1、合成寶石特征當代由于合成技術的發展，幾乎所有天然寶石都可在實驗室里合成，而且 彼此的特征愈來愈接近，甚至達到難以分辨的程度。一、合成金剛石（鉆石）寶石級合成金剛石主要采用高溫高壓法（HTHP的BARSE力機生產，目前 首飾用合成鉆石的主要生產國有俄羅斯、烏克蘭、美國等。 HTHP合成鉆石其主 要物理、化學性質與天然鉆石類似。（一）晶種觸媒法合成金剛石特征1 晶形一般為立方體100與八面體111的聚形。“ BARS法合成的鉆石 晶形上可有輕微的歪曲樹枝狀花紋，波狀附生像及殘晶薄片，溫度過低時晶面的 邊緣常有突出而中心凹陷，溫度過高時，整個晶體變圓。顯微鏡下可見生長紋理 及不同生長區的顏色差異。2

2、 合成鉆石晶體一般呈淺黃色、橘黃色、褐色。低溫生長者色較淺，高溫生長者色較深。顏色明顯依賴于所采用的觸媒合金。若觸媒為Fe- Al合金時，所生晶體為無色，含B （硼）元素其色為藍，含Ni （鎳）元素其色褐黃。顏色分 布不均勻，可見沿八面體晶棱平行排列的色帶。3 內含物主要是觸媒金屬，孤立或成群的出現于晶體表面或沿內部生長區間邊界定向分布，呈渾圓狀、拉長狀、點狀或似針狀。凈度以P、SI為主。HTHP合成鉆石生長紋發育，其特征因生長區而異。八面體生長區的生長紋平直，并可 有褐紅色針狀包體（僅在陰極發光下可見）；立方體生長區無生長紋，但可有黑 十字包體；四角三八面生長區邊緣發育有平直生長紋。4光性特

3、征：常有很弱的異常雙折射。干涉色顏色變化不明顯，不如天然 鉆石明顯。5 發光性：在紫外燈下、X射線和陰極射線下均呈規則的分區分帶發光， 不同生長區發出不同顏色的光，且具有規則的幾何圖形。6吸收光譜：I b型者一般明顯吸收，有時因生長過程中的冷卻作用會造 成658nm處的吸收；I b+I a型者在600- 700nm處可見數條清晰的吸收線，而 無天然鉆石的415nm吸收線。（見表2-5）表2-5合成鉆石與天然鉆石的鑒別特征項目天然鉆石合成鉆石顏色多呈無色，淺黃，淺褐，褐色，也有 綠色，金黃色，藍色，粉紅色多呈淺黃，淺褐黃色，也有無色，綠色和藍色， 且顏色不均勻，可見沿八面體晶棱平行排列的色 帶類

4、型多為Ia型，也有Ib型，Ila型IIb型及其混合型多為Ib型，也有IIa型,Ia+Ib型和IIa+IIb型（混合型）晶形多呈八面體，菱形十二面體及其聚 形，晶面上會有解體狀三角形生長丘多呈立方體，八面體，菱形十二面體及立方八 面體，晶面上可有不尋常的樹枝狀樹枝紋，波狀 附生像及殘留的晶薄片包裹體可見鉆石、橄欖石、石榴石、尖晶石、 輝石等礦物包裹體；Ib型鉆石常含暗 色針狀或片狀包裹體常見晶體觸媒包裹體，在反射光下呈亮片狀， 在透射光下呈黑色不透明、長約1mm左右，一般為渾圓或拉長狀，孤立或成群出現，常平行于晶體表面或沿內部生長區間邊界分布；另有一些包 裹體呈尖點狀或似針狀發光 性無規則的分區

5、分帶發光現象在紫外燈、X射線和陰極射線下均呈規則的分 區分帶發光現象吸收 光譜la型的“ Cape”色者有1條或數條 清晰吸收線，女口 415nm、453nm、478nm 等Ib型者一般無明顯吸收，有時因合成鉆石的冷 卻作用會造成658nm處的吸收；Ib+Ia型者在 60070Onm處可見數條清晰吸收譜線磁性無磁性因有含鐵包裹體而具磁性（二）化學氣相法合成金剛石薄膜（CVD合成鉆石）1. 物理性質：硬度、導熱性、密度、彈性、透光性等物理性質接近或達到 天然金剛石。CVD合成鉆石呈板狀，111與110面不發育；顏色多為褐色和淺 褐色，或為無色和藍色。正交偏光下具強烈的異常消光，不同方向上有所不同

6、。2. 結構缺陷：存在有大量的（111）攣晶、（111）層錯或位錯。放大檢查 可見不規則深色包體和點狀包體，可有平行的生長色帶。3. 藍色合成鉆石薄層具導電性，均勻分布在刻面鉆石的全部表面。4鉆石膜是多晶體，表面具粒狀結構，特征峰在1332cm1附近，半高寬（FWHM 甚至在1500cm1附近出現一個寬峰，在紫外線照射下通常出現弱的橘黃色熒光。二、合成碳化硅（合成碳硅石）合成碳化硅主要由萊利法生產，1998年6月首先在美國亞特蘭大等城市上 市。其寶石學特征如下：（一）顏色無色至淺黃色、淺灰、淺綠、淺褐、淺藍、綠色和灰色，是由摻入的微量 氮鋁雜質影響的。如黃色（含氮0.01 %）、綠色（含氮0.

