什么是祖母绿？祖母绿的化学成分？

这期生辰石带我们去了解什么是祖母绿？祖母绿的化学成分？祖母绿自古就是珍贵宝石之一。相传距今6000年前，古巴比伦就有人将之献于女神像前。在波斯湾的古迦勒底国，女人特别喜爱祖母绿饰品。

可能感兴趣》》被人们称为绿宝石之王

宝石介绍祖母绿自古就是珍贵宝石之一。相传距今6000年前，古巴比伦就有人将之献于女神像前。在波斯湾的古迦勒底国，女人特别喜爱祖母绿饰品。几千年前的古埃及和古希腊人也喜用祖母绿做首饰。中国人对祖母绿也十分喜爱。明、清两代帝王尤喜祖母绿。明朝皇帝把它视为同金绿猫眼一样珍贵，有“礼冠需猫睛、祖母绿”之说。明万历帝的玉带上镶有一特大祖母绿，现藏于明十三陵定陵博物馆。慈禧太后死后所盖的金丝锦被上除镶有大量珍珠和其它宝石外，也有两块各重约5钱的祖母绿。

祖母绿是5月生辰石，它象征着幸运、幸福，佩戴它会给人带来一生的平安。它也是结婚55周年的纪念石。

祖母绿是很古老的宝石，在古埃及时代就已用做珠宝。

祖母绿是宝石级的绿色绿柱石。其绿色要达到中等达到浓艳的绿色调，就是色的浓度要比较饱和。浅淡绿色的通常称之为绿色绿柱石。

绿柱石是自然界产出的，主要成分为Be3Al2[Si6O18]，具有六方对称的铍铝硅酸盐矿物。因含适量的Cr2O3（015~06%），而形成祖母绿。它是绿柱石家族中最出色的成员。材质属于高档宝石。

它的色彩来源是：微量的氧化铬使它呈现出晶莹艳美的绿色。

理化成分祖母绿是一种含铍铝的硅酸盐，其分子式为Be3Al2[Si6O18]，属于绿柱石家族中最“高贵”的一员。属六方晶系。晶体单形为六方柱、六方双锥，多呈长方柱状。集合体呈粒状、块状等。翠绿色，玻璃光泽，透明至半透明。折光率1564-1602，双折射率0005-0009，多色性不明显。非均质体。硬度75，密度263-290克/立方厘米。解理不完全，贝壳状断口。具脆性。X射线照射下，祖母绿发很弱的纯红色荧光。

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透辉石和祖母绿的区别有颜色不同、成分不同、产地不同。

1、颜色不同：透辉石和祖母绿的颜色不同，透辉石的颜色较为丰富，有无色、灰色、绿色、褐色、黑色等颜色。祖母绿的颜色较为单一，只有绿色，给人绿中带黄或绿中带蓝的感觉。

2、成分不同：透辉石和祖母绿的成分不同，透辉石为高纯透辉石矿物，里面仅含有少量的方解石杂质矿物。祖母绿的主要成分为被铝硅酸盐，还含有一定量的二氧化硅。

3、产地不同：透辉石和祖母绿的产地不同，透辉石的分布较为广泛，巴西、意大利、缅甸、南非等国家均有开采。祖母绿的分布范围虽然也广，但主要集中在哥伦比亚、巴西和赞比亚三个地方。

透辉石基本性质

1、成分：钙镁硅酸盐为辉石族；CaMg-CaFe中间成员有次透辉石、铁次透辉石，其中富含Cr的透辉石也称铭透辉石。

2、结晶特点：单斜晶系，晶体发育完好时呈柱状、粗短柱状，也有晶体碎块、水蚀卵石。

3、颜色：无色、灰色、淡绿、深绿、褐色和黑色。

4、品种：铭透辉石为鲜艳的绿色，颜色由铭所致；星光透辉石为黑色，为四射不对称星光；青透辉石为晶体细小，颜色为深紫色、蓝色，极少见。

祖母绿是稀有的绿色宝石。祖母绿是含有铬Cr和（或）钒V的铍铝硅酸盐矿物，因此，祖母绿形成的决定因素是地质环境中富含铍Be和铬Cr/钒V。Be3Al2[Si6O18]+Cr,V

但是，地壳上层中Be的浓度仅有2ppm，且Be具有亲岩性，这就导致：

（1）与地壳中最多的O元素结合，形成金绿宝石

（2）与二氧化硅结合形成绿柱石

Cr和V属于高密度过渡金属元素，通常富集在地心和地幔中，且容易与Fe形成固溶体。

总结：

（1）Cr/V与Be，以及人类可开采的深度相比，距离几千米，只在极少数情况下能够相遇

（2）即使这些元素相遇，也可能已经和O或Fe形成矿物，很难从矿物中出融并重新组合

含祖母绿的矿体赋存于白垩纪早起的黑色页岩中，与碳酸盐矿物、黄铁矿等矿物共生。卤水热液将硫酸盐蒸汽带至热化学还原的有利空间条件中，在此过程中形成的硫与页岩中的有机质反应，从而释放被捕获的Cr、V、Be元素，促进祖母绿的生长形成。如木佐的祖母绿产在黑色页岩中的方解石、白云石脉中。

