内容发布更新时间 : 2024/11/2 19:22:53星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。
二、宝石仪器
1. 简述偏振光在宝石鉴定仪器中的应用 原理 偏光镜 正交偏光，检验在两正交偏光镜片之间透明宝石的光学性质，利用双折射宝石能把入射光分解成两互相垂直的偏振光的性质。 操作 旋转上偏光片使得视域变得最暗；宝石的亭部向下放置在载物台上；一边转动载物台，一边观察样品的消光现象。 在正交的偏光镜中不断地转动样品，寻找到干涉色，在干涉色最为浓集的位置放置干涉透镜。 目的 防止刻面型宝石的全内反射作用，获得最明显的消光现象，以便观察。 使样品的光轴方向大致与偏光镜的光路平行。 使样品的偏振光的振动方向与二色镜平行，并检验是否有三色性。 锥光镜 聚光透镜锥形的光柱，造成穿过宝石样品的光程差不同，造成围绕光轴的不同干涉色形成的图案。 二色镜 把透过宝石的两偏振光分开，并使之可以并排地进行观察，确定宝石的光性特征。 一边观察，一边转动二色镜360°，然后转动样品90°，再重复前面的动作。 折射仪 利用双折射宝石两偏振光互相垂直的特点。 2.举例4种现代分析仪器在宝石鉴定中的应用 紫外—可见光光谱仪 红外光谱仪 拉曼光谱仪 电子探针 X-荧光光谱仪 阴极发光仪 电子显微镜 基本原理 测定宝石对可见光的吸收特征，由电子跃迁引起。 测定宝石对红外光的吸收特征，由分子振动引起。 光子与分子振动的能量交换形成的非弹性散射。 高能聚焦的电子束激发出样品微区的X-荧光。 高能的射线（X-光，γ射线等）激发样品的X-荧光 高能电子束激发样品的可见光荧光。 聚焦的高能电子束扫描样品的表面，被样品反射，或者透射样品。 用转动偏振片交替地消除其中一条边界。 加强观察的效果。 应用和举例 宝石颜色成因的研究和鉴定；黄色钻石595nm指示颜色为辐照+退火处理成因。 鉴定合成、优化处理、宝石品种等，翡翠B货具有强的2850,2920,2980,3050 cm-1的红外吸收，未经处理的则没有。 测定微区的物相鉴定，内部的包裹体的物相鉴定，在鉴定合成、优化处理、宝石品种，尤其是宝石产地的鉴定上可以发挥重要的作用。 测定样品的化学成分，优点是可以测定微区的化学成分，鉴定出露到表面的包裹体。例如根据样品含有Pb，Mo等化学元素判断样品为助熔剂合成的红宝石。 测定样品的化学成分，优点是准确度比较高，例如根据钻石样品含有Ni，Fe等化学元素判断样品为HPHT的合成钻石。 激发样品的荧光，具有亮度高、适用性广的特点。主要用来鉴定合成钻石，HPHT合成钻石具有沙漏状的发光区，黄绿色荧光，CVD合成钻石具有橙色荧光，细层状纹理。 观察样品的超显微结构，用来研究宝石的结构特征，例如欧泊具有的球状结构，这种结构导致了欧泊的变彩。 3.说明用宝石折射仪测量一碧玺抛光平面时可能出现的各种情况。 与光轴平行的切面 与光轴垂直的切面 与光轴斜交的切面 转动样品360°，折射率的变化特点 高值的阴影边界不动，低值的阴影边界变化，有两个位置两条阴影边界重合，或者说低值的阴影边界从最小值一直变化到最大值。 高值和低值的两条阴影边界都不变。 高值的阴影边界不动，低值的阴影边界变化，但是两阴影边界不重合，或者说，低值的阴影边界可以从最小值变化到某一较大值。 可以确定样品为一轴晶，但不能确定光性符号。 