
3.4.
宝石的基本特性 (宝石学性质)
要想更深入更全面地知道什么是宝石,并进一步能够识别宝石,必须对宝石的主要特性有个较为全面的了解。
a)颜色
最先引起人们注意的就是宝石那五光十色、绚丽多姿的颜色。不同的宝石有不同的颜色,即使相同的颜色,在特点、形状上也不可能完全一样,往往有深浅、浓淡的不同。例如,同是绿色宝石,在一般情况下,祖母绿的颜色为纯绿色,翡翠的颜色则为艳绿色。宝石同其它材料的色彩比较起来又具有以下特征。首先,宝石的色彩给人的感觉是一种斑烂夺美感很多宝石极易受到各种不同光源的影响,常常随着光源的变化而变化。呈现其晶莹剔透、五光十色的效果,特别是在强光下,则几乎无法辨认出它们的固有色。其次,宝石的色彩属装饰色彩的范畴,它和宝石的材质是融为一体的。一旦材质改变了,那么色彩的心理效应也就随之发生了变化。例如,同样一种红颜色,出现在钻石上是一种璀璨的美;出现在红宝石上是一种华丽的美,出现在玉石上则是一种柔和而含蓄的美……
b) 硬度
宝石的耐用与否,很大程度上取决于它的硬度。硬度是指宝石的耐磨程度,或其它物质对它刮、磨、擦后的反映。不同的宝石有不同的硬度。金刚石是目前世界上人们已知的最硬的物质,也是唯一硬度为10的矿物。刚玉则是目前知道的自然界中唯一的硬度为9的矿物。硬度和韧性的概念不同。韧性的特征是一块宝石易碎程度相比较而言的。一块石头,有可能具有很好的韧性,但它不一定硬;或许硬,但它不一定坚韧。有些矿物如缺乏坚,韧也容易劈裂,这种物质是不适合作宝石的。钻石非常坚硬,但它不很韧。莹石,既不硬也不韧,又易碎软玉不太硬,但特别韧。韧性的宝石,在佩戴方面可能比硬的宝石效果更好。
c)透明度
透明度指的是宝石透光的能力。一般以两毫米厚的宝石为准,光能完全透过时就是“透明”,部分透过时称“半透明”,基本上透不过来或完全透不过来的则称为“不透明”。一般来讲,同一种宝石,透明度越高就越珍贵。
d) 光泽
光泽的定义是直接将光反射到人眼睛的一种表面现象。
透明宝石的亮度与其光泽的强弱有关。亮度是美的一种形式,光泽好是很重
要的。金刚石之所以成为宝石中的佼佼者,其主要原因是它夺目的光彩。其它各种的宝石,几乎总是要求有最好的光泽。
e)比重
比重是指一定体积的重量。比重,是宝石的主要物理性质,不同的宝石有不同的固定比重,它们之间有明显的差别。比如:钻石、红宝石、祖母绿、欧泊、猫眼石等,它们的比重分别为3.52、3.99、2.72、2.0-2.25、3.65-3.73等。
f)荧光性和磷光性
许多宝石用某些特殊光源(如X射线、紫外线、蓝紫光、阴极射线)照射,或经过加热,会发出有颜色的可见光。当上述外界条件消失时,宝石的发光现象也消失,这种光就叫荧光,外界条件消失后,宝石在较长时间内仍可发光,这种光就是磷光,能否发生荧光和磷光,光的颜色特征如何,都是鉴别宝石的可知依据。
g)包裹体
在自然界或实验室里,在宝石的生长过程中,有时,外界的物质或小的晶体,经常混入积聚物质,以无规律的形式出现。如果宝石是透明体,而包裹体相对地大一点,人眼可直接观察到,或在显微镜下可以观察到,这些在物质生长的过程中混入进来的物质叫包裹体。包裹体可以是固体,可以是液体,也可以是气体,或者是上述的混合体。
h)色散和闪烁
把白光分散成光谱色叫色散。各种宝石将光分解成各种颜色的能力是不同的,因而色散也不一样。一般说来,宝石的色散随折射率增加而加强,但也有少数例外。
宝石闪烁或者说闪光可以这样下定义:当宝石,或者光源,或者观察者移动时,看到宝石表面闪闪发光。动的幅度越大,闪光越明显。宝石的面越多,闪光也越好。金刚石由于有优良的反射面,闪烁现象就显得特别明显。
i)解理和断口
解理,也称为“劈开”,是矿物学名词。晶体或晶粒在外力的打击下,沿着一定的结日工成平面的固有性质。根据解理面的完善程度,一般可将解理分为下列五个等级:极完全解理、完全解理、中等解理、不完全解理、极不完全解理。
