浅析宝石内含物的分类及鉴定意义

2019-09-10 21:55张玥白璇王艳艳周婉秋甄茗铄
大众科学·上旬 2019年8期
关键词:宝石分类

张玥 白璇 王艳艳 周婉秋 甄茗铄

摘 要:宝石中含有多种类型的内含物,这些内含物常具不同的成因,也表现出不同的特征,根据这些内含物的特征可以鉴定特定的宝石,一些特殊的内含物还可以使宝石表现出与众不同的观赏效应。本文通过初步介绍内含物的分类,进而简要介绍内含物对宝玉石的鉴定方法。

关键词:宝石;内含物;分类;鉴定意义

1.引言

天然宝石是在复杂的地质环境中形成的,外来杂质的混入、成矿溶液的浓度及温度压力的变化都会宝石的生长产生影响,同时也会在宝石的内部留下一定的痕迹,这就是我们常说的内含物,一些合成宝石也可以存在内含物。研究宝石的内含物极为重要,可以帮助我们鉴定宝石品种、区分天然和合成宝石、判别宝石的优化处理、评价宝石的品质和了解宝石的成因甚至产地。同时一些宝石由于特有内含物而极具鉴赏意义,价值较高。

2.内含物的概念

内含物的概念来源于矿物学,在宝石学中给予丁沿用和擴展。宝石内含物的概念有狭义和广义之分。狭义内含物的概念是指宝石矿物生长过程中被包裹在晶格缺陷中的原始成矿熔浆,其至今仍存在于宝石矿物中,并与主体矿物有相的界线。广义内含物的概念是指影响宝石矿物整体均一性的所有特征。即除狭义内含物外,还包括宝石的结构特征和物理特性的差异,如带状结构、色带、双晶、断口和解理,以及与内部结构有关的表面特征等。宝石学中多涵盖的是广义内含物概念。

3.宝石中内含物的分类

3.1根据内含物与宝石形成的相对时间分类

依据内含物与宝石形成的相对时间,可将内含物分为原生内含物、同生内含物和次生内含物。

原生内含物是指比宝石形成更早,在宝石形成之前就已结晶或存在的一些物质,在宝石晶体形成过程中被包裹到宝石内部。原生内含物的形成主要与介质环境(如成矿溶液成分和浓度的变化)及晶体的快速生长有关。宝石中的原生内含物都是固态的,它可以与寄主矿物同种,也可以不同。

同生内含物是指在宝石生成的同时所形成的内含物,它们的形成主要与晶体的差异性生长、晶体的不规则生长结构、晶体的生长间断、溶液过饱和度的变化、外来杂质的出现、体系温度或压力的突然变化等因素有关。此类内含物可以是固态的,也可以是含有呈各种组合关系的固体、液体和气体,甚至空洞或裂隙等,还可以是导致分带性的化学组分变化所形成的色带、幻晶等。同生内含物又可分为同生固态内含物、同生流体(气液)内含物、同生的非物质性内含物。

次生内含物是指宝石形成后产生的内含物,它是宝石晶体形成后由于环境的变化,如受应力作用产生裂隙,外来物质沿其渗入及裂隙充填所形成的内含物,甚至可能是由于放射性元素的破坏作用所形成的内含物。另外,宝石的染色处理、充填处理也可视为次生的内含物;扩散处理造成的颜色在刻面宝石的腰棱部位的颜色集中、激光打孔处理和KM处理钻石所留下的痕迹和裂隙也可视为次生内含物。

3.2根据内含物的相态分类

根据内含物的相态特征,可将内含物分为固相内含物、液相内含物、气相内含物。

固相内含物主要指在宝石中呈固相存在的内含物,如红宝石中的金红石、祖母绿中的黄铁矿和方解石等。

液相内含物指单相、两相的流体为主的内含物,最常见的液体为水、溶解盐(石盐水、含碳酸的水),有机液体也偶有出现。例如蓝宝石中的指纹状内含物、萤石和黄玉中的两相不混溶的液态内含物等。

