宝石学（基础）

利用这10种矿物硬度，鉴别未知矿物的硬度是十分方便的，这只是相对硬度、摩氏硬度计的硬度级差并不均衡的。

为琢磨宝石了解硬度方便起见，可利用“硬度笔”，“硬度笔”是利用已知矿物的碎片镶在金属笔尖上制成，这种硬度笔的硬度有10、9、8.5、8、7.5、7和6七种。补充金绿宝石H8.5绿柱石，H7.5贵榴石、锆石。 2．维氏硬度（HV）

一种压入硬度，根据矿物表面（晶面、解理面）上所承受的重量来测定硬度，计量单位 为克/毫米2，可换算为公斤/毫米2。

这种测定方法较刻划法精确在应用对比时可合成摩氏硬互换公式H?0.675HV,这种方法常用于矿相学研究，目前宝石学上研究还不普遍。 3．研磨硬度

指物体之间相互摩擦的硬度，主要用于机械工业，如磨床和油石等的硬度。

4．差异硬度

某些晶体由于晶体不同方向的结晶差异性，反应在相同矿物的不同方向的单晶面上硬度不同，宝石矿物在垂直解理面的方向上具有较高的硬度。如：金刚石是已知最硬的天然矿物，其硬度在平行于八面体面的方向上大于立方体面。蓝晶石在（100）晶面上，沿晶体延长方向上，H4.5，垂直延长方向H7.5。

差异硬度对宝石工匠，在琢磨宝石时具有的好处是： 金刚石由于晶形不同而存在差异硬度，正是这一点，使金刚石切割和研磨金刚石成为可能。八面体H＞菱形十二面体H＞立方体H，用最硬方向磨较软的方向。

研究宝石的硬度再于： 1．通过刻面棱可观察宝石H的高低。刻面棱锋利笔直者硬度高，刻面棱圆滑则硬度低。 2． 区分宝石的档次，等级的主要标准之一，珍贵宝石与普通宝石H的界线一般为7（苏联为 6）。 注意：

宝石属于一种无损鉴定，当试图评价宝石的硬度时，有许多变量需要考虑。对宝石矿物所进行的任何H试验，均是一种潜在的破坏性试验，在鉴定过程中，除非什么方法都不行了，才作硬度试验，应格外小心，控制作用。

二、韧性

韧性—宝石抗御锤击、压冲、切割而不易分裂，破碎的性能称之。

金刚石是世界上最硬物质，却硬而不韧，一颗很小的金刚石能刻划钢锤，但经不起钢锤之一击；而软玉一类硬度虽比金刚石低得多，它能经受起钢锤冲击，因软玉具有强韧性。一般中高硬度的宝石矿物结晶体，远不及宝石的韧度高。

具有韧性的集合体宝石，如软玉、硬玉等，都为致密块状体，质地细腻，密实而坚韧。特别适用于雕琢各种新颖别致的玉器工艺品，这也是这类宝石最可贵的特征。

三、解理

1．定义：结晶物质在力的作用下平行一定方向裂开，产生较平滑的面， 沿解理所裂成的面，称为解理面。

组成宝石原石的原子点阵和原子间键力的相对强度，决定了宝石破裂或裂开的方式，在晶体的内部结构中，总是沿着平行于由原子构成的面网方向裂开，原子面网之间联结力量弱的方

向，最容易产生解理。

金刚石的解理是平行于最常见的晶形—八面体的晶面。

黄玉是完全解理，其解理面平行于柱状晶形的底面。 解理通常分成五级：

（1）极完全解理：晶体受力后，极易沿解理面分成薄片，解理面平整光滑。 （2）完全解理：晶体受力后，总是沿解理分裂解理面平整。

（3）中等解理：晶体受力后，常沿解理面分裂，解理面明显，但不很平整。 （4）不完全解理：晶体受力后，沿解理面分裂困难，解理面不平整也不明显。 （5）极不完全解理：晶体受力后，极少沿解理面分裂，肉眼一般看不到解理面。 2．解理在宝石中的应用

（1）解理对宝石鉴定是有帮助的。

（2）解理对于宝石加工中，质量较次的部分能够较容易除去。

（3）平行解理方向不能抛光宝石，一般要错开解理面几度，如黄玉加工使刻面至少与解理方 向有5°倾斜，否则，细磨抛光工序均可导致整个原子构成的平面“隆起”，产生粗糙不 光的抛光面。 3．假解理（裂理）

沿平行于双晶面方向的破裂或裂开。

这种现象在红宝石和蓝宝石以及一些重要的宝石原石中常见。红、蓝宝石矿物常因聚片双晶发育，遂产生（0001）或（1011）裂理，也就是平行于底面裂开。

四、相对密度：（或密度g/cm3）

通常也称比重，缩写为“SG 为无损鉴定”。 相对密度：在4℃温度及标准大气压的条件下，材料的质量与等体积水的质量之间的比率。测定方法有静水称重法和重液法。 1．静水称重法：

利用分析天平（单盘或双盘均可）精确度达到1/千—1/万，首先在空气中称宝石重量（A），然后将宝石放入水中称重（W）。

利用公式：

A

SG =

A-W

如：样品空气中重1.60，水中重1.20代入公式计算出：

1.60 1.60

SG = = =4.00

1.60-1.20 0.40

这种方法：优点能快速准确地测定许多宝石比重，无复杂的计算 缺点：不能精确测定较小的宝石比重。

2．重液法：宝石在比它密度大的液体中上浮，比它密度小的液体中下 沉，相同密度中悬浮。实验中常用的重液为： （1）三溴甲烷（稀释） SG 2.65 （2）三溴甲烷（微黄色液体） SG 2.89 RI1.59 （3）二碘甲烷（稀释） SG3.05 （4）二碘甲烷（黄色液体） SG3.32 RI1.742

