红宝石、蓝宝石真伪鉴别
出处:按学科分类—工业技术 天津古籍出版社《中国珠宝收藏与投资全书下卷》第285页(8330字)
目前,宝石的人工合成和人工改性技术飞速发展,各种方法合成的或处理过的红、蓝宝石已达到以假乱真的地步。各种代用品的使用以及合成宝石材料的生产,使得本来就充满神秘色彩的宝石市场变得更加扑朔迷离,使宝石商贸人员深感困惑,而消费者更是不知所措。所以想购买红、蓝宝石的消费者,若能掌握一些有关宝石真伪鉴别方面的知识,甚至可以进一步借助放大镜等简单仪器对宝石做初步鉴定,则在一般情况下不太容易被假货、次货所蒙蔽,以使自己免受经济损失。近来,许多精明的经营者,将出售的宝石(重点为高中档宝石)附以”宝石鉴定证书”,以使顾客放心,这本来是件好事。然而,既然宝石可以假冒,那么”宝石鉴定证书”当然也可以伪造和做假。况且对一大堆商品,只拿一两张“宝石鉴定证书”而掩人耳目,欺骗消费者的不法商人也不是没有。所以顾客最好是到正规的、信誉比较好的、对每一件珠宝首饰都配有“宝石鉴定证书”的珠宝店、商店去购物。其次,最好的方法是顾客本身学会保护自己,只要稍许懂一些有关宝石及宝石鉴定方面的知识,即可明辨是非。
下面就介绍一下有关红宝石、蓝宝石鉴定方面的知识。
1.真假红宝石
前面已经提到,古代时人们识别宝石的水平不高,把凡是红色的宝石都叫做红宝石。例如英国着名的“黑王子红宝石”,现在研究表明,它应该是红色尖晶石。关于它还有一段传奇式的故事,据说它的发现已无法考证,只知道第一次提到它的时间是1367年,说它是格拉纳德王的财富,后被卡斯蒂王堂·皮德罗夺去。在一次重大战争中,堂·皮德罗受到英王爱德华三世的儿子黑王子的重要帮助,便将此宝石送给黑王子,因此被称做”黑王子红宝石”。后来英王亨利第五将此宝石镶在头盔上,在英法的一次战争中,他受到法国奥伦康公爵的一下致命打击,但幸运得很,就是由于”黑王子红宝石”的遮护,才使亨利第五免遭灾难,令人惊奇的是这颗宝石竟然完好无损。后来,“黑王子红宝石”就被镶在英帝国王冠上。
在古代,由于人们分辨不清红色宝石的品种,”黑王子宝石”一直被叫做红宝石,已经叫了好几百年了。直到现代用各种科学方法鉴定后,才肯定它不是刚玉质的红宝石,而是一颗巨大的红色尖晶石。但对于“黑王子红宝石”来讲,由于它那着名的历史及长期镶在英帝国王冠上,早已成为珍贵的文物了。
在我国清朝时,官员品级的高低是用帽子顶上的“顶子”来表示的。凡是皇族封爵(如亲王、郡王、贝子、贝勒等)和一品大官,帽子上都用红宝石顶子。但从留存到现代的大量红宝石顶子看,几乎全是用红色尖晶石制成的,并没有真正的红宝石制品。
在世界上众多品种的红色宝石中,除了红色尖晶石之外,还有不少在外观上与红宝石相似,因此,很容易发生混淆。同时,由于红宝石是世界上最珍贵的四大宝石之一,也是众多红色宝石中价格最昂贵的品种,因此,用廉价的红色宝石冒充红宝石的事古今中外都经常发生,所以有必要迅速而准确地区别真假红宝石。
有可能用来冒充红宝石的廉价红色宝石有哪些?它们与真的红宝石有何区别呢?