7、1 %）、藍綠色（含氮 10%）、藍色（含高量鋁）。無色晶體不含氮或通過加入電荷補償微量元素鋁來 減少氮的影響。（二）透明度透明，亞金剛光澤。體積達工藝要求。（三）晶系與光性六方晶系，纖鋅礦型結構。常呈塊狀，一軸晶正光性。（四）折射率與色散度折射率2.648-2.691，雙折率0.043，聚焦于底尖能看到臺面及冠部刻面的 反射重影。反射率約為21.0 %，色散度0.104。（五）密度與硬度密度3.20-3.24g / cm,摩氏硬度9.25左右。諾譜硬度2917- 2954kg/mm2, 晶體的韌性極好。（六）內含物細長的白色管狀物，不規則空洞，小的 SiC晶體，負晶及深色具金屬光澤 的球狀物

8、，可三粒或多粒呈線狀排列，也有一些呈云霧狀的，分散的針點狀包體， 并有氣泡。（七）吸收光譜未見特征的吸收光譜。近于無色的合成碳硅石在425nm以下有一弱吸收。（八）發光性呈現惰性，少數在長波下呈中至弱的橙色熒光，極少在短波下呈弱橙色熒 光；極少數的在X射線下呈中至弱黃色熒光。（九）導熱性670-2010w/（ m- k）,熱導率 0.55 - 1.17cal/（cms），熱惰性 0.300.63 cal/（cm -C- s"2）。（十）導電性具導電性，為半導體材料。（十一）紅外光譜1800cm1以下吸收，2000-2600cm"區域內有數條強的和尖銳的吸收峰，在 3000-

9、 3200cm"區間勉強可見幾個吸收峰。（十二）與鉆石鑒別的簡易方法1 光照法：將鉆石與合成碳硅石混在一起的通貨倒入塑料盤中，加水淹沒 寶石。在塑料盤下一英寸處放一張白紙，在寶石之上六英寸處用光纖燈或手電筒 照明。若用帶狹縫的盤子蓋住光源且在暗室中進行，效果更好。在光照下將塑料盤從一側移至另一側，可見合成碳硅石具鮮艷顏色，而鉆石只有白色光芒。2. 加熱法：（1）用烘箱電爐或250W白熾燈加熱這些寶石，這時合成碳硅 石變成亮黃色，而鉆石不變色。（2）將一根火柴或打火機的外焰置于寶石正下 方，鉆石不變色，而合成碳硅石則變成黃色，但退火后，恢復原裝。3. 色散法：鉆石臺面向下放在淺的平底的

10、干凈玻璃碟中，完全浸入自來水內，以筆式燈垂直照明，合成碳硅石具有明亮的光譜色閃光，而鉆石具有不太亮的有色閃光。4. 比重法：將寶石放在二碘甲烷重液中，合成碳硅石浮起，鉆石下沉。三、合成祖母綠合成祖母綠的方法主要有水熱法和助熔劑法。其合成的產品折射率、密度 等物理特征與天然祖母綠很接近， 主要區別在于內部特征和紅外光譜特征。不同生產工藝亦有不同。（一）水熱法合成祖母綠用水熱法合成祖母綠的有俄羅斯合成祖母綠、Linde法合成祖母綠、Biron法合成祖母綠、Lechleit ner法合成祖母綠和我國桂林水熱法合成祖母綠等。不 同水熱法合成祖母綠的特征見表 2-6。表2-6不同水熱法合成祖母綠特征品種

11、折射 率雙折 射率密度紫外卄、|/ 熒光包體其他特 征生長紋萊切雷特納Lechleitner（澳）1.570 1.6051.559 1.5660.005 0.0100.003 0.0042.65 2.73紅色籽晶，交叉裂隙浸油中可見 分層，正交 偏光波狀消 失生長線與 Z軸交角30°林德Linde（美）1.567 1.5720.0052.67 ±強紅色氣體及羽狀二相 氣液包體，平行釘 狀或針狀包體，硅 鈹石紅外光譜中 有H2O的吸 收，含I型 水36°38°精煉池法Refinedpool （澳）1.570 1.5750.0052.694弱一無云翳狀窗紗狀

12、包體紅外光譜中 有H2O的吸 收，含Cl22°23°中國（桂林）1.570 1.5780.0062.67 2.69亮紅三相釘狀包體，有 時單個岀現，成群 出現時似麥苗狀， 硅鈹石含I、U型水拜倫Biron（澳）1.570 1.5780.007 0.0082.68 2.70強紅二相釘狀包體、硅 鈹石晶體，白色彗 星狀、串珠狀微 粒、助熔劑羽狀包 體和暗色金屬包 體含I、U型水、Cl32°40°俄羅斯（舊）（新）1.572 1.5781.579 1.5840.006 0.0072.68 2.70弱紅無數細小的棕色 微粒，呈云霧狀含I、U型水30°3

13、2°43°47°1 顏色：濃艷的綠色。2. 結構：1型水為主，亦有U型水。3. 紅外光譜：水熱法合成祖母綠，雖也含I型水和U型水，但水分子的伸 縮振動和合頻震動的峰位及強弱不同。 水熱法合成祖母綠，在中紅外4357 4052、 3490、2995、2830、2745 cm-1處有吸收，可與天然祖母綠區別開（見圖 2-9 ）。4. 內含物：常有兩相包裹體，針狀或釘狀硅鈹石和孔洞，固液包體分布在一個個平面上并且位于同一平面上的包體相互平行排列。在某種情況下，有雙折射晶體，多相填充物的腔體和晶種形狀的平面及扭曲的白羽痕狀、紗狀和棉絮狀包體。此外，還有渣狀包體呈面狀分布，

14、且晶體表面呈現特有生長波紋。晶體內 部的波狀或鋸齒狀生長紋和色帶，大多平行于種晶板，與Z軸的交角在22°40°之間，并具不規則的亞顆粒邊界近于垂直色帶，形成角狀圖案。中國桂林采用水熱法生產的合成祖母綠，屬于含氯無堿系列，只有I型水 峰。平行C軸的釘狀包體在寬頭處常為金綠寶石， 有時為綠柱石。固相包體分布 與種晶邊界有關，針管狀包體的排列方向與種晶和主生長面垂直。5. 特殊光學效應：在黑色底襯條件下，用強光源照射，在某些角度會出現 紅色。6. 熒光性：較強的紅色熒光。7. 濾色鏡觀察：鮮亮紅色。波數/cm-1圖卜9滅然祖刃綠與合成祖時録的紅外光譜圖（二）助熔劑法合成祖母綠助熔