断口是放物在一定的外力撞击下,不按一定的结晶方向破裂,而是形成一个断开的面。换一种解释是的的裂口可以沿着任何方向发展,而不是沿着解理面发展。这种断口有不同的形状,如:贝壳断口、锯齿状断口、平坦状断口等。
j)双折射和多色性
凡能将进入其中的光分成互相垂直振动的两条光线的物质称为双折射的物质。具双折射的矿物为六方晶系、四方晶系、单斜晶系、三斜晶系和斜方晶系的矿物。无定形体和等轴晶系的矿物都是单折射的。每一种具有双折射能力的宝石有一个重折率。
如有一束白光进入一块有色的双折射宝石,互成直角而振动的光被吸收也不同,从而使每一条光有一种颜色。这种现象称为多色性。双折射宝石可以不出现多色性,但如有多色性,则必为双折射。单折射宝石不可能有多色性。
k) 双晶 (to be added)
l) 表面特征 (to be added)
m) 化学成分 (to be added)
n) 长短波紫外光 辐射特征 (to be added)
o) 可见光, 近红外光吸收特征 (to be added)
p) 拉曼(Raman)光谱特征 (to be added)
q) X-ray 吸收特征 (to be added)
r) 奇异光彩现象
宝石之所以那样吸引人,除了它的珍贵之处,还在于它具有极为美丽的光彩。尤其是有些宝石具有奇异的光彩现象,如星光宝石反射的星光形条纹,月光石发出的淡蓝色波形光彩,欧泊闪烁的五颜六色等,都使宝石具有天然的魅力。
宝石的奇异光采现象可以归纳为三种类型。第一种类型是指宝石内的包裹体对光反射所形成的光彩现象。例如星光效应、猫眼效应、金星效应。
在些宝石中含有很细的针状、管状内含物,如金红石等。这些针状、管状内含物它们之间相交为60度角,彼此与宝石的横轴平行排列。如果将这种宝石加工成凸面形,在光的反射作用下,便会产生星光效应。即在加工时,要使星芒与底平行,交叉点应对准宝石中心,这样就会产生四道或六道亮线,就象星光一闪一闪,光芒四射,故得名得光宝石。一般为二条线或三条线相交为四道光或六道光,也有四条线,六条线相交成八道或十二道光的。
在些宝石中含有纤维状、管状、针状内含物。这些内含物平行排列与宝石的结晶方向一致时,如果把这种宝石切磨成凸面形,使内含物与底面平行,当光照射到宝石上时,这些内含物以光产一集中反射作用,因而人们可以见到宝石中出现了一条明亮的光带,我们称之为活光。如果转动宝石,活光也随之而闪动,类似猫的眼睛。这种光学现象被称为猫眼效应。
金星效应是由宝石内含有的的碎片按一定规律排列,在光的照射下形成的,象美丽的日光石反射出金色的艳丽光泽,或者象东陵石的绿色背景上璀璨晶莹的云母闪光。
第二种类型的奇异光彩现象是由宝石对光的选择性吸收造成的。
虽然选择和吸收光是宝石颜色的基本原因,但也有这种情况,对白炽光源和太阳光所吸收的方式程度稍有不同。人工的白炽光含红色的成分高,为主要成分,而日光以蓝绿色为主,所以宝石的颜色因照射的光源不同而不同。这种现象叫做“色变”,有一种金绿玉亚种,叫变石。这种宝石是具有色变现象的典型的例子。
第三种类型的奇异光彩现象是由光的干涉产生的,如变彩,晕辉效应等。
有的宝石是无定型球状微粒结构,微粒的不规则,微粒间有一定的空隙。当光照射到这种结构的宝石时,发生光的绕射,产生变化着的光谱色,这种现象称为变彩或游彩。具有这种变化多端的变彩效应最显著的是欧泊石。
具有晕辉效应最典型的宝石是月光石,月光石又叫月亮宝石,它是长石类的一种,是钾、钠长石的双晶交替排列形成格子状结构。当入射光照入格子时受到干扰,发生散射。密集的散射光线聚集在一起,就会出现朦朦胧胧的晕辉。这种光学现象叫晕辉效应。由于这种石头具有淡蓝色的晕辉,犹如朦朦胧胧的月亮,故得名月光石,或月亮宝石。