金绿宝石（变石和猫眼） Chrysoberyl

金绿宝石（变石和猫眼） Chrysoberyl

金绿宝石古称金绿玉，其英文名称Chrysoberyl(词头来自希腊词shryso，意指金黄色)，即指金绿色铍矿物。它位列五大名贵宝石之一，是因为它的两个具特殊光学效应的变种：猫眼和变石。它们非常美丽、稀有，质量好的比红宝石、蓝宝石、祖母绿还珍贵。

一、金绿宝石的基本特征

矿物名称：金绿宝石

化学成分：理论化学式BeAl2O4，常含铁(F2O3可达6%)，变石中含少量铬(Cr2O3可达1%)。各色品种都可含微量铁、铬、钛、镁等。

晶系及结晶习性：斜方晶系，单晶板状或柱状，有时呈假六方对称的轮式双晶和膝状双晶(图16-3-1)。

图16-3-1 金绿宝石常见晶形

图16-3-1 金绿宝石常见晶形

a—单晶；b—轮式双晶；c，d—膝状双晶

光学性质：颜色有红、橙、黄、蓝、绿、紫或紫罗兰及黄褐到褐色的，也有无色的；无特殊光学效应的主要为黄色至带黄的绿色或带绿的黄色；猫眼石常为暗的带黄的褐色到浅黄色、蜜黄色，带绿色的也较常见；变石在日光下为绿、蓝绿或浅绿色等偏冷色调，在白炽灯下呈紫红、紫罗兰到红或带紫红色的偏暖色调。

玻璃光泽，抛光好达亚金刚光泽；透明到半透明。

二轴晶，正光性(也有负光性的)；折射率范围：Np1.740～1.759，Nm1.747～1.764，Ng1.745～1.770；双折率一般在0.008～0.012；色散0.015。

多色性：体色浅的品种，如黄、褐、绿色者，色淡时，三色性只在两个色调深及浅之间变化，三色性弱到中等；体色深者三色性才明显。黄色品种为无色—淡黄—绿黄；金黄绿色者为淡黄—橙黄—淡褐；一般为淡红或无色—橙黄到淡黄—鲜绿或淡褐。变石一般为深红或紫红—橙黄或橙—绿；缅甸产的变石为紫—亮绿—蓝绿。

荧光现象：变石在长、短波紫外光下均呈弱红色；浅绿色金绿宝石在短波紫外光下为绿黄色；其他品种无紫外荧光反应。

吸收光谱：带黄色和褐色者，吸收带在504nm和486nm，在444nm有强吸收的是铁谱。变石吸收带在640～555nm，低于470nm全吸收；慢光在680nm、678nm有铬的荧光双线之外，还有665nm、655nm和649nm弱的窄线；快光的弱吸收双线在678nm的稍强，更弱的两条在655nm和645nm。有资料说，黄色宝石在580nm和630nm有吸收线，绿色宝石在476nm、473nm、468nm有3条弱吸收线。

力学性质：平行{101}柱面方向解理弱到中等、平行{010}及底面方向解理不完全；断口贝壳状；硬度8.5，韧性好(抗磨蚀)；猫眼石的韧性更好过一般金绿玉。由于它硬又耐磨，与任何酸(包括氢氟酸、热浓硫酸)均无反应，又耐高温(熔点高于1200℃)，在宝石镶嵌加工的火焰下不发生变化，所以，加工处理时抵抗力好，也利于经久佩戴。

无色金绿宝石的密度为3.70g/cm³，彩色的密度稍高，暗色石最高。由于包裹体等影响，密度的变化范围在3.63～3.83g/cm³。

显微特征：猫眼中主要是平行晶体c轴的管状负晶和短的针状体；充填空洞的次生愈合面上指纹状气液两相包裹体可见于各个品种，有双晶的可见阶梯状双晶纹。乌拉尔产的变石中，羽状包裹体和其他包裹体与某些红宝石的类似。黄色和褐色金绿宝石中常见液体和气泡充填空洞之外，还有液体充填的空洞和长的管状体。

二、金绿宝石的类型

金绿宝石按特异光学现象划分以下亚种或变种。

(1)金绿宝石：指没有特殊光学现象的金绿宝石。一般为淡黄、金黄或带绿的黄色、带褐的黄色，也有橄榄绿色的；浅黄绿色的曾称为“东方贵橄榄石”，主要产于巴西；深绿色并稍带褐色的更像绿电气石与橄榄石，斯里兰卡有产出；曾传说有白蓝色的，比变石或猫眼更罕见。

(2)变石：又称亚历山大石(Alexandrite)，全称是金绿宝石变石，它是所有具变色效应的宝石中最具代表性、最珍贵的品种。其典型的颜色变化是阳光下绿色，烛光或白炽灯下红色，也有相应颜色分别为蓝绿—紫红、蓝绿—淡紫红的；一旦带褐色，日光下为稍带褐色的黄绿或蓝绿色，白炽灯下为褐红色；后一种情况最常见。带褐色也使宝石亮度降到中等。