15、劑法合成祖母綠的生產廠家有查塔姆（Chatham）、吉爾森（Gils on八萊尼克斯（Linnix ）等。不同廠商的合成祖母綠，其特點稍有不同（表 2-7）表2-7不同助熔劑法合成祖母綠特征品種折射 率雙折 射率密度紫外卄、|/ 熒光包體其他特 征生長紋查塔姆Chatham （美）1.560 1.5630.0072.65 ±強紅色羽狀、面紗狀包 體及硅鈹石晶 體紅外光譜中無H2O的吸收C(0001) m( 1010) u (1120)吉爾森I型Gilson I 型（法）1.559 1.5690.0052.65 ±0.01橙紅色羽狀包體、長方形硅鈹石晶體紅外光譜中無H2O的吸

16、收吉爾森U型Gilson U型（法）1.562 1.5670.003 0.0052.65 ±0.01紅色同上同上，產品極少見吉爾森N型GilsonN 型（法）1.571 1.5790.006 0.0082.68 2.69無紗狀、束狀固態 熔劑包體，鉑及 硅鈹石同上，427nm處有特征吸收萊尼克斯Lennix （法）1.556 1.5660.0032.65 2.66紅色不透明管狀包 體，硅鈹石和綠 柱石狀晶體，助 熔劑充填的裂 隙具淺-暗綠色條帶1 紅外光譜：不含水，因此不存在任何水的吸收峰（見圖 2-9）。若有Fe 添加（吉爾森N型），在紫區具427nm吸收帶，天然祖母綠無此吸收帶。

17、2內含物：未熔化的固體熔質包體，常沿裂隙和空洞充填，呈羽毛狀、紗 狀或束狀，像飄動的窗紗；階梯狀粗粒助熔劑包體；一些平行的帶狀或線條，它 們或一致伸向六面棱柱面，或都與棱柱面成一定角度，有的順著晶體軸方向出現， 使六面型的外輪廓看上去像有個空洞一般；有時還有坩堝材料（鉑金）和硅鈹石 的固態包體；有時還可以見到天然籽晶片的痕跡，（顏色較深），環繞著籽晶的深色祖母綠部分顯示出相同的包裹體特征。這些包裹體可分為五種類型：（1）彎曲的像面紗或稻草把似的羽狀包體類型；（2）楔型釘狀包裹體類型；（3）氣液二相包裹體類型；（4）小的堆積狀晶體類型；（5）稀有的大園錐形暗色包裹體類型。3成分分析：含Mo V等

18、助熔劑的金屬陽離子。而天然祖母綠卻沒有。4. 發光性：紅色熒光。在短波下查塔姆合成祖母綠的透過率（低于230nm時）比天然祖母綠（小于295nm不能透過）強得多。通過上述，助熔劑法或水熱法合成的祖母綠，都非常相近天然祖母綠，一般不易區分。主要鑒別依據是，在顯微鏡和紅外光譜儀對彼此的內部特征和紅外 光譜特征進行分析（表2-8 ）。表2-8天然祖母綠和助熔劑法、水熱法合成祖母綠的區別、種 類 性質助熔劑法合成祖母綠水熱法合成祖母綠天然祖母綠密度2.65 2.672.67 2.692.69 2.74ne1.560 1.5631.566 1.576P 1.565 1.586n。1.563 1.5661

19、.571 1.5781.570 1.593雙折射 率0.003 0.0050.005 0.0060.005 0.009內部特 征硅鈹石、鉑片、彎曲的 脈狀裂隙、兩相包體硅鈹石、細小的兩相包體云母、透閃石、陽起 石、黃鐵礦、方解石、 三相包體水無含I型水和U型水含I型水和U型水鉀可變無可變紅外光 譜無水吸收峰四、合成剛玉類寶石（一）焰熔法合成剛玉寶石1. 合成紅寶石（1）內部比較干凈，無氣泡或偶見氣泡。氣泡小而少，多為球狀，少為蝌 蚪狀。若生產工藝不穩定時，可產生大量點狀氣泡成堆聚集，呈帶狀、云霧狀分 布。偶見未熔的氧化鋁粉末和紅色氧化鉻粉末呈面包渣狀。（2）顏色鮮艷，過于純正，可有深紅色、橙紅

20、色、紫紅色等多種顏色，往 往給人“假”的感覺。（3）具有較寬的弧形生長紋，并貫穿整個樣品。現在因技術改進生長紋的曲率相對變小，在較小范圍內看上去變得相對平直。 在加工拋光過程中，可產生 雁行狀裂紋，亦可在后熱處理過程中產生裂隙。 若充膠，可在裂隙內部產生一種 假指紋狀包體。（4）由于臺面是平行或近于平行Z軸取向的，故在臺面方向上有較明顯的 二色性。（5）紫外光照射下，呈中強一強的紅色熒光。（6）x射線照射后，可有紅色磷光現象。2. 合成藍寶石（1）顏色多種，藍色藍寶石從臺面看是藍的，從腰部看是紫藍色的。（2）氣體包體、固體包體、生長紋、二色性等方面同合成紅寶石，在熒光 性及吸收光譜方面見表2-