(1)硬度。
红宝石硬度最高,达到硬度9,其代用品的硬度都比较低,因此,可以用刻划硬度的方法来区别。所用的工具为标准硬度计。
众所周知,钻石是世界上最硬的东西,它的硬度是摩氏硬度10,用钻石可以划刻任何物质。根据物质相互刻划的关系,人们制造出了一种“标准硬度计”,它是一个大小为65毫米×55毫米×23毫米的方盒,里面镶有4个标准硬度片,它们都经过精密研磨,表面光洁如镜。4片标准硬度片的摩氏硬度分别为6、7、8、9。将要测定的宝石(已琢磨好的成品或未琢磨的原石皆可)找一尖棱部位,轻轻刻划硬度6的标准片,然后用放大镜观察,如果标准片毫无伤痕,表示宝石的硬度低于6,不必再测。如果标准片表面有擦不掉的细线状伤痕,表示宝石硬度高于6,应继续刻划硬度为7的标准片,如划不动表示宝石硬度在6~7之间。如能划伤,则继续刻划硬度8的标准片。如此下去,可以将所有宝石的硬度分成五类,即硬度低于6;硬度在6~7之间(包括7);硬度在7~8之间(包括8);硬度在8~9之间(包括9);硬度高于9。在鉴定真假红宝石时,先将标准硬度片擦拭干净,后用“怀疑的”红宝石(原石或琢磨后的成品都可以)刻划硬度为8的标准片,如果刻划不动(宝石在硬度标准片上有打滑的感觉),那就表明这颗“红宝石”一定是假的。至于它是什么,尚需进一步鉴定。可以再用它来刻划硬度为6的标准片,如果仍旧刻划不动,那表明它的硬度低于6,由相关资料可知,硬度低于6的只有一种,即硬度约为5.5~6的红色玻璃。如果“怀疑的”红宝石在硬度为8的标准片上,不费力就可以划出一条擦不掉的伤痕(可用放大镜观看),那就是一颗真正的红宝石。
(2)二色性。
红宝石的二色性强烈(即很明显),与它相似的红色宝石中,有4种是“无二色性”的。这样我们可以利用二色性来区分:凡是无二色性的宝石,肯定不是红宝石。
那么,什么是二色性呢?它用什么来观察?如何观察呢?“二色性”是一种光学现象,即宝石颜色的改变。有二色性的宝石,从不同的方位观察它,它会呈现不同的颜色,不过,这种颜色的改变不太明显,仅用肉眼是看不出来的。观察二色性一般是使用一种仪器,名字叫做二色镜。这是一支长约50毫米,直径约十几毫米的圆柱形小金属管,管子一头是细小的方孔,另一头装有目镜。将眼睛贴紧目镜,小方孔对着亮处(例如天空),可以看见管子内有两个长方形并列在一起的亮框。使用时,将宝石用镊子夹牢,紧贴在二色镜的小方孔上,对着亮处观看,如果两个亮框的颜色”完全相同”,表示宝石“无二色性”。如果两个并列的亮框”颜色不同”,表示宝石”有二色性”,两个亮框的颜色差别越大,二色性就越强。例如将红宝石放在二色镜的小方孔前,可以发现两个亮框:一个为深红;另一个为黄红,差别很大,表示红宝石有较强的二色性。
实际观察时,可以转动宝石或转动二色镜,这样可以使颜色的差异看得更清楚。在没有二色镜时,也可以用偏光镜来观察宝石的二色性。例如,照相用的“偏光滤色镜”就很适用。将宝石对着亮处,偏光镜放在眼睛前面,眼睛隔着偏光镜观看宝石。缓缓地转动偏光镜,有二色性的宝石,可以发现它的颜色有变化。当偏光镜转动90°后,颜色变化最大。例如红宝石,在偏光镜转90°时,颜色会由深红变成黄红。
(3)折光率。
