紅色尖晶石與紅色石榴石的鑒定研究

王錫娟

（山西省分析科學(xué)研究院，山西 太原 030000）

尖晶石是鎂鋁氧化物，和剛玉之間有一定聯(lián)系，顏色多樣。石榴石是上地幔主要造巖礦物其中的一種，石榴石晶體與石榴籽的顏色、形狀具有相似性，精度相對較高的石榴子石可以作為寶石，紅榴石、錳鋁榴石、鈣鋁榴石、鈣鐵榴石、鐵鋁榴石以及鐵鋁榴石是其主要類型。在市場中，很多群眾都很難對紅色尖晶石、紅色石榴石以及其他寶石進行區(qū)分。

1 紅色尖晶石的鑒定

1.1 地質(zhì)背景

在自然界中，尖晶石主要是因為熔融巖漿侵入不純白云巖或灰?guī)r經(jīng)過接觸變質(zhì)作用形成的，在富鋁基性巖漿巖中也有一部分尖晶石有所出現(xiàn)。

現(xiàn)階段，比如緬甸、斯里蘭卡、泰國以及柬埔寨等國家都是比較出名的尖晶石產(chǎn)地。而在國內(nèi)，比如云南、河南、河北、新疆、福建均發(fā)現(xiàn)了尖晶石礦床。尖晶石的英文名為“Spinel”，鎂鋁尖晶石是寶石級的尖晶石，化學(xué)式為MgAl2O4，其中包含了Mn、Fe、Zn、Cr、Al等多種元素，其中的多種微量元素都可以與Al、Mg進行不完全類質(zhì)同象或是完全類質(zhì)同象替代。

1.2 寶石學(xué)特征

寶石學(xué)特征是鑒定紅色尖晶石的主要依據(jù)，現(xiàn)取某紅色尖晶石作為樣品，該樣品具有玻璃光澤，為半透明狀態(tài)，在顏色上包含了灰色調(diào)，解理不完全，晶體為八面體形狀，有貝殼狀的斷口。在二色鏡檢測中，對其進行轉(zhuǎn)動，沒有觀察到該紅色尖晶石具有多色性，對其折射率進行研究，對6個面進行點測，發(fā)現(xiàn)折射率分別為1.72，1.71，1.72，1.72，1.71，1.71.對該樣品的折射率平均值進行計算，其結(jié)果為1.715.在光性特征方面，利用正交偏光鏡對其進行觀察，對紅色尖晶石進行轉(zhuǎn)動，發(fā)現(xiàn)樣品全暗，是均質(zhì)體的單晶寶石，對其發(fā)光性進行研究，可以發(fā)現(xiàn)在短波紫外光下，橙紅色的熒光相對較弱，長波紫外光之下，其本身具有較強的橙紅色熒光。在吸收光譜方面，結(jié)晶石會選擇性接收差異化波長的可見光，進而發(fā)出相應(yīng)的寶石顏色，而沒有被吸收的光會經(jīng)過混合，讓寶石體色得以形成。

紅色結(jié)晶石吸收光譜在紅區(qū)，有656 nm弱吸收帶和685 nm、684 nm強吸收帶，亮熒光線是熒光譜當(dāng)中紅色尖晶石的紅區(qū)吸收線。因為吸收光譜是鉻離子吸收光譜，所以在紅色尖晶石樣品中包含了鉻元素，該元素也是致色元素[1]。

利用靜水稱重法可以對該紅色尖晶石的密度進行測量。經(jīng)過測量，該紅色尖晶石的密度平均值是3.59 g/cm3，晶體結(jié)構(gòu)中原子排列密度和化學(xué)元素原子量是決定寶石密度的主要因素，寶石不同，其密度值也存在不同，在對紅色尖晶石進行鑒定時，密度是重要因素。寶石密度近似值通常被設(shè)置為測定的相對密度。

尖晶石的顏色較為豐富，與很多寶石品種均具有相似性，利用分光鏡、顯微鏡以及偏光鏡等可以對其進行區(qū)分，在對其進行質(zhì)量評價時，需要從大小、顏色、凈度、透明度以及切工等方面入手。就紅色而言，在當(dāng)前市場中，深紅色質(zhì)量最佳，之后為紫紅、橙紅與淺紅，需要保證其色澤鮮艷且純正。在大小方面，尖晶石大于10 ct的數(shù)量相對較少，價格也相對較高。

