宝玉石的物理性质

常见宝⽯名称及物化性质本⽂主要介绍了常见宝⽟⽯的主要化学成分及其物理化学性质,机械性质等,为宝⽟⽯欣赏和鉴别提供⼀些⼊门级的专业知识和信息。

1：电⽓⽯化学成分：环状硅酸盐矿物，成分很复杂，化学式如下：(Na, Ca)(Mg, Fe2+, Fe3+, Li, Al)3Al6[Si6O18](BO3)3(OH, F)4晶系和形态：三⽅晶系(⼀轴负晶)。

柱状，柱⾯发育纵纹，柱的横截⾯为弧线三⾓形。

．⽐重和硬度：⽐重3.06~3.26；硬度7~7.5．解理、断⼝和韧性：⽆解理；贝壳状断⼝；韧性较好，但绿⾊者经热处理后会脆些。

．颜⾊：⼏乎可以出现各种颜⾊，甚⾄⼀个晶体上有两种或多种颜⾊。

．透明度和光泽：透明-不透明；玻璃光泽。

．多⾊性：强。

红和粉红⾊者：红和黄红；绿：蓝绿和黄绿到深棕绿；蓝：浅蓝和深蓝；黄绿：蓝绿和黄绿到棕绿．折射率：1.624~1.644；⿊⾊者可⾼达1.727~1.657。

．双折射率和⾊散：双折射率：0.020；⾊散：0.017．奇异现象：猫眼和变⾊；变⾊为棕红和黄绿。

．紫外荧光：粉红⾊者有弱紫⾊荧光，其它⽆或者很难看出来。

．吸收光谱：蓝和绿⾊者：由红区到640nm⼏乎全部吸收，只在498nm有⼀强⽽窄的蓝绿⾊谱带；红和粉红者：有⼀宽绿带，并在458和451nm处有蓝线。

．包裹体：红⾊、绿⾊者常含不规则的线状⽓液包体，或单独出现或交织成松散的⽹状，尤其是绿⾊碧玺，可包含稠密的平⾏直条状纤维体或空细管，可显猫眼效应。

．稳定性：遇强热熔化，温度骤变会破裂。

不受酸碱侵蚀。

．特殊性质：压电性和焦(热)电性，摩擦可带电。

2：孔雀⽯孔雀⽯是含铜的碳酸盐矿物（碱式碳酸铜），化学成分为Cu2(OH)2CO3，CuO 71.9%，CO2 19.9%， H2O 8.15%。

属单斜晶系。

晶体形态常呈柱状或针状，⼗分稀少，通常呈隐晶钟乳状、块状、⽪壳状、结核状和纤维状集合体。

具同⼼层状、纤维放射状结构。

有绿、孔雀绿、暗绿⾊等。

宝石玉石知识系列之宝玉石的物质组成和性质一、宝玉石由元素组成元素（Element）为万物的基础，亦为组成宝玉石的基本物质。

人类已知地壳里的元素有92种，其中含量较多的有氧、硅、铝、铁、钙、钾、镁、氢、钛、碳、氯、磷等。

它们也是组成天然宝玉石的主要或重要元素，其他则含量较少。

地壳是同一种元素组成、绝对纯净的宝玉石极少，一般的宝玉石总是以一种、两种或多种元素为主要或主导成分，并常常伴生有种种其它元素。

因此，在任何独立的宝玉石中，不同元素之间的相互结合千差万别，其存在形式（Existence form）甚为复杂。

据研究，现知元素在宝玉石中的存在形式主要有三：（1）独立矿物（2）类质同像（3）胶体吸附形式地壳里各种宝玉石矿物的存在形式是很复杂的。

调查研究表明，许多矿物常以“单晶体”（独立的单个晶体）的形式存在着。

但大量或占优势的矿物却又以“多晶集合”的形式出现，构成“矿物集合体”。

那种由同一种矿物所构成的集合体称为“单矿物集合体”，而由两种或两种以上的矿物所构成者则称为“多矿物集合体”。

（1）单晶体型宝玉石材料单晶体（Monocrystal）型宝玉石材料由一个独立的天然矿物晶体所构成，如金刚石、红宝石、蓝宝石、水晶、金绿宝石、锆石、橄榄石、石榴石、黄玉、海蓝宝石、祖母绿、碧玺等。

