珠宝玉石鉴定仪器.ppt

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1、珠宝玉石总论,一、珠宝玉石的基本概念 二、结晶学基础知识 三、珠宝玉石的基本性质 四、珠宝玉石鉴定仪器,四、珠宝玉石鉴定仪器,一、放大镜 二、二色镜 三、查尔斯滤色镜 四、热导仪 五、显微镜 六、分光镜 七、折射仪 八、偏光镜 九、荧光灯 十、天平及相对密度的测量,一、放大镜,放大镜的正确使用是宝石工作者的基本技能。 放大镜的倍数用数字后加符号“”表示，例如10、20 。,1结构与类型,(1)单凸透镜，由一个双凸透镜构成，这种放大镜适用于3以下的放大，如大于3，随着透镜曲率增加，会产生明显图像畸变和彩色边缘现象。 (2)双组合镜，由两个平凸透镜组成。它在很大程度上纠正了因放大倍数增加而产生的畸

2、变效应。,(3)三组合镜，由一对“冕”式玻璃做成的凸透镜和两个燧石玻璃制成。它不仅视域较宽，而且消除了图像畸变和彩色边缘现象，最常用的是10放大镜，而20、30的放大镜因其放大倍数过大、视域小、焦距短而难于操作。,2使用方法,(3)照明的运用 如果使用一盏工作台灯，应调整灯罩，使台灯发出的光不直射观察者眼睛， 将宝石置于灯罩正下方进行观察。,(1)放大镜的持拿方法 宝石用放大镜通常都有一可灵活转动的外套，持拿时可将食指插入套中，同时以拇指配合抓紧外套。 (2)镊子、放大镜、眼睛的配合技巧用放大镜观察宝石时，应将放大镜尽可能靠近眼睛，另一只手持镊子夹住宝石置于放大镜前25 cm左右，若坐在工作台

3、或桌边，胳膊肘可搁于桌面上。,3放大镜在宝石鉴定中的用途,放大镜主要用于观察宝石的表面特征和内部特征。要想能够熟练地使用10放大镜观察宝石的特征并明白这些特征在鉴定中的作用，需要通过大量的实践来积累经验。 (1)观察宝石的表面特征 (2)观察宝石的内部特征,(1)观察宝石的表面特征,放大镜可用于宝石的基本性质和切工质量的观察。 宝石基本性质观察 主要是用放大镜观察宝石表面光泽、断口光泽、断口形状、棱线尖锐度、表面平滑程度、原始晶面和解理等。从观察到的内容可以得到一些鉴定信息。 如宝石冠部和亭部光泽有差异，可能是拼合石；若呈现阶梯状断口，则表明该宝石解理很发育；若宝石棱很尖锐、表面平滑，表示此宝

4、石硬度很高； 若宝石刻面有内凹“收缩痕迹”，则表明其可能为熔融宝石。,翡翠B货表面放大,拼合宝石的接合面、光泽和扁平气泡的层面,宝石切工质量的观察 包括切磨质量和抛光质量。 前者包括切磨的对称程度、棱线搭接、有否多余刻面等。 后者包括表面的光洁度、有无抛光纹、灼伤等。,(2)观察宝石的内部特征,包括色带、生长纹、后刻面重影、包裹体等。 色带弯曲则必为合成品； 后刻面重影明显，则为双折射率大的宝石； 有单个的气泡或气泡群出现的单晶宝石可能为合成宝石。,蓝宝石的色带 合成蓝宝石的色带,合成金红石的重影,玻璃中的气泡,有时根据其包裹体特征和组合还可判断其成因和产地。 如蓝宝石中的金红石包裹体呈点状线

5、性分布、色带有扩散，说明该宝石可能经过了后期加热处理； 祖母绿宝石中含固、液、气三相包裹体则说明它有可能产于热液型矿床的哥伦比亚祖母绿。,一些丝状、针状包裹体（如金红石）变成断续的丝状、点状,祖母绿中的包裹体,二、二色镜,1结构与类型 2使用方法 3二色镜的用途 4使用注意事项,1结构与类型,(1)冰洲石二色镜 冰洲石二色镜由玻璃棱镜、冰洲石菱面体、入光窗口和目镜四部分组成。窗口呈矩形，由两块方形玻璃组成，具有多色性的宝石可在窗口上看到颜色的变化。,(2)偏振光二色镜 偏振光二色镜由两片或四片偏振光片粘接而成，具有多色性的宝石在不同的偏振光片上显示不同的颜色。,2使用方法,二色镜用于检查宝石是

