如何辨认石英水晶

水晶是一种透明的石英晶体，成分为二氧化硅，晶形为六角柱状。纯净水晶无色透明，若混入微量杂质就显示不同的色彩，其中以紫晶最名贵。水晶硬度高、抗磨损、耐腐蚀、反光率极强，是加工项链、挂件等饰品的理想原料，深受人们的青睐。天然水晶与人造水晶，它们的性质、功能均相近。你只要会鉴别水晶与玻璃就不会上当。识别钻石的真伪用热导仪;辨别水晶的真假则靠简易的偏光器。它是由上下两个偏正光片组成折光夹片，可以区分玻璃与水晶。由于玻璃是均质体，把它放在折光片夹中间，任你无论如何转动，假水晶总是一团漆黑；若在折光片夹中间转动360度时，出现四次有规律地明暗光线变化，则属水晶无疑。天然水晶与人造水晶在光泽和体感上有所不同，也好鉴别。将水晶下面衬上白纸，发青光者为天然水晶；泛白色者为人造水晶。再者，用手背或舌触试凉爽感强者为天然水晶，凉后很快变温者为人造水晶

　　水晶其含义为洁白的冰，形象地刻画了水晶清亮、透彻的外观。　　水晶是透明度高，晶形完好的石英晶体。　　水晶属于石英庞大家族中显晶质一类。　　天然水晶化学成分为二氧化硅，化学分子式为SiO2，可含有微量的铁、锰、镁、铝、钛等杂质。　　属三方晶系。晶体是六方柱和菱面体或六方双锥的聚形，柱面有横向晶纹，集合体常为晶簇，水晶多为无色透明，含杂质者可呈紫、黄、粉红、褐、灰、黑等颜色。透明度好，晶面玻璃光泽，断口油脂光泽。折光率1544-1533，双折射率0008，色散0013。紫色水晶有二色性。硬度7，密度266g/cm3。贝壳状断口。具有压电性。　　根据颜色、包裹体及工艺特性可分为：水晶、紫晶、黄水晶、烟晶、蔷薇水晶、黑晶、发晶及鬃晶、水胆水晶、星光水晶、猫眼水晶和砂晶等。　　水晶和相似宝石、人工合成水晶的区别。市场上常见的水晶品种有天然水晶、人工改色水晶、人工合成水晶。与水晶相似的宝石有：黄玉、碧玺、绿柱石和锂辉石。天然水晶有无色水晶、黄晶、紫晶、烟晶等。人工改色水晶有蓝色水晶、桔**水晶、紫色水晶。人工合成水晶有无色水晶、紫色水晶。由于它们的生成条件基本相同，所以不好区别。与相似宝石的区别主要从密度方面：黄玉359g/cm3，碧玺306g/cm3，锂辉石318g/cm3，绿柱石28g/cm3，水晶266g/cm3，将它们放入三溴甲烷（295g/cm3）中，水晶和绿柱石漂浮，黄玉、碧玺、锂辉石下沉。天然无色水晶晶莹透明，晶体内含气液包体，气泡内壁不平整，光泽柔和，纯洁度一般，密度较小。天然紫晶颜色不均匀，呈不规则片状分布，也含有气液包体。人工改色水晶颜色均匀，晶体内见不到不规则片状色团。人工合成水晶的特点与天然水晶基本相同，合成水晶颜色均一，晶体中心有片状子晶晶核，颜色均一，硬度和密度均较小。

一、水晶的基本特征

1矿物名称

水晶的矿物名称为石英。珠宝界将能用作宝石的透明单晶石英统称为水晶。

2化学成分

化学成分为二氧化硅(SiO2)，可含微量的Ti、Fe、Al等元素，这些微量的元素造成色心，使水晶呈不同颜色。

3晶系及结晶习性

三方晶系。多为柱状习性。常见单形为六方柱m、菱面体r和z、三方双锥s和三方偏方面体x(见图16-4-1)。菱面体r一般比z发育。当菱面体r和z同等发育时，外观上呈假六方双锥状。柱状晶体的柱面上发育有横纹和多边形蚀象。

