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天然象形玛瑙奇石文化

玛瑙是大山的舍粒子。玛瑙中的大千世界,风景这边独好!欣赏大自然灵光一现的美。

 
 
 

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【转载】蛋白石/欧泊的形成原因、品种及真假分辨的方法  

2015-03-26 13:25:10|  分类: 奇石理论与实践 |  标签: |举报 |字号 订阅

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       蛋白石/欧泊的形成原因、品种及真假分辨的方法

       蛋白石(Opal)的英文译音为〝欧泊〞,英文名称源于拉丁文Opalus,意思是〝集宝石之美于一身〞。在宝石界中,蛋白石还有一些其它的名称,如「闪闪云」、「闪山云」,这是来源于澳洲的著名产地「闪电岭」。

       蛋白石是宝石中颜色最为绚丽者,古罗马自然科学家普林尼早就说过:『蛋白石五彩缤纷,美不胜收』。蛋白石也象征希望和幸福,带给配戴者爱情及永远的快乐,它被国际珠宝界列为十月诞生石。

       在过去,蛋白石为皇戚贵族的宝石之一,平凡老百姓不能也无法拥有它,今日它之所以能够转化为大众均能拥有的宝石,得归功于在澳洲大量发现蛋白石矿。1993年澳洲政府将蛋白石订为国石,也使得它成了澳洲继无尾熊、袋鼠之后的另一个代表。以产量来计算,在全球二个主要蛋白石产地澳洲、墨西哥,及其它零星产地如巴西、美国、宏都拉斯中,有96%集中在澳洲,唯一能与之抗衡的,只有以火蛋白闻名的墨西哥还占有一席之地。

蛋白石/欧泊的形成原因、品种及真假分辨的方法 - pt999 - pt999的博客

(图一)从电子显微镜放大可见到蛋白石球状微粒硅土结构

       蛋白石的物理化学特性

       1.  英文名称:Opal
       2.  化学成份:SiO2˙nH2O
       3.  结晶状态:非晶质体
       4.  常见颜色:可出现各种体色,白色体色可称为白蛋白,黑、深灰、蓝、绿、棕色体色可称为黑蛋白,橙、橙红、红色体色可称为火蛋白
       5.  光泽:玻璃至树脂光泽
       6.  解理:无
       7.  摩氏硬度:5-6
       8.  密度:2.15
       9.  旋光性特征:均质体
       10. 多色性:无
       11. 折射率:1.450
       12. 双折射率:无
       13. 紫外莹光:黑色或白色体色:无至中等的白到浅蓝色、绿色或黄色莹光,可有磷光;火蛋白:无至中等绿褐色,可有磷光
       14. 吸收光谱:除绿色蛋白石660,470nm吸收线外,其它不特征
       15. 放大检查:色斑呈不规则片状,边界平坦且较模糊,表面呈丝绢状外观
       16. 特殊性质:磷旋光性
       17. 特殊光学效应:变彩效应,猫眼效应(稀少)

       蛋白石的形成原因

       蛋白石为含水量丰富的二氧化硅化合而成,它的硬度不高,约5~6度,因此在保存或使用上较忌刮伤或干燥,这些特性倒是与珍珠类似。根据研究,蛋白石形成于2000年至3亿年前,而要破坏一颗澳洲蛋白石则需加热至摄氏260度以上。蛋白石的价值以完整的矿石最值钱,它可以做成宝石或雕刻品等,比较特殊的状况是,当它仍为熔融的二氧化硅液状物时,可能与任何材质结合,如树木或其它矿石等。

       蛋白石的最大特色是其变彩(Play of  Color)。变彩是怎么来的呢?在电子显微镜下,可看到蛋白石的结构是由整片的球状微粒硅土排列构成的(见图一),如果此片区域的微粒硅土的大小相同,则会产生光的绕射现象,就构成了蛋白石的变彩,若是球状微粒的大小不一,就无彩斑产生;而当整片球状微粒的大小一致时,颗粒的大小就决定了能通过这片区域的光之波长,也就是彩斑的颜色。 
       在光线的照射下,可看见蛋白石上,红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫,七彩的变彩色斑,这是其它任何宝石均无的宝石效应,也使得蛋白石爱好者称其为最美丽的宝石。

