金绿宝石因其独特的黄绿至金绿色外观而得名，以其特殊的光学效应而闻名。金绿宝石根据其特殊光学效应的有无可分为金绿宝石、猫眼、变石和变石猫眼等品种，其中最为有名的当属金绿宝石猫眼。猫眼以其丝绢状的光泽、锐利的眼线而深受人们的喜爱。在亚洲，猫眼宝石常被当作好运的象征，人们相信它会保护主人的健康，免于贫困。变石更是被誉为“白昼里的祖母绿，黑夜里的红宝石”。在西方，金绿宝石是赫赫有名的五大宝石之一。
一、金绿宝石的基本性质
(一)矿物名称
金绿宝石，矿物学中属金绿宝石族。
(二)化学成分
金绿宝石为铍铝氧化物，成分为BeAl2O4，实际上金绿宝石中常含有微量的Fe、Cr、Ti等元素。不同的微量元素使金绿宝石矿物产生不同的颜色。
(三)晶系与结晶习性
金绿宝石属斜方晶系，板状或扁平状晶体，双晶显六边形习性，称为三连晶。
(四)光学性质
1.颜色
金绿宝石通常为浅—中等的黄色至黄绿色、灰绿色、褐色至黄褐色以及很罕见的浅蓝色;猫眼主要为黄色—黄绿色，灰绿色、褐色—褐黄色;变石在日光下为带有黄色色调、褐色色调、灰色色调或蓝色色调的绿色，而在白炽灯光下则呈现橙色或褐红色—紫红色;变石猫眼则呈现出蓝绿色和紫褐色。
2.光泽和透明度
金绿宝石的光泽通常为玻璃光泽至亚金刚光泽，透明度通常为透明至不透明;猫眼的光泽多为玻璃光泽，呈亚透明至半透明;变石抛光面光泽为玻璃光泽—亚金刚光泽，断口呈现玻璃—油脂光泽，而透明度通常为透明。
3.光性
金绿宝石矿物为光性非均质体，二轴晶，正光性。
4.折射率和双折射率
金绿宝石的折射率为1.746～1.755，双折射率为0.008～0.010。而其相对密度为3.71～3.755。
5.多色性
金绿宝石的多色性为三色性，呈弱至中等的黄、绿和褐色。浅绿黄色金绿宝石其多色性较弱，而褐色金绿宝石多色性略强。猫眼的多色性较弱，呈现黄—黄绿—橙色。变石的多色性很强，表现为绿色、橙黄色和紫红色。缅甸抹谷产出的一个变石样品具有独特的三色性，表现为Ng方向呈紫红色，Nm方向呈草绿色，Np方向呈蓝绿色。
6.发光性
金绿宝石在紫外荧光灯长波下无荧光，短波下，黄色和绿黄色宝石一般表现为无荧光至黄绿色荧光。其中，富铁的黄色、褐色和暗绿色金绿宝石在紫外线和X射线照射下不发荧光，某些浅绿黄色金绿宝石在短波紫外线照射下发出弱的绿色荧光。其他颜色的金绿宝石不发荧光。
猫眼在长短波紫外线下通常无荧光。
变石在长短波紫外线下发无—中等强度的紫红色荧光，在X射线照射下发暗淡的红色荧光，阴极射线下发橙色荧光。使用交叉滤色片法可见变石的红色荧光。
变石猫跟在紫外荧光灯的照射下呈现出强度为弱至中的红色荧光。
7.吸收光谱
金绿宝石的颜色主要由Fe3+元素所致。因此金绿宝石在444nm处有一宽谱线的特征吸收光谱。