水晶中常见的双晶有道芬双晶、巴西双晶和日本双晶等。

图16-4-1 水晶晶体

a—左形；b—右形

4光学性质

(1)颜色：水晶的颜色可有无色、紫色、**、粉红色、绿色、蓝色及不同程度的褐色直到黑色。

(2)光泽及透明度：玻璃光泽，断口可具油脂光泽。透明，随内含物的增多或有色水晶颜色的加深，透明度降低。

(3)光性：一轴晶正光性。正交偏光下所看到的一轴晶干涉图是独特的，其黑十字臂未达中心，形成中空的图案，俗称牛眼干涉图。中心部分通常为淡绿色或淡粉色。

(4)折射率及双折射率：折射率 1544～1553，双折射率0009。色散0013。

(5)多色性：无色水晶没有多色性。有色水晶有弱到强的多色性，表现为体色的不同深浅。一般情况下体色越深多色性越明显。

5力学性质

(1)解理：无解理。有典型的贝壳状断口。

(2)硬度：摩氏硬度7

(3)密度：265g/cm3。

6压电性

水晶晶体受到压力时会产生电荷；反之，受到电压作用时，晶体会产生频率很高的振动。水晶具有可使压力与电荷相互转移的性能，称压电性。

二、水晶的类型

依据颜色可将水晶划分为不同的宝石品种：水晶、紫晶、黄晶、紫黄晶、烟晶、墨晶、芙蓉石，偶见有绿色石英和蓝色石英。根据特殊光学效应可划分出星光石英和石英猫眼两个品种。

1水晶

专指无色透明的单晶石英。

水晶可有丰富的内含物，常见的是负晶形包裹体、流体包裹体和固体包裹体。

水晶中常出现负晶形包裹体，多数晶形不规则，分散或密集分布，呈雾状、絮状或渣状。有些十分细小，只在高倍放大时才能看清。负晶绝大多数被气液充填，成为流体包裹体。固体包裹体种类繁多，最常见的非金属矿物包裹体是金红石、电气石和阳起石，其他还有方解石、云母、锡石等；金属矿物包裹体有赤铁矿、针铁矿、褐铁矿、钛铁矿、板钛矿、黑钨矿和自然金等。金红石、电气石和阳起石包裹体常呈细小的针状、纤维状，定向排列，形如发丝。这类水晶常称为发晶。

2紫晶

也称“紫水晶”。透明至半透明的紫色石英晶体。颜色变化范围可从近无色经淡紫色直至紫红色，分布常不均匀，呈斑状或条带状。具二色性(浓淡不同的蓝紫色到紫色)。紫晶是各种颜色石英单晶中最受欢迎的品种，用作饰品和护身符已有久远的历史，人们相信它能起到提神、解酒、解毒、增加智慧和保平安的作用。紫晶在西方曾有爱之石(Love stone)和基督主教石(Bishop's stone)等俗称。结晶习性以菱面体为主，柱状晶体少见，多呈晶簇产出于孔洞中，颜色较深的只是晶体顶部，向下常变为水晶或乳石英。紫晶中可见直线形和角状色带以及特征的称为“虎纹”或“斑马纹”的条带状构造，还有不规则状及负晶形气液包体和针铁矿、纤铁矿及金红石的针状包裹体。据认为紫晶的紫色是黄晶被天然或人工辐照的结果。紫晶经热处理可成为黄晶，有时加热也可产生一种透明绿色石英。当前市场上有不少紫晶为合成品。

3黄晶

又称“黄水晶”。透明的**单晶石英。黄、橙、褐和浅红色，其颜色与含痕量的Fe3+有关，是在O2-和Fe3+之间发生电荷迁移的结果。通常二色性明显。可含与紫晶相同的包裹体，如“虎纹”和色带。黄晶在自然界产出较少，大都是与紫晶及水晶晶簇伴生。市面上流行的黄晶有些由紫晶经热处理而成，但多数是合成品。

4紫黄晶

又称“双色水晶”，指紫色和**出现在同一石英晶体中，两种颜色有清晰的分界。据认为，这是双晶现象所致，紫色和**分别发育在双晶单体中的r面和z面。实验表明，当加热紫晶到350～400℃时，偶尔可产生紫黄晶。天然紫黄晶的主要产地为玻利维亚。当前俄罗斯利用水热法已成功地合成出紫黄晶，甚至紫黄绿三色石英。