21、9。有時氣泡周圍會有藍色物質聚集，容易發現。（3）天然藍寶石中的鐵吸收線 450nm有可能消失或很弱而模糊。表2-9焰熔法合成剛玉類寶石的特征對比寶石品種生長結構內含物光譜紫外熒光其他特征紅寶石六方形色帶金紅石、愈合裂隙Cr光譜強沖臺面垂直C軸合成紅寶石彎曲生長紋氣泡、粉末Cr光譜很強沒有定向藍寶石六方形色帶金紅石、愈合裂隙、晶體包體450nm窄帶弱、橙紅色（長波）平直的裂隙成藍寶石彎曲生長紋氣泡、小氣泡 群、粉末缺失弱、監白色（短波）彎曲的裂隙黃色藍寶石六方形色帶金紅石、愈合裂隙、晶體包體450nm窄帶，或者沒有無-中，有吸收帶 的無熒光，反之黃Zr. -H-?、【/色熒光Fe3+ 或者 M

22、g2+為致色劑，不含Ni合成黃色藍 寶石彎曲色帶（監 色玻璃濾光）氣泡、小氣泡 群、粉末缺失弱-無含 Ni，Ni2+為致色劑綠色藍寶石六方形色帶金紅石、愈合裂隙、晶體包體450nm窄帶無熒光Fe3+與Fe/Ti為致色劑合成綠色藍 寶石彎曲生長紋氣泡、小氣泡 群、粉末缺失中-弱，橙色含 Ni，Co，Ni2+與Co為致色劑變色藍寶石六方形色帶金紅石、愈合裂隙、晶體包體Cr光譜弱,紅色Fe3+與Fe/Ti為致 色劑，幾乎不含V合成變色藍 寶石彎曲生長紋氣泡、小氣泡 群、粉末470nm細線弱、監白色（短波）含V，V3+為致色 劑無色藍寶石弱的六方形 色帶金紅石、愈合裂隙、晶體包體無中-弱，黃色熒光沒有

23、普拉托效應合成無色藍 寶石無氣泡、小氣泡 群、粉末無中-弱，監白色熒 光普拉托效應3. 合成星光紅（藍）寶石（1）顏色、透明度：合成星光紅寶石粉紅-紅色，半透明-透明；合成星光 藍寶石有乳藍-藍色、白色-灰色、紫色、綠色、黃色、褐色、黑色，半透明。（2）弧形生長紋一般平行于底面，氣泡往往沿弧形生長層分布。細小的金 紅石包體沿三向密集排列，呈云霧狀。（3）星線細而窄，完整、清晰，分布于樣品表層。合成星光紅（藍）寶石與天然品的鑒別特征見表 2-10。表2-10焰熔法合成星光紅（藍）寶石特征項目合成品天然品表面 特征星 光星光浮在表面、異常明亮、不 柔和星光發自晶體內部、柔和星 線星線連續且細直均勻

24、，星線交 點清楚且交匯處無加寬加亮現 象浮于表面星線寬窄不一，成波浪狀向前延 伸，星線交匯處加寬加亮內部特征可觀察到彎曲生長紋（凸圓形 寶石背面尤為清楚）和極細白 色粉末及分散的金紅石包裹體可見棱角狀包體且顏色有分帶現 象紫外卄、|/ 熒光長 波合成星光紅寶石呈很強的亮紅 色天然星光紅寶石呈弱紅色短 波合成星光紅寶石呈極強的亮紅 色合成藍寶石呈藍白色天然星光紅寶石呈弱紅色，天然 星光藍寶石呈懶性（二）水熱法合成剛玉寶石1. 晶體外部特征（1）晶體外形多為厚板狀板狀，常見的單形有六方雙錐2241和2243, 次為菱面體0111，偶見負三方偏三角面體3581及平行雙面0001。（2）晶體的六方雙錐

25、晶面上普遍發育有各種生長花紋。較為常見的有舌狀 或乳滴狀生長丘，階狀生長臺階，格狀生長紋理和不規則生長斜紋， 偶見放射纖 維狀條紋。這些生長花紋與晶體生長過程中的溫度，壓力，礦化劑，溶體流向和 溫度梯度密切相關。是晶體內部鑲嵌結構及生長位錯的一種表現形式。（3）晶體可出現開裂現象。合成紅寶石的開裂有兩種情況：一種是沿籽晶面開裂（主要是由于晶體與籽晶之間存在較大的應力所致）；另一種是在2243晶面上呈現規則的網狀開裂（這是由晶體的結構及生長條件所決定的）。合成黃 色藍寶石晶體的開裂情況有三種：一種是沿晶體菱面體方向二組開裂；一種是沿 籽晶片中央開裂；另一種是沿籽晶與晶體結合面開裂，這種開裂，原因

26、較復雜。 初步認為可能與籽晶和晶體間的晶格失配或晶體畸變有關，而晶體中某些可溶性 雜質或膠狀機械混入物的摻入，以及生長過程中不均勻的熱流沖擊所產生的熱波 動等都可能是導致合成黃色藍寶石晶體開裂的主要緣由。2. 內部特征（1）氣液二相包裹體。或單獨分布，或呈指紋狀形式分布于愈合裂隙面，似網狀，比天然剛玉寶石的指紋狀包裹體立體感強且較為規則。 常有特征的釘狀 流體包體一根根的密集定向分布。合成紅寶石的單體包裹體邊緣圓滑且較規則，氣液體積比例為20，而合成黃色寶石晶體中存在的單個或呈串珠狀分布的氣液兩相包裹體大小約為0.02 0.05mn,橢圓或不規則狀，氣液比例為15-25 %，般遠離籽晶而孤立分

