1、宝石鉴定仪器第一章 宝石学常规鉴定仪器第一节 放大镜放大镜和显微镜都是通过放大观察宝石的内含物和表面特征，是区分天然宝石、合成宝石、优化处理宝石及仿制宝石的重要仪器。一、放大镜的结构三合镜：由两片凹凸透镜中央夹一片双凸透镜组成。优点：消像差和色差像差：又叫球差，放大视域范围边缘部分图像的畸变。色差：视域边缘部分出现彩色干涉色的现象。二、应用1、观察宝石的表面特征；2、观察宝石内部特征；3、综合评价。三、放大镜的使用方法1、使用放大镜的姿势（1）一手持拿放大镜，另一手持拿宝石， 10放大镜 的工作距离 2.5cm，放大倍数越大，工作距离越小，观察视域越小；注：放大倍数=清晰影像的最小距离/放大镜
2、的焦距放大倍数经常用“X”表示，如 10 倍（10X） 。（2）持镜姿势：“三靠” （为保证长时间稳定观察） ；1）双肘靠于桌面或桌缘2）两手相靠3）持镜一手与脸相靠注意： 观察时双目睁开（为减轻长时间观察造成的视觉疲劳） 戴眼镜的观察者可将放大镜贴近眼镜2、照明放大镜观察需要充分、合适的照明，要让光线只照到样品上，不照射到放大镜上，尤其是不能照到眼睛。观察时，宝石置于灯罩的边缘位置，灯罩下缘不高于双眼，不要让光线直接射到眼睛。第二节 显微镜显微镜和放大镜一样都是通过放大观察宝石的内含物和表面特征。只是显微镜的放大倍数更高，分辨能力更强，是区分天然宝石、合成宝石及仿制宝石的重要仪器。一、显微镜
3、的结构1、镜身（1）目镜：双筒，放大倍数一般有 10和 20两种（2）物镜：放大倍数一般为 04，可调（3）变焦调节圈（旋钮）：连续调节物镜的放大倍数（4）调焦旋钮：调节物镜与被测宝石之间的工作距离，使被测局部清晰对焦2、镜柱3、镜座（1）顶光源（顶灯）：表面垂直照射光源，一般为日光灯，方向可调（2）底光源（底灯）：底部照射透射光源，一般为白炽灯，内置，方向不可调，光强可通过滑键调节强弱（3）锁光圈：控制底光源照射的光量大小（4）挡板：改变底光源的照明方式（亮域 / 暗域）（5）宝石镊：夹持宝石用，可上下、左右、前后移动及自身旋转二、宝石显微镜的类型与照明方式显微镜有许多种类型，如单筒立体显微
4、镜、双筒显微镜、双筒变焦显微镜、双筒立体显微镜、双筒立体变焦显微镜等。目前多采用立式双筒立体连续变焦显微镜。镜下物像呈现三维立体图像，并可连续放大，通常为 10-60 倍。通常宝石显微镜有以下几种常用照明方式：（1）暗域照明法光源的光不直接射向宝石，而是经半球状反射器的反射后再射向宝石，直射的光线用档光板遮蔽，此时大多数光线不直接进入物镜，只有宝石中的包裹体产生的漫反射光进入物镜，于是宝石的内、外部特征在暗色背景上十分清晰，这是一种最为常用的照明方法，而且有利于长时间观察。（2）亮域照明法光源由宝石的底部直接照射。为避免过强的光线炫眼，要把光圈锁得较小,不让宝石以外的光线进入显微镜，或者把光源
5、调暗。在明亮的环境下有利于观察内含物的细部特征， 也是观察弯曲生长纹等反差小的内部特征的有效方法。（3）顶部（垂直）照明法光源在宝石的上方，经宝石表面或者内部反射出的光线进入物镜，这种照明方式适于观察宝石表面及近表面特征。这种方法主要针对不透明或微透明宝石。标准的顶光源是白色的漫反射光，亮度不大 ，需要时也可以采用光纤灯等强光源来照明。（4）散射照明法底光源从宝石下方直接照射，在底光源上方放置一张面巾纸或其它半材料，使光线发生散射后成为柔和的光线，并形成一个近白色的背景。主要用以辅助观察宝石的色带、色环及一些特殊的颜色分布，例如观察表面扩散处理蓝宝石表面的蛛网状颜色分布。（5）点光源照明法底光