(3)猫眼：又称波光玉，古称狮负，俗称猫睛等，英文名称Cat's eye，均应限指金绿宝石猫眼。因为它有最好、最美的猫眼光，故简称猫眼或猫眼石。金绿宝石猫眼磨的好时，猫眼光的形状是狭窄的瞳孔状，光活；即照射光有强弱变化时，猫眼光也跟着产生强弱或/和宽窄变化。当光的照明方向改变或光源不动、摆动宝石时，猫眼光也灵活地变动。当猫眼石放在聚光光源下，与光源的角度合适时，宝石向光的一半显示宝石的体色，而另一半却呈现乳白色；如宝石为蜜黄色，光照下展现出“乳白蜜黄色”。切磨弧度合适的猫眼石，在两个聚光灯光束下，随着宝石的转动，猫眼光时而扩展成带、时而聚拢成线。以上金绿宝石猫眼的优点是其他矿物的猫眼效应比不上的。

(4)变石猫眼：Alexandrite cat's eye，是兼有变色效应和猫眼光的金绿宝石；有时归入猫眼石，因为它们的变色效应一般较弱、而猫眼效应可能很好。它比猫眼、变石更珍稀。

(5)星光金绿宝石：是有十字形四射星光效应的金绿宝石，是更罕见的品种；其出现远少于猫眼。

三、金绿宝石的评价

普通金绿宝石，可参照红宝石等有色宝石的从4C+1T原则作质量分级。颜色以鲜艳稍带绿的黄色为好，金黄色最好，颜色要柔和、均匀，个体至少要大于3mm。

猫眼的质量优劣首先在颜色、眼线，其次是重量。颜色以蜜黄色为好，以下依次是黄绿、褐绿、黄褐、褐、黑褐。眼线讲究光带居中、竖直，张时宽、闭时窄，优质者有三条对称于中线的光带，次为两条的，至少必须有一条完美者；当内部结构有缺陷、管状体和/或针状体排列疏密不匀、不连续时，眼线也会不连续而呈现“断腿”；如内部包裹体不平行，眼线会弯而不直；内部包裹体粗而疏时，眼线会散、合不成窄线，光也混浊；顶部弧度合宜才保证眼线窄而活，弧度偏小也使眼线变粗、不清晰。后者或可通过再次切磨改进之。

变石评价首要在变色效应和色彩。变色效应和色彩要结合起来；变色要明显，白天看颜色好坏依次是翠绿、绿(蓝绿到黄绿)、淡绿(蓝绿到黄绿)，晚上看颜色好坏依次是红、紫红、粉红。

变石猫眼先着重变色，因猫眼光在平行包裹体定位后，底面可在360°内任何方向调动，关键在找出变色明显、色彩好的、又显窄而活的眼线位置。其评价自然要二者结合；一些文献更称之为猫眼变石。

从尺寸看，猫眼大于20克拉的是珍宝了，变石大于5克拉已是珍宝，变石猫眼更珍稀，不以大小论价。

四、合成金绿宝石、优化处理金绿宝石及金绿宝石的仿制品

普通金绿宝石、猫眼及变石都可以人工合成，但最重要的是合成变石。合成方法有助熔剂法、提拉法及区域熔炼法。它们的物理性质和天然品基本相同，但可以具有特异的微观特征，如助熔剂法的残余助熔剂、铂金片包体；提拉法的针状包裹体和弧形生长纹；区域熔炼法的小的球形气泡和漩涡状结构等。当观察不到这些特征时，经验上看，合成品一般颜色饱和浓艳、净度好，瑕疵少。此外，这些合成品的红外光谱无水分子的特征吸收峰可以作为重要判据。

金绿宝石的优化处理主要是热处理，掌握合适的加热温度和气氛，可以改善普通金绿宝石的颜色、使猫眼效应更显著。

金绿宝石的仿制品主要是玻璃猫眼、合成刚玉变石及加了明胶滤色片的石英拼合石。它们和对应品种的天然金绿宝石的差异除了折射率及密度不同外，玻璃猫眼有特征的蜂窝、网状结构；合成刚玉变石有特征的弧形生长纹及吸收光谱(475nm有特征吸收线)；石英拼合石要注意观察接合缝及接合处的气泡。

