常 见 单 晶 宝 石

第十一节 尖晶石

　　英文为Spinel，属氧化物类尖晶石族，其中透明或有特殊光学效应的品种常作为宝石及尖晶石。镶在英国王冠上的黑太子红宝石（Black prince's Ruby）和铁木耳红宝石（Timur Ruby）实为两颗红色尖晶石。

图3-11-1	图3-11-2
黑太子红宝	红尖晶石

一、化学成分
　　MgAl₂O₄，其中类质同像替代普遍，Mg²⁺-Fe²⁺，Mg²⁺-Zn²⁺之间为完全类质同像系列，Al³⁺可被Cr³⁺-Fe³⁺-V³⁺等替代，其中Al³⁺-Cr³⁺间为完全类质同像系列。因替代程序不同，宝石性质发生变化。宝石种的尖晶石多为含微量Cr³⁺,Fe²⁺的富镁尖晶石。

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二、晶系和结晶习性
　　等轴晶系：常见八面体及尖晶石律双晶。偶见八面体与菱形十二面体或立方体聚形。

图3-11-3

尖晶石的晶体素描图（a八面体晶体  b八面体接触双晶）

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三、物理光学性质
　　1． 颜色：无色、粉红、紫红、红色、橙色、黄色、蓝色、绿色、褐色以及不透明的黑色等，含Cr3+常呈红色，含Fe2+或Zn2+常呈蓝色，Fe3+常呈褐色Cr3+和Fe2+常呈紫红或紫色。

图3-11-4

不同颜色的尖晶石

　　2． 光泽和透明度：强玻璃光泽，透明至半透明
　　3． 光性：均质体，可部分见异常双折射
　　4． 硬度：摩氏硬度：8
　　5． 解理和断口：无解理，贝壳状断口
　　6． 折射率：单折射，RI因品种不同各异。宝石级多为1.712-1.730，大多数品种约为1.718，富铬的红色尖晶石最高可达1.740，锌尖晶石或镁铁尖晶石为1.79-1.80或更高。

图3-11-5

尖晶石的折射率测试

　　7． 相对密度：3.58-4.46，其中宝石级多为3.58-3.61
　　8． 吸收光谱：
　　红色尖晶石：特征的铬谱，红区有多条荧光谱线，黄绿区吸收带，紫区吸收。
　　蓝色尖晶石：天然的主要为铁谱。

图3-11-6

红色尖晶石的典型光谱

　　9． 发光性：红色品种：LW ：弱-强的红色、橙红色
　　　　　　　　　　　　　SW ：无至弱的红色、橙色
　　10. 包裹体
　　包括：a.各种固相包裹体，以单颗粒或面状排列的八面体尖晶石包裹体最为典型。
　　　　　b.液相包裹体：存在于晶体包裹体周围的盘状裂隙。
　　　　　c.生长纹、双晶纹

图3-11-7	图3-11-8
单颗粒或面状排列的八面体尖晶石	晶体包裹体周围的盘状裂隙

　　11. 特殊光学效应：
　　　变色效应：尖晶石中变色效应少见，日光下呈蓝色，白炽灯呈紫色或紫红色
　　　星光效应：尖晶石中当含有大量的针管状包体，并有规律排列时，只有加工取向正确时可产生四射星光或六射星光。

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四、尖晶石的鉴别
　　与尖晶石相似的宝石主要是刚玉及石榴石。
　　1． 尖晶石的主要鉴别特征：
　　　原石的鉴别：晶体形态为八面体、八面体及菱形十二面体的聚形，八面体接触双晶；
　　　成品鉴别：RI1.712-1.730,少数红尖晶可达1.74,单折射,正交偏光下全消光,无多色性.
　　　放大观察:八面体晶体及八面体负晶。
　　2． 刚玉中红宝石及蓝色、橙色、橙色、绿色的蓝宝石与尖晶石外观相似。
关键区分点有：

　　　a. 刚玉具有双折射、多色性明显 ，正交偏光下为四明四暗；尖晶石则为单折射宝石
　　　b. 刚玉的折射率1.76-1.78 DR0.008 一轴负光性
　　　c. 吸收光谱特征各异，特殊是红宝石中红区荧光线的位置不同及蓝区有吸收线。
　　　d. 刚玉的相对密度较大SG3.99-4.01 尖晶石SG3.60
　　　e. 可能存在的典型包裹体特征。刚玉中可见金红石针状包体和生长色带、双晶纹等。
　　3．紫红色、红色的镁铝榴石、铁铝榴石外观与尖晶石相似。
　关键区分点有：
　　　a. 石榴石折射率较高，红色尖晶石RI一般小于1.730。而镁铝榴石RI值一般大于　　　　　　　1.740。
　　　b. 铁铝榴石吸收光谱不同，镁铝榴石吸收谱易相混。
　　　c. 荧光及查尔斯滤色镜下反应不同。石榴石无荧光，滤色镜下无反应。
　　　d. 石榴石相对密度较大。
　　　e. 典型的包裹体各异。

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五、合成尖晶石的鉴别
　　目前有焰熔法和助熔剂法两种方法合成的尖晶石。
　　1．焰熔法合成尖晶石的区分要点如表：

　　上述特征中，以异常双折射、较怪宝石折射率，光谱、荧光及包体差异为重要区分依据。

图3-11-9	图3-11-10
合成蓝尖晶石的典型光谱图	天然蓝尖晶石的光谱图
图3-11-11	图3-11-12
合成尖晶石中的内含物	天然尖晶石中的内含物

　　2．助熔剂法合成尖晶石区分如表：

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