哥伦比亚含祖母绿矿脉的横截面简图

因此，绿柱石和绿色绿柱石稀有，但祖母绿是稀有品中的珍宝，美耐久少，配得上”四大名贵“之称。

(一)祖母绿的化学成分和微量元素

祖母绿是环状铍铝硅酸盐,它的晶体结构是硅氧单元呈环状沿c轴呈管状分布。这些结构中的空管在连接不能参与绿柱石晶格的离子上起着非常重要的作用。一些外来离子,如钠和铯,因为大小的原因不能参与到晶格中,但可以存在于结构空管中。同时,结构空管对内部的分子也起着重要的作用,如水分子或二氧化碳分子。

绿柱石的品种是依据颜色进行分类的,化学成分纯净的绿柱石为无色。颜色的产生是因为外来元素造成的。铁元素使绿柱石呈现蓝色、绿色和**,锰元素使绿柱石呈现粉色和红色,铬和钒元素使绿柱石呈现绿色。祖母绿最主要的致色元素是铬,同样的颜色不同的深浅是由钒所产生的。含铁或铁盐可以使祖母绿产生不良的蓝色调。

其他的元素,如镁和钠可以存在于祖母绿中,但是不会影响它的颜色。这些元素在祖母绿内部的含量变化较大,有时可以达到几个重量百分比。高镁的祖母绿来自变质的片岩中。钠是和镁相伴的一个重要元素,它们共同替代了铝。当八面体中的正二价镁离子替代了正三价的铝离子,矿物结构中出现一个阳离子空穴,这样就需要一个正一价的原子,如钠、锂或铯去填补空穴保持电荷平衡,它通常沿着管道内一个或两个水分子分布。

祖母绿的化学成分反映了成矿时的地质环境,包括流体的成分组成、寄主岩石的成分以及成矿时的温度和压力条件等。例如,巴基斯坦的斯瓦特山谷和巴西的圣特雷济尼亚矿区的祖母绿,两者均来自富铁、镁的滑石—碳酸盐片岩中,它们的外来元素含量最高。相反,产自黑色页岩的哥伦比亚祖母绿的外来元素含量较低。

赞比亚、津巴布韦、马达加斯加、埃及、南非、俄罗斯和巴西产出的祖母绿属于片岩类型矿床,这说明这些产地的祖母绿与黑云母—金云母、阳起石—透闪石—镁铁闪石、滑石、绿泥石、碳酸盐有关。基于这样的形成环境,这些产地祖母绿的w(MgO)含量在1%~3%之间。w(Al2O3)和w(MgO)之间是负线性关系,这是因为镁通过替代铝进入绿柱石的晶体结构,镁离子或铁离子替代了铝离子,为了维持电荷平衡,需要引入钠离子。见下列化学方程式:

世界主要彩色宝石产地研究

在八面体的位置,Al3+被三价过渡金属离子或二价过渡金属离子如Mg2+替代。二价过渡金属离子要与碱金属离子一起进入空管维持电荷平衡。

世界主要彩色宝石产地研究

在四面体的位置,Be2+被二价过渡金属离子或Li+替代。Li+要与碱金属离子一起进入空管维持电荷平衡。

世界主要彩色宝石产地研究

然而,祖母绿并不完全符合类质同相替代原则,如果根据晶体结构的规则O=18,部分天然绿柱石呈现硅缺陷(Si6)。碱金属的含量并不总是与铍和铝的缺陷相关,即一定量的Be2+被Li1+替代或一定量的Al3+被Mg2+和其他的二价过渡金属离子替代,因此,在铍、铝和硅之间发生的类质同像替代可能遵循以下的替代原则:

世界主要彩色宝石产地研究

(二)主要产地祖母绿的化学成分和微量元素分析

1南美洲

1)哥伦比亚与巴西

外来元素铬、钒、铁、钠、镁、镓和铯的含量,可以作为化学成分指纹鉴定不同产地的祖母绿以及它们形成的地质环境。经过测定,来自巴西和哥伦比亚祖母绿的颜色与铬和钒的含量有关,在浅色的低铬和深色的高铬祖母绿中,铬的含量在(100~7000)×10-6gμ/g之间。唯一的例外是来自巴西巴伊亚州萨利宁哈的祖母绿,铬的含量仅为(5~20)×10-6。祖母绿因产出环境不同,钒的含量变化大。钒/铬的比率为祖母绿的来源提供了一个有利的说明,当钒/铬的比率高时(170:600,钒的含量高而铬的含量较低),说明该祖母绿来源于巴西巴伊亚州的萨利宁哈。巴西其他产地的祖母绿钒/铬的比率较低(001:07,铬的含量较高,钒的含量较低),这也说明钒在巴西祖母绿颜色中起到次要的作用。

在哥伦比亚祖母绿中,钒/铬的比率中等(02~10),这说明两种元素在颜色成因中是同等的作用。

相比其他产地的祖母绿,来自哥伦比亚的祖母绿相对纯净,外来元素少,仅占2%。致色元素铬和钒的含量近似相等,铬含量为(100~5000)×10-6,钒的含量为(400~6000)×10-6。多数哥伦比亚祖母绿中的镁、钠和铯的含量低,铁的含量为(200~1000)×10-6(这个数字被认为比较低)。

