綠柱石的化學式如何念

1. 綠柱石（祖母綠、海藍寶石） Beryl

有文字記載的寶石開采歷史中最早的就是祖母綠，其最早產地紅海西岸埃及的一些祖母綠礦山，早在公元前21世紀埃及中王朝已開采。在古希臘，祖母綠被稱為Smaragldos(綠色的石頭)，作為獻給女神維納斯的高貴珍寶。而今仍為世界各地人們喜愛，奉為5月誕生石，象徵著幸運或幸福綿長；它也是結婚55 周年的紀念石。其英文名稱Emerald(或Smaragd)是古波斯語「Zumurud」的誤傳拼法，漢語音譯為「助木剌」或祖母綠。

祖母綠是綠色寶石之王，也是綠柱石家族的魁首。綠柱石家族中另一個重要寶石成員是海藍寶石，其英文名稱Aquamarine，來自拉丁語，意為「海水」，即海水藍色的寶石，中世紀已流行，現為3月誕生石，象徵著沉著勇敢或勇氣。其他顏色的綠柱石還有粉紅、金黃、黃、黃褐色品種。綠柱石質的星光寶石或貓眼石多見於海藍寶石。

一、綠柱石寶石的基本特徵

礦物名稱：綠柱石

化學成分：理論化學式Be₃Al₂[Si₆O₁₈]。其中Be和Al可以被等價或異價離子替代，如Fe³⁺、Cr³⁺、Sc³⁺、Ti⁴⁺、V⁵⁺、Fe²⁺、Mn²⁺、Mg²⁺等。當有高價離子替代Be²⁺時，作為補償電價的鹼金屬離子，如Cs⁺、Li⁺、Rb⁺、Na⁺、K⁺，充填在硅酸根構成的環狀通道內。通道內還可分布有H₂O，尤其在含鋰、銫的變種中多見。不同產地的綠柱石，主要、次要成分均有一定的變化。

晶系及結晶習性：六方晶系。常見柱狀晶體，表現為由六方柱、平行雙面和/或六方雙錐組成的聚形(圖16-2-1)。鹼性綠柱石有時會出現平行雙面發育的短柱或板柱狀形態。雙晶少見，可見束狀或放射狀集合體。柱面上常有平行c軸的縱紋。

，各品種因類質同象雜質種類和含量不同變化明顯(表16-2-1)。熔點1410～1430℃。

綠柱石耐酸，除氟氫酸外，其塊體與酸不起反應，極細的粉末溶於熱酸、鹼，尤其含鹼金屬者耐酸力較弱。

顯微特徵：不同產地的祖母綠包裹體特徵不同。如哥倫比亞祖母綠具有典型的由氣泡、液體和立方體石鹽組成的三相包裹體，還可含有黃鐵礦、鈉長石、氟碳鈣鈰礦、石英、鎳黃鐵礦、方解石，甚至祖母綠等客晶。俄羅斯西烏拉爾祖母綠包裹體以單個或成群的竹節狀陽起石為特徵。奧地利Habachtal、辛巴威Sandawana的某些樣品中，也有這種陽起石或「透閃石」纖維體。印度祖母綠的特徵是成群的六方「負晶」空穴，平行c軸排列，在底面或斜交c軸的面上投影呈「逗號」狀。巴基斯坦祖母綠經常有「鋪路石狀」圖案的液膜包裹體和被後生底面裂隙橫切的負晶、生長管以及雲母片、硅鈹石小晶體。澳大利亞Poona祖母綠中最重要的包裹體是雲母，它們和鈦鐵礦一起雜亂分布或大致平行於晶軸排列；鈦鐵礦多已蝕變為白鈦石(隱晶質，不透明到半透明，灰白色)。南非德蘭士瓦祖母綠含綠色鉻雲母或帶褐色的雲母及輝鉬礦晶體。巴西祖母綠裂隙多，包裹體相對少，一般是稀薄鋪路石狀液體膜和黑雲母，或有大的半自形負晶，可被多相充填。

海藍寶石中的包裹體主要是部分癒合的裂隙、間斷的管狀體，管可呈六方形負晶，管中可有石英、磷灰石、鈦鐵礦、白雲母等客晶。其他客晶還可有綠簾石、剛玉、磁黃鐵礦、石榴子石等。巴西和巴基斯坦的海藍寶石還有形如六方放射或十字交叉的「雪花狀星」，是由在不同方向的張裂隙/癒合裂隙中，被液體薄膜圍繞細小的鈉長石造成，可引起鮮艷的干涉色。客晶有石英、磷灰石、綠簾石、鈦鐵礦和剛玉。馬西謝(maxixe)型海藍寶石的包裹體以條紋狀和流淌狀液體薄膜為特徵，一條條的兩相包裹體中可含磷灰石。