6、否有二色性，从而作为宝石鉴定的一种依据。具体操作步骤如下： (1)用镊子夹着或左手直接拿着宝石，右手持二色镜，使强的阳光或手电筒光投射于宝石上。 (2)眼睛和宝石都要靠近二色镜两端，其间距应在25mm之间。 (3)边观察边转动二色镜。 (4)若二色镜的两个窗口出现颜色差异，将二色镜转动180。，若两窗口颜色互换，则表明宝石有多色性。 (5)为了避开宝石的特殊方向(此方向无多色性)，对每个宝石至少应从三个方向去观测，若呈现两种颜色，说明宝石有二色性，若呈现三种颜色，则该宝石有三色性。,3二色镜的用途,(1)可用来鉴别某些有色宝石。如当已知两包红色宝石分别为红宝石和石榴石时，可用二色镜进行区别，在

7、二色镜下观察，有二色性的是红宝石，而没有二色性的是石榴石。 (2)可以二色性的强弱来鉴别某些宝石，如同是蓝色的电气石和蓝宝石，用二色镜观察可以看到，前者的多色性十分明显，颜色带有较浓的褐色色调，而后者的多色性相对较弱。,红宝石二色性明显,绿碧玺 （二色性）,4使用注意事项,(1)应该用白光(太阳光或手电筒光)照射宝石，决不能用单色光来检查宝石的多色性。 (2)观察对象应为有色的透明的单晶宝石，不透明宝石和多晶质宝石无法观察到多色性。 (3)不能将宝石直接放在光源上，原因是某些宝石受热后多色性可能会发生变化。,三、查尔斯滤色镜,1原理与结构 查尔斯滤色镜由仅允许红光和黄绿光通过的滤色片组成。通过

8、它观察物体，所有物体,只会出现两种颜色，即红色和黄绿色。查尔斯滤色镜轻便、简单、易于携带，在某些情况下对鉴定宝石起着一定的作用。,2使用方法,(1)使用时须用强光源照射宝石。 (2)将查尔斯滤色镜置于眼睛前方并靠近眼睛，观察宝石表面颜色的特点。,3用途,查尔斯滤色镜的主要用途如下： (1)帮助鉴定祖母绿的产地 不同产地的祖母绿，在查尔斯滤色镜下有不同的颜色表现，如哥伦比亚、西伯利亚产出的祖母绿在查尔斯滤色镜下呈红至粉红色；而印度、尼日利亚、南非、津巴布韦等地祖母绿在查尔斯滤色镜下呈绿色。 (2)鉴定合成蓝色尖晶石、钴玻璃和合成蓝色石英 这三种宝石的颜色均由钴元素所致，在查尔斯滤色镜下，钴致色的

9、宝石呈现深浅不一的艳红色，而与之在颜色上相似的蓝尖晶石、蓝宝石、海蓝宝石和蓝黄玉等在查尔斯滤色镜下则不变色。,(3)帮助鉴定宝石成因 若一个红色宝石在查尔斯滤色镜下呈很亮的红色，它可能为合成红宝石，而天然红宝石应稍暗一些，合成祖母绿在查尔斯滤色镜下也显亮红色。 (4)帮助鉴定染色翡翠 采用铬盐染色的翡翠在查尔斯滤色镜下会变红，而天然翡翠通常不变，但也有例外。,常见宝石在查尔斯滤色镜下的特征,4使用注意事项,(1)在查尔斯滤色镜下看到的宝石颜色不是一成不变的，它与宝石透明度有关。 (2)因染色剂类型和含量的差异，会使每一宝石呈色不同。 (3)它仅为一种辅助仪器，通过它只能提供一些重要信息，但不能

10、作为鉴定宝石的主要手段。,四、热导仪,1结构及原理 热导仪是根据宝石的导热性设计的。不同的宝石具有不同的导热性，钻石的导热性远远高于其他宝石，因而热导仪是区别钻石及其仿制品的一个行之有效的手段。,金属和常见宝玉石的比导热率（以银为10000）,热导仪由热探针、电源、放大器和读数表四部分组成，读数表可由信号灯或鸣叫器代替。 接通热导仪电源时，经预热，铜针(探针)升至一定温度，当铜针外端与宝石接触时，其热量传递给宝石，铜针外端降温，温度变化通过热电仪测出，再经放大器和读数电表显示结果。,2使用方法,(1)在室温下测试，待测宝石必须干净、干燥。 (2)打开热导仪开关，预热探针。 (3)用探针垂直宝石