碱金属元素主要指钠和镁,它们是祖母绿中发现的含量最高的外来元素,通常为几个重量百分比。巴西的祖母绿按照碱金属的含量可以分为两类:一类是来自伊塔贝阿(戈亚斯州)、圣特雷济尼亚(戈亚斯州)和萨利宁哈(巴伊亚州)的祖母绿,它们的碱金属含量很高,平均为(25000~40000)×10-6±2500×10-6;另一类是来自伊塔比拉—新埃拉(米纳斯吉拉斯州)和卡纳伊巴—索科托(巴伊亚州)的祖母绿,它们碱金属的含量偏低,平均为(15000~25000)×10-6±7000×10-6。哥伦比亚祖母绿的碱金属含量最低,平均为8400×10-6±3500×10-6。

来自伊塔比拉—新埃拉(米纳斯吉拉斯州)和卡纳伊巴—索科托(巴伊亚州)的祖母绿中镓元素含量为低到中等(5~25)×10-6,来自圣特雷济尼亚(戈亚斯州)和萨利宁哈(巴伊亚)的祖母绿中镓含量较高,范围为(15~45)×10-6。哥伦比亚祖母绿的镓含量变化大,为(5~50)×10-6。

大部分巴西祖母绿的铁含量为中等到较高,为(4500~15000)×10-6。来自蒙特桑托(托坎廷斯)的祖母绿铁含量很高,为(12000~26000)×10-6。哥伦比亚祖母绿中的铁含量较低,为(150~2200)×10--6。

根据铯的含量,巴西和哥伦比亚祖母绿可以分为四类:高铯含量的为来自卡纳伊巴—索科托矿区的祖母绿含量为(500~2300)×10-6;中等到高铯含量的为来自圣特雷济尼亚(戈亚斯)的祖母绿,含量为(50~800)×10-6;中等到低铯含量的为来自巴西其他地区的祖母绿,含量为(20~160)×10-6;低铯含量的为来自哥伦比亚的祖母绿,含量为(5~30)×10-6。

因为铁的含量很低,哥伦比亚祖母绿与巴西的卡纳伊巴—索科托(巴伊亚)的祖母绿仅在一个非常小的区域重合(图3-114)。据此,可以将哥伦比亚祖母绿与其他巴西的祖母绿明确分开。当比较来自巴西不同地区的祖母绿时,铁元素的作用受到了限制。巴西和哥伦比亚祖母绿的镓含量有很大范围的重叠。

图3-114 巴西和哥伦比亚祖母绿中镓元素和铁元素含量图

铯元素对于鉴别巴西不同矿区的祖母绿有着非常重要的作用:一方面铯元素的含量与哥伦比亚祖母绿明显不同;另一方面,元素含量的整个区域仅有少部分重合。总体来说,哥伦比亚祖母绿的铯含量低,而巴西祖母绿铯的含量不尽相同,高铯含量的祖母绿来自卡纳伊巴—索科托矿区(巴伊亚州);中等到高铯含量的祖母绿来自圣特雷济尼亚(戈亚斯州),含量为(250~800)×10-6;中等到低铯含量的祖母绿来自伊塔比拉—新埃拉(米纳斯吉拉斯州)(图3-115)。

图3-115 巴西和哥伦比亚祖母绿中铯元素和钪元素含量图

2亚洲

1)阿富汗

来自阿富汗潘杰希尔谷的祖母绿外来元素含量为中等(大约3%),致色元素铬的含量为(1000~7000)×10-6,钒的含量为(200~6000)×10-6,镁、钠和铯的含量低到中等,铁的含量范围为(900~20000)×10-6。

2)巴基斯坦

巴基斯坦的斯瓦特山谷祖母绿的外来元素含量高,约为35%,致色元素铬的含量为(800~25000)×10-6,钒的含量为(300~1000)×10-6,镁、钠和铯的含量低到中等,铁的含量范围为(2500~10000)×10-6(很少可以达到20000×10-6)。

3)中国

中国祖母绿的致色元素含量变化大,来自云南麻栗坡的祖母绿中铬的含量为(30~100)×10-6;钒的含量很高,为(4000~8000)×10-6;铁的含量为(5000~7000)×10-6;铯的含量多为2000×10-6。来自新疆的祖母绿铬含量高,为(1000~3000)×10-6,有些甚至达到(8000~9000)×10-6;钒的含量变化大,为(4000~11000)×10-6;铯的含量低,为(30~50)×10-6。

4)俄罗斯乌拉尔山脉

来自乌拉尔地区的俄罗斯祖母绿中锂的含量中等到高,为(320~1000)×10-6;钠的含量中等到高,为(6100~15000)×10-6;镁的含量中等到高,为(4800~16000)×10-6;钾的含量中等,为(90~1000)×10-6。钙的含量变化大,低—中—高的范围都有,为(60~660)×10-6;钪的含量低到中等,为(1~140)×10-6;钛的含量中等到高,为(50~150)×10-6;钒的含量低到中等,为(80~430)×10-6;铬的含量中等到高,为(580~6600)×10-6;锰的含量中等,为(10~50)×10-6;铁的含量低,为(1900~4700)×10-6;钴的含量中等,为(1~3)×10-6;镍和锌的含量低到中等,镍为(5~50)×10-6,锌为(5~25)×10-6;镓的含量为(5~20)×10-6;铷的含量低,为(10~60)×10-6;铯的含量中等到高,为(330~1500)×10-6。