气相内含物指主要由气体组成的内含物,如琥珀中的气泡、祖母绿中的CO,气态内含物、合成红蓝宝石和玻璃中的气泡等。

在实际宝石中,往往可见到两种或两种以上相态内含物共存的现象,从而可将其分为单相、两相、三相或多相内含物。单相内含物指以固相、液相或气相单一相态存在的内含物,其多为单相的固态内含物,在合成宝石中也常见单相的气态内含物(即气泡);两相内含物可以是气一液(如指纹状内含物多为气液两相内含物)、液一液(如黄玉中的两相不混溶的液态内含物)、液一固两相内含物;三相内含物主要指同一内含物内含有气一液一固三相或液一液一气三相内含物,如祖母绿中常见的由石盐一气泡一水构成的三相内含物。

3.3依据内含物成分分类

根据内含物成分特点可将内含物分为有机内含物和无机内含物两大类。

有机内含物是指主要由有机物质组成的内含物,如琥珀中的动植物内含物及萤石中的石油内含物等。

无机内含物是指各种晶体、熔体及气液流体内含物,它们由无机物质组成,绝大部分宝石中的内含物都是无机内含物。

3.4依据内含物存在形式分类

根据内含物的存在形式,可将内含物分为物质型内含物和非物质型内含物两大类。

物质型内含物是指以实际物质形态存在的内含物,如固态、液态和气态内含物等。

非物质型内含物是指由晶体缺陷及后期应力作用形成的内部缺陷所构成的内含物,它们往往不是以实际的物质形式存在,而多呈一种现象出现,如空晶、双晶面、解理纹等。多是由晶体成分的变化、晶体缺陷、放射性蜕变所导致的与主体宝石颜色有明显差异的色带、色团、色晕等组成的内含物,以及由宝石的物理性质引起的特征现象。

4.内含物对宝石的鉴定意义

4.1鉴定天然宝石与合成宝石

某些宝石与其合成品之间的各项物理常数是重叠的,这时宝石中的包裹体就具有重要的意义。通过对宝石内含物的观察,可以帮助区分天然宝石与其合成品。如助熔剂法合成红宝石中的助熔剂残留和六方色带、焰熔法合成红宝石中的弧形生长纹和气泡;合成欧泊的三维柱状色斑;水热法中合成祖母绿中的铂金片、合成祖母绿中由硅铍石和空洞构成的“钉头”状内含物;合成欧泊放大色斑可见蜥蜴皮结构;星彩玻璃中的六方形规则铜片。

合成宝石的内含物大都属于同生内含物,它们可以是固态、气态或液态。但它们往往从形态和组成上与天然宝石明显不同,可作为区分天然与合成宝石的主要或诊断性特征。需要注意的是,对于有种晶的一些合成方法,也可把合成宝石中的种晶视为一种原生内含物。

合成宝石往往不存在次生内含物。但对于优化处理的宝石,可含有一些次生内含物。如,红蓝宝石的热处理,往往会导致内部固态内含物的体积发生变化,使之发生爆裂而在周围产生次生裂,也会使宝石中存在的Fe、Ti 出溶,而形成金红石针;也可使同生的针状金红石内含物熔蚀,形成呈点状排列的金红石。这些也都可以作为宝石热处理的鉴定特征。

4.2具有典型鉴定意义的天然宝石的内含物

不同的宝石形成于不同的地质过程,具有不同的内含物特征,因而对于具有典型内含物或内含物组合的宝石,可据此鉴定宝石品种。

5.结语

宝石的内含物是宝石的重要组成部分,对宝石内含物的研究在宝石学中具有重要意义。本文只是在前人大量研究的基础上,对宝石的分类做了一个简单的总结,同时还提到了一些与内含物有关的宝石鉴定特征,以及几个常见的内含物相关的特殊现象,对于内含物的成因、性质等并未做详细介绍,这还需要后续的持续性学习。

参考文献

[1]蔡建明,李保华. 包裹体在宝石研究中的意义  成都理工学院学报,1995,4(22):26-31.

[2]张蓓莉,系统宝石学,地质出版社,2006.

[3]丘志力 ,宝石中的包裹体,冶金工业出版社,1995.

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