5烟晶

烟黄到深褐色的石英晶体，当出现黑色调时称“墨晶”。颜色分布不均匀，可呈细密的带状或斑块状。石英中出现烟色是因有作为杂质的Al3+的存在。然而，Al3+离子的单独存在还不足以产生褐色。需要长时间的天然或人工辐照才能把电子挤开，形成电子色心并造成紫外到可见光范围的吸收。受热能减弱褐色或去褐色而呈绿**直至无色。重新辐照能恢复或加深褐色。烟晶有明显的深褐/浅褐色二色性。半透明到不透明。常见不规则形状及负晶形气液二相包裹体以及电气石、金红石等矿物包裹体。当前市场上的烟晶许多是经过辐照的水晶，也有合成的烟晶。

6芙蓉石

又称“蔷薇石英”。淡红至蔷薇红色石英，其颜色变化范围可从近白色到较深的蔷薇红色。尽管有少数芙蓉石是比较透明洁净的并可切磨成刻面宝石，但大多数呈雾状并含大量微细包裹体和裂隙。芙蓉石多呈致密块状产于伟晶岩脉的核部，单个晶体之间通常无明显边界。许多芙蓉石中含定向排列的金红石针状包裹体，当用透射光从一定方向观察时可见星光效应，属于透射星光。利用这一特性，有时将芙蓉石制成仿星光蓝宝石。芙蓉石中所含的矽线石包裹体有时也能导致星光效应。目前认为，芙蓉石的颜色是Ti4+与Fe2+间电荷转移的结果并可能与辐照有关，但也有人认为是由锰和钛致色。色深的芙蓉石可显二色性，而当色浅时则很难察觉。

7绿色石英

通常是因无色水晶中含大量的绿泥石等矿物包裹体而呈绿色。质差的淡绿色石英产于巴西。目前市场上所见的绿色石英大都是紫晶在加热成黄晶过程中的中间产物。

8蓝色石英

通常是由大量微小的浅蓝色金红石针状体致色。天然蓝色石英总是云雾状的并满布细针状体。市场上所见的蓝色石英大都是透明的钴致色合成石英，有特征的钴谱。

9石英猫眼

是具平行石棉纤维的单晶石英，当切磨成弧面宝石时产生猫眼效应。包裹体和猫眼效应与金绿宝石猫眼相比通常较粗。当石英中出现平行排列的金红石包裹体时，也可加工以显示猫眼效应。

10星光石英

除芙蓉石常显示透星光外，含金红石针状体的水晶有时可显示六射星光。

11发晶、“幻晶”

各色石英中常含金红石、电气石、阳起石、绿泥石、辉锑矿等包裹体，多呈针状、纤维状、水草状、石花状和毛发状定向或不定向排列。这种类型的石英晶体称为“发晶”。当包裹体沿生长面排列时，形成单层或多层晶体的幻影，称“幻晶”。

三、水晶的鉴定

水晶的鉴别主要是通过测定密度、折射率、双折射率及观察光性特征和包裹体。因折射率和颜色相近而易于混淆的宝石有方柱石、堇青石和长石等。

1水晶与方柱石的区分

紫晶、黄晶因折射率和颜色与紫色、**方柱石相近，故易混淆，其区分方法见表16-4-1。

表16-4-1 水晶与方柱石的区分

2紫晶与堇青石的区分

虽然紫晶的双折射率与堇青石相近(0008 到0012)，但颜色和多色性的差别较明显。堇青石的颜色是紫蓝色～蓝色，很少出现紫晶的紫色。堇青石具明显的多色性，肉眼可见，从不同方向观察，可看到不同的颜色。紫晶则为同一颜色不同深浅的变化(浓淡不同的蓝紫到紫色)。此外，紫晶为一轴晶，具牛眼干涉图，而堇青石为二轴晶。

3水晶与长石的区分

无色水晶与无色长石因折射率和密度十分接近故较难区分。主要方法是放大检查。长石有两组极完全解理，显微镜下可见两组解理相交而成的“蜈蚣状”包裹体或细直的纹理，而水晶则无解理发育，仅有时可见断续不规则的裂理。