图3-116 阿富汗、巴基斯坦、俄罗斯和中国的祖母绿镓元素和铁元素含量图

通过图3-117可以明显地区分来自斯瓦特山谷(巴基斯坦)、潘杰希尔(阿富汗)的祖母绿,来自新疆和潘杰希尔的祖母绿曲线基本完全重叠。

图3-117 亚洲祖母绿铯元素和钪元素含量图

祖母绿的化学指纹鉴定反映的是化学成分和它们寄主岩石的特性。例如,来自巴基斯坦斯瓦特山谷的祖母绿产于含铁富镁的滑石—碳酸盐片岩中,所以祖母绿中的铁、镁、钠含量较高。又如,阿富汗潘杰希尔和哥伦比亚科迪勒拉山脉的祖母绿来自黑色页岩,因此铁、镁、钠的含量低。

3非洲

以下是非洲祖母绿的化学成分分析,产地包括马达加斯加、莫桑比克(利戈尼亚)、尼日利亚(普拉托州)、坦桑尼亚(曼亚拉)、赞比亚(恩多拉和索卢韦齐)和津巴布韦(桑达瓦纳—马钦韦)。

1)津巴布韦

津巴布韦祖母绿的锂含量中等到高,为(110~660)×10-6;钠含量高,为(8800~18000)×10-6;镁含量中等到高,为(7200~17000)×10-6;钾含量低到中等,为(80~370)×10-6;钙含量中等,为(70~230)×10-6;钪的含量低到中等,为(5~150)×10-6;非洲祖母绿钛的含量大部分为中等,为(10~100)×10-6;铬含量中等到高,为(940~7200)×10-6;钒元素在非洲祖母绿中的含量较铬略低,绝大部分非洲祖母绿钒的含量为低到中等,<100×10-6到1000×10-6;锰含量变化大,为(5~110)×10-6;铁含量低到中等,为(3800~6300)×10-6;钴含量为(1~3)×10-6;非洲祖母绿的镍含量为低到中等,为(25~20)×10-6;锌含量低到中等,为(5~80)×10-6;非洲祖母绿的镓含量均低于50×10-6,津巴布韦祖母绿镓的含量变化大,分别为(5~30)×10-6;铷含量变化大,为(10~320)×10-6;铯含量中等,为(230~970)×10-6。

2)赞比亚

赞比亚祖母绿的锂含量低,为(70~110)×10-6;钠含量中等到高,为(8000~19000)×10-6;镁含量中等到高,为(4800~17000)×10-6;钾含量中等到高,为(130~840)×10-6;钙含量中等,为(75~440)×10-6;恩多拉祖母绿的钪含量低到中等,为(5~280)×10-6,索卢韦齐祖母绿的钪含量变化大,为(50~720)×10-6;非洲祖母绿钛的含量大部分为中等,为(10~100)×10-6;铬含量中等到高,为(800~9400)×10-6;钒元素在非洲祖母绿中的含量较铬含量略低,绝大部分非洲祖母绿的钒含量为低到中等,为<100×10-6到1000×10-6,索卢韦齐的祖母绿钒含量为(820~4000)×10-6;锰含量变化大,为(5~70)×10-6;非洲祖母绿中,铁含量最低的为来自索卢韦齐的祖母绿,为(1200~2500)×10-6,恩多拉祖母绿铁的含量中等到高,为(5100~13000)×10-6;索卢韦齐的钴含量很低,为(005~03)×10-6,恩多拉的祖母绿钴含量为(1~5)×10-6;非洲祖母绿的镍含量为低到中等,恩多拉为(6~30)×10-6,索卢韦齐的祖母绿为(15~30)×10-6;索卢韦齐的祖母绿锌含量最低,为(05~15)×10-6,恩多拉的祖母绿锌的含量变化大,从10×10-6到160×10-6(这意味着锌的含量从低到高);非洲祖母绿的镓含量均低于50×10-6,恩多拉和索卢韦齐祖母绿为(15~35)×10-6。索卢韦齐祖母绿的铷含量最低,为(15~35)×10-6,恩多拉祖母绿铷的含量中等,为(10~130)×10-6;非洲祖母绿中铯含量最低的是索卢韦齐祖母绿,为(5~15)×10-6;恩多拉的祖母绿铯含量中等到高,为(350~1900)×10-6。

3)莫桑比克

莫桑比克祖母绿锂含量低,为(70~100)×10-6;钠含量中等到高,为(9100~11000)×10-6;镁含量高,为(11000~12000)×10-6;钾含量中等,为(360~860)×10-6;钙含量中等,为(250~350)×10-6;非洲祖母绿钛的含量大部分中等,为(10~100)×10-6;铬含量低到中,为(550~1700)×10-6;钒元素在非洲祖母绿中的含量较铬略低,绝大部分非洲祖母绿的钒含量为低到中等,从<100×10-6到1000×10-6;锰含量较高,为(45~75)×10-6。

铁的含量中等到高,为(12000~15000)×10-6,总体来说,非洲祖母绿的钴含量不超过5×10-6,为(2~25)×10-6;镍含量低到中等,为(4~6)×10-6;锌含量低到中等,为(20~25)×10-6;镓含量均低于50×10-6,为(5~30)×10-6;铷的含量中等,为(45~75)×10-6;莫桑比克利戈尼亚地区祖母绿的铯含量最高,为(1500~3000)×10-6。