变石的颜色及其变色效应起因于金绿宝石矿物中含有微量元素Cr，在可见光吸收光谱上具有如下特点：680.5nm和678.5nm处有两条强吸收线，665nm、655nm和645nm处有三条弱吸收线，580nm至630nm的部分吸收和476.5nm、473nm及468nm的三条弱吸收线，紫区通常完全吸收，变石的吸收光谱由于宝石的三色性而随着方向略有变化。变石表现出较强的三色性，因而随方向不同光谱不同，绿色方向在680.5nm、678.5nm处可见弱细线。吸收光线的宽吸收带位于640nm至555nm处，在低于470nm的蓝、紫区产生吸收。红色或紫红色方向显示弱双线，其中678.5nm线略强，在红光区仅见另外两条线655nm和645nm。吸收线宽吸收带位于605nm和540nm之间，在合适的条件下可见蓝区472nm有一细吸收线。紫区在460nm以下全吸收。在日常测试时，如果不采用偏光加以区分的话，看到的仅是混合光谱。
8.特殊光学效应
在金绿宝石矿物中，通常出现的是猫眼效应和变色效应，而星光效应极少出现。更为珍贵的是在一颗金绿宝石上既出现猫眼效应，又出现变色效应的变石猫眼。
(五)力学性质
1.解理
金绿宝石晶体可出现三组不完全解理。变石和猫眼一般无解理。金绿宝石常出现贝壳状断口。
2.硬度
金绿宝石的硬度一般为8～8.5。
3.相对密度
金绿宝石的相对密度变化不大，通常为(3.73±0.02)。
(六)内外部显微特征
金绿宝石内部主要含有指纹状包裹体，也可见丝状物包裹体。金绿宝石中的固体包裹体包括云母、阳起石、针铁矿、石英和磷灰石，原生和次生两相或三相包裹体也常见。透明宝石可见阶梯状滑动面或双晶纹，黄色和褐色金绿宝石最常见的是两相包裹体、平直的充液空穴和长管。
变石内部主要含有指纹状包裹体及丝状物包裹体。俄罗斯所产变石，其内部特征常由指纹状和类似于红宝石中的包裹体组成。
二、金绿宝石的品种
金绿宝石根据其特殊光学效应的有无可分为以下品种：
1.金绿宝石
指没有任何特殊光学效应的金绿宝石。
2.猫眼
具有猫眼效应的金绿宝石称之为猫眼。
在光线照射下，金绿宝石猫眼表面呈现出一条明亮光带，光带随着宝石或光线的转动而移动;另一种有趣的现象是，当把猫眼放在两个光源下，随着宝石的转动，眼线会出现张开与闭合的现象，宛如灵活而明亮的猫的眼睛。目前，只有这种金绿宝石的猫眼无须注明矿物种而直接称“猫眼”。能产生猫眼效应的其他一些宝石，包括石英、电气石、绿柱石及磷灰石等，不能将这些宝石直称为“猫眼”，应称为“石英猫眼”、“电气石猫眼”等。猫眼有许多俗称，如“东方猫眼”、“锡兰猫眼”等。为了区别于其他具有猫眼效应的宝石，民间还将猫眼效应最为完美的金绿宝石磨制的猫眼叫做“真猫眼石”。
猫眼之所以能产生猫眼效应，主要由于金绿宝石矿物内部存在的大量细小、密集，平行排列的丝状金红石或管状包裹体，由于金绿宝石本身与金红石包裹体在折射率上的较大差别，使入射到宝石内的光线经金红石包裹体反射出来，经特别定向切磨后，反射光集中成一条光带而形成猫眼现象。金绿宝石中丝状物含量越高，宝石越不透明，猫眼效应越明显，反之，金绿宝石越透明，猫眼效应越不明显。
猫眼可呈现出多种颜色，如蜜黄、黄绿、褐绿、褐黄、褐色等。猫眼宝石在聚光光源下，宝石偏向光源的一半呈现其体色，而另一半则呈现乳白色。
3.变石
具有变色效应的金绿宝石称之为变石。变石在商业界称为亚历山大石。变石在日光或日光灯下呈现以绿色色调为主的颜色，而在白炽灯光下或烛光下则呈现出以红色色调为主的颜色，因此被誉为“白昼里的祖母绿，黑夜里的红宝石”。据传说，1830年，俄国沙皇亚历山大二世，在他生日的那天，发现了变石，故将这块宝石命名为亚历山大石，其著名的产地是俄罗斯乌拉尔山脉。