四、水晶的优化处理

有辐照、热处理、染色和涂层等方法。

1辐照

任何无色水晶经过辐照都可变成烟晶，颜色范围从黑色、褐色到带淡红色、淡**或淡绿色色调都有。含铁的石英经辐照可产生蓝紫色到红紫色的紫晶。辐照还可产生绿**和粉红色。这些颜色在光照下稳定，有的经热处理可减色或褪去。

2热处理

加热可使烟晶颜色变浅或褪去，这一退色过程取决于温度和加热的时间。在热处理退色过程中可产生绿**和蓝色石英。加热紫晶可使其颜色变浅，加热到450℃可产生**，再高的温度下(500～575℃)产生由铁的氧化物引起的橙色或褐红色。市场上许多黄晶都是通过加热紫晶获得的。有些紫晶加热到400～500℃时可产生绿色。有的石英经过高温热处理(500℃下保持24小时)也可产生乳白色外观，以模仿月光石。

3染色

将水晶加热后迅速投入冷水中，使其产生大量裂隙。裂隙被空气充填而导致晕彩效应。由此法产生的晕彩石英称为“火烧石”(firestone)或“细裂纹石英”(crackled quartz)。有时在水中加入颜料，使宝石染色以模仿红宝石或祖母绿。

4涂层

近年来的新方法是利用等离子沉积和真空喷涂技术将一层非常薄而透明的纯金膜(有时为铂膜或银膜)涂在晶体的表面，使其表面呈蓝到蓝绿色，并伴有似铜的表面晕彩。这种处理方法和效果被称为“水色气息”(aqua aura)。又如在市场上以“Titania Gemstones(钛宝石)”名称出售的是喷涂钛并形成氧化钛薄膜的石英和玉髓。这些涂层可以使宝石的颜色和光泽有明显的改善并仍然保持透明的外观，耐久性有所提高，且不影响宝石的其他宝石学性质。

五、合成水晶

由于电子工业需要内部非常纯净，并且无双晶的单晶石英，Spezia经过多年努力于1908年首次采用水热法合成出了单晶石英。合成石英大多数是无色的，目前主要用于工业目的，但也用于珠宝业，尤其是彩色石英。水热法使用密封的容器——高压釜。在高压釜的底部放置原料——天然水晶的碎块，釜内装有浓度为4%的氢氧化钠，充填度为60%～80%。高压釜底部加热温度达390℃，而上部温度较低，为330℃。压力达15 kPa。原料在高压釜底部呈离子状态分离，经过迁移后在上部的籽晶片上生长。一炉32kg的原料经20天左右的生长可在40片尺寸为4cm×15cm×1mm的籽晶上生长出700g厚达5cm的晶体。生长速度在每天1mm时可获得洁净的晶体。加入一些添加剂或随后进行辐照，可以获得多种单色的石英，甚至双色石英。俄罗斯的科学家们在这个领域处于领先地位，除原有品种外，近年来他们已成功合成出芙蓉石、紫黄晶、黄绿双色石英以及紫晶—黄晶—绿石英三色石英，其中紫黄晶已开始商业性生产。

合成水晶与天然水晶很难区分。以下标志有助于鉴别：

(1)合成水晶的某些晶面上有典型的丘状特征。

(2)有些合成水晶的制品中保留有籽晶片。它与生长水晶之间有清楚的界限和颜色差异。籽晶片的附近常出现十分微细的应力裂纹和钉状包裹体。

(3)面包渣状包裹体是合成石英的典型特征。它们是锥辉石或石英的微晶核或来源于未溶解的原料。当水晶生长条件较稳定时，面包渣非常稀少。当水晶生长条件不稳定时，面包渣可大量出现，呈一至数层平行于籽晶片方向贯穿整个晶体。要注意在高倍放大下与天然水晶中的气液包裹体相区分。

对于那些非常纯净、生长痕迹极不明显的饰品，可使用红外光谱仪，通过测定水晶中OH-和H2O的吸收峰来区分天然和合成水晶。天然无色水晶以3595cm-1和3484cm-1吸收峰为特征，而合成无色水晶则以3585cm-1和5200cm-1吸收峰为特征。天然紫晶在3545cm-1有明显吸收峰，而合成紫晶只有弱的峰。