27、 布，其外形特征與天然黃色藍寶石中的流體包裹體極為相似， 二者在鏡下不易區 別。(2) 氣泡成群出現。早期合成的紅寶石內部有的氣泡群較多，呈0.01mm 微小氣泡密集分布在籽晶片， 籽晶罩或掛金絲處。 目前合成剛玉類寶石晶體內一 般難以見到。(3) 存在籽晶片。若將寶石晶體置于溴化萘浸油中，可依據籽晶片與生長 層之間存在不規則波紋狀生長界線這一特征進行識別。(4) 固體金屬包裹體。呈點絮狀或團絮狀分布的黃金微晶集合體，來自高 壓釜的黃金襯管或掛絲。合成紅寶石晶體中還可見一種灰白色的 Al (OH 3粉末，外形似面包渣，不 透明。多沿籽晶片附近呈點狀、面狀分布。合成黃色藍寶石晶體中還可發現有可溶

28、性雜質包裹體，多呈不規則的枝晶 狀，放射狀或不規則粒狀， 無色透明，中突起，正交偏光鏡下干涉色級序較高 (與 厚度有關) ，多沿晶體與籽晶結合面處呈不均勻分布； 還可觀察到外形呈規則或 不規則網狀的膠狀機械混入物，為無色或淺黃綠色，透明，中高突起，僅存在于 晶體與籽晶片的裂開處，并常與可溶性雜質包裹體或流體包裹體伴生。( 5)生長紋理和色帶。合成紅寶石晶體存在暗紅與橙紅色生長紋，呈平直 帶狀相間分布，外觀似“聚片雙晶”；部分合成黃色藍寶石晶體內微波紋狀生長 紋理較發育，其分布多具方向性，并沿籽晶片方向展布。(6) 云煙狀裂紋。因開裂現象，在早期合成的紅寶石中可見云煙狀裂隙， 并較為發育。目前大

29、多數水熱法合成紅寶石晶體內部較為潔凈。3光譜及紫外熒光特征( 1 )紫外可見光光譜特征：桂林水熱法合成紅寶石。紫外區域內241nm譜帶是區別天然紅寶石的重要佐證。(2) 紅外光譜特征：桂林水熱法合成紅寶石普遍存在3307、3231、3184、 3013cm1的Al OH伸縮振動譜帶和2364、2348cm1范圍內有一系列的OH或結晶 水振動的紅外吸收光譜。(3) 紫外熒光特征：水熱法合成紅寶石比天然紅寶石出現更強、更亮的紅 色熒光。合成黃色藍寶石在長波下呈惰性， 多數晶體在短波下熒光具分帶性， 籽 晶片為中弱的藍白色熒光，少數晶體在短波下也呈惰性。(三) 助熔劑法合成剛玉類寶石特征1 助熔劑法

30、合成紅寶石( 1)氣泡單體之間似斷非斷，似連非連，與周圍反差大。(2) 可見黃色至粉紅色塊狀助熔劑包裹體，在透射光下多不透明，反射光 下呈淺黃色、橙紅色，且具金屬光澤。形態多樣，如樹枝狀、柵欄狀、網狀、扭 曲的云狀、管狀、熔滴狀、彗星狀等。(3) 常見一種呈金屬光澤，三角形或六邊形及其他形狀的鉑金包裹體。(4) 在籽晶周圍可見到特有的云朵狀氣泡集合體或帚狀包裹體，偶爾可見 粗粒助熔劑包裹體和有藍色邊緣的籽晶。（5）合成紅寶石中可有Pb、B等助熔劑陽離子存在。（6）在短波紫外光下呈中一強的紅色熒光，與天然紅寶石（呈弱一中紅色 熒光）不同，有些品種因有稀土兀素，而有特殊的熒光可以進行鑒別。（7）顏

31、色較豐富，呈各種深淺不一的紅色，可具攪動狀的顏色不均勻現象 （拉姆拉合成品），藍色三角形生長帶（俄羅斯合成品），筆直的生長環帶及不均勻色塊。2 助熔劑法合成藍寶石（1）內部特征：助熔劑殘余、色帶、鉑金片等與相應的助熔劑法合成紅寶 石相同。（2）熒光性：在紫外燈下，助熔劑殘余可有粉紅色、黃綠色、棕綠色等多 種較強的熒光。（3）吸收光譜：可缺失460、470nm吸收線。（見圖2-10）E2-10紅寶旳的吸枚光譜匿CR-0C6:奩塔娉助燼劑臺成紅寶石 血 護索紅寶石（四）晶體提拉法合成剛玉寶石特征晶體提拉法生產的剛玉寶石類，主要有合成無色藍寶石和合成紅寶石。1. 固態包裹體。主要是坩堝材料 Mo W

32、 Fe、Pt等金屬元素。2云朵狀氣泡群及帚狀包裹體，或拉長的氣態包裹體和很細的彎曲成圓弧 的不均勻生長條紋，偶爾可見一些細微的類似于煙霧般的微白色云狀物質。（五）導模法合成剛玉寶石特征1. 可有導模金屬的固態包裹體。2. 有籽晶的痕跡及籽晶的缺陷。3. 直徑在0.25 0.5um范圍大小的氣泡，不均勻分布。（六）區域熔煉法合成剛玉類寶石特征。1. 內部純度較高，非常潔凈。2. 熒光強于天然紅寶石。3. 分光鏡下吸收光譜線，少于天然剛玉類寶石。4. 寶石表面加工精細程度不夠好，有“火痕”（即拋光過程中產生的波紋 狀或裂隙狀痕跡）等。5. 質量差的合成寶石，有混亂的生長紋，晶體顏色不均勻等。（七）

33、合成剛玉寶石包體特征各種生產工藝合成的剛玉類寶石的包體特征對比，列于表2-11表2-11各種生產工藝合成剛玉類寶石包體特征對比生產工藝包體特征焰熔法1、弧形生長紋；2、氣泡（單獨或成群分布）助熔劑法1、助熔劑殘余（透射光下大部分不透明， 灰黑色；反射光下呈現黃色、橙紅色， 具有金屬光澤；外表形態豐富）2、平行色帶，不均勻色塊3、鉑金屬片（規則，銀白色反光，金屬光 澤）4、籽晶片水熱法1、生長紋（波狀，鋸齒狀，網狀）2、釘狀包體（“釘狀”流體包體；較大的 包體中心存在著深色的液態充填物，有 時釘狀包體十分細小，表現為一根根細 針密集而定向排列）3、金屬包體（多邊形，不透明，具金屬光 澤）4、籽晶