4.变石猫眼
变石猫眼是同时具有变色效应及猫眼效应的金绿宝石。变石猫眼既含有产生变色效应的铬元素，又含有产生猫眼效应的大量丝状包裹体。变石猫眼是一种更为珍贵、更稀罕的宝石品种。
5.星光金绿宝石
具星光效应的金绿宝石称为星光金绿宝石。星光金绿宝石产生的通常为四射星光，其星光产生的原因之一是在金绿宝石中同时存在两组互相近于垂直排列的包裹体，其中一组为金红石针状包裹体，而另—组为细密的气液管状包裹体。这种星光金绿宝石的存在同时证明金绿宝石猫眼效应的形成有两种原因，即猫眼效应既可由金红石包裹体形成，也可由气液包裹体形成。
三、鉴别特征
(一)金绿宝石与相近宝石的鉴别
与金绿宝石相近的宝石有蓝宝石(各种颜色)、钙铝榴石、尖晶石、橄榄石等。
1.金绿宝石与蓝宝石的鉴别
(1)同金绿宝石相比，蓝宝石具有更高的折射率值。金绿宝石的折射率为1.74～1.75，而蓝宝石的折射率为1.76～1.77。
(2)蓝宝石为一轴晶负光性晶体，而金绿宝石为二轴晶正光性晶体。因此使用正交偏光镜观察宝石的干涉图，可发现蓝宝石具有典型的一轴晶黑十字干涉图，而金绿宝石不具有此特征。
(3)使用分光镜来区分金绿宝石与蓝宝石不是最好的方法，因为金绿宝石在蓝光区445nm处的吸收线与蓝宝石450nm处的吸收线过于接近，不容易区分。
(4)通过放大镜或显微镜观察宝石内部的包裹体也可以作为鉴定特征。金绿宝石最常见的包裹体为指纹状包裹体、丝状包裹体。虽然蓝宝石也具有同样的包裹体，但蓝宝石常见六边形生长色带，丝状包裹体在三个方向呈120°交角出现。金绿宝石经常可见阶梯状滑动面或双晶纹，而蓝宝石中则几乎不可见。
2.金绿宝石与钙铝榴石的鉴别
钙铝榴石的折射率与金绿宝石最为接近，为1.74左右，同时钙铝榴石的颜色与金绿宝石也很接近，所以两者在外观上非常相像。钙铝榴石同金绿宝石的最大差别在于钙铝榴石为单折射宝石，因此与双折射有关的刻面重影、多色性等现象，在钙铝榴石中无法见到。
3.金绿宝石与尖晶石的鉴别
尖晶石在外观上可能相似于金绿宝石，尤其是那些黄色、黄绿色、浅绿色的尖晶石则更为相像。尖晶石属单折射宝石，而且尖晶石的折射率为1.72左右，低于金绿宝石。
4.金绿宝石与橄榄石的鉴别
黄绿色的橄榄石与金绿宝石的颜色比较接近。但是橄榄石的折射率为1.654～1.690，低于黄绿色金绿宝石1.746～1.755的折射率值。橄榄石中常含有特征的“睡莲叶”状包裹体，以及明显的后刻面棱重影现象，易于与金绿宝石区别。
(二)猫眼与相近宝石的鉴别
1.猫眼与石英猫眼的鉴别
在外观上与猫眼最为接近的宝石为石英猫眼，石英猫眼常见的颜色有黄、褐黄、黄绿、灰、灰褐、灰绿等色。一般的石英猫眼质地较粗，眼线的线状反光也不甚明亮，光线的边界也不清晰，但也有质地细腻者，其光线界线也相当明亮且清晰。
石英猫眼作为石英矿物，其折射率、相对密度等远远低于金绿宝石，其折射率一般为1.54，而金绿宝石为1.74。因此，使用折射仪可以很容易将猫眼与石英猫眼区分开。
2.猫眼与磷灰石猫眼的鉴别
磷灰石猫眼同猫眼相比，同样具有较低的折射率和相对密度，具有猫眼效应的磷灰石可由其吸收光谱580nm处的双吸收线鉴定出。
3.猫眼与透辉石猫眼的鉴别