五、金绿宝石的鉴定

由于变石、猫眼珍贵，既有合成品也有仿制品上市；合成金绿宝石则多用于激光材料，所以，各金绿宝石变种需仔细鉴别的对象有所不同，可选择的方法也不尽一致。

1.变石的鉴定

有变色效应的天然宝石种类有限；与变石折射率、密度相近的刚玉变石(在日光下为带灰的蓝—绿色或蓝紫色，白炽灯下为紫红色或紫色)、尖晶石变石(日光下亮灰蓝或紫蓝色，白炽灯下紫色或红紫色)、石榴子石变石(日光下绿或蓝绿色，白炽灯下紫红色或酒红色到带红的紫色)可借颜色、多色性、偏光性或光性区分，假变石——绿色红柱石(其三色性强，无变色效应，但其淡红色的闪光却似有变色效应)可借折射率(1.62 )低区别于变石。

鉴别变石与合成变石主要靠包裹体。较早期的助熔剂法合成变石有典型的流体充填的愈合羽状体，流体很薄，平面上连续或不连续，网形不规则。后来的助熔剂(Creative crystal)和提拉法产品(Crescent Vert或“Inamori”)有密密麻麻的尘土状包裹体；或有杂乱排列的针状体、近种晶处的平行的伸长晶体、细小的三角形铂片。区域熔融法合成变石(Seiko)有旋转结构和蝌蚪状气泡，类似焰熔法合成红宝石的内部特征。当见不到包裹体时，这些合成变石的红外光谱以没有水的吸收峰为特征。

用于仿变石的合成蓝宝石或合成尖晶石在多色性、偏光性或光性上不同于变石，颜色也不同；合成蓝宝石变石日光下为淡蓝灰或带紫的绿色，在白炽灯下呈紫红色，有气泡或弧形生长线；合成尖晶石变石在日光下为黄绿色，在白炽灯下呈红色，均质体，即使有异常双折射也无多色性。

2.猫眼石的鉴定

尽管其他任何品种宝石的猫眼线都不像金绿宝石猫眼那么细窄灵活，仍应借折射率或密度再肯定或用其他性质为旁证才能确定之，何况档次低的金绿宝石猫眼或颜色各异，或眼线宽散，更需测折射率或密度来判定。极罕见的石榴子石猫眼无多色性可区别于金绿宝石，其他具猫眼效应的天然宝石折射率和密度与金绿宝石猫眼差别较大。

合成猫眼是借表层平行排列的微粒引发猫眼光的，内部无天然猫眼的丝状体。

人造猫眼是玻璃猫眼，它可有各种颜色。折射率和密度低，并有蜂窝、网状结构(尤其在近底部或腰线以下垂直纤维体去观察时，略转动宝石即易见六边形网纹)。此外，玻璃猫眼、立方氧化锆猫眼都是均质体，有气泡包裹体，且无多色性。

3.普通金绿宝石的鉴定

与石榴子石可借偏光性、多色性区分。其他与金绿宝石颜色相同的、相似的天然宝石都可借折射率、密度或多色性区分；与之常数相似的合成石、人造石均可借包裹体区分。

六、金绿宝石矿床产状、产地简介

金绿宝石的成因、产状都和绿柱石质宝石相似，属内生伟晶热液或热液交代产物。

(1)岩浆-热液型：主要产在花岗伟晶岩的晶洞中，常与海蓝宝石、电气石、黄玉等共生。普通金绿宝石及猫眼多属这个成因类型。侵入到大理岩、片岩、片麻岩、石英岩等围岩中的伟晶岩，若从围岩获得足够的铬可形成变石。变石与猫眼可共同出现于某地伟晶岩，或与普通金绿宝石共同出现于伟晶岩中，例如巴西伟晶岩矿床。

(2)热液交代型：在酸性岩侵入超基性岩的接触部位、蚀变超基性岩体的边部，由于超基性岩提供了铬可形成变石，与蚀变岩中云母等共生而称为“含矿云母岩”，如乌拉尔变石矿床。

宝石级的品种多产于河砾、砂矿中。

已知产地遍布各大洲。美国、芬兰、扎伊尔、马达加斯加等国均有产出。著名的猫眼产于斯里兰卡砂矿中。它含有世界上最好的猫眼以及变石和变石猫眼，可作刻面石的各色金绿宝石也很出名。巴西是目前向国际市场提供宝石级金绿宝石数量最多的国家，以星光金绿宝石(有暗绿色达6.7 克拉者)最著名，刻面石最多，也产优质猫眼和变石，后者多小于3克拉。印度产的猫眼含矽线石纤维；津巴布韦产的变石变色效应强；缅甸产一些变石，还有罕见的无色金绿宝石；澳大利亚产黄绿色金绿宝石；俄罗斯乌拉尔祖母绿矿床中产的变石最著名，个体较小而质量好。

我国新疆的花岗伟晶岩、福建的细晶岩、内蒙古的含绿柱石伟晶岩脉、四川的伟晶岩、湖南及河南的稀有金属伟晶岩中都见有金绿宝石，迄今尚未报道有宝石级的矿点。