34、片提拉法鑒別特征類似焰熔法導模法1、金屬包體2、籽晶痕跡3、氣泡（大小不等，分布不均）區域熔煉法1、混亂的生長紋2、顏色不均勻五、合成金紅石合成金紅石，主要由焰熔法生產。焰熔法合成金紅石的特征如下：（一）顏色 常見的有淺黃色，也可有藍色、藍綠色、橙色等。（二）密度34.24 4.26g/cm 3。（三）吸收譜線黃綠色金紅石的吸收光譜在430nm處有一強的吸收帶，其下全吸收。（四）內含物玻璃氣泡包體，面包渣狀未熔粉末固態包裹體。（五）外觀特征 晶體橫截面上可有像唱片一樣密集的弧形生長環帶或色帶。強重影（雙折 射），強色散（ 0.330）。六、合成尖晶石上世紀初，L 帕里斯在用焰熔法合成藍寶石時，

35、用 CqQ做致色劑，MgOf故 熔劑，偶然得到了合成尖晶石。現在人們已能生產各種顏色的合成尖晶石。尖晶石的合成方法，主要是焰熔法、晶體提拉法。（一）焰熔法合成尖晶石特征1 晶種中Al203含量比理論量高2.5倍。晶體內常有過多的 AI2Q未熔殘余 物所形成的無數細針狀包體， 在晶體底部造成一種鏡面反射現象， 有時甚至可以 產生星光效應。2光性異常。在正交偏光鏡下出現不規則、不均勻的格子狀和波紋狀異常 消光現象，并可見染色劑斑點（色斑）。3弧形生長紋或色帶。4內含物：傘狀或酒瓶狀氣態包裹體，在垂直晶軸上出現裂紋。5顏色濃艷均一， 呆板。顏色有紅、粉、黃綠、綠、淺藍至深藍、 無色等， 亦可有變色效

36、應。6折射率較高，一般為 1.728（+0.012， -0.008 ），合成變色尖晶石折射 率為 1.73，合成紅色尖晶石為 1.7221.725。密度也較天然尖晶石稍高，一般3為 3.52 3.66g/cm。7含 Cr 的紅色合成尖晶石發紅色熒光，強于天然尖晶石。8合成藍色尖晶石因含鈷在濾色鏡下呈紅色，在短波紫外光下顯強藍色熒 光，在長波紫外光下顯強紅色熒光。9 吸收光譜：紅色合成尖晶石，在 686nm見一細的熒光線；藍色合成尖晶 石，缺458nm吸收線；綠色合成尖晶石，425nm為強吸收線，445nm為模糊吸收 帶；綠藍色合成尖晶石，則有425nm強吸收線，443nm模糊帶及復雜的544、

37、575、 595及622nm的極弱Co吸收；合成變色尖晶石，有 400480nm寬吸收帶，480 520nm過渡帶，580nm為中心的寬吸收帶及685nm窄線。（二）晶體提拉法合成尖晶石特征1內含物：坩堝材料，未熔化的 Al 2O3 殘余，拉長的氣態包裹體和彎曲弧 形生長紋。2籽晶痕跡及籽晶與晶體界面的位錯。（三）助熔劑法合成尖晶石特征 助熔劑法合成的尖晶石與天然尖晶石成分相近，其光學性質二者相似。其 不同點主要在于包裹體、吸收光譜和熒光特征等差異。1內部特征：棕橙色至黑色助熔劑殘余，單獨或呈指紋狀分布，鉑片等。2熒光特征：紅色合成尖晶石：長波下強，紫紅色至橙紅色；短波下，強 中，淺橙黃色。藍

38、色合成尖晶石（ Co 致色）：長波下，弱至中，紅至紫紅， 白堊狀；短波下，強于長波。3吸收光譜：紅色合成尖晶石與天然緬甸紅色尖晶石相近。藍色合成尖晶 石（Co致色）：500-650nm強吸收，無低于500nm的鐵吸收帶。七、合成水晶（一）水熱法合成水晶的特征 水熱法合成的水晶品種十分豐富，有無色的，彩色的，黑色的、雙色的和 多色的等等。合成水晶與天然水晶的差異表現如下：1籽晶：中心有一平整的片狀籽晶晶核。晶核中的包體僅存在于核柱內， 四周有一種被一無形的墻截住， 斷而不連之感。 晶核與合成水晶之間的氣泡都沿 晶核壁分布，形成相互平行的“氣泡壁”，有些氣泡呈蝌蚪狀，頭多向壁尾向外 排列。2包體特

39、征：無礦物包體。可見單獨或成群分布的“面包渣屑”狀包體， 平行于籽晶面并貫穿整個晶體的一層或兩層以上相互平行分布的 “桌面灰塵”狀 包體，釜壁和籽晶架的脫落物（ NaAlSO4、Na3Fe2F12、Li 2Si 2O5 等），像一撮須狀 的錐輝石（NaFeS2Q.2H2O或NaFeSizQNMO）或石英的微晶核，出現在籽晶的 生長界面上的長條狀氣液包裹體。 氣液兩相包體垂直籽晶板， 色帶平行籽晶板 分布，平直而無夾角。3雙晶：凹面型、多面體、鼓包狀、花絮狀和火焰狀雙晶。 4彩色水晶：顏色濃艷，均勻、呆板。合成紫晶中紫中帶藍色調，就像藍 寶石一樣的六邊形色帶存在。 批樣中色調非常一致； 紫色和黃