（2）集合体型宝玉石材料集合体（Aggregate）型宝玉石材料又称“多晶体型宝玉石材料”，由很多个、但通常是由无数个各自独立的矿物晶体所构成。

那种由同一种矿物晶体（粒）所构成者称为“单矿物集合体型宝石材料”，如翡翠、软玉、青金石等；由两种及其以上的矿物晶体（粒）所构成者称为“多矿物集合体型宝玉石材料”，如南阳玉、梅花玉、各种花岗石等。

二、宝玉石的成分类型1、单质型宝玉石2、化合物型宝玉石3、混合物型宝玉石性质（Property）指宝玉石的本质属性，通俗地说，指各种天然宝玉石所具有的物性。

它主要由宝玉石的物质成分和内部结构所决定及支配，一般将其分为物理性质（光学、力学、磁学、电学、热学、声学性质等）和化学性质两大类。

宝石：狭义：指自然界中具有色彩瑰丽、晶莹剔透、坚硬耐久，并且稀少及可琢磨、雕刻成首饰和工艺品的矿物或岩石，部分为有机材料。

广义：泛指一切经过琢磨、雕刻后可以成为首饰或工艺品的材料。

合成宝石：全部或部分由人工生产的无机岩矿材料，其物理性质化学成分原子结构，本质上与相对应的天然宝石相同。

赝品：天然宝石的仿制品，这种仿制品只在外观上仿制天然宝石，而在化学成分、物理性质以及晶体结构方面却是完全不同的。

等轴晶系：马来玉：折射率：摩氏硬度：用10种矿物来衡量世界上最硬的和最软的物体，这是所谓的摩氏硬度计。

按照他们的软硬程度分为十级韧性：宝玉石在外力作用下抵抗碎裂的性质为韧性，反之，在外力作用下易于碎裂的性质为脆性。

净度：净度是指宝石内部和表面的含瑕程度，这些瑕疵的存在可减少透过宝石的光，影响宝石的美观。

变色效应：金绿宝石有一个绿色变种，它在日光下照射时呈绿色，而在白炽灯光照射下呈紫红色,这种现象称为变色效应。

其原因是这种金绿宝石有两个透光区，一个是绿色波段，一个是红色波段，由于日光成分中绿光偏多，所以在日光照射下绿色加浓，宝石就呈现绿色，而白炽灯光中红色成分多，所以在白炽灯照射下红色加浓，宝石现红色。

变彩效应：欧泊是在同一宝石戒面上可以同时显示出多种光谱色的罕见宝石。

在同一块彩片上的球粒，大小相等，当自然光照到规则排列的层状球粒上时，球层对自然光发生衍射作用，使之变成波长相同的单色光。

球粒的大小决定着衍射光束的波长，球粒大时，衍射光的波长就长。

因此，由小球组成的彩片呈现紫色变彩，而由大球粒组成的彩片呈现红色变彩。

另外，当光线以不同的角度投射到衍射层上时，衍射颜色也会变化，这些现象就是通常所说的变彩效应。

猫眼效应：一些透明或半透明宝石，在其抛光的弧面上，会呈现出一条丝绢状亮带，且此亮带随着入射光角度的改变(如转动宝石)而可以平行移动，宛若正午之猫眼的瞳仁，故谓猫眼(chatoyancy)效应。