这种方法：优点：能精确测定较小宝石SG。

缺点：其中一些重液属于危险品，或价格昂贵，应在通风设备好的实验室中使用。

§3 宝石的加工

宝石是人类和大自然的共同结晶，大自然孕育了宝石，这些宝石原料，经过人类的精心设计、加工、琢磨或雕刻以后，使其艳丽夺目，光彩照人，为众人所喜爱，使其价值倍增。 宝石的美化成型开始于一百万年前旧石器时代，人们最早期的手工劳动作品是不成对称形的装饰品，在石器时代末叶的新石器阶段，其手工制品工艺不断提高并学会抛光。

今天，宝石的加工不仅操作技术由手工业式跃为机械化、自动化、尤以技艺日益纯熟而更加精湛，由于民族和地区的不同，在亚洲、欧洲和非洲等地都创造并发展了富有各自民族特色和艺术风格的宝石工艺。

宝石的加工是一项重要的环节，它是由原石脱颖而成珍品的必然过程，其目的是为增添宝石造型完美和光彩艳丽，从而提高其身价，由于宝石原料有透明宝石，不透明和半透明宝石原料，因而加工款式方面有所不同。

一、弧面型宝石

1．弯曲表面

宝石为随形块，不经过切磨，仅对其外表进行抛光，也称抛光原石。 2．弧面型宝石

这种琢型最简单，是一种早期宝石的加工款式。 （1）形态

弧面型宝石有一弯曲的表面，基本类型为单凸型，双凸型和凸凹型，其形态有：椭圆型、水滴形、杏仁形、方型、鸡心形、橄榄形。 （2）适用范围

弧面型的琢型，易加工、易镶嵌 ，最初用于除钻石外的所有宝石中。在目前，仅适用于下列宝石：

a. 不透明或半透明宝石

如：绿松石、青金石、各种玉石、翡翠、软玉、玛瑙等。 b.具有特殊光学效应的宝石

如：星光（红宝石星光、蓝宝石星光、透辉石星光等）。

猫眼（金绿宝石猫眼、石英猫眼、海蓝宝石猫眼、方柱石猫眼、电气石猫眼等）。 变彩效应的宝石：欧泊、月光石常选用高凸面型。 c.含杂质太多的透明宝石：

如：红宝石、蓝宝石、祖母绿，当它们包裹体太多时，也选择弧面型琢型。 3．加工工艺

首先将宝石琢磨或所需的环形，再用铜或青铜磨盘和金刚石粉或碳化硅粉进行打磨。然后，放在半圆形沟槽的细砂轮上磨出所要求的形状，再进行抛光、抛光一般在抛光布轮机上进行。

通常天然宝石底面不抛光，目的在于增加宝石的重量，减少光的散失。 工艺特点及步骤：

（1）选择原石进行设计，具有光学效应时、多色性时定向。

（2）分割：一般加工成弧面型宝石原石较大，按照需要分割成可用的小片和小块。

（3）标记：整平，上卡：用防水墨笔标出顶面及弧面宝石的大致外型。

（4）斫磨和砂磨：磨出最终所需的形状，如椭圆弧面、水滴、鸡心、圆弧等。 （5）抛光

二、刻面型宝石（小面型）

刻面型琢型是较新的加工工艺，这种加工工艺开始于14世纪，它是由具有对称的几何形态抛光小面聚合而成的。这种琢型用于所有的无色和有色透明宝石。 1．刻面角度的选择

正确的刻面角度，可使大量的光束发生全反射，如刻面角度选择不合理，过大或过小的角度，都会造成漏光现象。

图 正确 太浅 太深

刻面宝石角度的选择，根据不同宝石固有的折射率而定（折射率与宝石临界角有关）。

折射率 冠部角 亭部角 1.40-1.60 40°-50° 43° 1.60-2.00 40° 40° 2.00-2.50 30°-40° 37°-41° 这些角度的选择正确性，已被理论和实践所证实。 2．颜色的利用

对于有色宝石加工目的是使宝石颜色更美丽，通过宝石的顶刻面显示美丽的颜色，加工时需有一个定向。顶刻面的正确定位通常的做法是旋转宝石，出现最理想的颜色时，用防水墨水标出其位置。如颜色具有明显分带时，加工时，颜色分带与顶刻面平行。 3．刻面型的加工工艺

刻面型的加工工艺应严格达到全反射和聚光效应，这样不仅增强宝石的晶莹强度，也能显示4种最宝贵的光学效应。

（1） 体色：每种有色宝石中有一最佳色的饱和度，如红宝石最佳色为鸽血红或带玫瑰色调的 红色。如钻石中越白（即接近零的饱和度）则越好。 （2） 异彩（辉度）：指以任何角度进入宝石冠部的光（有色的和无色的）通过宝石内部，然

后 又经宝石冠部刻面反射出来，而被观测者眼睛所吸收的光量。实为宝石的亮度。 （3） 火彩（色散）：由宝石的平面刻面的棱柱效应所产生，射入宝石的白光经过分解成组合

颜色。如宝石本身不带色或略带色（锆石、钻石），经过正确加工就会看到光谱颜色从中射出，这种效应称火彩。如宝石颜色很深（翠榴石）、火彩可被体色掩盖。宝石的色散值越高，火彩就越强。

绿柱石（0.014）、石英（0.013）、黄玉（0.014）显弱火彩 钻石（0.044）、锆石（0.039）显较强火彩 钛酸锶（0.19）显强火彩。