40、色水晶在高倍鏡下 可見平行于籽晶板 （籽晶面） 的平行細密生長紋， 在低倍鏡下或肉眼觀察僅能見 一組色帶或生長紋。 紫晶中深紫色色團呈近平行的片狀定向排列， 大小、形態相 近，界限明顯。5光軸：合成籽晶的光軸大多平行臺面 , 以 38.2°角斜交籽晶板；合成黃 水晶的光軸大多垂直于臺面 , 與籽晶板垂直。6熱敏感：觸及皮膚有溫感，不太涼（與天然水晶比）。玻璃光澤。7紅外光譜：合成紫晶在 3545cm-1 處有明顯的吸收帶（圖 2-11），鈷藍色 合成水晶在640、650nm處有吸收帶，550、490-500nm有吸收帶。9）天然縈晶團龍-門 犬然紫捅號合成紫骷的紅外吸收光鍛8. 透過

41、率：合成水晶在波長為0.15-4um區域內的透過率與天然籽晶不同, 見圖2-12。圖？ 12天然及人工合成水晶對波檢為0.15光譜的透過率曲線9. 其他缺陷：可能存在位錯，腐蝕“隧道”和生長紋等。八、合成變石合成變石的方法有助熔劑法、晶體提拉法、區域熔煉法等，具有與天然變 石相同的物理性質、化學成分和光學性質，與天然變石不同之處僅在于內部特征（一）常見顏色日光下呈藍綠色，白熾燈光下呈褐紅至紫紅色。（二）密度3.72 （± 0.02 ） g/cm3。（三）硬度8.5。（四）紫外熒光長波、短波下均為中至強的紅色。（五）內含物 助熔劑法：殘余助熔劑呈脈狀、紗幔狀包體，呈云霧狀外觀；六邊形或

42、三 角形金屬鉑片， 成層的包體常可平行種晶面分布； 平行于晶面的直線狀、 清晰可 見的生長紋。晶體提拉法：針狀包體，波浪狀纖維包體，彎曲生長紋。紫外光短 波下表現出弱的白色至黃色熒光。 區域熔煉法： 球形氣泡， 不規則的顏色呈漩渦 結構。（六）吸收光譜： 合成變石生產工藝均屬高溫熔融法，故無水分子特征的 吸收峰。九、合成金綠寶石 合成金綠寶石主要由助熔劑法生產。與天然金綠寶石的鑒別特征在于內含 物，天然金綠寶石在放大檢查時可見指紋狀包體， 絲狀包體。 透明的寶石可顯雙 晶紋，階梯狀生長面。 而合成金綠寶石的內含物為助熔劑殘余物和呈三角形、 六 邊形的鉑金片。提拉法合成金綠寶石，具針狀包體及弧形

43、生長紋；區域熔煉法合成的金綠 寶石，具有小的球形氣泡和旋渦狀構造。十、合成海藍寶石水熱法合成的海藍寶石不同于天然海藍寶石的特征：（一）成分二價鐵含量較高（2.67 % 2.99 ），并有鎳和鉻元素，而無 Mg+和NaS（二）光譜紅外光譜中只存在I型水的吸收峰；紫外光譜和可見光譜中可測出 Ni和Cr。（三）內含物 飄紗狀、釘狀、針狀等包裹體，籽晶界面以及微小不透明晶片等特征。十一、合成歐泊最早合成歐泊的是法國的 GILSON公司，從20世紀70年代開始合成黑歐泊 和白歐泊進入珠寶市場。 目前市場上合成歐泊的種類越來越多。 常用化學沉淀法 生產的歐泊的外觀和基本的物理性質與天然歐泊較為接近，化學成

44、份為SiO2 -H2O,但含水量常比天然歐泊少，有些合成品含有少量的ZrO4。（一）結構特征 合成歐泊的主要鑒別特征是色斑特點，最典型的是柱狀色斑、鑲嵌狀色斑 和清晰的色斑界線， 蜂窩狀構造。 天然歐泊具有絲絹狀色斑， 而合成歐泊常為鑲 花狀圖案的獨特游彩斑點，此斑點具特征的蜥蜴皮狀、鱗片狀、蜂窩狀、鑲嵌狀 或階梯狀結構，三維立體感明顯，色斑界限清楚。在透射光或反射光下觀察，蜥 蜴皮狀構造可能呈現波紋狀結構。蜂窩狀色斑，即如六方格子狀，排列規則，蜂 窩壁是由亮線構成的， 而單個蜂窩內部較暗。 六邊形亮線是由球粒縫間所透出的 干涉色光構成，而單個蜂窩內部較暗是由于顆粒本身透光性差所致。合成歐泊具

45、有柱狀的生長方向，在某一特定的柱狀區內，變彩的顏色是一 致的，如果在垂直柱狀方向上觀察，可顯示柱狀變彩。天然歐泊的絲絹狀色斑，是由于其形成過程中 SiO2 球體受到液流干涉加上 底層壓力及應力變動， 在球體之間產生構造裂隙缺陷， 呈纖維條帶狀， 導致干涉 光的色散和漫反射的結果。（二）光性特征均質體，可有明顯的異常雙折射。（三）物理特征密度為1.74 2.12g/cm3, 般在2.06以下，生產廠家不同略有不同。摩 氏硬度4.56,比天然歐泊低。（四）熒光特征白歐泊在長波下具中等強度的藍到黃色熒光，無磷光；在短波下具中至強 的藍到黃色熒光，弱磷光。黑歐泊在長波下為無到弱甚至到中等強度的黃色熒光