透辉石猫眼往往表现为不透明的深绿色至黑色，有时带有褐色色调。透辉石猫眼所表现的光带常较清晰，光带两侧颜色差别不大。透辉石猫眼点测法折射率为1.68，相对密度为3.29左右，可由此区别于猫眼。
4.猫眼与其他具猫眼效应宝石的鉴别
海蓝宝石猫眼、碧玺猫眼和方柱石猫眼的共同特点是，其猫眼效应产生于宝石内部一组平行排列的管状气、液包裹体，外观上可见较粗的纤维状包裹体，而且具有猫眼效应的这些宝石的颜色也往往区别于猫眼，很易于鉴别。长石猫眼的颜色通常为无色，而且透明度较高。
5.猫眼与玻璃猫眼的鉴别
玻璃猫眼常用来仿猫眼，玻璃猫眼是通过加热并吹拉成束的细玻璃丝加工成弧面型宝石后，就产生了猫眼效应。根据需要，玻璃可配制成各种颜色。另一种重要的工艺是熔化玻璃纤维，玻璃纤维的切面呈方形或六边形，每平方厘米包含有15万根纤维。这种玻璃猫眼表现的猫眼效应过于完美，以至于有虚假的感觉。它的折射率及相对密度都非常低，在宝石侧面垂直光带的方向，使用放大镜即可观察到蜂窝状纤维结构，因此易于鉴别。
(三)变石与相似宝石的鉴别
变石以其本身独特的光学效应及其物理化学性质区别于大多数天然宝石。在鉴定变石时要考虑以下具有变石效应的宝石：变色石榴石、变色尖晶石、变色蓝宝石、变色萤石、变色蓝晶石以及合成变色蓝宝石。
四、合成金绿宝石及其鉴别
合成金绿宝石的主要合成方法有：助熔剂法、提拉法和区域熔炼法。与天然金绿宝石一样，合成金绿宝石可以有金绿宝石、猫眼、变石三个品种，而且主要是合成变石。合成变石是最难于同变石区别的宝石。合成变石具有几乎同天然变石完全一样的物理、化学、晶体光学性质。因此，对于合成变石的鉴定仅能从合成变石内部包裹体的特点入手，不同的合成方法产生不同特征的内部包裹体。
对于助熔剂法合成变石，经常见到脉状包裹体，助熔剂包裹体可呈云雾状外观，具有细薄的、模糊的外形，也可以是粗粒的并含有助熔剂的小滴。在显微镜下观察，熔剂小滴趋于拉长状，一群小滴大致在同—方向上拉长。在反射光中，具有粒状表面，并具淡黄橙色。助熔剂法合成变石另一常见的特征，其包裹体是微小的六边形或三角形铂金属片。铂金属片来源于铂坩埚。铂金属片在某些方向看起来黑色不透明，转动一定方向，铂金属片可发出亮白反射光。平行于晶面的生长线呈直线状，相互间并以一定角度交汇，生长线非常清晰，往往相似于助熔剂法合成祖母绿所显示的“百叶窗”效应。也常见到成层的包裹体平行于种晶面。
提拉法生长的合成变石具有针状包裹体及弧形生长纹，是鉴定其为合成品的证据。合成变石猫眼显示出极其细小的白色粒状包裹体，也发现有波浪状纤维包裹体。在短波紫外线下宝石表现出弱的白至黄色荧光，而内部呈弱的红橙色荧光。在天然变石中还从没有见过这种荧光。
区域熔炼法生长的合成变石内部有时可见小的球形气泡，无规则颜色呈漩涡状结构也作为鉴定特征。实际上，在很多情况下，合成变石的内部非常洁净，包裹体特征不是十分明显，因此这时依靠常规的宝石学鉴定方法已不足以解决问题。
助熔剂法、提拉法及区域熔炼法均属高温熔融法。在应用这些方法的过程中，因没有水分子的加入，因此在合成变石的内部晶体结构中不含有水分子。天然变石形成于不同于合成变石的自然环境中，形成晶体的内部总是有微量水分子，应用红外光谱仪可以检测变石中是否含有水分子，对于含有水分子的天然变石在红外光谱上将产生水分子的特征吸收峰，而合成变石则无此吸收峰的存在。由此可见，对于合成变石的鉴定，是一个较困难、较复杂的过程。
