碧玺的宝石学特征

第】6卷 第3期 桂 林 工 学 院 学 报 I996年 7月 ．JOURNAL OF GUILIN ]NSTlTUTE OF TECHNOLOGY VOItI6 No．3 ／， 碧玺的宝石学特征 张 良 钜 (桂林工学院资源工程系) ．p ． 摘 要 根据不同产地碧玺的成分及红外光谱特征，广西、云南，内蒙等地的碧玺分别 属于镁电气石、锂电气石．锂电气石．碧玺的颜色，透明度，双折射率，密度与电气石 成分中的微量元素种类和含量有密切关系．翠绿色碧玺的颜色是由CrzO3，v：o5致色； 粉红色碧玺的颜色是 由MnO 引起的．深蓝色碧玺的颜色与 TF~O有 关；黑色碧玺的颜 色是由 TF~O及 TiO2所致． 关键词堂 ：皇 五；塞互；茎! 塑 ；垦墨 堡电誊 遏 云南 中 圉号 PS78．953；：P574；P575 、 自古 以来，电气石就是人们喜爱的宝石，它是中档宝石中较高档者。电气石俗称。碧 玺 ，在我国古代．亦称之。碧硒 ， 碧洗 等。1703年，荷兰人从斯里兰卡将碧玺输入欧洲， 当时宝石商发现，电气石经日晒后可以吸引灰屑，故取名 吸灰石 ．矿物学家因该矿物具有 热电性，故取名 电气石 。 碧玺为十月诞生石，它象征。安乐 和 平安 ．碧玺以其丰富的颜色，80年代以来越来越 受列人们 喜爱。宝石级的碧玺其价格一直呈稳定的上升趋势。我国先后在新疆、云南、广 西、内蒙等发现具有一定的商业价值的宝石级碧玺，本文以碧玺标本为研究对象，总结其宝 石学特征．并阐述其间的差异性与原因。 l 碧玺的结晶学特征 碧玺对称型 3P属三方晶系。平行晶体c轴方向由三方柱、六方柱两种单形聚合而成； 垂直晶体 c轴方向的两端由两种不同形状的三方单锥组成．广西翠绿色和黑色碧玺 (图版I中 的D 晶体)呈粗短柱状，c轴和水平的口、b轴发育大致相近，单晶体长约 l5～18mm，对径 约 l0W12 r／llTl即c：口=3：2，晶面较平滑纵纹不明显、晶形发育好，柱面，锥面上的晶面平 整且直。云南碧玺 (图版I中的B、c晶体)呈柱状，单晶体长约 l3～14mm．对径约 5～6 mm 即c：a=2：l，晶形发育较广西稍差，柱面纵 纹较明显．内蒙碧玺 (图版 I中的 A晶 体)呈长柱状．单晶体长约 15 mm，对径约 2--3 mm．c：口=5：1，晶体横截面呈扁的三角 形，柱面及锥面的单形发育差且柱面上的纵纹深而密直。研究表明碧玺单晶体的形态与生长 环境有极为密切的关系。产于晶嗣中的碧玺晶体其晶形发育较好，且晶体的口、b轴相对较发 育；产于伟晶岩、石英脉中碧玺晶体其晶形发育较差，尤其是晶体 c轴两端的三方单锥单 】995年12月1日收稿，1996年1 J930日改回． 作者简卉：张良钜，男．1949年出生．硕士、副教授．矿物学专业· 维普资讯 http://www.cqvip.com 桂 林 工 学 院 学 报 996拒 形发育较差或不完整 (图版I中的A晶体)，且晶体的c轴远比a、b轴发育． 2 碧玺的物理性质 五1 碧玺的颜色与多色性 碧玺是所有有色透明宝石中颜色最丰富，变化范围最大的宝石之一。它可以是无色、粉 红、红、橙 黄、绿、蓝 灰、褐、黑色等多种颜色．由于碧玺产地的地质环境及所含微量 元素的差异，不同产地碧玺晶体的颜色有着极为明显的不同，云南碧玺以粉红、淡红、黄绿 色为主，且同一晶体平行 c轴方向颜色有明显不同，如一端为粉红色晶体而另一端为黄绿色； 垂直晶体 c轴方向的横切面上颜色呈环带状分布，中心为粉红色，边缘呈黄绿色俗称 西瓜碧 玺 。广西碧玺颤色单调，或翠绿色或黑色，同一晶体上垂直 c轴或平行 c轴方向颜色无明显 变化，整体颜色千篇一律．内蒙古碧玺晶体的颜色由于产出环境不同，碧玺晶体的颜色有较 大的差异 ⋯ ，但以蓝色为主，这种蓝色晶体在垂直或平行 c轴方向也无颜色的明显变化．研 究表明：从云南一广西一 内蒙古。碧玺晶体的颜色由红、粉红、黄绿一翠绿，绿一蓝色变 化． 据上所违 云南碧玺晶体的颜色的色带、端色较普遍，而内蒙、广西的碧玺晶体的色带，端 色几乎不发育甚至无。这主要与碧玺晶体生长时的成矿条件有关．