是尺寸较小，质量好的祖母绿成品超过三分之一克拉已很罕见。

坦桑尼亚祖母绿 主要产自 Manyara 湖南岸地区，和 Muzo 祖母绿相近，通常为带黄的绿色，有时也发现有与Chivor宝石相似的带蓝的绿色品种。这种宝石质量有时可与哥伦比亚祖母相媲美。

赞比亚祖母绿 色调变化范围内为鲜明的亮绿色 带蓝的绿色 暗的柔和的绿色。但所有的赞比亚宝石都呈稍带灰色的色调，并且在其中可能有云母、角闪石、阳起石或透闪石等包裹体。

印度祖母绿 具典型的 “逗号” 状包裹体，是由孔洞中含两相 （液体和气体） 包裹体和小的云母晶体构成。

巴基斯坦祖母绿 具云母片和两相包裹体。

4.海蓝宝石

海蓝宝石的珍贵程度远不及祖母绿，但作为三月生辰石的海蓝宝石长期被人们所喜爱，是幸福和永葆青春的标志。海蓝宝石的名称衍生于拉丁语，在中世纪，人们认为它能给佩戴者以见识和使之具有先见之明，有的认为它有催眠的能力，认为一个人口含海蓝宝石，那么，他就能从地狱中召唤魔鬼，并能得到他要问的任何问题的答案，还认为它有压邪的力量，使佩戴者能够战胜邪恶。

（1）鉴别

海蓝宝石的鉴别相对较容易，主要是与仿制品的区别以及少量优化处理品的鉴定。海蓝宝石显天蓝色、淡天蓝色，常含有典型的雨丝状包裹体，与其他相似宝石有明显的差别。在此基础上，通过其他物理特征和系统测试，较易将它们区别开来。

（2）经济评价

海蓝宝石的经济评价依据是颜色、透明度、重量等。通常以颜色深、内部无瑕、重量大者为佳品，经济价值也较高。

三、矿床成因及产地

1.矿床成因

由于绿柱石的铍元素主要分布于I型花岗岩中，因此，过去人们多认为绿柱石矿物的形成主要与这类花岗岩直接或间接相关，实际的情况也大致如此。至今的研究发现，多数绿柱石是产于岩枝状的花岗岩中，这种岩枝状岩体是岩浆活动晚期的气液充填围岩的裂隙形成的，由于有充分的结晶时间因而结晶的单晶体都很大，地质上称它们为伟晶岩，这意味着在其中的矿物晶体都具有很大的尺寸。但这些巨大晶体被石英、长石等包裹着，并由于各种原因而使之成为连绵的碎片，很少具有能作为宝石的清洁区，然而，若在伟晶岩中存在气体空隙或矿袋时，在它们里面形成的绿柱石晶体可以成为透明的和少瑕疵的，从而使之具备了作为宝石的质量。

世界各地有着无法计数的花岗岩分布区，但仅在巴西、阿根廷、阿富汗、非洲、印度、马达加斯加、中国和美国等国家的少数伟晶岩中才有绿柱石矿化。同时，尽管已从这些成矿区开采了数以千吨的伟晶岩型绿柱石矿物，但其中能作为宝石用得比较稀少。因此绿柱石类宝石比较稀罕，并且随着接近地表的伟晶岩体逐渐被采完，这种宝石将更为罕见。漂亮的绿柱石晶体（尤其是海蓝宝石和金色绿柱石）亦产于脉络状岩体内，这种岩体不能列为伟晶岩。有时这些矿脉是沿着围岩裂隙形成的，形成的是地质上被称为云英岩（greisens）的岩体，在俄罗斯、乌克兰和蒙古等地区，都从这种岩体中发现有美丽而透明的宝石级海蓝宝石和金色绿柱石。