用二色镜观察”怀疑的”红宝石时,如果宝石无二色性,那肯定不是红宝石;如果宝石有二色性,由相关资料可知,有4种可能,即红宝石、红色锆石、红色黄玉(托帕石)或红色电气石(碧玺)。为了进一步确定是否是红宝石,最好的办法是测定它的折光率。宝石的折光率须用专门的仪器来测定,这种仪器叫做“折光仪”或”折射仪”。在测出了宝石的折光率后,根据它的数值可以查出宝石的名称,或将宝石名称限定在不大的范围内,再结合其他观察特征,也可以定出宝石的名称。红宝石的折光率为1.76~1.77,与其相似的锆石、黄玉及电气石的折光率差别都比较大,因此,只要测出宝石的折光率,即可知道它们究竟是何种矿物。在测定宝石折光率时应该注意到这样一个问题,即由于折光仪的玻璃半球的折光率都低于1.80,故对于折光率达到或高于1.80的宝石,折光仪就无法测定它的折光率,需要用其他方法测定。
(4)其他特征。
折光仪价格昂贵,使用须经过一定的训练。其实,不用折光仪,仅用肉眼和放大镜,也可以区别红宝石与锆石、黄玉及电气石。其中最易区别的是黄玉。自然界红色、粉色黄玉很少见,至多是较深的黄红(橙红)色,而红宝石多数都具有正红色甚至带紫的红色,锆石和电气石的特点是它们的又折射率”比红宝石大得多,用放大镜从宝石顶面观察,可以发现锆石或电气石底部的棱线有显着的双影,而红宝石是不会有这种双影的。另外,天然纯红色、粉红色锆石罕见,多为白色、褐红色(加热处理可变成艳蓝色)。
最后要特别指出,用上面所说的方法确定一粒宝石是红宝石后,它是否珍贵,那还不一定,还要看它的颜色、重量、切工和洁净度。另外,红宝石又有天然的(自然界中产出的)和人造的之分。人造红宝石与天然红宝石的物理性质没什么区别,可价格上却相差上百倍甚至更多。
(5)二层石或三层石。
二层石或三层石属于粘合宝石。粘合宝石又称为”层宝石”、”组合宝石”、“夹心石”等,是由两种或几种宝石的小片或代用材料粘合而成。大多数情况下,所用的小片宝石都是价格便宜的低档品或中档品,甚至用玻璃、塑料等代用品,但拼接粘合技术却很精细,常常使顾客看不出来。
二层石:冒充天然红宝石的二层石有几种制法:用薄层无色的天然蓝宝石作顶,下粘人造红宝石;另一种用红色铁铝榴石、镁铝榴石等作顶,底部粘合与石榴石同色但更艳丽的玻璃。尖晶石也是红宝石、蓝宝石等高档宝石的代用品,以各色合成尖晶石制成二层石,假冒这些宝石。假冒这些宝石。真二层石是指顶部与底部都由同一种天然宝石组成,但往往底部宝石质量很差,这样做的目的主要是为了增大宝石重量以获暴利。
三层石:一般顶部用天然优质宝石或合成宝石,中部为有色粘合剂或有色玻璃,底部则用劣质宝石或水晶等廉价宝石。真三层石则是三层皆用同一宝石。
粘合宝石是一种作伪的宝石,由于其制作技术越来越精湛,方法也越来越巧妙,用料的仿真程度越来越高,所以顾客在购买宝石时应格外留心,切勿将粘合宝石当成天然单晶宝石来购买。
2.真假蓝宝石
世界上与蓝宝石相似的蓝色宝石很多,容易发生混淆。由于蓝宝石是众多的蓝色宝石中价格最昂贵的品种,因此用廉价的蓝色宝石冒充蓝宝石也时有发生,所以有必要迅速而又准确的区别真假蓝宝石。
(1)硬度。
蓝宝石的硬度最高,其他可能与之混淆的宝石硬度都比它低,因此,可以利用刻划硬度的方法来区别。刻划时仍使用”标准硬度计”,具体过程与区分红宝石完全相同。
(2)二色性。
蓝宝石与红宝石相似,有明显的二色性。当使用二色镜观察蓝宝石时,可以发现两个亮框:一个深蓝色,一个蓝绿(或浅绿)色,差别比较明显。因为没有二色性的一定不是蓝宝石,有二色性的则还需借助其他方法区别。
(3)折光率。