样品为一轴晶或者二轴晶的垂直α或者γ方向切面的折射率。所以严格地说不能确定样品的光性特征。 宝石学意义 可以确定样品为一轴晶、负光性。 4.除折射仪外，给出三种方法或手段获取宝石的折射率值。 方法 操作步骤 显微镜法 显微镜上粘好微标尺，用最大放大倍数对焦到样品的顶面，记下刻度；再对焦到样品的底部，记下刻度，计算出两刻度的差值K。测量出样品顶部和底部的真实距离H，近似折射率=真实距离H/两刻度的差值K。 浸油法 在显微镜下观察浸泡在已知折射率的浸油中的宝石样品，把样品的腰围调到正对镜头的方向，或观察正对镜头的面棱，提升镜头，看到一条亮线说明样品的折射率>浸油的折射率；若看到一条黑线，说明样品的折射率<浸油的折射率。 反射率法 利用反射仪测量宝石抛光平面的反射率，对于透明宝石样品，样品的折射率与反射率具有联系：反射率R=（（n-1）/（n+1））2。 光泽法 宝石的光泽根据折射率的大小从金刚光泽、亚金刚光泽、亮玻璃光泽、玻璃光泽，可以根据样品的光泽目视估计样品的大致折射率。 5.描述以下宝石在紫外灯下的不通特征，并说明原因。
（1）镶嵌了许多CZ的首饰和镶嵌了许多小钻石的首饰；（2）镶嵌了蓝色蓝宝石和热处理蓝宝石的首饰； （3）镶嵌了无色蓝宝石和焰熔法合成无色蓝宝石的首饰；（4）镶嵌了黄色方柱石和黄色水晶的首饰； LWUV 原因
镶嵌了许多CZ的首饰 首饰上的宝石呈现亮度和颜色都比较均一的黄色荧光。 无色CZ的化学成分、生长条件比较一致，导致荧光的颜色和强度比较一致。 镶嵌了许多小钻石的首饰 首饰上的宝石呈现亮度和颜色差异很大的荧光。 天然钻石的形成条件、N集合体的种类和浓度差异大，导致荧光的差异也很大。 紫外荧光，长波和短波 原因 紫外荧光，短波 原因 紫外荧光，长波 原因 天然蓝宝石 首饰上的宝石没有荧光或者呈现弱的暗红色荧光。 蓝宝石Fe3+含量高使荧光淬灭，含量低，并含有少量Cr的出现暗红色荧光。 无色蓝宝石 首饰上的宝石没有荧光或呈现弱的橙色荧光。偶有亮黄色荧光。 无色蓝宝石一般缺少致色剂。 黄色方柱石 首饰上的宝石呈现浅红—橙色荧光。 热处理蓝宝石 首饰上的宝石呈现蓝白色荧光，而且不太均匀，短波更为明显。 蓝宝石经过热处理Fe3+含量减少，晶体在高温下产生应力，导致蓝白色荧光。 合成无色蓝宝石 首饰上的宝石呈现中等强度的蓝白色荧光。 无色合成蓝宝石为焰熔法合成，具有很大的内应力，晶格缺陷多，可导致荧光。 黄色水晶 首饰上的宝石没有荧光。 黄色水晶多由紫晶加热形成的，其中含有的Fe3+是荧光的淬灭剂。 浅红—橙色荧光可能与方柱石的F-阴离子的含量有关。 6.简述滤色镜的工作原理及宝石学用途，指出下列宝石在滤色镜下观察到的颜色；
东陵石 水钙铝榴石 方钠石 合成青金岩 海蓝宝石 蓝色托帕石
（1）原理：只让深红色和黄绿色光通过，改变宝石的透射光的光谱组成，形成视觉上的颜色变化。 （2）用途：区别宝石种（识别仿制品），识别染色宝石、处理宝石及合成品，并举例。 （3）宝石的滤色镜反应： 东陵石 绿色包裹体变红 水钙铝榴石 绿色的色斑部分变红 方钠石 合成青金岩 海蓝宝石 蓝色托帕石 变红，深红色 变红，非常明显 不变，色调没有明显的改变 色调改变成黄绿色 7. 重液在宝石鉴定中的作用及注意事项。
（1）重液的组成（什么是重液）
（a）三种试剂：溴代萘1.47，三溴甲烷2.89，二碘甲烷3.33；
