三、祖母绿
1.祖母绿的物理特性
(1)颜色:祖母绿的翠绿色是微量的铬离子(Cr3+)造成的，也有微量的钒(V)掺入。以铬为主，钒为辅。
(2)吸收光谱:显示铬致色宝石的典型光谱，而且常光和非常光吸收光谱有明显的不同。常光在683 nm、680nm、637nm处有吸收线，625～580nm有一宽吸收带，蓝区477nm有一弱吸收线，紫区约460nm处开始全吸收(图15-2-2)。非常光线683nm处的一对双线较强，相对常光方向而言无637nm吸收线，而在662nm处及646nm处有一些分散的吸收线，蓝区无吸收线。
图15-2-2 祖母绿的典型包裹体
(3)荧光:在紫外光下常发暗红色到粉红色荧光，但可能因为铁的存在而被抑制和掩盖。
(4)折射率和双折射率:不同产地的祖母绿其折射率和双折射率值略不同。
(5)相对密度:不同地区祖母绿其相对密度值也有差异(表15-2-2)。
(6)内含物:祖母绿的内含物包括固态矿物晶体、液态羽状体、气态空洞及三相或两相包裹体。几乎经常可见蝉翼状瑕疵。不同产地具有不同特征组合的内含物。
表15-2-2 不同产地祖母绿的折射率、双折射率和相对密度
2.不同产地祖母绿的内含物特征
祖母绿的许多内含物具有产地特征，与折射率值和相对密度值相结合，可以指示宝石的产出地。
(1)哥伦比亚:具有特征的三相内含物(气相、液相和固相)，方解石、石英和白云石。其中契沃矿含黄铁矿较多，穆佐矿含有特征的黄棕色柱状氟碳钙铈矿。此外，哥伦比亚祖母绿常含有缝合线状内含物，使宝石呈云雾状。
(3)南非:宝石质量较次，常有缺陷，含有绿色或褐色云母片。
(4)津巴布韦桑达瓦纳:祖母绿粒径较小，一般1～3nm，但颜色鲜艳明亮。常含卷曲的透闪石针状体和石榴石、针铁矿等晶体。
(5)印度:具有“逗号”状晶洞含两相(气相和液相)包裹体，以及小粒云母晶体。
(6)巴西:一般不含内含物，有时具有两相或管状内含物。颜色微黄绿色且色较淡。
3.天然祖母绿和合成祖母绿的鉴别
天然祖母绿与合成祖母绿最为相近。其他相似宝石如碧玺、翠榴石、翡翠、锆石、绿色蓝宝石、萤石等，在详细测定折射率、双折射率、相对密度、吸收光谱等物理性质后，能够很容易地加以区分。但合成祖母绿的鉴别则比较困难。
不同公司和厂家有不同的祖母绿的合成方法，美国就有四家公司合成祖母绿，其中两家进行商业性生产。法国和日本也有生产厂家。1990年6月我国广西宝石研究所的水热法合成祖母绿在北京通过专家鉴定，也已投入商业化生产。
天然祖母绿和合成祖母绿的鉴别，主要根据典型的内含物加以区分。不同合成方法的祖母绿与天然祖母绿在折射率、双折射率和相对密度以及其他方面(如吸收光谱等)也有差异。
1)内含物的差异
这是区分天然祖母绿和合成祖母绿最重要的依据。不同产地的天然祖母绿其内含物特征不同。
天然祖母绿内含物包括以下几种。
(1)固态矿物晶体:云母、阳起石、透闪石、黄铁矿、方解石、岩盐、氟碳钙铈矿、金红石、石英、白云石、石榴石、针铁矿和锡石等。
(2)液态羽状体，常呈蝉翼状，也可见到铁染现象。
(3)气液两相及三相包裹体:不规则状或层状分布的乳滴状气液两相包裹体，哥伦比亚还存在由气态、液态和立方体岩盐形成的三相包裹体特征。
(4)细管状平行结晶C轴排列的空洞或孔腔等。
合成祖母绿的内含物包括以下几种。
(1)固态的硅铍石晶体、籽晶片、不透明三边或六边的铂片晶。
(2)水热法的两相内含物、硅铍石和空洞组成的图钉状或剑状内含物。
(3)助熔剂法合成祖母绿具典型的云翳状或花边状羽状体。放大到70倍时，可见羽状体是由排列成复杂图形的助熔剂残余和空洞组成的。
(4)莱尼克斯助熔剂法的内含物组合:破碎的熔融体、空洞的羽状体以及两相或三相长尖状内含物。
(5)镀层祖母绿的双层结构，其表层具交织裂隙网细纹。
事实上，内含物的识别有时是非常困难的，这需要多实践和参考其他特征，综合考虑来确定其成因。
2)折射率和相对密度的差异
不同产地的祖母绿其折射率和相对密度值存在着微小的差异;不同合成方法的祖母绿其折射率、双折射率及相对密度值也不尽相同(表15-2-3)。
表15-2-3 不同合成方法的祖母绿特征对比表
由此可知大多数助熔剂法合成祖母绿其折射率、双折射率和相对密度均较小，而水热法合成祖母绿的折射率、双折射率和相对密度值在天然祖母绿的范围内。
3)其他差异
(1)在长波紫外光下呈亮红色荧光可能是合成祖母绿的一个预告。
(2)在查尔斯滤色镜下显示亮红色是一个有用的预告。虽然有时哥伦比亚祖母绿可以显强红色。
(3)吉尔森N型祖母绿在Cr吸收谱上由于铁的存在还显示427nm处的吸收线，在天然祖母绿中不曾见到。
4.祖母绿的地质产状及其分布
世界上绝大多数祖母绿产于超基性岩的交代岩——云母片岩、滑石绿泥石片岩中，它是花岗岩浆期后热液交代超基性岩的产物。祖母绿晶体常赋存在酸性的花岗伟晶岩和富铁的超基性岩接触带的扁平体或透镜体之中。
哥伦比亚祖母绿是唯一由方解石、白云石渗入炭质页岩的断裂和裂隙中形成的。祖母绿晶体赋存在方解石脉、云母-方解石脉及黄铁矿-钠长石脉中，属一种低温热卤水热液型矿床。世界上最优质的祖母绿出自哥伦比亚，一般认为穆佐矿山品质第一，契沃尔、科斯凯斯特矿山居次。其祖母绿呈翠绿和稍带蓝色的绿色，呈带状产出，每一个矿袋有数个至100多个宝石结晶。
乌拉尔祖母绿，产于东乌拉尔山脉。它稍带黄绿色，有时具褐色色调。晶体产于金云母片岩中，较大晶体有云雾瑕疵且色彩不佳，有些小晶体色彩优美。
津巴布韦的桑达瓦纳祖母绿产于透闪石片岩和云母绿泥石片岩中，粒径一般1～3nm。优质祖母绿占5%，质量一般的占10%，有85%不够宝石级。
印度拉贾斯坦邦的祖母绿，不均匀地赋存在伟晶岩与超基性片岩接触带的黑云母片岩中。优质祖母绿深绿色，半透明或透明，晶体粒径不大。
巴西祖母绿产于片岩中，1900年左右出现在市场上的祖母绿为浅微黄绿色，酷似普通绿柱石，但可见到铬(Cr)吸收光谱。之后在许多州发现了新的优质祖母绿。目前其产量可能比哥伦比亚还要多。
祖母绿的其他产地还有赞比亚、奥地利、澳大利亚、南非、坦桑尼亚、挪威、美国、巴基斯坦等。我国云南产有祖母绿，但颜色主要由钒(V)致色，仅含微量的铬(Cr)，故颜色不够鲜艳。
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