云南碧玺晶体产于伟晶岩晶 洞中心的石英云母带中，伟晶岩的圄岩是由以片麻岩为主的片岩、大理岩所组成 “ ．内蒙古 的蓝色，深蓝色碧玺晶体主要产出在叶钠长石化的伟晶岩中，而伟晶岩的圄岩是似斑状黑云 母花岗岩 “ ．广西的翠绿色碧玺晶体产在花岗岩岩体边缘的残坡积物中，推测碧玺的原生晶 体可能产出在花岗岩体与板溪群地层 (变质石荚砂岩)接触带的附近，碧玺晶体的形成与花 岗岩有关，晶体成分中的cr，V微量元素可能来 自地层中。因此，可以认为产于伟晶岩晶瀹 中的碧玺晶体其色带，端色较普遍是由于晶嗣中的成矿溶液含致色离子种类相对较丰富，在 碧玺的结晶过程 中成矿溶液中致色离子种类发生有规律的变化，从而导致碧玺晶体的色带、 端色及丰富颜色的产生。产于花岗岩，伟晶岩或围岩 (沉积岩、变质岩)中的碧玺晶体其颜 色较单一，且色带、端色较少见，这可能与成矿溶液中致色离子较单一有关．如广西翠绿色 及内蒙古的蓝色碧玺晶体前者致色离子为 Cr,V；后者致色离子主要为 碧玺的多色性变化与体色一致，色深的碧玺，其多色性强，如广西黑色和内簟暗监色电 气石。颜色浅的碧玺其多色性相对较弱，如云南粉红色及 西瓜 碧玺．广西翠绿色碧玺的多 色性介于深色与浅色碧玺之问．多色性无论是强或弱，垂直 轴方向 (Ⅳa)的颜色最深。平 行 c轴方向 (^ )的颜色较浅，吸收性弱，如内蒙暗蓝色碧玺 No为深蓝色甚至看起来呈不透 明；Ne为极浅的淡蓝色。 互2 透明度 碧玺的透明度与颤色、内部包体、裂晾等有密切关系．广西黑色碧玺颜色较深、翠绿色 碧玺内部裂隙发育及气液两相包体密集，致使碧玺晶体呈半透明和微透明。内蒙深蓝色碧玺 由于颜色较深其晶体的透明性也稍差，为半透明状。云南碧玺呈粉红色、黄绿色，颜色较浅 ． 且裂隙少，其晶体透明性好，为透明至半透明。 z3 折射牢与双折射率 颤色较浅云南碧玺晶体的折射率、双折射率值最低 (表 1)：广西黑色碧玺及内蒙深蓝色 维普资讯 http://www.cqvip.com 第 l6卷 第3期 张 良钜：碧玺的宝石学特征 碧玺晶体折射率 双折射率值最高，广西 翠绿色碧玺晶体的折射率、双折射率值介 于上述两者之间。碧玺的双折射率值与颜 色的关系密切即颜色浅的碧玺晶体其双折 射率值低；颜色越深的其双折射率值也越 大，且其晶体的多色性越强烈，如广西黑 色碧玺其双折射值达 0．024，内蒙深蓝色碧 玺双折射率值为 O．023，它们相应的多色性 非常强，No的方向的颜色吸收性深几乎成 为不透 明矿物． 4 碧玺的密度 内蒙碧玺晶体密度最大为 3．11～3．14 (表 1)；广西钟山碧玺晶体密度最小为3．00 ～ 3。04g／cm3；云南碧玺晶体的密度属中 等为 3．02～3．06 g／cm ．因此碧玺晶体的 Table l Refraction inde~and density of diffexcnt Iocalities and coloufs tourmalines 密度 ①采用英国‘Dialdex 型外度盘折射仪测定．1995 @采用静水称重法测定．1995． 密度大小与颜色无直接关系，主要与碧玺晶体中微量元素种类及古量有关。 3 碧玺的化学成分 为系统探讨不同产地碧玺晶体的物理性质与成分关系，特别是微量元素种类与颜色、双 折射率及密度之间的关系，对不同产地的碧玺晶体有针对性地进行了电子探针成分 (表 2)．内蒙深蓝色碧玺的颜色是由TFeO (全铁)所致，TFeO含量达4．35％；广西黑色碧玺的 颜色是由 TF~O 及 TiO2所致 (TFeO 1．51％ TiO20．540)，广西翠绿色碧玺的颜色是由 Cr20，、V205引起的，它们的含量分别为 O．05％、0．09％；云南粉红色碧玺 黄色碧玺的颜色 显然是 由 MnO所致。 表2 碧玺晶体电子探针分析结果 Table2 Electronmicroprobeanalysis resuRs oftourmallncs ％ 分析者：桂林地质矿产研究晓 郏巧荣．1994． 维普资讯 http://www.cqvip.com 桂 林 工 学 院 学 报 996妊 根据 MgO含量，广西翠绿色及 黑色碧玺应划归为镁电气石种，因 为 它 们 的 含 量 高 达 10．