4)尼日利亚

尼日利亚祖母绿锂含量低,为(40~120)×10-6;钠含量低,为(640~1500)×10-6;镁含量最低,为(230~740)×10-6;钾含量低到中等,为(25~140)×10-6;钙含量低,为(30~45)×10-6;钪含量低,为(10~80)×10-6;非洲祖母绿钛的含量大部分为中等,为(10~100)×10-6,仅有一些尼日利亚的祖母绿或绿色绿柱石的钛含量高,达到150×10-6;铬含量最低,为(40~820)×10-6;钒元素在非洲祖母绿中的含量较铬略低,绝大部分非洲祖母绿的钒含量为低到中等,从<100×10-6到1000×10-6;锰含量低到中等,为(3~15)×10-6;铁含量低到中等,为(2500~7500)×10-6;总体来说,非洲祖母绿的钴含量不超过5×10-6,尼日利亚祖母绿的钴含量很低,为(02~075)×10-6;非洲祖母绿的镍含量为低到中等,尼日利亚祖母绿的镍含量为(1~4)×10-6;锌含量低到中等,为(20~80)×10-6;镓的含量变化大,为(15~40)×10-6;尼日利亚普拉托州的祖母绿铷含量低,为(5~30)×10-6;铯含量低到中等,为(40~490)×10-6。

相比来自片岩矿床的祖母绿,尼日利亚祖母绿或绿柱石极端的低镁和钠。这说明它们大部分来自碱性花岗岩中较新的花岗岩。大部分尼日利亚祖母绿或绿柱石含有萤石和富铁的云母,这与较新的花岗岩低镁的现象一致。这种罕见的祖母绿或绿色绿柱石的化学特征可能与它们的寄主岩石的化学特征有关,因为寄主岩石同样低镁。

尼日利亚碱性花岗岩的铁镁矿物含有铁或钠,因此这些元素必须在钠长石化的阶段发生变化。然而尽管环境中含有丰富的钠元素,但是尼日利亚祖母绿和绿柱石钠的含量都很低。这个现象与哥伦比亚科迪勒拉山东部的祖母绿相同。哥伦比亚祖母绿的钠存在于祖母绿结构的空管中,但为了寻求电荷平衡,需要在Al3+的位置引入一个二价的离子,如果Al3+没有被金属离子替代,那么,祖母绿中钠的含量还会很低,即使成矿溶液中富钠。

在尼日利亚的碱性花岗岩中含有铍和氟,相比全球花岗岩中铍和氟的含量,尼日利亚祖母绿偏高。祖母绿的致色元素铬和钒在尼日利亚的花岗岩中含量稀少,为(0~10)×10-6。然而,大部分绿柱石成矿发生在花岗岩的顶部,在那里,花岗岩流体可以与围岩发生反应,因此,铬和钒来源于片岩基底或较新的火山岩,这两者内的铬钒含量高于花岗岩。哥伦比亚科迪勒拉山脉东部的祖母绿,寄主岩石致色元素的含量低,但可以形成绿色绿柱石和祖母绿,这说明尼日利亚祖母绿的形成不需要大量的致色元素。

尼日利亚祖母绿或绿柱石铁元素的含量变化较大,w(FeO)可以达到12%。根据尼日利亚祖母绿的吸收光谱,铁的存在以Fe3+形式替代了Al3+,所以祖母绿不需要钠维持电荷平衡。分析一些哥伦比亚祖母绿或绿柱石的颜色发现,致色元素集中的区域,特别是铁元素,蓝绿色调增强。颜色的变化与镁和钠无关。

5)马达加斯加

马达加斯加祖母绿的锂含量低到中等,为(55~160)×10-6;钠含量中等到高,为(10000~17000)×10-6;镁含量中等到高,为(10000~19000)×10-6;钾含量中等到高,为(270~2200)×10-6;钙含量中等到高,为(130~560)×10-6;钪含量低,为(5~130)×10-6;非洲祖母绿钛的含量大部分为中等,为(10~100)×10-6;铬含量低到中等,为(370~3200)×10-6;钒元素在非洲祖母绿中的含量较铬略低,绝大部分非洲祖母绿的钒含量为低到中等,从<100×10-6到1000×10-6;锰含量变化较大,为(10~75)×10-6;铁的含量中等到高,为(6000~12000)×10-6;总体来说,非洲祖母绿的钴含量不超过5×10-6,为(2~6)×10-6;非洲祖母绿的镍含量低到中等,为(10~60)×10-6;锌含量低到中等,为(15~70)×10-6;非洲祖母绿的镓含量均低于50×10-6,为(5~25)×10-6;铷的含量中等到高,为(35~230)×10-6;铯含量中等,为(100~700)×10-6。

6)坦桑尼亚

坦桑尼亚祖母绿的锂含量低到中等,为(80~200)×10-6;钠含量中等到高,为(7700~16000)×10-6;非洲祖母绿镁含量的变化大,为(8900~16000)×10-6;钾含量中等到高,为(240~1200)×10-6;钙含量中等,为(170~410)×10-6;钪含量低,为(5~30)×10-6;非洲祖母绿钛的含量大部分中等,为(10~100)×10-6;铬含量低到中等,为(210~2700)×10-6;钒元素在非洲祖母绿中的含量较铬略低,绝大部分非洲祖母绿的钒含量为低到中等,从<100×10-6到1000×10-6;锰含量低到中等,为(5~25)×10-6;铁含量低到中等,为(3700~7000)×10-6;总体来说,非洲祖母绿的钴含量不超过5×10-6,为(2~4)×10-6;非洲祖母绿的镍含量低到中等,为(10~25)×10-6;锌含量低到中等,为(15~30)×10-6;非洲祖母绿的镓含量均低于50×10-6,为(5~15)×10-6;铷的含量中等到高,为(65~270)×10-6;铯含量中等到高,为(500~1500)×10-6。