如上所说，到目前为止所发现的绿柱石类宝石的确大多数与伟晶岩有关。但过去的采矿实践证明，绿柱石类宝石的骄子——祖母绿却很少与伟晶岩有关。祖母绿晶体常产于富铁基性岩和酸性岩之间接触带的扁平沉积岩体或扁透镜状矿体中。接触带上的热和压力将原来存在的矿物转化成处于变质过程中的新矿物品种，例如：存在于伟晶岩和扁平沉积岩中的绿柱石被分解，并在变质作用之下，它的成分进入云母片岩中。在那里重新结晶时，如果母岩中同时还存在微量的铬或钒，绿柱石就形成祖母绿，即是说，在片岩型的祖母绿里，铍的矿化是由一侧的原生花岗岩岩浆提供的，而它的致色元素则归因于接触带另一侧的基性岩。片岩型矿床形成的祖母绿只能是小块的，且形态不佳，破裂较发育，并充满包裹体。祖母绿矿床最重要的类型是哥伦比亚型，其矿床成因十分特别。和别的矿床类型相比，哥伦比亚型祖母绿是在较低温度和压力条件下形成的。这种矿床是由方解石渗入到充满灰岩和页岩的断裂带形成的，这种方解石通常呈灰白色并共生有黄铁矿、石英、钠长石、祖母绿和其他矿物。这种矿化作用，似乎可归为某种花岗岩浆源，但至今尚未得到证实。因此，可以说，这种矿床的成因还没有弄清楚。另外还有产自流纹岩中的绿色绿柱石，它发现于美国犹他州，后来在新墨西哥也有发现，还有产在与富铁超基性岩相结合的白云石大理岩中的绿柱石。总之，绿柱石类宝石的成因尚是一个未搞清楚的问题。

2.产地

世界上最优质的祖母绿产自哥伦比亚，一般认为穆佐矿山的祖母绿品质最佳，契沃尔、科斯凯斯特矿山居次。除哥伦比亚外，祖母绿的产地还有乌拉尔山、津巴布韦的桑达瓦纳、印度的拉贾斯坦邦以及巴西、赞比亚、奥地利、澳大利亚、南非、坦桑尼亚、挪威、美国、巴基斯坦等。我们在20世纪90年代在云南文山州找到了祖母绿矿床，但宝石学价值并不大。

世界上优质的海蓝宝石主要产自巴西，占世界海蓝宝石产量的70%以上，迄今为止世界上最大的质量高达110.5kg的海蓝宝石晶体就产于巴西。乌拉尔山也是优质海蓝宝石的重要供应地。此外，海蓝宝石的产地还有中国、美国、缅甸、南非、津巴布韦、印度等。除祖母绿和海蓝宝石外的其他绿柱石宝石在世界许多国家均有分布，但主要产地有巴西、马达加斯加、纳米比亚、美国、中国等。

【学习指导】 绿柱石类宝石是以矿物绿柱石为原材料的一类宝石的总称。由于地质成因不同，所含致色元素不同，表现为呈现不同的颜色，并因此形成不同的宝石种。其中含致色元素Cr者，呈翠绿色，是世界著名的珍贵宝石祖母绿。本章的有关知识需要全面系统地学习掌握。有关绿柱石的基本性质必须熟记。要牢固地掌握祖母绿的特征，及鉴定、评价等方面的知识。对海蓝宝石的鉴别和评价也需要作充分了解。除此之外，还需要对绿柱石类宝石的矿床成因及产地情况等有必要的了解，尤其必须了解哥伦比亚祖母绿矿床成因的特殊性。

【练习与思考】

1.何谓绿柱石类宝石？主要有哪些品种？划分宝石种的依据是什么？

2.阐述绿柱石的化学成分及物理性质？

3.如何确定不同产地的祖母绿？

4.如何区分天然祖母绿与合成祖母绿？

5.如何区分天然祖母绿与处理祖母绿？

6.简述祖母绿的质量评价依据。

7.简述海蓝宝石鉴定和质量评价方法。

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