11、刻面测试，探头不能接触金属托，否则会发出报警声。 (4)施加一定的压力，看读数表显示结果。 (5)测试完毕，关掉电源，用镜头纸擦拭探针，装上防护罩。,3注意事项,(1)热导仪是区别钻石和仿钻的一种专门仪器。但最新发现的一种合成碳硅石也具有极高的导热性，用热导仪无法将二者区别开。 (2)热导仪的探头非常精细，在使用中要加倍小心，使用完毕后应立即盖上保护罩。 (3)长时间不使用，应把电池取出，以免造成仪器的腐蚀和损坏。,(4)在测试时，探针应尽可能垂直宝石表面。 (5)在测试小分钻或戴久的钻石时，可能会出现异常。 (6)宝石表面须干净、干燥、常温，并须排除宝石之外的干扰因素。,五、显微镜,1结构及

12、用途 宝石显微镜一般采用双筒立体变焦显微镜。它由双目镜、可变放大物镜、显微镜支架和底光源四部分组成，放大倍数通常为1060倍。 显微镜主要用于观察宝石的内、外部特征，观察内容与用放大镜观察的内容相同。,2照明方式,宝石显微镜与其他显微镜的区别关键是照明装置，根据观察宝石的需要分暗域照明法、亮域照明法和顶部照明法。 (1)暗域照明法 来自底光源的光不直接射入宝石，而是经半球状反射后再射人宝石，从而宝石中的包裹体在暗色背景衬托下尤显突出，这是最常用的照明方法。,(2)亮域照明法 来自底光源的光直接射人宝石，穿过宝石进入物镜，这种方法一般光圈常锁的很小，可使宝石中的内含物在明亮背景下呈现暗色影像。它

13、是观察色带、生长纹的有效方法。,(3)顶部照明法 来源从宝石的上方进行照明，观察者可在反射光中观察宝石表面或近表面特征。若显微镜无此装置，可用手电筒、台灯代替。,3调节和使用,许多人的左右眼视力不一致，因此在使用显微镜前需要对目镜进行调节，使双眼同时准焦。宝石显微镜有两个目镜，一个目镜上带可调焦距的旋钮，当宝石放在载物台或夹子上后，先用没有可调旋钮的目镜观察宝石，用宝石显微镜支架上的旋钮调整焦距，达到了清楚时，再调整另一目镜的调节旋钮使之准焦。(注意此时不能调节支架上的旋钮)显微镜调节好后，观察宝石还应注意以下几点：,(1)清洗宝石，防止将表面的灰尘当做内部特征。 (2)先用低倍物镜观察宝石，

14、看其解理、裂隙、断口、生长纹等特征。若看到感兴趣的内、外部特征，将目标移至视域中心，逐渐增加放大倍数，直至看清楚为止。此时要注意区分是表面灰尘还是内部特征。 (3)为了减少宝石表面反射或漫反射，增强观察效果，可将宝石放入浸油中，宝石的折射率与浸油折射率越接近，观察到的现象会越清晰。,六、分光镜,1原理 色散元件(棱镜和光栅)可将白光分解成连续的可见光谱，而宝石中的致色元素cr、Ti、Mn、Fe、C0、Ni等过渡元素和稀土元素铷等对可见光可造成吸收、形成吸收线或吸收带，根据这些吸收特征可以判断其致色元素或宝石种类。,2类型,根据分光镜的色散元件的不同，可分为棱镜式分光镜和光栅式分光镜。 (1)棱

15、镜式分光镜 棱镜式分光镜由一组镜系列组成，产生较直的光径，这些棱镜呈光学接触。棱镜式分光镜的特点是蓝紫区相对扩宽，红光区相对压缩。因此，在光谱上的色区呈不均一分布。但其透光性好，在光谱中可出现一段明亮的光谱，有利于观察蓝紫光区光谱。,(2)光栅式分光镜 光栅式分光镜主要由绕射光栅组成。光栅式分光镜的特点是色区大致相等，红光区分辨率比棱镜式高，但透光性差，须用强的光源。,3使用方法,(1)内反射法 适用于颜色较浅、宝石颗粒较小的透明宝石。观察方法如下： 宝石台面向下置于黑色背景下； 调节光源角度，使入射光方向与分光镜的夹角大致呈45； 将分光镜对准宝石，使尽可能多的光通过宝石的内部反射后进人分光