图3-118 非洲祖母绿镓元素和铁元素含量图

图3-119 非洲祖母绿铯元素和钪元素含量图

(一)颜色及其成因

祖母绿具有特征的由铬、钒元素致色的翠绿色,有时略带黄或蓝色调,其颜色柔和且鲜亮,具丝绒质感,如雨后嫩绿的草坪一般。

图3-10 祖母绿的呈色机理

祖母绿的呈色机理如下(图3-10):由于铬离子的离子半径与铝离子的离子半径类似,可以进行类质同像替代,从而铬可以替代铝进入祖母绿的晶格。在祖母绿中,包围铬离子和钒离子的力和限制电子运动状态的力都较弱,因此当可见光照射时,它们外层的电子在配位体晶体场的作用下容易发生分裂,产生d-d电子跃迁,电子跃迁所需要的能量与紫光及红光相当,因此这两部分颜色的光被吸收,而其他未被吸收的残余光混合就产生了祖母绿的绿色。

(二)基础宝石学数据

1光泽与透明度

抛光表面为玻璃光泽,断口表面为玻璃光泽至树脂光泽;透明至半透明。

2折射率

为1577~1583(±0017),随着碱金属含量的增大而增大。

双折射率:变化范围为0005~0009。

3多色性

中等到强,蓝绿—黄绿。

4发光性

紫外荧光:一般无荧光。有时在长波紫外线下,呈无或弱绿色荧光,弱橙红至带紫的红色荧光;短波紫外线下,少数呈红色荧光。

X荧光:呈很弱至弱的红色荧光。可见到短时间与体色相近的磷光。所有祖母绿在X射线下均呈透明。

5查尔斯滤色镜检查

绝大多数的祖母绿在强光照射下,透过滤色镜观察,呈红色或粉红色。基于以上特点,以往将查尔斯滤色镜下的反应作为鉴别祖母绿的主要依据,曾造成一些天然的祖母绿被误认为是仿品的后果。例如,南非和印度所产的祖母绿,因含铁而在滤色镜下呈现绿色。现在滤色镜仅作为观察祖母绿的一个现象而不再作为鉴别祖母绿的依据。

6解理

平行{0001}方向具一组不完全解理;断口呈贝壳状至参差状。

7硬度

摩氏硬度为75~80。

8密度

为267~29g/cm3,通常为272g/cm3。祖母绿密度的大小受碱金属含量影响,碱金属含量越高,密度越大。产地不同,密度也略有差异。

9品种

(1)祖母绿猫眼。

(2)星光祖母绿。

(3)达碧兹。

达碧兹是一种特殊类型的祖母绿,产于哥伦比亚木佐矿区和契沃尔矿区,它具有特殊的生长特征。木佐产出的达碧兹在绿色的祖母绿中间有暗色核心和放射状的黑臂。契沃尔产出的达碧兹在祖母绿中心有绿色的六边形核心,由六边形的核心向外伸出六条黑臂(图3-11)。

图3-11 哥伦比亚木佐(a)和契沃尔(b)矿区产出的达碧兹祖母绿

(三)祖母绿的内部特征

祖母绿的内部特征一般分为四类:矿物包体;负晶或空洞中的两相或三相包体;愈合裂隙或部分愈合裂隙;色带和生长带。

(四)祖母绿的化学成分

祖母绿是铍铝硅酸盐,化学式为Be3Al2(Si2O6)3,含有铬、铁和钒等微量元素。铬的质量分数在03%~1%之间。

祖母绿结构中[Si6O18]组成六方柱状空管,[Si6O18]与铍原子以四面体的形式结合,又与铝原子以八面体结合,六方柱状的空管内可含水分子和碱性离子,如钠、钾、铯元素。六方柱状空管内所含的水分子有两种形式:当空管中没有碱性离子时,水分子沿六方柱长轴排列,称为Ⅰ型水;当空管中有碱性离子时,水分子垂直于六方柱长轴排列,称为Ⅱ型水。

祖母绿的鉴定证书中包括了宝石种属、重量、尺寸，而这些基础数据是正确的，最重要的注油问题在权威证书上也都会标记。

Gubelin：是世界权威珠宝检测机构，以严格和专业在业内具有很高的权威性，它将祖母绿的含油量分为：None无油、Minor微油、Moderate中油、Significant重油这四个级别。

GRS：也是世界知名的珠宝检测机构，与Gubelin相比GRS更加商业化，它将祖母绿的含有量分为：None无油、Insignificant极微油、Minor微油、Minor to Moderate微油至中油、Moderate中油、Significant重油这六个级别。