其他綠柱石包裹體也各具特徵，如巴西的透綠柱石含細小的赤鐵礦連生在鈦鐵礦周圍；阿富汗透綠柱石中有特徵的紅褐色八面體燒綠石；黃色和金黃綠柱石可有平行排列的三相包裹體或水和二氧化碳兩相不混溶氣液包裹體；美國加州產的粉色綠柱石有獨特的桶狀、矛頭狀雲母；巴西產的粉色綠柱石有電氣石與流體包裹體伴生；澳大利亞產的粉色綠柱石包有螢石；產於美國猶他州的紅綠柱石，僅見許多分隔的、細小的流體包裹體殘留在部分癒合的裂隙中，反映其火山成因的特殊產狀。

二、綠柱石寶石的類型

綠柱石質寶石主要根據顏色分成不同品種，其中顏色不穩定的馬西謝(Maxixe)型綠柱石可包括不同色彩的異種。有的文獻把貓眼綠柱石、星光綠柱石單分為兩個品種。

(1)祖母綠(Emerald)：只有中等(中亮到中暗)色調的綠色綠柱石歸入祖母綠這個名貴品種。過亮或過暗的綠色者只能歸入綠色綠柱石。「祖母綠」的顏色應是一種青翠悅目的、純綠或稍帶黃的綠色或稍帶藍的綠色，並且應該透明、沒有嚴重的瑕疵。貓眼現象可見於半透明祖母綠中，是罕見的珍品。

達碧茲(Trapiche)祖母綠是單晶祖母綠中包有鈉長石或碳質的特殊品種。哥倫比亞木佐產的是碳質包在單晶中心和六條星射的臂里，呈暗色的核和放射臂；Penas Blanco產的是帶灰色的鈉長石分布在綠色核和放射臂之間。它們的琢件呈半透明的雲霧狀。

(2)海藍寶石(Aquamarine)：指淺藍色到藍色或帶綠的藍到帶藍的綠色，色調由很淺到中深的綠柱石。幾乎所有海藍寶石都經熱處理以褪去黃色組分、產生更吸引人的藍色。貓眼海藍寶石比其他的綠柱石質貓眼常見。能切出星光的海藍寶石，則是灰黃或帶褐、發黑的暗色品種。

馬西謝(Maxixe)型海藍寶石，應指深藍色(鈷藍色彩)的。其天然石易退色，市場上的這種寶石多是經γ射線或短波紫外光處理著色的。

(3)銫綠柱石(Morganite)：又稱粉紅綠柱石、摩根石。包括淡粉紅、淡橙色的綠柱石。馬西謝(Maxixe)型銫綠柱石(熱處理後仍為粉紅色)也見於市場。

(4)紅綠柱石(Bixbite)：又稱柏比氏石。深玫瑰色。含錳致色。

(5)金色綠柱石(Golden Beryl或Helioder)：金黃、帶褐的黃色到褐色；也見貓眼金綠柱石。

(6)黃綠柱石(Yellow Beryl)：純黃或帶綠的黃色的透明綠柱石。

(7)綠色綠柱石(Green Beryl)：色調淡的亮綠或色調濃暗、透明到半透明的綠柱石質寶石。因其含鉻少，主要由鐵致色，所以達不到祖母綠的色彩。

(8)透綠柱石(Goshenite)：又稱戈申石，是無色透明的品種。

有人也將黃綠柱石、綠色綠柱石、無色綠柱石合並為一個「普通綠柱石」品種。

三、綠柱石寶石的評價

由於不像其他寶石那樣色散強、出火強、璀璨多姿，因而祖母綠的顏色色彩及分布是評價主要考慮的因素。高質量者，必須具有強烈的中—濃艷色調的稍帶黃或藍的綠色，能給人一種柔軟的絨狀感覺；顏色要均勻，最好無色帶。裂紋和重量也是評價的重要依據。裂紋要少，但是由於祖母綠較脆，大多有裂紋，無裂紋的成品是罕見的。同樣由於性脆，祖母綠一般也較小，2～3ct或者更大的很少，如果色調好，無或少裂紋，價值就可以相當於或超過同等大小的鑽石。色調淺的即使無裂紋，價格也較低，這樣的材料即使大至5ct也非精品。還有就是要考慮切工(綠柱石質寶石有特有的梯形琢型，也稱祖母綠琢型)是否符合規范以及內含包體的多少和位置。

