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光的基本知识及宝石的光学性质之宝石的光泽
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第七节 宝石的光泽

一、光泽的定义及本质
宝石的光泽是指宝石表面反射光的能力。通常,光泽的强弱用反射率R来表示。反射率是指光垂直入射宝石光面时的强度(I。)与反射光强度(Iγ)的比值,即R=Iγ/I。宝石反射率的大小主要取决于折射率(n)和吸收系数(K)。
对于不透明的宝石: R= (n-1)2+K2/(n+1)2+K2
对于透明的宝石: R= (n-1)2/(n+1)2
一般而言,宝石的折射率和吸收系数愈大,光泽也就愈强,通常用R值度量。
实际上,影响光泽的因素很多,而且很复杂。除上述所说的与吸收率和折射率有关外,还与宝石表面的抛光程度、集合体宝石矿物的组成矿物、结构、紧密程度等因素有关。如,一粒抛光质量上乘的刻面宝石,其表面可达到很好的镜面反射,因而看上去有较强的光泽。反之,一粒表面凹凸不平、抛光粗糙的宝石,会引起光的漫反射,使进人人眼的光减弱,因而表现出相对较弱的光泽。


二、光泽分类
根据光泽的强弱可以将光泽分为金属光泽、半金属光泽、金刚光泽和玻璃光泽等。对于宝石矿物来讲,绝大部分为玻璃光泽,金属光泽和半金属光泽者极少。另外,由于反射光受到宝石矿物颜色、表面平坦程度、集合体结合方式等的影响,还可以产生一些特殊的光泽,如油脂光泽、树脂光泽、丝绢光泽等。
(1)金属光泽
具金属光泽的宝石矿物,其R>25%,表面呈金属般的光亮,一般不透明。宝石矿物极少具金属光泽,仅有少数品种,如黄铁矿,磨光后表面可具金属光泽。通常折射率n>3。
(2)半金属光泽
具半金属光泽的宝石矿物,其R=25%~19%,表面呈弱金属般的光亮,一般不透明。如黑钨矿和铬铁矿。宝石中所见赤铁矿多为集合体,受颗粒结合形式的影响,光泽要低于赤铁矿单晶晶面的光泽。通常折射率n=2.6~3.0。
(3)金刚光泽
具金刚光泽的宝石矿物,其R=19%~10%,表面金刚石般的光亮,透明—半透明。以钻石为代表。通常折射率n=1.9~2.6。
(4)玻璃光泽
具玻璃光泽的宝石矿物,其R=10%~4%,表面玻璃般的光亮,透明—半透明。如祖母绿、水晶、黄玉等宝石。通常折射率n=1.3~1.9。
上面光泽等级的划分实际上是人的肉眼对反射光的一种视觉感知,它们往往与反射率、折射率之间没有一个截然的界限,相互之间可能存在一定程度的重叠。上面列出的数据也仅供参考。
在宝石中常见的一些特殊光泽有如下的几种。
(1)油脂光泽
在一些颜色较浅,具有玻璃光泽或金刚光泽的宝石的不平坦断面上或集合体颗粒表面所见到的一种光泽。如石英晶面为玻璃光泽,断口可为油脂光泽,集合体的石英岩断口也为油脂光泽。另外,石榴石和磷灰石的断口也多为油脂光泽。
(2)树脂光泽
一些颜色为黄一黄褐色的宝石,断面上可以见到一种类似于松香等树脂所呈现的光泽。如琥珀,其断面上常见到树脂光泽,但当琥珀磨抛出一个非常好的平面时,可呈现一种近似的玻璃光泽。
(3)蜡状光泽
在一些透明一半透明玉石矿物的隐晶质或非晶质致密块体上,由于反射面不平坦,产生一种比油脂光泽暗些的光泽,如块状叶蜡石的光泽。
(4)土状光泽
一些细分散的多孔隙的宝石矿物因对光的漫反射或散射而呈现一种暗淡的土状光泽,如风化程度较高的劣质绿松石。
(5)丝绢光泽
一些透明的原具玻璃光泽或金刚光泽的宝石矿物,当它们呈纤维状集合体的形式出现时,或一些具完全解理的矿物表面所见到的一种像蚕丝和丝织品那样的光泽,如虎睛石。
(6)珍珠光泽
在珍珠的表面或一些解理发育的浅色透明宝石矿物表面,所见到的一种柔和多彩的光泽,如珍珠。

 

三、光泽在宝石鉴定中的应用
光泽是宝石的重要性质之一。在宝石的肉眼鉴定中,光泽可以提供一些重要的信息。经验丰富的鉴定人员,可以凭借光泽的特征将部分仿制晶剔除或对不同的宝石品种进行初步的鉴定。如在斯里兰卡购买的一种混装宝石,其中主要的品种有尖晶石、锆石、石榴石,有经验者可以凭借锆石的亚金刚光泽而将锆石初选出来。如果鉴定者对粗糙的宝石断面有较深刻的认识,光泽可帮助鉴定未切割的宝石。可以利用放大镜来观察宝石的断面,玉髓、软玉等宝石其断面多具有油脂光泽,而绿柱石等单晶宝石的断面则多具玻璃光泽。光泽在宝石鉴定中的另一个应用是对拼合石的鉴定。在放大镜下观察拼合石的不同部位,往往显示不同的光泽。例如以玻璃为底、石榴石为顶的拼合石,由于石榴石的折射率较高,因而表现出强玻璃光泽。上下两部分光泽的差异足以引起鉴定者警惕。
虽然光泽可以作为宝石鉴定的依据之一,但是光泽不是绝对的鉴定依据,它需要与其他手段相配合,才能对宝石作出准确的鉴定。因为光泽除受自身因素影响之外,还会受到抛光程度等的影响。金刚光泽在宝石中是一种很强的光泽,但如果将一块切割和抛光不良的钻石与一块切割抛光都十分好的锆石放在一起,在近距离的明亮光线下观察,单凭光泽,即使是内行人也很难分得出来。
非均质宝石矿物晶体的光泽具有各向异性,相同单形的晶面表现相同的光泽,不同单形的晶面光泽略有差异。