与蓝宝石相似,又都有二色性的宝石有蓝色锆石、蓝色黝帘石(坦桑尼亚石)、蓝色黄玉(托帕石)、蓝色电气石(碧玺)和海蓝宝石5种,为了区分它们与蓝宝石,可用折射仪测定它们的折光率,或用其他特征区别。
(4)其他特征。
除上述外,还可以从其他方面如密度、双折射率等来区分蓝宝石及其代用品。如可先用二碘甲烷(相对密度3.32)浸泡,若上浮,则为电气石(碧玺)、海蓝宝石、蓝玻璃等密度较小的宝石;若悬浮或沉入二碘甲烷中,则可能为黝帘石、尖晶石、锆石、黄玉、蓝宝石等。以偏光镜检查,若为均质体,则可能是尖晶石或玻璃。蓝色玻璃与蓝宝石的区别较多,除了玻璃的许多一般特性外,蓝色玻璃的蓝色,大多是在熔炼玻璃时加入了少量的钻所引起的,当用切尔西滤色镜观察时,蓝玻璃会变成暗红色,而蓝宝石的蓝色是因含有少量铁和钛引起的,用切尔西滤色镜观察时呈现暗灰绿色。
此外,与蓝宝石相似的蓝色锆石和蓝色电气石的“双折射率”比蓝宝石大得多,用放大镜从琢磨好的刻面宝石的顶面观察,可以发现锆石或电气石底部的棱线有明显的双影,而蓝宝石则不会有双影。与红宝石一样,蓝宝石也有天然的和人造的(人工合成的)之分。
(5)二层石。
冒充蓝宝石的二层石,其顶面可能为天然蓝宝石、人造蓝宝石或蓝色的石榴石,它的下层一般都是蓝色玻璃。由于反射的蓝色光成分不同,用切尔西滤色镜观察极易区别,这是因为组成上层的物质在切尔西滤色镜下为暗灰绿色,而蓝玻璃为暗红色,故二层石的上下两层可明显地看出。
3.人造红宝石、蓝宝石及其鉴定
(1)人造红宝石和蓝宝石。
宝石原来都是天然矿物,由于储量有限,且质优,因而其价格昂贵,加之工业用某些宝石原料量增长极快,这种情况必然促使人们采用现代科学方法来合成宝石。从上一世纪末迄今的100多年里,几乎所有的珍贵宝石都有了用人工方法合成的产品,并把它们通称为“人造宝石”或“合成宝石”。
最早研制出,并且在市场上出售的人造宝石是人造红宝石。从19世纪中叶起,就有人研究人工制造红宝石的方法,经过几十年无数人的试验,用各种方法制出了一些红宝石,但由于不能用于大批生产,因而也就不能成为商品出售。直到1902年,法国科学家维尔纳叶(Verneuil)以焰熔法制造红宝石获得成功,可以批量生产,供应市场。后来用焰熔法又合成了尖晶石、金红石及钛酸锶(钛锶石),此三种宝石皆可作为金刚石的代用品。
用焰熔法(又叫维尔纳叶法)制造刚玉类宝石,所用原料为纯净的AlO3粉末,在制造红宝石时,加入6%的Cr2O3;制造蓝宝石时,则加入Fe和Ti的氧化物。其方法是用氢、氧吹管取得高温火焰,使原料熔化,熔化的A12O3液滴滴在下面的基座上,这种液滴逐渐冷凝结晶长大,成为一个类似于倒梨形或胡萝卜形的人造刚玉晶体。
现在,合成刚玉的方法有好几种,有晶体提拉法、熔区法、水热法、助熔剂法等,其产品——人造红宝石、人造蓝宝石、人造其他颜色蓝宝石质量优良,尤其是水热法与助熔剂法,它们的制造条件最接近于自然界的生长条件,因此,用这些方法生产的各种宝石晶体其外部特征甚至所含包裹体都与天然宝石晶体极为相似,几乎可以以假乱真。
人造红宝石和蓝宝石不仅用作宝石,它还有许多其他用途。因为它的化学性质稳定,硬度高耐磨损,故用作钟表和各种仪表的轴承。手表所谓的多少钻,就指的是人造红宝石。近年来生产了一些号称“永不磨损型”的高级手表,例如瑞士雷达表的某些型号,它的表壳是用钨钛合金粉末烧结后,再用钻石粉抛光而成,硬度超过摩氏硬度9。为与这样坚硬耐磨的表壳相配,表盘玻璃采用所谓的“宝石玻璃”,这就是硬度为9的人造无色透明蓝宝石。由于表壳表蒙子都不会磨毛,故可以长久地保持光亮。