星光效应：一些弧面型宝石，在光线的照射下，其表面呈现出相互交会的四射、六射、十二射甚至二十四射星状亮带，酷似夜空中的星光，故谓星光(asterism)效应。

宝石的物理性质一、光泽1.光泽的定义和影响因素（1）定义是指宝石表面和表层对光的反射能力，取决于宝石的折射率大小、表面的抛光程度和表层结构。

（2）折射率因素对结构均匀的表面，折射率越大反射能力越强，光泽越亮。

在抛光良好的前提下，以折射率的大小把光泽分成四级，如表1所列：表1 宝石光泽的等级划分折射率光泽宝石矿物折射率>3 金属光泽铂、金、银、铜折射率2.6—3 半金属光泽乌刚石（针铁矿）、闪锌矿折射率1.9--2.6 金刚光泽金刚石、锆石（亚金刚光泽）折射率1.3--1.9 玻璃光泽绝大多数宝石属于此类光泽（3）表层结构因素如果宝石的表层具有不均匀的结构，如起伏不平、密集的平行包体、薄层状等，都会对光泽产生影响，形成特殊的反光现象，如油脂光泽、珍珠光泽、丝绢光泽等，这些现象也称为变异光泽。

2.光泽的类型（1）金属光泽由铂、金、银、铜等金属以及黄铁矿等金属矿物的抛光表面所显示的非常强而明亮的光泽。

（2）半金属光泽呈弱的金属状的光泽。

有些宝石品种，如辰砂、乌刚石和黑色闪锌矿具有半金属光泽。

（3）金刚光泽光在宝石表面反射出较强的光亮，如钻石所显示的明亮光泽。

（4）亚金刚光泽锆石和翠榴石等高折射率宝石所显示的明亮光泽。

（5）玻璃光泽大多数宝石的表面反射出的光泽都在此范围内。

根据折射率的大小和宝石抛光面上反射光的明亮程度，划分为强玻璃光泽和玻璃光泽。

例如石榴子石族、刚玉族和金绿宝石等为强玻璃光泽；祖母绿、碧玺、水晶和橄榄石等折射率较低的宝石为玻璃光泽。

（6）油脂光泽在一些颜色较浅，具玻璃或金刚光泽的宝石的不平坦表面上所见到的类似油脂表面的反光。

如钻石的原石表面具油脂状的光泽。

（7）蜡状光泽在一些半透明或不透明、低硬度的隐晶质或非晶质块状集合体表面所呈现的一种类似于石蜡表面的反光，如块状叶蜡石、绿松石。

（8）珍珠光泽珍珠具有的平行薄层结构导致从表面和近表面的晶质层反射光发生干涉作用，造成辉光，称为珍珠光泽。

常見玉石的物理特徵
玉，屬晶體集合體類寶石，其特徵一般可以從色澤、硬度、透明度幾個方面來考察。

和闐玉：色澤以白為主，許多因含不同的金屬元素而呈黃、綠、青、黑等色。

硬度為摩氏６〃０－６〃５。

玉質柔嫩、細膩、溫潤，眾多不透明，少數半透明，多呈油脂或臘狀光澤
岫岩玉：顏色以綠為主，含雜質呈白、黃、紅等色。

硬度較低，介於摩氏２〃５－５〃５之間，結構緊密。

多為半透明至不透明，少數透明，一般呈玻璃或油脂光澤。

南陽玉：南陽玉因含有多種蝕變礦物，因此有多種顏色，以黃、白、雜色居多，另有紫、藍、黃等色。

硬度為６－６〃５，多數不透明或半透明，呈玻璃光澤，因其光澤好而被譽為“南陽翡翠”。

藍田玉：顏色呈黃中帶綠，顏色分佈不均，常呈雲霧狀或斑點狀。

硬度約為摩氏４。

多數不透明，略呈玻璃光澤或油脂光澤(钻石)。

翡翠：常見的綠色為主，還有白、褐、紅等色。

硬度高達摩氏６〃７５－７，質地細膩堅韌，多數不透明，極少數半透明或透明，呈奪目的玻璃光澤。

瑪瑙：是一種以隱晶質石英（玉髓）為主的，具有明顯紋帶花紋的礦物。

純者呈白色。

因含其他雜質而呈灰、綠、褐、藍等色。

色多且雜，一般呈現紋帶狀分佈，硬度很高，達摩氏６〃５－７，多為不透明或半透明，呈玻璃光澤。