2 紅色石榴石的鑒定

2.1 地質(zhì)背景

石榴石的化學(xué)成分為Al3Be2[SiO4]3，其本身是等軸晶系的寶石，而在結(jié)晶體的結(jié)構(gòu)上，紅色石榴石屬于島狀硅酸鹽，四角三八面體和聚形、菱形十二面體是其常見的結(jié)晶形態(tài)，經(jīng)常有生長紋在晶面上存在。按照顏色進行劃分，常見的石榴石包含酒紅石榴石、橙紅石榴石、玫紅石榴石以及紫牙烏等。在折光率方面，紅色石榴石的折光率在1.74～1.90之間；在密度方面，其通常在3.5～4.3 g/cm3之間。在印度、美國、斯里蘭卡、馬達加斯加以及我國均有石榴石寶石礦發(fā)現(xiàn)。

2.2 紅色石榴石的特征

在對紅色石榴石進行鑒定時，需要借助多種觀察和測量手段。利用紫外熒光燈、折射儀以及查爾斯濾色鏡等儀器對相關(guān)紅色石榴石樣品進行觀察，與上文所稱量的紅色尖晶石進行對比，其對比結(jié)果如下。

利用紫外熒光燈對其進行觀察，紅色尖晶石具有熒光，而紅色石榴石沒有熒光存在；利用折射儀對其進行觀察，發(fā)現(xiàn)紅色尖晶石折射率平均值是1.715，而紅色石榴石的平均值是1.752，通常不會小于1.74；利用查爾斯濾鏡進行觀察，發(fā)現(xiàn)紅色石榴石沒有反應(yīng)，而紅色尖晶石的紅色和橙色熒光是從弱到強的，利用查爾斯濾鏡對其進行觀察，紅色尖晶石是紅色；利用靜水稱重法對其進行觀察，發(fā)現(xiàn)紅色尖晶石密度平均值是3.59 g/cm3，而紅色石榴石的密度平均值是3.73 g/cm3，密度要稍微大于紅色尖晶石；利用顯微鏡對其進行觀察，可以發(fā)現(xiàn)有串珠狀排列的包體負晶存在于紅色尖晶石之中，而有針狀包體存在于紅色石榴石中[2]。

紅色系石榴石在中檔寶石中的價格相對較低，其產(chǎn)量相對較多，在購買時，需要清楚紅色石榴石與尖晶石、碧璽以及紅寶石之間的差別。利用常規(guī)方法也可以對紅色石榴石進行鑒定，一般情況下，與水晶相比，石榴石的質(zhì)量相對較重，如果比粉晶的質(zhì)量輕，那么需要對其提高警惕；然后需要對紅色石榴石的棉絮雜質(zhì)進行觀察，在紅色石榴石的寶石鑒定中，需要重點觀察其內(nèi)部是否存在冰裂與黑點情況；紅色石榴石較為細膩，且手感相對光滑，在手感上，紅色石榴石具有一種較“油”的感覺。如果為酒紅色的石榴石，且顆粒相對較大，那么在自然光條件下，其整體會有暗黑色呈現(xiàn)出來，對于8 mm以上的石榴石來說，即使其寶石等級相對較高，那么其顏色也是偏暗色。對石榴石的等級進行劃分，可以將其分為1A級、2A級、3A級、4A級和5A級這5個等級，等級越高，石榴石的晶體就越為通透、顏色就越均勻。比如對于5A級的石榴石來說，其每顆子石幾乎都沒有雜質(zhì)與冰裂；對于1A級的石榴石來說，其整體就是暗黑色的，具有較多的棉絮與冰裂，通透性相對較差。

3 結(jié)論

綜上所述，利用二色鏡、正交偏光鏡、顯微鏡等設(shè)備，結(jié)合靜水稱重等方法可以對紅色尖晶石與紅色石榴石的折射率、光性特征、吸收光譜、密度以及包體等方面進行觀察，通過色澤觀察、手感等常規(guī)方法，也可以對其進行觀察，以完成鑒定工作。

［1］阮耀華，祖恩東.紅色系列尖晶石的顏色定量分析［J］.昆明理工大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2017，42（02）：21-25.

［2］孫英潔.紅寶石與其相似寶石的常規(guī)鑒定分析［J］.才智，2015（17）：390.