海藍寶石呈藍或帶綠的藍到藍綠者好，最常見帶綠的藍色者；色淺的檔次偏低。色調從很淺到中深。幾乎所有海藍寶石都在切磨後經熱處理以產生誘人的藍色。在中檔寶石中，色深的海藍寶石優於電氣石，因其裂隙常較少，透明度更高，色彩也較勻凈。特殊質量的如：馬達加斯加海藍寶石指中深度藍色、且屬常光呈此色彩的海藍寶石；巴西海藍寶指綠中帶藍的海藍寶石。馬西謝(maxixe)型海藍寶石指似鈷藍的深色調者，市場上這種原料或成品都經輻照處理，顏色未必穩定。

其他色彩的綠柱石質寶石透明度都較好。除透綠柱石之外，都以色深的為好。透綠柱石常有不同程度的藍、綠或黃色而過渡為其他品種，價值反而不如透明、無色、純凈的。莓紅色綠柱石不如粉紅銫綠柱石美，因為罕見，大到1～2克拉的價雖偏高也有人購買。

四、合成綠柱石寶石、優化處理綠柱石寶石及綠柱石寶石的仿製品

綠柱石類寶石的合成主要是祖母綠和海藍寶石。合成方法主要有水熱法和助熔劑法。水熱法合成品一般顏色均勻，色調飽和，凈度好，包裹體有誘導種晶片、針狀或釘狀平行排列的硅鈹石、容器脫落的金屬(如鉑)片及氣液包裹體。水熱法合成的海藍寶石不含Mg²⁺。助熔劑法的合成品主要是祖母綠，其特徵是不含水，可見種晶片、殘余助熔劑包裹體、次生癒合面、鉑片、均勻的平行生長層紋等。

綠柱石類寶石的各個品種，有多種處理和改善方法。

(1)熱處理：各種綠柱石類寶石都可熱處理，以去除或減弱雜色，如海藍寶石熱處理可去掉黃色，使綠變藍，顏色更純凈。這主要是因為在Al³⁺位置導致黃色的Fe³⁺被還原為Fe²⁺，但過熱會使藍色變得蒼白。由於加熱可能使寶石產生裂紋，對於價值高者，尤其是祖母綠，輕易不用熱處理去改善其顏色。熱處理也可去掉某些包裹體。

(2)輻照：高能粒子輻照也被用於處理綠柱石類寶石，改變其中變價離子的價態，或者產生或破壞色心，從而改變顏色。如輻照可以使綠柱石中的Fe²⁺變為Fe³⁺，將使綠柱石黃色調增加；使藍色變綠、無色變黃、粉色變橙。

(3)注油和染色：綠柱石寶石，常常有裂隙，因此可通過注油(或蠟、塑料)和染色來改善透明度及顏色。染色劑借蒸氣或化學反應溶在液體里，而後被吸附於裂隙與原石起反應沉澱於裂隙中。這種不常用卻易使人受騙的手法，若無化學反應又叫有色浸滲，綠的染料也可加在油或蠟、塑料里。多用在將無色刻面石或塊狀原石及淺綠色弧面石變成「祖母綠」；單純的浸滲不穩定，會退色，但有些染色也可以很穩定。注油的飾品會產生干涉色不勻的斑跡，染色者放大觀察會表現為裂隙處色濃的顏色不均勻現象。

(4)覆膜：通常是在無色或淡綠色綠柱石表麵包上一層綠色塑料。後者有熒光反應。

仿製品主要是用玻璃、塑料、釔鋁榴石和合成尖晶石仿祖母綠和海藍寶石，通過偏光性，折射率和密度容易區分它們。

五、綠柱石寶石的鑒定

與祖母綠顏色相似的寶石有：螢石、翠榴石、鈣鋁榴石、鉻透輝石、綠電氣石、綠玉髓、磷灰石、翡翠、玻璃、釔鋁榴石(YAG)、立方氧化鋯(CZ)等。區分它們與祖母綠可有針對性地選擇光性、密度、折射率、雙折射率、硬度等特徵，比較容易鑒別。區分要點見表16-2-2。

表16-2-2 祖母綠與相似寶石特徵一覽表

祖母綠與合成祖母綠的區分比較困難。除了雙折射率低到0.003～0.005(折射率在1.560～1.565)傾向定為合成石，查爾斯濾色鏡及熒光反應很難用為判據；關鍵的區分在於它們的內部特徵，主要是包裹體特徵。

