紅色尖晶石與紅色石榴石的鑒定研究

王錫娟

（山西省分析科學研究院，山西 太原 030000）

尖晶石是鎂鋁氧化物，和剛玉之間有一定聯系，顏色多樣。石榴石是上地幔主要造巖礦物其中的一種，石榴石晶體與石榴籽的顏色、形狀具有相似性，精度相對較高的石榴子石可以作為寶石，紅榴石、錳鋁榴石、鈣鋁榴石、鈣鐵榴石、鐵鋁榴石以及鐵鋁榴石是其主要類型。在市場中，很多群眾都很難對紅色尖晶石、紅色石榴石以及其他寶石進行區分。

1 紅色尖晶石的鑒定

1.1 地質背景

在自然界中，尖晶石主要是因為熔融巖漿侵入不純白云巖或灰巖經過接觸變質作用形成的，在富鋁基性巖漿巖中也有一部分尖晶石有所出現。

現階段，比如緬甸、斯里蘭卡、泰國以及柬埔寨等國家都是比較出名的尖晶石產地。而在國內，比如云南、河南、河北、新疆、福建均發現了尖晶石礦床。尖晶石的英文名為“Spinel”，鎂鋁尖晶石是寶石級的尖晶石，化學式為MgAl2O4，其中包含了Mn、Fe、Zn、Cr、Al等多種元素，其中的多種微量元素都可以與Al、Mg進行不完全類質同象或是完全類質同象替代。

1.2 寶石學特征

寶石學特征是鑒定紅色尖晶石的主要依據，現取某紅色尖晶石作為樣品，該樣品具有玻璃光澤，為半透明狀態，在顏色上包含了灰色調，解理不完全，晶體為八面體形狀，有貝殼狀的斷口。在二色鏡檢測中，對其進行轉動，沒有觀察到該紅色尖晶石具有多色性，對其折射率進行研究，對6個面進行點測，發現折射率分別為1.72，1.71，1.72，1.72，1.71，1.71.對該樣品的折射率平均值進行計算，其結果為1.715.在光性特征方面，利用正交偏光鏡對其進行觀察，對紅色尖晶石進行轉動，發現樣品全暗，是均質體的單晶寶石，對其發光性進行研究，可以發現在短波紫外光下，橙紅色的熒光相對較弱，長波紫外光之下，其本身具有較強的橙紅色熒光。在吸收光譜方面，結晶石會選擇性接收差異化波長的可見光，進而發出相應的寶石顏色，而沒有被吸收的光會經過混合，讓寶石體色得以形成。

紅色結晶石吸收光譜在紅區，有656 nm弱吸收帶和685 nm、684 nm強吸收帶，亮熒光線是熒光譜當中紅色尖晶石的紅區吸收線。因為吸收光譜是鉻離子吸收光譜，所以在紅色尖晶石樣品中包含了鉻元素，該元素也是致色元素[1]。

利用靜水稱重法可以對該紅色尖晶石的密度進行測量。經過測量，該紅色尖晶石的密度平均值是3.59 g/cm3，晶體結構中原子排列密度和化學元素原子量是決定寶石密度的主要因素，寶石不同，其密度值也存在不同，在對紅色尖晶石進行鑒定時，密度是重要因素。寶石密度近似值通常被設置為測定的相對密度。

尖晶石的顏色較為豐富，與很多寶石品種均具有相似性，利用分光鏡、顯微鏡以及偏光鏡等可以對其進行區分，在對其進行質量評價時，需要從大小、顏色、凈度、透明度以及切工等方面入手。就紅色而言，在當前市場中，深紅色質量最佳，之后為紫紅、橙紅與淺紅，需要保證其色澤鮮艷且純正。在大小方面，尖晶石大于10 ct的數量相對較少，價格也相對較高。

2 紅色石榴石的鑒定

2.1 地質背景

石榴石的化學成分為Al3Be2[SiO4]3，其本身是等軸晶系的寶石，而在結晶體的結構上，紅色石榴石屬于島狀硅酸鹽，四角三八面體和聚形、菱形十二面體是其常見的結晶形態，經常有生長紋在晶面上存在。按照顏色進行劃分，常見的石榴石包含酒紅石榴石、橙紅石榴石、玫紅石榴石以及紫牙烏等。在折光率方面，紅色石榴石的折光率在1.74～1.90之間；在密度方面，其通常在3.5～4.3 g/cm3之間。在印度、美國、斯里蘭卡、馬達加斯加以及我國均有石榴石寶石礦發現。

2.2 紅色石榴石的特征

在對紅色石榴石進行鑒定時，需要借助多種觀察和測量手段。利用紫外熒光燈、折射儀以及查爾斯濾色鏡等儀器對相關紅色石榴石樣品進行觀察，與上文所稱量的紅色尖晶石進行對比，其對比結果如下。

利用紫外熒光燈對其進行觀察，紅色尖晶石具有熒光，而紅色石榴石沒有熒光存在；利用折射儀對其進行觀察，發現紅色尖晶石折射率平均值是1.715，而紅色石榴石的平均值是1.752，通常不會小于1.74；利用查爾斯濾鏡進行觀察，發現紅色石榴石沒有反應，而紅色尖晶石的紅色和橙色熒光是從弱到強的，利用查爾斯濾鏡對其進行觀察，紅色尖晶石是紅色；利用靜水稱重法對其進行觀察，發現紅色尖晶石密度平均值是3.59 g/cm3，而紅色石榴石的密度平均值是3.73 g/cm3，密度要稍微大于紅色尖晶石；利用顯微鏡對其進行觀察，可以發現有串珠狀排列的包體負晶存在于紅色尖晶石之中，而有針狀包體存在于紅色石榴石中[2]。

紅色系石榴石在中檔寶石中的價格相對較低，其產量相對較多，在購買時，需要清楚紅色石榴石與尖晶石、碧璽以及紅寶石之間的差別。利用常規方法也可以對紅色石榴石進行鑒定，一般情況下，與水晶相比，石榴石的質量相對較重，如果比粉晶的質量輕，那么需要對其提高警惕；然后需要對紅色石榴石的棉絮雜質進行觀察，在紅色石榴石的寶石鑒定中，需要重點觀察其內部是否存在冰裂與黑點情況；紅色石榴石較為細膩，且手感相對光滑，在手感上，紅色石榴石具有一種較“油”的感覺。如果為酒紅色的石榴石，且顆粒相對較大，那么在自然光條件下，其整體會有暗黑色呈現出來，對于8 mm以上的石榴石來說，即使其寶石等級相對較高，那么其顏色也是偏暗色。對石榴石的等級進行劃分，可以將其分為1A級、2A級、3A級、4A級和5A級這5個等級，等級越高，石榴石的晶體就越為通透、顏色就越均勻。比如對于5A級的石榴石來說，其每顆子石幾乎都沒有雜質與冰裂；對于1A級的石榴石來說，其整體就是暗黑色的，具有較多的棉絮與冰裂，通透性相對較差。

3 結論

綜上所述，利用二色鏡、正交偏光鏡、顯微鏡等設備，結合靜水稱重等方法可以對紅色尖晶石與紅色石榴石的折射率、光性特征、吸收光譜、密度以及包體等方面進行觀察，通過色澤觀察、手感等常規方法，也可以對其進行觀察，以完成鑒定工作。

［1］阮耀華，祖恩東.紅色系列尖晶石的顏色定量分析［J］.昆明理工大學學報（自然科學版），2017，42（02）：21-25.

［2］孫英潔.紅寶石與其相似寶石的常規鑒定分析［J］.才智，2015（17）：390.