水晶（gamfook）：純者無色，含雜質呈白、綠、黃、藍、紫等色，硬度摩氏為７，透明呈玻璃光澤。

瑩石：純者無色，含雜質呈白、綠、黃、紫等色，硬度摩氏為４，透明呈玻璃狀。

綠松石：多呈綠色和藍色，硬度為摩氏６，不透明，呈油脂狀至蠟狀光澤。

第二节宝玉石的一般特性一、宝玉石的成分宝玉石由各种元素组成，可以分为两种情况：（一）由同一种元素组成，如金刚石，为单质型；（二）有两种或更多的元素组成，如红宝石，为化合物型。

各种元素有规律的集合在一起就形成了矿物，由此可将宝玉石分为两个类型：（一）单晶体型，是一个独立的矿物晶体，如金刚石，这个类型极其稀少；（二）集合体型，有多个独立的矿物晶体或晶粒组成，有两种形式：1、单矿物集合型，由同一种矿物组成，如孔雀石；2、多矿物集合型，由两种或更多种矿物晶体组成，如独玉。

二、宝玉石的形态（一）矿物单个晶体所构成的宝玉石外形，称为晶形，其形状由一定的化学成分和内部结构决定，由于受外部环境的影响，晶体形态常常存在条纹、蚀象等；（二）集合体型宝玉石可以连生，呈现双晶、晶簇形态。

（三）非晶质矿物，没有晶形、连晶之说，笼统的称为集合体，对玉雕有重要意义的形态是块状。

■致密块状，由致密细腻均匀的非晶质矿物微晶组成，韧性好，光结度高，如软玉、独玉等；■其它形状，如角砾状、毛发状等，有一部分不需加工可以直接作为天然艺术品。

三、宝玉石中的包裹体（一）包裹体的种类■固态包裹体，如红宝石中有类晶石或金红石包裹体；■液态包裹体，以热水溶液为主，也伴生气态物质，如水胆水晶、水胆玛瑙等；■气态包裹体，伴有液态和少量固态物质，不易被察觉，如绿宝石。

（二）包裹体的作用■可降低或增加宝玉石的价值；■可利用其识别宝玉石的真伪。

四、宝玉石的性质★颜色，即色彩，是宝玉石最为重要的工艺美术特征，它决定着宝石质量的好坏和价格的高低。

有两种情况：■同一类宝石有着不同的颜色，如水晶；■同一类宝石呈现不同的颜色，这是指宝石在不同光源照射下产生的颜色改变现象，或称为变色，如变石。

■常见的特殊色彩⊙巧色，又称为俏色，指在同一块玉石上具有的呈多种颜色的天然色斑，在雕琢中巧加安排可以大大增加其价值。

⊙变彩，指宝玉石晶体表面或内部对入射光产生衍射而呈现出来的多色变换闪光。

第4章 宝石的物理性质宝玉石的物理性质是由其化学成分和晶体结构所决定的，因此不同的宝玉石种，物理性质各不相同。

宝玉石的物理性质不仅可以用来鉴定宝石，在宝石的琢磨、加工中，也必须考虑宝玉石的物理性质对加工工艺过程的影响，同时，宝玉石的美丽外观和耐久性，从本质上来说取决于宝玉石的物理性质。

4.1宝石的力学性质4.1.1解理、裂开和断口晶体在外力的作用下沿特定的结晶方向破裂成光滑平面的性质称为解理，破裂面称为解理面。

解理总是在原子或离子连接薄弱的面网之间产生，因此解理面总是平行于晶体结构中面网密度较大的面网，阴阳离子电性中和的面网，同号离子相邻的面网以及最强化学键的方向。

解理是晶体的固有性质，可以根据解理鉴定宝石矿物。

在宝石加工中，质量较次的部分可以利用解理除去。

但是总的说来，解理对于宝石和宝石加工不利的方面可能多于有利的方面。

例如，平行解理面的方向抛光宝石实际上是不可能的，再加上易产生解理的宝石在研磨抛光时有可能裂成两片或更多碎片，使这种宝石的加工成为困难，黄玉具有完全的底面解理，宝石工匠在加工黄玉时，必须保证没有小面平行于解理面，而是使小面与解理面之间至少有5°的夹角。