(2)如何区别天然的与人造的红宝石和蓝宝石。
人造红宝石和蓝宝石因为能够大量生产,价格只是类似质量的天然产品的百分之一,甚至几百分之一,因此,鉴别天然的与合成的红宝石、蓝宝石已是今天宝石鉴定、加工与商贸的极重要任务。作为消费者,了解一些有关天然的与合成的红宝石和蓝宝石的区别也是十分必要的。
无论是天然红宝石和蓝宝石,还是人造红宝石和蓝宝石,它们都是矿物——刚玉。它们的物理性质、化学成分是完全相同的,一般常用的硬度、折光率、二色性、密度等区分方法也变得无济于事,这就需要从以下其他一些特征来区别。
A、形态
未经过加工琢磨的天然红宝石和蓝宝石,它们常具有六边形桶状或柱状晶形,晶形通常不像图上画的那样完美,但即使是碎块,也常能看出它的部分晶面。而用维尔纳叶法合成的红宝石和蓝宝石,由于是在高温的火焰中熔化后急速冷凝而成,因此外观上好像一个倒置的梨或一根短粗的胡萝卜,没有清楚的晶面和晶棱。近些年来出现的水热法、助熔剂法合成的红、蓝宝石,其产品可能有一些晶面,但晶形大多不佳。如果晶形良好,则需靠其他特征区别。
B、包裹体
无论是天然的还是人造的红宝石和蓝宝石,都不是纯清如水,都会含有大量的细小包裹体。而天然品和人造品所含的包裹体是不同的。
天然的红、蓝宝石在结晶过程中,其周围必定有一些其他天然矿物的晶体,例如锆石、金红石、尖晶石、云母、赤铁矿、磷灰石等。在对着光线观察天然红、蓝宝石时,你会发现它的表面有时有着许多丝状物,用高倍放大镜或显微镜放大20倍以上观察,可以看出丝状物是许多按一定方向排列的细小针状金红石晶体,它们彼此以60°角相交。
天然红宝石和蓝宝石中的包裹体除了固态包体
——小矿物晶体外,还可以是气——液态包裹体。大量的小液滴大致处于同一平面上,它们包在宝石中形成羽状或指纹状花纹。这种羽状或指纹状包裹体是天然红宝石和蓝宝石的特征。而在人造品中经常有大量的气泡存在,气泡多为圆形、椭圆形或拉长形,气泡多时常成串,气泡更多时则可能合并成奇形怪状的凝块状,或像一团尘埃状的颗粒。
C、结晶生长纹(线)或色带
宝石是在结晶生长过程中,同时不断地吸收四周的物质原料。由于每长大一圈时,所吸收的原料的浓度比例、颜色、所含杂质等,都有微小的变化,因此,就会在晶体上留下一圈一圈颜色或杂质略有差别的痕迹,这就是结晶生长纹。无论是天然的还是人造的红宝石和蓝宝石,经常都能见到结晶时形成的生长纹,这些纹有很大的不同,是识别天然品与人造品的重要依据。
天然的红、蓝宝石在自然界生成,它们结晶速度非常缓慢,一个晶体的生长时间可达数万年甚至更长。因此,它们在结晶过程中补充到晶体上的物质有充分时间按照晶体的外形规则地排列,这样就会产生出与六边形晶形平行的“六边形生长线”。如果只看这个生长线的一部分,就会在宝石中发现隐约可见的平行直线。凡是具有这种平直六边形生长线(或生长环带)的红、蓝宝石,它们一定是天然产品。目前人造品尚无法制造出这种平行直线组成的六边形生长纹。
人造的红、蓝宝石是在高温的熔炉中生成,结晶时间很短,经常只有几个小时,没有时间规则地排列,而是一层又一层地增添在弧形的宝石表面上,并逐步形成了弯曲的“圆弧形生长线”。凡是具有这种圆弧形生长线或弧形色带的红、蓝宝石,就一定是人造品。