       蛋白石的主要成份为球状的非晶质体(amorphous)二氧化(silica,SiO2),内部含约10%的水,所以硬度较其它宝石差,而且不耐高热。在显微镜下,结晶蛋白石呈周期性的六角(hexagonal)晶格排列,具有光子能带结构,因此是自然界的光子晶体。二氧化硅的折射率在可见光波段为1.5,尚不足以形成绝对能隙。当二氧化硅球的直径为138nm时,垂直入射的能隙落在紫光区,蛋白石因发出紫色光泽,随着二氧化硅球直径的增加,能隙渐渐偏向红光区。除了二氧化硅球大小之外,能隙范围也会随着入射角度而变,再加上大多数蛋白石都是由大小、方向不一的光子晶粒所组成的光子多晶系(photonic
poly-crystals) ,反射光因而呈现迷人的缤纷色彩。

       蛋白石的品种

       具有变彩的蛋白石,其色泽可分为两部份来讨论,首先是其本体色,其次是变彩彩斑(Play of Color),而其价值高低也是依这两部份来评断。

       蛋白石的本体色,较常见的为白色,黑色,橘红色,透明无色几种。

       1、白色的蛋白石是市面上较为普遍的,而若白蛋白上没有彩斑,则称为波次蛋白石(Potch),比较没有商业价值。

       2、黑色蛋白石通常被认为较贵重,因为其上的变彩在黑色的本体色衬托之下,显得份外亮丽,但通常,所谓的黑色蛋白石并不必得呈墨黑色,只要本体色呈深色,一般也都归类为黑蛋白。

       3、橘红色的蛋白石称为火蛋白(Fire Opal),主要产于墨西哥,因其氧化铁含量的多寡,使得颜色呈现深红色至浅黄色的不同色调。

       4、本体色为透明的蛋白石称为透明蛋白石(Crystal  Opal),若具有亮丽的变彩,也是相当受人喜爱的蛋白石品种.而墨西哥所产的透明蛋白石,其本体色特别澄透,被称为水蛋白(Water Opal)。

       如何用肉眼就能分辨出真假蛋白石的方法

       根据理论与实务经验,针对市面上所出现的合成蛋白石及其仿制品与与优化处理、拼合等方法,教导消费者如何用肉眼来鉴别真假蛋白石的方法,逐一为您解开其中的堂奥。

       1、吉尔森合成蛋白石:其基本成份与原理,和天然蛋白石相同,也是在其结构中,藉仿制天然蛋白石的微粒状硅土以产生变彩,只是其组成内没有水分,也因此不须担心水分失去后,可能会造成的质变。

       从外形上来看,吉尔森蛋白石的变彩相当亮丽,甚至远超过一般蛋白石,但仔细观察,就能用肉眼将之区别开来。

蛋白石/欧泊的形成原因、品种及真假分辨的方法 - pt999 - pt999的博客(图二)吉尔森合成蛋白石几乎每个区域都有彩斑

       (1)只要从不同方向观察,会发现吉尔森合成蛋白石在每一块区域上都会有彩斑,而且彩斑的形状虽然是不规则的,但不会有特别大或特别小的区块,天然蛋白石要想在每块区域都有彩斑,其等级可是相当高,相当昂贵的,而且,彩斑的大小也很少像吉尔森蛋白石那样一致。(见图二)