46、， 無磷光；在短波下為無到弱黃色熒光。（五）紅外光譜特征在3686cm1處出現最強吸收譜帶，在 2980cm1和2854cm1有兩個O-H譜帶, 在2000cm1以下全部被吸收。與天然歐泊之別，見圖213。圖A13天然歐泊與含成歐泊的紅外光譜圖（透射法（六）特征對比：天然歐泊、合成歐泊、塑料歐泊三者的特征鑒別，列于 表 2 12。表2-12天然歐泊、合成歐泊、塑料歐泊鑒定一覽表、名稱要素天然歐泊合成歐泊塑料歐泊化學成分SiO2. nH2OSiO2.nH 2O （吉爾森歐泊幾乎 不含水）有機物微量兀素CI,Zr （部分）IR1.421.47,火 歐泊為1.37 1.401.45 1.461.50

47、 1.52光澤玻璃光澤玻璃光澤蠟狀光澤SG2.082.15，火歐泊為 2.002.18 2.25 或 1.88 1.98水中上浮H5 6.55.5遠小于5紫外熒光無中等無或強弱或強放大檢查色斑二維分布（片狀），界色斑三維分布（柱狀），邊似天然限模糊，色斑呈絲絹光澤界呈鑲嵌狀，蜥蜴皮結構紅外光譜5265 cm5815，5730，1730 cm與天然歐泊不 同其它可含有天然礦物包體部分合成品顏色鮮艷常進行拼合十二、合成綠松石目前，市場上有四種不同的綠松石制品，一種是由含水的酸酐類型的混合 物組成并加入膠粘劑而制成，為粒狀結構。其中可見白色斑點；一種是用AI2Q和Cu<P0）4原料由P.吉爾森

48、法合成的；另一種是利用陶瓷工藝將合成粉料燒結 而成的，具有與天然綠松石相近的成分和結構； 再一種是所謂的再造綠松石，是 一種將劣質天然綠松石的碎粒、粉末加 CuSO染色后加膠加壓而成的產品。其中 只有P吉爾森的產品雖稱合成品，但被認為是原材料的再生品，而不是真正意 義上的合成綠松石。市面上有兩個品種，一種是均勻純凈的原料，一種是加入外 表類似于含綠松石基質的圍巖成分。與天然綠松石的區別在于：（一）常見的顏色藍色、淺藍色，與優質波斯綠松石相似的顏色。顏色單一、均勻。（二）成分成分較均一。（三）物理性質折射率較低，為1.610-1.650。硬度5-6。（四）吸收光譜合成材料缺少天然綠松石的吸收光譜

49、。（五）放大檢查由無數微小的藍色球粒組成（即所謂的麥片粥效應），可有黑色或深褐色 的蛛網狀“脈石”，或嵌入黃鐵礦小粒，形成“嵌金綠松石”。人造鐵線紋理分 布在表面，一般不會內凹。（六）紅外光譜因含不規則分布的細粒物質產生寬而圓滑的吸收光譜模型，而缺失天然綠 松石的吸收光譜，見圖2- 14。2 14綠松石（.A）與占爾矗仿媒松石（閃 的紅外吸收光堆（經K &輾換）十三、合成孔雀石由化學沉淀法合成的孔雀石，是將銅氨絡離子Cu（NH）42+溶液和碳酸銅CuCO溶液混合，緩慢加熱，隨著溫度升高，銅離子溶解度降低達到過飽和而發 生沉淀，形成孔雀石 2Cu（OH）CaC O按其紋理可分為帶狀、絲狀

50、和胞狀三種類 型。（一）帶狀合成孔雀石是由針狀或板狀孔雀石晶體和球粒狀孔雀石集合而成，條帶寬0.0n3-4mm呈直線、微彎曲或復雜的曲線狀，顏色由淡藍至深藍，甚至黑色。（二）絲狀合成孔雀石是由厚0.010.1mm長幾十毫米的單晶體構成的絲線狀集合體。平行晶體延向切磨成弧面可出現貓眼效應，垂直晶體延向切割，其截面則呈黑色。（三）胞狀合成孔雀石有放射狀和中心帶狀兩種。放射狀的，其胞體從中心向外作散射狀排列， 胞狀體顏色亦由內向外為黑色而漸成淡綠色；中心帶狀的，每個帶由粒度約為 0.013伽的球粒組成，顏色從淺綠到深綠。在這三個品種中，以胞狀合成孔雀石為最高級別，可與著名的俄羅斯烏拉 爾孔雀石相媲美

51、。合成孔雀石，其化學成分和物理性質與天然孔雀石基本相同，與天然孔雀 石的區別在于合成孔雀石具有兩個吸收峰的差熱曲線，而天然孔雀石的差熱曲線則只有一條。但差熱分析屬于有損鑒定。十四、合成青金石天然青金石是由藍方石、方鈉石、黝方石以及少量方解石、黃鐵礦等組成， 此外還可有透輝石，普通輝石、云母和角閃石等。德國于1954年曾用焰熔法仿造青金石，為含 Co尖晶石及黃鐵礦的聚晶。到 1974 年已出現四種類型的青金石仿制品：一種是與綠松石相同的由不含水的 酸酐類型的混合物組成，并加入膠粘劑制成的產品，具粒狀結構，有白色斑點。 第二種是 P. 吉爾森用化學沉淀法生產的合成品；第三種類型是利用陶瓷工藝將 合成粉料燒結而成，其中有白色斑點及石英、 方解石、藍色者為方鈉石、藍方石， 而不是真正的青金石；第四種類型是再造青金石。其中P吉爾森化學沉淀法制造的產品其實是一種仿制品， 不是真正的合成材料， 而是含有較多的含水磷酸鋅。 其特征是：（一）透明度完全不透明（二）顏色 藍色、紫藍色，顏色分布均勻（三）密度2.332.53g/cm3，般小于2.45 g/cm 3,低于天然青金石（2.75 ±）。（四）內含