六、水晶的仿制品

水晶的仿制品主要是玻璃。目前我国市场上用玻璃仿水晶的产品主要有玻璃球、玻璃项链和茶色玻璃镜片等。玻璃是非晶质材料，通过光学性质的检测，不难与水晶区分开。

七、水晶矿床产状、产出简介

水晶主要在岩浆热液型及伟晶岩型矿床中呈脉状产出，大多发育在伟晶岩的核部及矿脉的晶洞中。世界各地几乎都有水晶产出。紫晶主要产于巴西、乌拉圭和俄罗斯，彩色水晶的其他主要产地有马达加斯加、美国和缅甸等。我国有大量的优质无色水晶产出。

八、用途

(1)单晶(无色水晶)在工业上常用来制作压电石英片，广泛用于电子工业。

(2)无色和各色水晶(天然、合成)常用于珠宝首饰业。

(3)石英也广泛用于陶瓷工业和玻璃工业。

1、水晶主要成分是二氧化硅。水晶，稀有矿物，宝石的一种，石英结晶体，在矿物学上属于石英族，主要化学成分是二氧化硅，纯净时形成无色透明的晶体，当含微量元素Al、Fe等时呈紫色、**、茶色等，经辐照微量元素形成不同类型的色心，产生不同的颜色，如紫色、**、茶色、粉色等。

2、从生物地球化学观点来看，水晶同其它宝石一样，形成于特殊的地质构造环境，含有部分对人体有益的微量元素，如铁、铜、锰、钦、锌、镍、钻、硒等，烟水晶由于形成时受到地下放射性照射，而保留有少量放射性元素（含量极微，不会对人体有害，反而类似放射疗法），这些微量元素通过与人体的经常摩擦而会沿毛细孔汗腺等，浸入到人体内而促进体内微量元素平衡，使身体备部分更加协调。

水晶的主要化学成分是二氧化硅。水晶是稀有矿物，属于宝石的一种，是石英结晶体，在矿物学上属于石英族。水晶纯净时形成无色透明的晶体，当含铝、铁等微量元素时呈粉色、紫色、**或茶色等。经辐照微量元素也会形成不同类型的色心、产生不同的颜色。

水晶成分

水晶指无色透明的二氧化硅结晶，属于贵重矿石。与冰彩玉髓、碧玺等被并列纳入彩色宝石的范畴，产量较少，古称“水玉”、“水精”。

水晶这个词包含了无色透明的玻璃，也包含天然的水晶矿石。水晶通常为块状或粒状的集合体，一般为无色、灰色和乳白色，含有其他矿物元素时呈紫色、红色、烟色或茶色等。

当二氧化硅结晶完美时就是水晶，不完美时就是石英。二氧化硅胶化脱水后就是玛瑙，其含水的胶体凝固后就成为蛋白石。二氧化硅晶粒小于几微米时，组成玉髓、燧石和次生石英岩。

水晶（rock crystal）是稀有矿物，宝石的一种，石英结晶体，在矿物学上属于石英族。主要化学成分是二氧化硅，化学式为SiO2。

纯净时形成无色透明的晶体。当含微量元素Al、Fe等时呈粉色、紫色、**，茶色等。经辐照微量元素形成不同类型的色心，产生不同的颜色，如紫色、**、茶色，粉色等。含伴生包裹体矿物的被称之为包裹体水晶，如发晶、绿幽灵、红兔毛等，内包物为金红石、电气石、阳起石、云母，绿泥石等。

水晶的化学成分及性质：

水晶是一种无色透明的大型石英结晶体矿物。它的主要化学成份是二氧化硅，跟普通砂子是“同出娘胎”的一种物质。当二氧化硅结晶完美时就是水晶；二氧化硅胶化脱水后就是玛瑙；二氧化硅含水的胶体凝固后就成为蛋白石；二氧化硅晶粒小于几微米时，就组成玉髓、燧石、次生石英岩。

化学式为SiO2。纯净的无色透明的水晶是石英的变种。化学成分中含Si—467％，O—533％。由于含有不同的混入物或机械混入的而呈多种颜色。紫色和绿色是由铁(Fe2+)离子致色，紫色也可由钛(Ti4+)所致，其他颜色由色心所致色。在水晶中含有砂状、碎片状针铁矿、赤铁矿、金红石、磁铁矿、石榴石、绿泥石等包裹体；发晶中则含有肉眼可见的似头发状的针状矿物的包裹体形成。含锰和铁者称紫水晶；含铁者( 呈金**或柠檬色 )称黄水晶；含锰和钛呈玫瑰色者称蔷薇石英；烟色者称烟水晶；褐色者称茶晶；黑色透明者称为墨晶；呈浅绿色者称为石髓。