16、镜； 判读分光镜中吸收线的位置。,(2)透射法 适用于半透明至透明的宝石，可保证足够的光透过宝石进人分光镜。 将宝石置于带小孔的黑板上； 将光源对准宝石； 将分光镜对准宝石； 判读分光镜中的吸收线位置。,(3)表面反射法 适用于透明度不好的宝石，调节入射光方向与分光镜的夹角，使尽可能多的白光在宝石表面反射后进入分光镜。操作方法同透射光法。,4注意事项 (1)采用白光源(连续光谱)可用白炽灯、手电筒或特制光纤灯。 (2)光谱中吸收线(带)的清晰程度受宝石的大小、颜色深浅、透明度好坏等影响。 (3)尽量让通过宝石的光进入分光镜。 (4)戴眼镜者要确保镜片无吸收。,5宝石的吸收光谱举例,宝石吸收光谱

17、示例见图。,七、折射仪,折射率是宝石重要的物理常数，是鉴定宝石品种的主要依据之一。折射仪即是测定宝石折射率的仪器。,1结构和原理,宝石折射仪外观如图所示，主要由棱镜工作台、内置刻度尺、目镜、偏光片和进光孔组成，它可测量宝石的折射率、双折率以及光性符号。 在测宝石折射率时，在宝石和棱镜之间还需一种接触油，其折射率值在179181之间。,2使用方法,折射仪采用不同的方法测试刻面型宝石和弧面型宝石。 (1)大刻面宝石的测试方法刻画法 用酒精清洗宝石和棱镜。 选择宝石最大的刻面，放于金属台上。 在棱镜中央点一小滴折射率油，通常油滴直径为l2mm。 用手轻推宝石至棱镜中央，使之与棱镜呈良好的光学接触。

18、眼睛靠近目镜观察视域内 标尺的明暗情况、读数。,将宝石转动360，每转动宝石至一定角度时进行一次观察、读数和记录。便可多转动几次，多记录数据。,测试完毕，擦净宝石和棱镜。 读数判读。在宝石的测试过程中，通过目镜可以观察到以下现象： a如果转动宝石360只能看到一条阴影边界，说明该宝石只有一个折射率，见图。此类型的宝石可能是等轴晶系的宝石或非晶质体宝石，如尖晶石、石榴石、玻璃等。 b如果转动宝石360可看到两条阴影边界，说明此宝石具有两个以上的折射率值，见图，如红宝石、蓝宝石、祖母绿、水晶、橄榄石等。,均质体宝石,碧玺 一轴晶宝石,(2)小刻面或弧面型宝石测试方法点侧法,清洗宝石和棱镜。 在金属

19、台上点一滴折射率油。 手持宝石，用弧面或小刻面接触金属台上的折射率油，以保证宝石上的折射率油直径约02mm。若宝石上折射率油太多，则不易观察和准确读数。 将带油滴的宝石轻轻放置于棱镜中央，通过油滴与棱镜形成良好的光学接触。,取下偏光镜，眼睛距目镜30cm左右，平行目镜上、下移动头部。观察油滴呈半明半暗交界处的读数并记录，见图。 测试完毕，清洁宝石和棱镜。 在对小刻面或弧面型宝石的测试过程中，不管是哪一种宝石，我们只能得到一个折射率数据，而且所测折射率值为一近似值。,3局限性,(1)折射率高于18l的宝石无法测定，但这也给鉴定提供了帮助，毕竟折射率高于181的宝石品种不多。 (2)无良好抛光的宝

20、石不能测定。 (3)不能区分天然宝石品种和合成宝石以及人工处理宝石。,八、偏光镜,1结构 偏光镜是一种比较简单的仪器，对于区别均质体宝石、非均质体宝石和多晶质宝石非常有用，为一种辅助鉴定仪器。 偏光镜主要由二片偏光片组成，此外还有光源、玻璃载物台。 当上偏光和下偏光垂直时，视域全暗，产生消光也叫正交偏光；当上下偏光平行时，视域全亮，叫平行偏光。,2使用方法,使用偏光镜观察宝石的前提是要求宝石为透明或半透明，不透明宝石不适于此种仪器。 (1)调整上下偏光片，使视域全暗。 (2)将宝石放于物台上。 (3)转动宝石360，观察宝石的明暗变化情况。,3现象解释,(1)四明四暗 在正交偏光下，转动宝石3