扩展资料：

祖母绿的鉴定：

1、祖母绿的成分为Be3Al2[SI6O18]，是铍铝的硅酸盐矿物。其绿色通常由铬或钒元素引起，Cr2O3含量变化在015%－06%之间。

2、一般呈六方柱状晶形，硬度为75－8，具脆性。除氢氟酸外，对其他的酸均无反应。世界不同产地的祖母绿在物理性质及光学性质上往往有一些微小的变化。

3、和祖母绿相似其他天然宝石有翡翠、翠榴石、碧玺、萤石和绿色锆石等宝石。在很多时候要严格区分这些宝石需要用到折光仪、偏光镜等小型鉴定仪器，依据它们的不同特性将其区分开来（表2－8）。

4、从经验角度看，翡翠往往具交织纤维斑状结构。翠榴石比重较大，且有“马尾状”包裹体。萤石硬度低、比重大。锆石则色散强并具明显双影等。这些特征都可作为肉眼观察识别时参考。

5、与祖母绿相似的合成宝石主要有合成祖母绿，YAG（钇铝榴石）、绿色玻璃等几种。其中，天然祖母绿与YGA、玻璃的区分可根据如下两点进行，天然祖母绿大多会有瑕疵及裂纹；

6、这点和红宝石有些相似，其瑕疵多呈“棉絮”状。有时还可见一些黑色的矿物包裹体等杂质。而合成品则大多干净，或有少量气泡。

—珠宝鉴定证书

1 什么是祖母绿？祖母绿的化学成分

答：祖母绿与钻石、红宝石、蓝宝石、金绿宝石并称世界五大名宝石。它的化学名称是：铍铝硅酸 盐Be3AL2Si6O18）属绿柱石家族。因含微量的“铬”元素而呈现出晶莹艳美的绿色。其物理性质：

（1）硬度：75°～8°。（2）密度：267～278g/cm3。(3)折射率：156～160。（4）双折射率：0004～0010。（5）光泽：玻璃光泽。

祖母绿是一种很有历史渊源的宝石。据学者考证，约在4000多年前，祖母绿就被发掘于埃及的尼罗河上游，红海西岸地区。而我国从明朝以后皇陵出土文物中可见。

2 祖母绿名字的由来？

缅甸，越南，非洲红宝石和其他红色的宝石等缅甸，坦桑尼亚，斯里兰卡蓝宝石和其他蓝色的宝石等泰国，澳大利亚，斯里兰卡黄宝石和其他**的宝石等宝石的处理是为了增加其价值,关于产地宝石的介绍、国家性的矿区等，内容为多种宝石介绍的文章

答：祖母绿的名称，源于古波斯语“ZUMURUD”（现俄语仍发此音）。来到我国，几百年间曾先后译成“助木剌”、“子母绿”、“芝麻绿”直到近代才统称为今天的“祖母绿”。因此“祖母绿”只是译音，和祖母没有任何关系，切不可认为这种宝石是专供上年纪的女性佩带的。和其它任何一种大家喜爱的宝石一样，祖母绿的佩带是不分男女老幼的。

3 祖母绿的产地

世界上最好的祖母绿产地。　答：祖母绿在很多国家都有分布。其中产量最高，质量最好的是南美洲的哥伦比亚。另外在非洲的赞比亚、津巴布韦；澳洲的澳大利亚；南美的巴西都有出产。哥伦比亚的祖母绿产量大，净度好，其产量占世界总产量的70%。中国云南文山县也出产祖母绿，因其颜色、净度较差，还未被广大消费者所接受。

4祖母绿的价位。

答：祖母绿宝石的价格因其质量不同其单价从十几美金到数万美金一克拉不等。

5 祖母绿真假的识别。

答：主要看它内在的包体，即我们俗称的杂质。天然的祖母绿或多或少都有杂质，而人造的祖母绿非常纯净，即使有人造包体也与天然祖母绿的包体有明显区别。

6 为什么祖母绿多裂多杂质

答：祖母绿的主要成分为铍铝硅酸盐同时含微量元素“铬”。由于一部分“铝”被“铬 ”所代替而形成祖母绿。从化学角度讲，“铬”和“铝”不能化合到一起。因此这种置换反应需在极特殊，极复杂的地质条件下进行。同时祖母绿在生成的过程中，有多种其它元素如云母、黄铁矿、方解石等混入其中，故多杂质。另外，因其纵向生长解理丰富，且性脆，在开采中也产生裂。因此最终优质的祖母绿数量很少，这也是它价格高的原因。

7 祖母绿为什么多是祖母绿型？

答：祖母绿是最难切割的宝石之一，切割方向的细微差别会使最后的成品呈现很大的出入。祖母绿常切割成阶梯型，（又称为祖母绿型）这种切割法能够把宝石的光泽完全彻底地反射出来。因此为切割祖母绿宝石的首选。

8 祖母绿是翡翠吗？有什么区别？

答：翡翠与祖母绿从其化学性质及物理性质上区分，是两种截然不同的物质。翡翠是岩石，祖母绿是矿物；翡翠属硬玉，呈半透明，祖母绿具玻璃光泽；此外，其颜色、杂质都有区别。

9 祖母绿的绿色有什么特点

答：祖母绿的颜色十分诱人，有着无可比拟的色彩和光泽。分析表明，人的视觉对绿色比任何一种颜色都敏感，没有一种天然颜色象祖母绿那样使人的眼睛感到是那么舒服。每当您目不转睛地看着雨后滋润翠绿的草坪，那种赏心悦目的感觉可以想象。但是，这与祖母绿的色泽来比也显得逊色。祖母绿可以说是一种令人百看不厌的宝石。无论是在晴天或阴天，自然光源还是人工光源下，祖母绿总是发出又柔和又浓艳的光芒，这就是绿宝石之王—祖母绿的魅力所在。