64％ ， 9．31％ ．云南粉红色碧玺应属于锂电 气石种．因成分 中 MnO含量最高 (锂含量 电子探针不能做)，红色、 粉红 色碧玺 主要 由锰或锂致 色。 内 蒙 深 蓝 色 碧 玺 应 属 于 锂 电 气 石 种 ， 但 TFeO，Na，O 含量较 高，分别达4．35％、2．97％。 4 碧玺红外光谱特征分析 从 图 1可知； 不 同产地碧玺 的 红外光谱 的峰型基本相同．其差别 (图 1，表 4)主要是： (1)vOH 的振动吸收区：云南 粉红色碧玺有两个中等强度吸收带 分别为 3 586和 3 469 cm- ：广西黑 色和翠绿色碧玺只有一个中等强度 吸收带前者为 3 560 cm-‘，后者为3 514 cn1_ ；内蒙深蓝色碧玺有 3个中 等强度吸收带，它们分别在 3 597， 3 562，3 495 cm 处。 (2)vsSiOSi振动吸收区(700～ 790 c111-‘)内，粉红色碧玺、翠绿色 碧玺有 2个强吸收带；黑色碧玺及深 蓝色碧玺除2个强吸收带外，还有一 个弱带，分别为762，758 cm- 。 圈 1 l6 J2 波擞 ／100∞ Fig．1 IR spectraoftourmalines l一云南(糟红色)：2--内蒙 (暗蓝色) 3一广西 (黑色)；4一广西 (翠绿色) (3)内蒙深蓝色碧玺与其它3个 碧玺不同之处，在850cra- 出现一个中等强度吸收带(图 1，表3)。 (4)综合上述特征及差异性，根据已知资料 ．认为云南粉红色碧玺属于锂电气石．广 西黑色和翠绿色碧玺归属于镁电气石，内蒙深蓝色碧玺应划归为锂电气石。与根据成分含量 划分相一致- 5 碧玺的成分特征与物理性质关系 根据前述，不同产地碧玺的物理性质差异主要是与成分中色素离子种类及含量有着密切 关系。表 4表明由铁或钛致色的碧玺品体其颜色较深为黑色至深蓝色，相应多色性强，双折 射率值大，且密度相对最大，但晶体的透明度差。主要由铬或钒致色的碧玺晶体为绿色、翠 绿色、多色性强，密度、双折射率值中等。主要由锰或锂致色的碧玺晶体以红色色调为主， 维普资讯 http://www.cqvip.com 第 卷 第3期 张良钷：碧玺的宝石学特征 295 仪器：PE_J72仉打 虹 分辨率：4 cm- ．扫描范围：4oo-a0oo Cm-’，铡试者：桂林地质矿产研究院谷湘 1994． 衰4 不同颤色碧望的物理性质．双折射率与成分关系 Table4 The connection ofphysI龃l properties and double reEraction index ofdifferent colours tourmalines with their composition 其浓度视含量多少而变化，含量高则颜色较浓，否则颜色较淡，相应其多色性双折射率值、 密度随之而发生变化，如云南粉红色、西瓜碧玺等由于 MnO含量较低 (<0．4％)，故颜色 淡．多色性不强，其密度、双折射率值也较低，但晶体的透明度好． 6 不同产地碧玺晶体的质量评价 对彩色宝石的质量评价包括颜色、透明度 (水头)、净度、重量4个因索．其中颜色、透 明度是彩色宝石质量评价最重要的两个因素．对碧玺来说，好的颜色依次是桃红色．粉红 色、翠绿色，黄绿色等颜色．因此，云南粉红色，桃红色碧玺相对质量最好，其次是广西翠 绿色碧玺，而黄色、深蓝色质量较差，最差的是广西黑色碧玺。透明度对彩色宝石质量评价 尤为重要．碧玺晶体水头 (透明度)越足．质量越好，商业价值越高．云南粉红色、桃红色 碧玺晶体透明性好，非常有灵气．显得有生气，而广西翠绿色碧玺则透明度就不如云南粉红 维普资讯 http://www.cqvip.com 桂 林 工 学 院 学 报 1996犯 色碧玺晶体。在颜色、透明度相同或相似的条件下，还必须考虑碧玺晶体的净度。净度除影 响宝石的颜色和透明度外，还严重影响宝石的切割、加工、出品率及成品宝石的重量。云南 粉红色和内蒙深蓝色的碧玺晶体内部主要为平行c轴的管状包体，也有与晶体 c轴近于垂直的 少量扁平状园盘状裂隙，其净度相对较好。