21、60，视域出现四次明亮、四次黑暗，说明该宝石为非均质体宝石。如红宝石、橄榄石、电气石、水晶等。 (2)全亮 在正交偏光下，转动宝石：360，视域全亮，无明暗变化，说明该宝石为多晶质宝石。如翡翠、软玉、蛇纹石玉等。,（3）全暗 在正交偏光下，转动宝石360，视域全暗，说该宝石为均质体（非晶质或等轴晶系宝石） （4）异常消光 许多均质体宝石在正交偏光下并不出现前面所讲的全暗现象，而是随着宝石的转动，视域内出现明暗不均的现象，这种现象称之为异常消光。不同的宝石产生异常消光的原因不同：玻璃在生产过程中，由于快速冷却致使内部应力聚集，形成异常消光；焰熔法合成尖晶石生产过程中加入过量的铝，晶格发生一定程度

22、的扭曲，形成消光；石榴石则是由于晶格的不均匀性出现异常消光。,4注意事项 (1)待测宝石须为透明或半透明。 (2)若待测宝石含有大量的裂隙或包裹体，结果须用其他仪器来补充鉴定。,九、荧光灯,1结构 宝石用荧光灯系由两根能发出紫外荧光的特殊灯管组成，一根为长波紫外线灯管，其紫外线经过滤后产生365nm紫外线，另一根为短波紫外线灯管，其紫外线经过滤后产生2537nm的紫外线。,2使用方法 (1)将宝石擦拭干净放入暗箱内。 (2)打开荧光灯开关。 (3)眼睛通过防紫外线玻璃罩观察宝石。 (4)分别按长、短波开关，观察不同光波下宝石的荧光颜色及荧光强弱。,3功能,紫外荧光灯的功能是用来检测宝石是否具有

23、荧光和磷光，根据宝石在紫外荧光灯下的发光特点进行对宝石的鉴定。 (1)鉴定宝石的品种 不同的宝石荧光特点不同，据此可以区分不同的宝石品种，如红宝石一石榴石，红宝石在荧光下有红色荧光，而石榴石无荧光；蓝宝石一蓝锥矿，在短波紫外线下，蓝色蓝宝石常无荧光，而蓝锥矿可以有强蓝白色荧光。 (2)判别某些天然宝石和合成宝石 合成红宝石、合成祖母绿通常比天然红宝石、天然祖母绿荧光色鲜艳明亮。,(3)鉴定钻石及其仿制品 钻石的荧光性变化范围大，从无到强，颜色多样，而其仿制品大都只有单一的荧光色，由此在鉴定群镶钻石和批量钻石时紫外灯十分有用，若都为钻石，其荧光性绝不会均匀，而仿钻则荧光性较整齐。,(4)判断宝石

24、是否经过人工处理 某些拼合宝石的胶层发出与宝石整体不同的荧光，某些注油、注胶或玻璃充填物会发出荧光，某些B货翡翠也会发出蓝白色荧光。,4使用注意事项 (1)荧光灯只是一种辅助性鉴定仪器，确切的结论还需要依托其他仪器鉴定。 (2)眼睛不能直视荧光灯管，以免紫外线损伤眼睛。,十、天平及相对密度的测量,宝石的密度是由宝石自身的成分结构决定的，不同的宝石有自己相对稳定的密度值。 天平是准确测定宝石密度不可缺少的仪器。它采用静水称重法。,1静水称重法,若宝石在空气中质量为m，在水中质量为m，根据公式可得出宝石的相对密度：,由于水具有较大的表面张力，在测量相对密度时有一定误差，故通常用其他液体代替。这时相对密度测量公式为： 相对密度=m/(m-m1)液体的相对密度 通常用于静水称重的工具是克拉电子天平，它是一种带电脑储存的单盘电动天平。,2使用方法,(1)安装天平，调水平，装上支架、玻璃杯(带23左右的液体)。 (2)将宝石放入空气中称盘，称出宝石在空气中质量m。 (3)取下宝石，放入液体中称，称出宝石在液体中的质量m，。 (4)计算宝石相对密度。 这种测试方法具有精确度高、不受宝石形状限制的优点，但对于太小的宝石和多孔、裂隙发育的宝石误差较大。,谢谢!,