（b）四种重液：2.65比重液：溴代萘+三溴甲烷；2.89比重液：三溴甲烷；3.05比重液：三溴甲烷+二碘甲烷；3.33比重液：二碘甲烷； （2）重液的作用：
a．测量相对比重：宝石依次放入比重值从大到小的重液中，宝石上浮说明密度小于比重液、下沉说明宝石的密度大于比重液，宝石的密度介于这两种重液的密度之间。
b．测量准确比重：把宝石放入某一重液，如果宝石上浮，则不断地加入少量密度小的重液，并且不断搅拌，直到宝石悬浮在重液中，通过折射率或者其他方式测定重液的密度，得出宝石的准确密度。
c．测量近似折射率：如果已知重液的折射率，如二碘甲烷的折射率1.74，根据贝克线原理判断宝石折射率与重液折射率的相对大小。 d．用作浸油：选取折射率与宝石比较接近的重液，把宝石浸泡在重液中，由于重液折射率与宝石的折射率差值变小，折射角变小或者几乎消失，使得光线能够近于直线地穿透宝石样品，宝石的内部特征会显示得更为清晰。 （3）重液注意事项:
a．测定相对密度的操作：由大到小依次放入，每步都要清洗样品、镊子，防止污染； b．环境健康：通风要好，操作时要注意不要吸入过多的气体； c．保存：阴暗、放置铜丝，防止重液分解、重液值变化。
8. 说明偏光镜结构、工作原理，并用其原理解释所能见到的现象，并说明使用注意事项。
（1）说明偏光镜结构：略；（2）工作原理：正交偏光、双折射宝石、振动方向平行上下偏光片为暗、45o斜交为亮。（3）三个正常消光现象和异常消光描述和解释： 全消光 转动样品360o，样品呈全暗。 单折射样品 一轴晶干涉图 带有同心色圈的黑十字，或者中空的黑十字（为水晶的特征干涉图）。 d．注意均质体的多晶集合体的假集合消光现象。
二轴晶干涉图 带有同心色圈的黑臂。 呈45 o斜交时为亮。 正常消光 转动样品360 o，样品呈四明四暗。 集合消光 转动样品360 o，样品呈全亮。 双折射样品，振动方向与上下偏光片平行时暗，随机排列的双折射晶体，消光角互相抵消。 异常消光 样品呈黑十字、黑白相间的条带、斑状晕彩，以及四明四暗。 单折射样品由于内应力的原因造成样品具有微小的双折射。 （5）使用注意事项：a．不适合于不透明宝石；b．不适合于裂隙很多的宝石；c．圆刻面型宝石要朝上放置，以保证光线能够透过宝石；
9. 简述破坏性的宝石鉴定方法及其应用。 热针法 硬度法 试剂法 条痕测试法 原理 加热宝石的局部，使易挥测定样品的刻划硬度。 根据样品的化学反应判断样品的性质。 观察样品粉末的颜色。 使用方法 选样品不显眼的位置，在显微镜下把热针靠近样品，观察样品表注意事项 不易长时间加热样品。 发的充填物挥发和渗出。 面是否“出汗”。 选择样品的不显眼位置，放大观察表面状态，用硬度笔刻划样品，不能太用力刻划。 擦掉粉末再放大观察样品表面是否留下划痕。 选择样品的不显眼位置，滴上试剂或用棉球蘸试剂后擦拭样品，观察样品是否出现气泡、棉签是否染色。 用样品在白色的瓷板上划一小道，观察瓷板上留下的粉末的颜色。 作用有限，只用来鉴别赤铁矿与仿赤铁矿。 观察后要马上清洗样品。 10. 试述折射仪中可出现的几种特殊现象，还有哪些因素可导致错误读数的情况。
（1）特殊现象有：
①假均质：双折射率很小的宝石，两条阴影边界不易分开，象只有一条阴影边界，如磷灰石、符山石。