广西翠绿色碧玺晶体除平行c轴的管状包体外，还 有发育横向裂蹿及其它方向的网状裂隙，雨点状液相包体，因此净度较差，这种碧玺加工时 容易破碎，出品率只有5％～7％左右．出品的大小约2--4mm见方．很难加工出大的成品颗 粒。综合考虑上述产地不同颜色、不同透明度、不同净度的碧玺晶体．认为云南粉红色碧玺 晶体质量耜对最佳．其蒎是广西翠绿色的碧玺品体和内蒙深蓝色碧玺。质量最差是广西黑色 碧玺，但这种晶体裂纹少，出品率高．由于现时流行深色男性首饰，用这种黑色碧玺晶体加 工成挂件、耳坠、戒面正受到越来越多人的欢迎。 7 结 论 (1)内蒙深蓝色碧玺的颜色是由 TFeO所致；广西翠绿色碧玺的颜色是由 Cr203、V203 共同所致：云南粉红色碧玺、西瓜碧玺的颜色是由MnO所致。从云南一广西一内蒙碧玺的颜 色由红、粉红、黄绿一翠绿、绿一蓝色方向变化。 (2)产于伟晶岩晶洞中的碧玺晶体其颜色较丰富，且色带、端色较常见．而产于花岗伟 晶岩或围岩 (沉积岩或变质岩)中的碧玺晶体其颜色相对较单一，色带、端色也不常见，其 原因可能与成矿溶液中致色离子种类及含量有关。 (3)碧玺晶体的净度与碳酸盐成分有直接或间接的关系。如围岩或成矿溶液中有碳酸盐 成分参与，则品出的碧玺晶体其净度相对较好，如云南福贡碧玺矿；反之晶出的碧玺晶体挣 度相对较差，如内蒙。 (4)碧玺的颜色、密度、双折射率、透明度与碧玺中的色素离子种类及含量关系密切。 (5)根据成分及红外光谱特征：广西黑色、翠绿色碧玺属于镁电气石；云南粉红色、 西 瓜 碧玺划归为锂电气石；内蒙深蓝色，暗蓝色碧玺则为锂电气石。 (6)据有色透明宝石质量评价的4要素 (颜色，透明度 、净度、重量)，认为云南红、粉 红色碧玺质量最佳，其蒎为广西翠绿色、内蒙深蓝色碧玺，质量最差者为广西黑色碧玺。 参 考 文 献 l 李负雌 内蒙古碧玺色彩丰富．珠宝科技，1995(4)：P24 2 张学凯．云南优质碧玺产出及其特征．珠宝科技．1993(1)：P60--61 3 王溃．潘兆橹．翁蛉宝．系统矿物学 (中)、北京：地质出版社．1984．159--163 4 闻辖．矿物红外光谱学．重庆：重庆大学出版社，1988、P80 图版说明 (圉版见封兰) 田版I 不同产地憾 玺 A一内蒙古暗蓝色碧玺；B和 c—云南粉红色及黄绿色碧玺；D—广西黑色碧玺 维普资讯 http://www.cqvip.com ' l 第 16卷 第3期 张良钜：碧玺的宝石学特征 297 GEM M oLoGICAL CHARACTERISTICS oF ToURM ALINES Zhang Lhn舀u (Department ofResource Ingineering Guilin Institute of Technology) Abstract According to composition and IR spectra characteristics of the different localities tourmalines，the tourm alines in Guangxi，Yunnan and Neimeng belong to dravite ， elbaite and schorl，res pectively．n 1e colour,transparence． double refra ction index and density of the tourmalines are related with spe cies and content of the trace elements in the co mposition of tourmalines．n1e colourofthejade-greentourmalinesis related withthe contentsofCr20，and v205；The colour of the pink tourmalines results from the existence of MnO；The colour ofthe dee blue tourm alines is caused by the existence of TFeO；The colour of the black tourmalines is related with the contents ofTFcO and TiO，． Key words ． tourmalines ； gemstone； mineral characteristics； quality evalution； Neimeng； Guangxi；Yunnan ⋯ ⋯ ㈣ ⋯ 一 ⋯ ：一 ～ 啡 一 。