10 为什么西方人迷信且喜爱祖母绿？祖母绿的特殊功效。

答：西方的珠宝文化史上，祖母绿被人们视为爱和生命的象征，代表着充满盎然生机的春天。传说中它也是爱神维纳斯所喜爱的宝石，所以，祖母绿又有成功和保障爱情的内涵，它能够给予佩带者诚实、美好的回忆；而它所闪烁的那种神秘的光辉使它成为最珍贵的宝石之一。祖母绿自被人类发现以来，便被视为具有驱鬼避邪的神奇力量，人们将祖母绿用作护身符、避邪物或宗教饰物，相信佩带它可以抵御毒蛇猛兽的侵袭。

11 祖母绿为什么稀少？绿宝石和祖母绿的关系？

答：祖母绿在世界上的产量极为稀少，曾经有人估计，每100万颗绿柱石矿物中仅有一颗是祖母绿。因此祖母绿是绿色宝石的代表，更是矿物中的珍品。祖母绿俗称绿宝石，但绿色宝石还有绿碧玺、翠榴石、钙铝榴石等。

12现今哥伦比亚祖母绿矿的情况。

答：近一段时期，哥伦比亚两个传统优质祖母绿矿区：穆佐（MUZO）和乞瓦尔（CHIVOR）由于多年的开采，其资源已濒临枯竭。因为该矿出产的祖母绿具有明显的特点：三相包体，前者颜色偏蓝，后者颜色偏黄。因此，国际市场上来自该矿区的祖母绿价格不断攀升。

13产自哥伦比亚的祖母绿是不是最好的？哥伦比亚祖母绿的特点。

答：首先应说明，并不是所有哥伦比亚产的祖母绿都有很好的质量。颜色、净度都属上乘的祖母绿只占很小比例。尽管如此，与其他产地的祖母绿相比，其优质宝石的比例仍属高的。另应说明的是哥产祖母绿具有很好的净度，颜色是青翠的。因此，哥伦比亚祖母绿已成为优质祖母绿的代名词，非哥伦比亚出产的优质祖母绿也可称为哥伦比亚祖母绿。

14佩带祖母绿应注意的问题。

答：要养成良好的佩带习惯

（一） 不要与酸碱接触，不要与其它宝石或金属摩擦以免宝石表面产生刮纹。如从事体力劳动或剧烈运动时，应将首饰摘下，以免受到碰撞，使宝石内部产生裂纹。

（二）质量好的宝石不宜长时间停留在油烟熏蚀的地方，以免使宝石的表面光泽受损

（三） 忌高温。长时间浸泡洗浴前最好将首饰取下，避免过热的温度使宝石的内部产生裂纹或扩大原有的内部包体。

15祖母绿和红蓝宝石的区别。

答：祖母绿与红、蓝宝石不只是简单的颜色上的区别，或其固有特性上的区别。主要是红、蓝宝石因为产量大，所以在价格上与祖母绿悬殊很大。祖母绿宝石因其形成的地质条件与红、蓝宝石相比更加复杂，更加特殊。产量相对比红、蓝宝少的多。如颜色、净度均属上乘的就更稀少了，因此价格上比红、蓝宝要昂贵。

16祖母绿为什么很多人不“识”

答：祖母绿，尤其是优质的祖母绿，产量很少，（少于钻石）且价格很高。它在历史上一直是王公贵族等显赫人家才能拥有的宝贝。今天，它也只能是比例很小的少数人所能拥有的高贵宝石。

17什么样的祖母绿有收藏价值？（能够保值并升值？）

答：任何天然宝石。主要看其蕴藏量。产量越少，升值可能性越大。祖母绿本身就非常稀有，一般说都有升值潜力，尤其是质量好的祖母绿更具收藏价值

祖母绿是绿色宝石。

祖母绿被称为绿宝石之王，与鲜红色的乌兰孖努同样稀有，国际珠宝界公认的四大名贵宝石之一，因其特有的绿色和独特的魅力，以及神奇的传说，深受西方人的青睐。祖母绿属于一个伟大的“家族”：绿柱石矿物家族。

它是一种铝和铍的环硅酸盐，如果绿柱石只含有那些成分，那么绿柱石将是无色的，在祖母绿的形成过程中，微量的铬或钒进入到它的成分中，这才得以形成美丽的绿色，铬在地幔中含量最高，一般称作地幔型元素，它在地壳中的含量仅为002%，而祖母绿是一种地壳型宝石。

祖母绿宝石的寓意：

祖母绿作为5月份的诞生石，是幸运与幸福的象征，古人甚至还认为佩戴祖母绿的人会有超自然的先知能力，可使人才思聪慧并防止疾病的侵扰；祖母绿象征着幸运、幸福和万物盎然的生命力，佩戴它会给人带来一生的平安，祖母绿的颜色在所有绿色宝石中几乎是独一无二的。

祖母绿也是爱神维纳斯所喜爱的珠宝首饰，所以，祖母绿又有成功和保障爱情的内涵，它能重请兆够给予佩带者诚实、美好的回忆，而它所闪烁的那种神秘的光辉使它成为最珍贵的宝石之一。