红色尖晶石与红色石榴石的鉴定研究

时间：2024-05-18

王锡娟

（山西省分析科学研究院，山西太原 030000）

尖晶石是镁铝氧化物，和刚玉之间有一定联系，颜色多样。石榴石是上地幔主要造岩矿物其中的一种，石榴石晶体与石榴籽的颜色、形状具有相似性，精度相对较高的石榴子石可以作为宝石，红榴石、锰铝榴石、钙铝榴石、钙铁榴石、铁铝榴石以及铁铝榴石是其主要类型。在市场中，很多群众都很难对红色尖晶石、红色石榴石以及其他宝石进行区分。

1 红色尖晶石的鉴定

1.1 地质背景

在自然界中，尖晶石主要是因为熔融岩浆侵入不纯白云岩或灰岩经过接触变质作用形成的，在富铝基性岩浆岩中也有一部分尖晶石有所出现。

现阶段，比如缅甸、斯里兰卡、泰国以及柬埔寨等国家都是比较出名的尖晶石产地。而在国内，比如云南、河南、河北、新疆、福建均发现了尖晶石矿床。尖晶石的英文名为“Spinel”，镁铝尖晶石是宝石级的尖晶石，化学式为MgAl2O4，其中包含了Mn、Fe、Zn、Cr、Al等多种元素，其中的多种微量元素都可以与Al、Mg进行不完全类质同象或是完全类质同象替代。

1.2 宝石学特征

宝石学特征是鉴定红色尖晶石的主要依据，现取某红色尖晶石作为样品，该样品具有玻璃光泽，为半透明状态，在颜色上包含了灰色调，解理不完全，晶体为八面体形状，有贝壳状的断口。在二色镜检测中，对其进行转动，没有观察到该红色尖晶石具有多色性，对其折射率进行研究，对6个面进行点测，发现折射率分别为1.72，1.71，1.72，1.72，1.71，1.71.对该样品的折射率平均值进行计算，其结果为1.715.在光性特征方面，利用正交偏光镜对其进行观察，对红色尖晶石进行转动，发现样品全暗，是均质体的单晶宝石，对其发光性进行研究，可以发现在短波紫外光下，橙红色的荧光相对较弱，长波紫外光之下，其本身具有较强的橙红色荧光。在吸收光谱方面，结晶石会选择性接收差异化波长的可见光，进而发出相应的宝石颜色，而没有被吸收的光会经过混合，让宝石体色得以形成。

红色结晶石吸收光谱在红区，有656 nm弱吸收带和685 nm、684 nm强吸收带，亮荧光线是荧光谱当中红色尖晶石的红区吸收线。因为吸收光谱是铬离子吸收光谱，所以在红色尖晶石样品中包含了铬元素，该元素也是致色元素[1]。

利用静水称重法可以对该红色尖晶石的密度进行测量。经过测量，该红色尖晶石的密度平均值是3.59 g/cm3，晶体结构中原子排列密度和化学元素原子量是决定宝石密度的主要因素，宝石不同，其密度值也存在不同，在对红色尖晶石进行鉴定时，密度是重要因素。宝石密度近似值通常被设置为测定的相对密度。

尖晶石的颜色较为丰富，与很多宝石品种均具有相似性，利用分光镜、显微镜以及偏光镜等可以对其进行区分，在对其进行质量评价时，需要从大小、颜色、净度、透明度以及切工等方面入手。就红色而言，在当前市场中，深红色质量最佳，之后为紫红、橙红与浅红，需要保证其色泽鲜艳且纯正。在大小方面，尖晶石大于10 ct的数量相对较少，价格也相对较高。

2 红色石榴石的鉴定

2.1 地质背景

石榴石的化学成分为Al3Be2[SiO4]3，其本身是等轴晶系的宝石，而在结晶体的结构上，红色石榴石属于岛状硅酸盐，四角三八面体和聚形、菱形十二面体是其常见的结晶形态，经常有生长纹在晶面上存在。按照颜色进行划分，常见的石榴石包含酒红石榴石、橙红石榴石、玫红石榴石以及紫牙乌等。在折光率方面，红色石榴石的折光率在1.74～1.90之间；在密度方面，其通常在3.5～4.3 g/cm3之间。在印度、美国、斯里兰卡、马达加斯加以及我国均有石榴石宝石矿发现。

2.2 红色石榴石的特征

在对红色石榴石进行鉴定时，需要借助多种观察和测量手段。利用紫外荧光灯、折射仪以及查尔斯滤色镜等仪器对相关红色石榴石样品进行观察，与上文所称量的红色尖晶石进行对比，其对比结果如下。

利用紫外荧光灯对其进行观察，红色尖晶石具有荧光，而红色石榴石没有荧光存在；利用折射仪对其进行观察，发现红色尖晶石折射率平均值是1.715，而红色石榴石的平均值是1.752，通常不会小于1.74；利用查尔斯滤镜进行观察，发现红色石榴石没有反应，而红色尖晶石的红色和橙色荧光是从弱到强的，利用查尔斯滤镜对其进行观察，红色尖晶石是红色；利用静水称重法对其进行观察，发现红色尖晶石密度平均值是3.59 g/cm3，而红色石榴石的密度平均值是3.73 g/cm3，密度要稍微大于红色尖晶石；利用显微镜对其进行观察，可以发现有串珠状排列的包体负晶存在于红色尖晶石之中，而有针状包体存在于红色石榴石中[2]。

红色系石榴石在中档宝石中的价格相对较低，其产量相对较多，在购买时，需要清楚红色石榴石与尖晶石、碧玺以及红宝石之间的差别。利用常规方法也可以对红色石榴石进行鉴定，一般情况下，与水晶相比，石榴石的质量相对较重，如果比粉晶的质量轻，那么需要对其提高警惕；然后需要对红色石榴石的棉絮杂质进行观察，在红色石榴石的宝石鉴定中，需要重点观察其内部是否存在冰裂与黑点情况；红色石榴石较为细腻，且手感相对光滑，在手感上，红色石榴石具有一种较“油”的感觉。如果为酒红色的石榴石，且颗粒相对较大，那么在自然光条件下，其整体会有暗黑色呈现出来，对于8 mm以上的石榴石来说，即使其宝石等级相对较高，那么其颜色也是偏暗色。对石榴石的等级进行划分，可以将其分为1A级、2A级、3A级、4A级和5A级这5个等级，等级越高，石榴石的晶体就越为通透、颜色就越均匀。比如对于5A级的石榴石来说，其每颗子石几乎都没有杂质与冰裂；对于1A级的石榴石来说，其整体就是暗黑色的，具有较多的棉絮与冰裂，通透性相对较差。