②双折射率过高，有一条超限：菱锰矿的双折率0.22，低值1.60，高值1.82超出折射仪的测量范围，在转动宝石的过程中，高值边界会突然不见，如不注意，会导致错误的数度。
③假一轴晶：有些二轴晶的宝石（如托帕石、金绿宝石、柱晶石等）的Nm与Np，或者Ng差值很小，折射率的变化很像一轴晶。 ④特殊切面方向（一轴晶、二轴晶）
一轴晶垂直光轴的刻面：转动宝石两条阴影边界不变；
二轴晶平行两条光轴的刻面：转动宝石360°，有两个方位只有一条阴影边界，其值为Nm。
二轴晶垂直Np或者Ng的刻面：转动宝石一条阴影边界不变，另外一条变化，类似一轴晶宝石的任意刻面的折射率模式。 （2）导致错误读数的情况有：
①接触油过多：过多接触油时密度较小的宝石会浮起，使得刻面与棱镜不平行，导致错误的读数。 ②光源：当采用白光为光源或者光源的单色性不好时，阴影边界带彩色边，测不到准确的数值。
③标尺系统误差：由于各种机械物理的原因，标尺的位置发生了移动，需要用已知折射率的样品（如水晶）检验。 ④样品状态：如果样品的被测面不够平整，具有一定的弧度，也会导致读数的差异。 ⑤棱镜状态：棱镜表面磨损严重时，不能获得清晰的阴影边界，导致读数的差异。
11.如何调节和使用宝石显微镜？详细论述宝石显微镜的用途和作用，并指出宝石显微镜的拓展功能。
（1）显微镜的调节和使用
a. 显微镜的调节：焦距调节，目镜焦距调节，目镜的间距调节；
b. 使用：照明方式（暗域照明、亮域照明、顶光照明）；放大：倍数从小到大；\\ 宝石夹持：转动宝石观察不同的位置，分辨内含物和外部灰尘。 （2）宝石显微镜的用途和作用
a. 观察内部特征：区别天然和合成/处理宝石/优化宝石/再造宝石/拼合宝石/仿制品，举例。判断宝石的净度，举例。 b. 观察外部特征：识别充填处理、拼合处理，举例；识别宝石的切工，举例； 判断钻石的净度，举例；判断钻石的色级，较小的钻石在放大条件下更易于比色。 （3）宝石显微镜的拓展功能： 测宝石的近似折射率，加游标尺；
观察宝石的光性特征，加偏振片，可观察宝石多色性、消光、干涉图等； 测小宝石的光谱，在目镜筒上放置分光镜；
显微照相，在显微镜目镜或专用照相目镜上拍摄宝石的内含物照片。
12. 什么是红外光？什么是红外光谱？如何测定宝石的红外光谱？在宝石鉴定中有哪些作用？
（1）红外光： 波长在0.78-1000微米，或者波数在10-12820cm-1范围的电磁波；
（2）红外光谱：组成物质的分子对红外光吸收的特征，通常展示成以吸收度或透过率为纵坐标，波长或波数为横坐标的图表，通常分为远红外、中红外和近红外三个部分，其中中红外光谱是鉴定分子结构最常用的红外光谱。 （3）测试方法：透射法，红外光直接透过宝石样品；
反射法：红外光照射在样品的表面，收集经过样品表面反射的红外光。
粉末法：把样品磨成粉末后与溴化钾一起压制成片，然后测定透射压片的红外光谱。 （4）红外光谱的应用 应用 鉴定翡翠B货 鉴定浸蜡翡翠 鉴定处理绿松石 鉴定助熔剂合成宝石 鉴定水热法合成宝石 测试方法 透射法 透射法 粉末法 透射法 透射法 测试结果解释 有强的2850,2920,2960,3050cm-1的吸收峰。 有强的2850,2920,2960cm-1的吸收峰。 有强的2850,2920,2960,3050cm-1的吸收峰。 没有3300-3800cm-1的吸收峰。 具有较强的3300-3800cm-1的吸收峰。