⋯ 列 ⋯ ：： 一 ‘ 一 c} - l ㈣ 嘲 ～ = j H i 资源工程系专业介绍 H _' 地勘专业 是我院的主干学科专业．也是广西区教委的重点学科 设有找矿勘探硕士点、现有救授7人， 其中副教授 】2人．博士3人．该专业培iJll学生系统掌握基础地质和矿产地质理论和应用地质．物探．遥感．数 学地质等理论与技术对隐伏矿床进行综合预侧、使之成为地质矿产勘查的高级技术人才．主要专业课程有普通 地质 学．结品学 矿物学，岩石学，古生物地史学 ．构造地质学．矿床学、勘探地质学、计算机应用技术．现 代企业管理等．毕业后主要适_直在地质矿勘查及矿山地质的生产，．科研及管理等企事业单位工作。现已 毕业本科生 1500多人．主要分配在地学科类科研院所和专业地质队．为了适应科技发展的需要，在地质教学中 已引进计算机技术和电化教学，使学生适应面更加广泛． 珠宝专业 1989年成立，是全国最早招收的太学本科专业．每年招收太学本科和专科各一个班．招收博士 生，硕士生若干名，现 已毕业的博士 2人，礤士8人．本科 91人，专科 儿5人．毕业太部分供职在海关、银 行．珠宝公司或贸易．科研．院校等单位．该专业经过多年的建设、教学条件和实验教学有丰兀当的基础．有回 内外研制生产的测试仪器．设备及英国购进的成套宝石教学标本和样品，1995年 10月经英国皇家宝石 会考 查和认证，正式授权我皖作为F0A证书考试 的培训教育中心．首期培训班已经开始{钎生，报名踊跃．该专业 设有宝石鉴定宴验室、首饰工艺实验室．宝石工艺实验室．珠宝测试中心专门从事珠宝，在国内享有一定 柏声誉．藏中心成员在我 院 《学报》 《中国宝石 《珠宝科技》等刊物发表学术论文60多捕 井先后出版了 《宝玉石矿床 (那燕华，1991)、《宝石鉴定法》(邓燕华，1995)、《有机宝石与投资指南》(周佩玲，1995)等 学术专著．该专业 的课程设置面向珠宝市场．开拓珠宝教育．将该专业学生培养成 通才型 要球他们既要 掌握 宝石鉴定．宝石加工及首饰工艺．迁要荫贸易．经营，甚关及管理．专业课程由专业 础课 (主要为宝石地质 学．结品学 矿物学．品体光学、岩石学等)；专业主干课 (宝石学．宝石工艺等、首饰工艺学．服饰或首饰设 计学．宝石合成与优化等)及经营管理与公关课 (商业会计．商业口语．计算机应用．宝石市场学．美术 设计与美掣等)3部分组成 每年安排一次实习．即地质基础实习；珠宝市场调查 宝石鉴定瑟工艺实 习．毕 业实习．使学生能做到理论联系实际． ： 无机非金属材料专业 1994年组建．每年捐生30人．率专业培养学生系统掌握非金属矿物材料学、的基 础理论、测试技术 ．研究及非盘属矿 物材料黼品的研制、设计．开发工作的高级技术人才．主要专业课有 无机化学．分析化学．物理化学．矿物学，岩石学、应用矿蛔学、矿物材料学．矿物材料工艺学、计算机应用 技术等．毕业适宜在工厂．科研．设计等企事业单位从事非盘届矿物材料与制品的研制，设计与开发普技术工 作．现有副教授 3人 博士 】人．砸士 2人和较好的实验设备条件，非金属材料研究所成立 2年来完成有色金 届总公司和广西区基盘项目以及横向课题 l0条项，总经费 30万元， 白 《非金属矿物材料学》教材 (内部)． 我院已将其列为主干学科，现正采琅措施加快诙专业建设和发展． (崔天}顺) ‘ h n ⋯ 一 【= {j }：=：j 【#：．=" =【 ： =j． 【= =j～ 【= ：{ 【=一 j= ]=j：：二=【] 【 jl 【： j 一 =【： ：j= 【#：．⋯ ： ；：．：j#⋯ z【#：．=J- 【= z 维普资讯 http://www.cqvip.com