蛋白石/欧泊的形成原因、品种及真假分辨的方法 - pt999 - pt999的博客(图三)吉尔森合成蛋白石表面的蜥蜴皮结构

       (2)吉尔森蛋白石色斑结构很特殊,斑块界线分明边缘呈锯齿状进而产生一种镶嵌状的感觉称为蜥蜴皮结构(见图三);而合成火蛋白可见到苔藓状多棱的包裹体(见图四)。

蛋白石/欧泊的形成原因、品种及真假分辨的方法 - pt999 - pt999的博客(图四)合成火蛋白

       2、斯洛克姆石:这种乍看起来极像,其质地是一种特殊的玻璃,放入长条状或片状的闪光物质,使其模仿蛋白石变彩的闪光效应,但斯洛克姆石无法仿制出如吉尔森蛋白石的变彩区块。要分辨斯洛克姆石和天然蛋白石,放大观察我们会发现到斯洛克姆石这些彩片具有固定不变的界限,边缘相对整齐,它缺少天然蛋白石的结构特征,更像一片片皱起的有色金属片,并可见到气泡(见图五)。

蛋白石/欧泊的形成原因、品种及真假分辨的方法 - pt999 - pt999的博客(图五)斯洛克姆石

       3、拼合石:在收购蛋白石时除了应该注意是否为合成品也该注意是否有夹层处理?较常见的优化处理拼合石,有分二层石和三层石两种(Doublet or Triplet)。

       所谓的二层石,是将一片薄的蛋白石贴在另一材料的底托上,此底托通常选用黑色的玛瑙,因其硬度够,且上层的蛋白石在黑色的背景衬托之下,更能见其变彩。三层石则是在蛋白石层上,再加一层水晶,以做保护之用,若用放大镜观察,常可在水晶与蛋白石之间发现被挤压的气泡。

蛋白石/欧泊的形成原因、品种及真假分辨的方法 - pt999 - pt999的博客(图六)三层拼合石

       我们要分辨是否为拼合石,要用强顶光放大检查,可看到接缝中有球形或扁平状气泡,如果是三层石,从侧面看其顶部不显变彩,折射率高于蛋白石,也会看到接缝。(见图六)拼合石的价格比起原本的蛋白石低得多,且又有底托及上层水晶的保护,很适宜用做首饰。

       4、糖酸处理:

       还有另外一种优化处理的方法,由于黑蛋白石的市场价值高,因此也曾出现以加工法使其变黑,以增加其价值性,称之为〔糖化处理Sugar Treated
Matrix〕,它利用硫酸与糖的化学反应而产生黑色,澳洲的安达莫卡蛋白石(Andamooka Opal),其优化处理仿照了黑玛瑙的染色处理方式。

       安达莫卡蛋白石本身是多孔隙的岩片,而被蛋白石成份侵入,造成隐约可见的蛋白光,但其本体色不够深,不能将蛋白石的变彩强烈地表现出来,因此其优化处理的目的便是将其染黑,使其更美观。

蛋白石/欧泊的形成原因、品种及真假分辨的方法 - pt999 - pt999的博客(图七)糖酸处理蛋白石

       开始的步骤先将安达莫卡蛋白石浸入温糖水中,之后风干,使糖份进入母岩孔隙;再将母岩置入硫酸中,糖的化学式是C6H12O6,碰到硫酸后会脱水,只剩下黑色碳粒(C),如此便将母岩染黑了。

       我们放大观察会发现色斑呈破碎小块,并局限在蛋白石的表面,结构为粒状,可见小黑点状碳质染剂在隙缝中聚集(见图七)。

       维护保养蛋白石应注意事项

       1. 蛋白石是比较骄贵的宝石,在加工时要小心,在收藏和配戴时也要注意。

       2. 蛋白石易碎,不仅不能碰撞,就是忽冷忽热也会碎裂,因此在天气非常炎热或寒冷的地区应小心,也不能用火烤,否则会碎裂。

       3. 蛋白石不能曝晒,否则水份消失会使虹彩永远消失。

       4. 蛋白石不能用沾有灰尘的布擦拭,否则会磨伤表面。

       5. 蛋白石多孔易受污染,应避免与化妆品、汗水及其它污物接触。

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