不論何種方法的合成石，都會有坩堝或容器脫落的金屬成為同生包裹體出現；六邊形或方形等外觀的鉑片是合成石典型包裹體之一。助熔劑的粗大原生包裹體和一縷縷一片片的次生癒合面、鉑片、均勻的平行生長層紋是助熔劑法合成石的特徵。水熱法合成石以棉花一樣外觀的或排在平行生長線上的、細微的兩相包裹體，由錐狀兩相包裹體管和硅鈹石組成的「釘」或「劍」以及金屬片或鉑片為特徵。天然石的包裹體特徵與此大不相同，尤其是除了硅鈹石之外的礦物包裹體或三相包裹體更是天然石的明確標志。此外，紅外光譜也是一個有效區分手段，天然祖母綠有Ⅰ型水和Ⅱ型水的特徵吸收峰，水熱法合成品只有Ⅰ型水吸收峰，而助熔劑法合成品無上述兩類水的吸收峰。

用墊層綠粘膠加色仿祖母綠的三層石或二層石，則需借內部特徵(粘合層處的氣泡和/或折光性差異)鑒別；覆蓋一層塑料膜的也有類似的差異；注油或浸滲染色的祖母綠，在裂隙處有不均勻的綠色、暈彩或殘留的染料斑跡；懷疑有油存在時可用熱針試驗。當在紫外燈下見有異於祖母綠的熒光反應時，也預示著有油或染料或塑料、粘膠。其他綠柱石質寶石的合成石少見或沒有，卻有一些外觀相似的其他品種寶石。如海藍寶石與藍黃玉、堇青石、合成尖晶石，黃綠柱石與黃水晶，粉色綠柱石與粉色電氣石或方柱石，有的用折射率、雙折率即可區分，有的需結合光性、多色性和密度等來鑒別。

貓眼和星光綠柱石中，含赤鐵礦和/或鈦鐵礦包裹體多時，常帶褐色或黑色，與星光剛玉或輝石貓眼相似，折射率點測和/或相對密度估測對鑒別有效。淺色綠柱石貓眼，其管狀體特徵和包裹體組合也不同於金綠寶石和石英。

六、綠柱石寶石礦床產狀、產地簡介

綠柱石質寶石都是熱液成因的，但具體產狀有所不同。歸納起來，綠柱石質寶石有如下成因類型：

1.岩漿-熱液型

主要是花崗質偉晶岩中氣液成因的海藍寶石、銫綠柱石，以及流紋岩後期熱液的紅綠柱石。晶洞中產出的晶體透明、瑕疵少，偉晶岩脈體里罕見寶石級晶體；而沿裂隙的後期熱液脈中則有「雲英岩型」藍海寶石、銫綠柱石、金綠柱石等產出。

海藍寶石主要產於花崗偉晶岩中或與花崗偉晶岩活動相關的花崗岩體內、外接觸帶；圍岩可為片麻岩、片岩、大理岩或輝長岩、閃長岩。優質海藍寶石主要產自巴西(佔世界海藍寶石產量70%)，其他著名產地有美國、馬達加斯加等。我國新疆、內蒙古、雲南、湖南、湖北及四川等省區也有產出，尤以新疆阿爾泰地區產量大，質地則因色淺或綹裂受損。其中貓眼石雖多，但顏色太淺，亮線清晰的罕見。

粉色綠柱石的主要產地有馬達加斯加、巴西、阿富汗、美國、俄羅斯、莫三比克。我國新疆、雲南僅見有樣品。金色綠柱石主要產在巴西、馬達加斯加、納米比亞、美國。我國新疆、內蒙古等地有礦化。紅色綠柱石產於美國猶他州、新墨西哥州及東阿富汗。透綠柱石主要產自美國、巴西、加拿大、墨西哥和俄羅斯。其他非祖母綠的綠色品種主要是與上述各色品種共存，主要產地包括在上述產區內。

2.熱液交代型

為熱液蝕變成因的綠柱石質寶石，以祖母綠為主。產在花崗岩侵入體交代超基性岩的邊緣及接觸帶內，祖母綠晶體中鉻、釩來自超基性岩。該類型的祖母綠主要產在俄羅斯、辛巴威、南非等國，常有綠色綠柱石等與之共存。

最著名的哥倫比亞祖母綠產在伴有碳酸鹽化和鈉長石化蝕變的低溫熱液脈內。如木佐的是在黑色頁岩中的方解石、白雲石脈中；鉻被認為來自炭質頁岩。

我國目前已在類似的地質條件下找到許多祖母綠礦化點，它們分布在新疆、甘肅、內蒙古、四川等地區。

次生的砂礦床可富集各種成因、各色的綠柱石質寶石。