水晶另一脾性就是怕碱不怕酸（氢氟酸除外），这是由于氧化硅特性所决定的。

像玛瑙一类宝石，当受热、摩擦、吹气或受打击时，往往散发一种特殊气味，使人联想到大蒜、马肉、萝卜、松香味儿，然而，水晶在上述情况下，绝无异味。

水晶的物理性质：

1824年，一位叫弗里希摩斯的奥地利矿物学家，从许多矿物中抽出10个品种，经过科学实验测出它们的相对硬度，由此得出水晶硬度为摩氏7。尽管后来美国国家标准局使用、推广更科学的诺普硬度测试器，但世界上许多国家的珠宝商，仍习惯于摩氏硬度表。

结晶完美的水晶晶体属六方晶系，常呈六棱柱状，柱体为一头尖或两头尖，多条长柱体连结在一块，通称晶族，美丽而壮观。二氧化硅结晶不完整，形状可谓是千姿百态。当你到海南水晶陈列馆去瞧一瞧，可以大开眼界：除了常见的长柱状外，还有似宝剑形，有的若板状，有的如短柱形，有的像双锥。有的小如手指，有的大如巨石；有的不足半两，有的重达300多公斤。

水晶呈无色、紫色、**、绿色及烟色等。玻璃光泽。透明至半透明。硬度7。性脆。比重265。无解理。贝壳状断口，也有好的平等脊的人字形断口。紫水晶具有清楚的二色性，黄水晶和茶水晶具有弱的二色性。发光水晶具有强烈的磷光性。带绿色的砂金水晶在长、短波紫外线照射下发灰绿色荧光。具有猫眼、虹彩和砂金效应。水晶具压电性

水晶晶体结构及形态

属三方晶系。晶体呈棱柱状并带六边形锥，柱面有横纹，紫水晶中常有角状色带。在自然界中，水晶常呈晶簇产出，造型美观。。

结晶完好的水晶，常有好的平行脊的人字形断口；在紫晶和热处理的黄晶中，多呈不平坦到薄片状破口。

水晶比重：256－266克/立方厘米。

这意味着一定体积水晶的重量，是相同体积水的重量的256－266倍。块状变种水晶密度可能稍高些。

水晶条痕：无色。

条痕，通常说的颜色，是人眼对一定波长的光线感觉的结果。

水晶透明度与透过它的光的质与量有关。透明标准为：光线透明过厚度为1厘米以上的水晶碎片或薄片时，可以清晰地看到映出的图像。如是底像不够清楚，仅见轮廓，那便中半透明。

水晶光泽：玻璃光泽。无论在抛光面上还是在破口都是如此。

光泽，指宝石表面对光线反射的一种光学性质。水晶既不像星光蓝宝石和星光宝石那样反射出绮丽的星光形条纹，又不像月光石那样发出淡蓝色波形光彩，更不像乘欧泊石那样闪烁着五颜六色。

观察水晶的光泽，可用手握着它，以灯光或窗户投进来的光线看表面反射，透明水晶亮度与光泽强弱有关。

水晶折射率：1544－1553，几乎不超出此范围。

折射率，是当光由空气中透入宝石晶体，并产生折射现象，其入射角正弦与折射角正弦之比值。

水晶重折射率：0009（最大），此值非常稳定。

水晶光性特征：一轴晶正光性。

水晶色散：0013。

色散是说宝石的折射率随照明光的不同而有一定的变化。例如钻石对红光折射为2405；对绿光为2427；紫光为2449。

水晶熔点为1713摄氏度。其受热易碎的特性，是在实验时发现的。将水晶放在喷焰器的烈焰燃烤，除非有很好的保护，且慢慢冷却，否则晶体容易碎裂。这一脾性，古人已摸透。博物要览＞提醒道：“凡用水晶器物，不可用热汤滚水注之，即粉裂如击破者。”