否则，细磨和抛光均可导致小面粗糙不平。

如果在晶体结构中的某些面网之间存在着由细小包裹体构成的夹层，或者存在着聚片双晶，当晶体受力之后，会沿着这些方向破裂成光滑平面，称为裂理面。

裂理不是晶体的固有性质，而是与生长环境有关。

因此，同一种宝石，有的产生裂理，有的则不产生。

断口则是矿物或岩石受力后产生的不规则破裂面，如蛋白石的贝壳状断口，软玉的锯齿状断口等。

4.1.2硬度宝玉石硬度的大小体现了宝玉石抵抗外来机械作用力——刻划、压入、研磨的能力。

宝玉石的硬度是其内部结构牢固性的一种表现，这种牢固性主要取决于化学键的类型和强度。

4.1.2.1莫氏硬度计德国矿物学家莫斯选择了10种硬度不同的常见矿物，按照彼此抗刻划能力的大小顺序排列，构成莫氏硬度计。

宝玉石的力学性能—硬度珠宝鉴赏硬度—指宝玉石抵抗其他物质刻磨的能力。

硬度分绝对硬度和相对硬度。

绝对硬度由显微硬度计来测定，限于条件、珠宝界一般不采用绝对硬度，而采用相对硬度。

所谓相对硬度，就是把10种矿物最硬的金刚石到最软的滑石相对地分为十个级别，也就是相互刻划比较出来的相对的硬度。

这种方法是1824年由欧洲的矿物学家摩氐（MohS）提出，并为世界公认和采用，所以相对硬度也称为摩氐硬度。

这10级硬度分别由10种常见矿物来标定，从最软的第一级到最硬的第十级的标准矿物（即矿物硬度计）是滑石、石骨、方解石、萤石、磷灰石、正长石、石英、黄玉、刚玉、金刚石。

为便于记忆，可编成一个口诀，即：滑石方萤磷、长石黄，刚金。

只要记住这10个字及其顺序，就能将矿物硬度计的10种矿物及其相对硬度记住了。

以上10种标准硬度的矿物，它们之间的显微硬度（即绝对硬度）以第一级滑石为1，第二级至第十级分别比第一级的硬度所大的倍数是：24、48、200、393、684、1090、1689、2401、10000。

必须记住的常见宝石及一些常用硬度物的硬度是：除了以上10种标矿物外，还有碳化硅9.5金绿宝石8.5、尖晶石8、祖地信网母绿、海蓝宝石7.5-8、石榴石、电气石7-7.5、水晶、玛瑙6.5-7、翡翠、橄榄石6.5-7、软玉6、钢锉6-7、青金石、绿柱石、玻璃、小刀5-6、珍珠、珊瑚3.5铜针3、指甲2.5、琥珀2-2.5。

建议常带上方解石（3）、萤石（4）、磷灰石（5）、长石（6）、石英（7）、黄玉（8）刚玉（9）、以及小刀（5-6）、铜针（3）并记住脂甲（2.5），则能较方便地雕虫小技出被测样品的相对硬度了。

Grace2009-12-25 14:48 当宝玉石受过放射性处理或含有放射性元素时，都具有放射性。

绝大多数宝玉石都不含放射性元素或含量极少，同时宝玉石的体积一般都小，都在安全范围之内，对人体健康毫无影响。

对放射性的检验测仪器有盖克计数器，闪烁计数器，照片感光法等，计量单位是贝克（Bq），国家安全标准是低于70贝克。