五、金绿宝石的质量评价
金绿宝石类宝石的品种，其质量评价要求不一。
1.金绿宝石的质量评价
不具变色、猫眼效应的金绿宝石，其质量受颜色、透明度、净度、切工几方面因素影响，其中高透明度的绿色金绿宝石最受欢迎，价值也较高。
2.猫眼的质量评价
猫眼可呈现多种颜色，其中以蜜黄色为最佳，其次依次为深黄、深绿、黄绿、褐绿、褐黄、褐色。总之，颜色越淡，越带褐色、灰白色者其价值越低。
猫眼的眼线讲求光带居中、平直、灵活、锐利、完整，眼线与背景要对比明显，并伴有“乳白与蜜黄”的效果。透明度越高猫眼效应反而越不强，同时颜色愈淡则猫眼效应愈弱。斯里兰卡出产的猫眼一直著称于世，其中以蜜黄色光带呈三条线者为特优质品。
猫眼的品质与价值，由其颜色、光线、质量以及完美程度来决定，所以对于猫眼的各方面特点都应有所了解，而对其光线的特点则更应有深刻的认识，一般猫眼的光线特点是：
(1)当猫眼内部平行的结构有缺陷时，反映在宝石的光线上也就会有缺陷。如果是平行排列结构疏密有别而不均匀连续时，其光线则不连续而发生“断腿”现象。如果内部结构不平行时，表现在光线上就会发生弯曲不直的现象。
(2)宝石表面的弧度，与猫眼的光线有着一定的联系。一般来说，当宝石弧度小时，猫眼的亮线就会粗大或不清晰，相反，弧度大的宝石表面所表现的猫眼亮线则细窄而清晰。
(3)猫眼的内部包裹体粗而疏时，光线就会混浊;当内部包裹体细而密时，宝石的光线就会明亮而清晰。
(4)猫眼的底部一般不抛光，以此减少光线的穿透和散失，而增加光的反射，对于颜色的增加也有益处。
3.变石的质量评价
优质的变石在日光下呈现祖母绿色，而在白炽灯光下呈现红宝石红色。多数变石的颜色是在非阳光下呈现深红色到紫红色，并带有褐色调，其中褐红色最常见;在日光下呈淡黄绿色或蓝绿色，同时，由于有较浅色调的褐色存在，会使宝石的亮度降低至中等程度。对变石的要求是变色效应要明显，白天颜色的好坏依次为翠绿、绿、淡绿色;晚上颜色的好坏依次为红、紫、淡粉色。
六、金绿宝石的产状、产地简介
金绿宝石主要产于老变质岩地区的花岗伟晶岩、蚀变细晶岩以及超基性岩的蚀变岩—云母岩中。而真正具工业意义的金绿宝石矿大多产于砂矿中。
金绿宝石的主要产地有：俄罗斯的乌拉尔地区及斯里兰卡、巴西、缅甸、津巴布韦等国。最好的变石，即具有强烈变色效应的变石产于俄罗斯的乌拉尔地区。而斯里兰卡砂矿中则产出黄绿色大颗粒变石及高质量的猫眼宝石。除斯里兰卡外，目前最主要的金绿宝石产地是巴西。在巴西发现了金绿宝石类宝石的各个品种：包括透明的黄色、褐色金绿宝石，高质量的猫眼及变石。
常见宝石鉴定特征：龟甲、象牙、煤精、琥珀、珊瑚、珍珠、欧泊(蛋白石)、鸡血石、寿山石、青金石、石英质玉石、绿松石、独山玉、碳酸盐类玉石(大理石)、蛇纹石玉岫玉、软玉、翡翠、月光石、橄榄石、托帕石(黄玉)、石榴石、尖晶石、锆石、石英、海蓝宝石、电气石、金绿宝石、祖母绿、红宝石和蓝宝石、钻石
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