6、源通过锁光圈调节缩小成点状，并直接从宝石下方垂直照射。主要用以观察宝石内部的局部特征及一些特殊结构。三、宝石显微镜的操作方法及注意事项1、擦净目镜与待测宝石，并将宝石夹于宝石镊上（宝石体积大时可手持进行观察） ；2、插上电源，打开底光源，选择暗域照明，调节目距（方法：双手分别握住一只目镜移动，直至双眼清晰的看到一个完整的圆形视域） ；3、调节焦距，使宝石清晰成像。先准焦于宝石表面，用顶灯照明法观察外部特征，换暗域或亮域照明法后聚焦于宝石内部观察内部特征。4、调节变焦调节圈（旋钮） ，从低倍物镜开始观察，找到目标观察对象时，进行局部高倍放大观察。5、观察完毕，取下宝石放好，降下或升高镜筒调平显微
7、镜，关闭电源。四、宝石显微镜的用途1、放大观察宝玉石的内部和外部特征（主要用途） ；外部特征：表面凹坑、蚀像、生长坵、划痕、抛光痕、缺口、断口、解理及一些特殊结构等。内部特征：各种相态的包裹体（固相、液相、气相、固液两相、气液两相、气固两相、气液固三相）玻璃内的气泡2、显微照相：目镜上方可安装照相机，对典型的特征进行放大拍照；3、观察吸收光谱：把目镜换成分光镜，选择底光源透射照光进行观察；4、加偏光片观察宝石的多色性和光学特征（轴性）：宝石在不同振动方向光波下呈现的颜色不同；5、测定宝石的近似折射率，在显微镜镜体上装上游标卡尺或能精确测量镜筒移动距离的标尺，就可以测定近似折射率。第三节 折射仪
8、一、结构及工作原理1、结构折射仪主要由高折射率棱镜（铅玻璃或立方氧化锆） 、反射镜、透镜、标尺和目镜等组成。在使用中，还需要接触液、黄色单色光源（钠光源，589.5nm ） 、偏振片等附件。注：接触液，又称折射油，成分为二碘甲烷，具强腐蚀性和毒性，价格昂贵；加入硫可调至 RI 为 1.78，若再加入 18的四碘乙烯，折射率可调至 1.81。因为毒性大，一般不调至 1.81，折射仪的测量范围取决与折射油的折射率。图 8-2-31 折射仪的结构2、工作原理：全内反射折射仪的棱镜和接触液为光密介质，宝石为光疏介质。当入射角小于临界角时，光线折射进入宝石，逸出折射仪的光路。当入射角大于临界角时，光线发
9、生全反射，返回棱镜并通过折射仪标尺，再经反射镜的反射，改变光线的传播方向，通过目镜出射，进入人眼，形成亮区。折射入宝石的光线不能被人眼所观察到，形成暗区。因而，在临界角的位置，可看到明暗界线，并依此测定临界角的大小。 折射仪的棱镜的折射率(n 棱镜)为一固定不变的值，可以用公式： n 宝石n 棱镜 sina (a 为临界角)求出被测宝石的折射率。折射率值折射仪标尺上的刻度所表示的数值是临界角换算出的折射率值，可以直接读数。二、操作方法1、精确测量法刻面型宝石：可测出宝石的精确 RI。（1）清洁宝石及折射仪棱镜；（2）在棱镜中央滴一小滴接触液；（3）将宝石刻面向下放置棱镜的接触液上；（4）转动宝
10、石，观察阴影边界的数值及变化情况，分别记录最大和最小折射率数值（单折射宝石只有一个折射率值） ，读数至小数点后第三位，例如：RI=1.718。2、远视法（点测法）弧面型宝石：测定近似 RI。（1）在棱镜中央滴一小滴接触液，并将弧面型宝石放置棱镜上；（2）眼睛距离目镜约 30cm 处观察标尺上出现的椭圆形的阴影图案； （3）上下移动眼睛，观察椭圆形的阴影图案的亮度变化; （4）当该图案出现半明半暗时，其明暗分界线所对应的刻度值为待测宝石的近似折射率。记录宝石折射率数值，读数至小数点后第二位，例如：RI=1.67（点测）。三、观察现象及结论1、待测宝石在折射仪上转动 180，始终只有一条阴影边界，
11、说明该宝石为单折射宝石（图 8-2-33） 。 2、待测宝石在折射仪上转动 180，出现两条阴影边界，一条阴影边界固定不变，另一条发生移动，说明该宝石为一轴晶宝石。如果变化的折射率值为大值，则为一轴晶正光性宝石；如果变化的折射率值为小值，则为一轴晶负光性宝石（图 8-2-34） 。 3、待测宝石在折射仪上转动 180，两条阴影边界都移动，说明该宝石为二轴晶宝石（图 8-2-35） 。如高值移动范围大，说明为二轴晶正光性；如低值移动大，说明为二轴晶负光性。图 8-2-33 尖晶石在折射仪中的阴影边界图 8-2-34 碧玺在折射仪中的阴影边界图 8-2-35 橄榄石在折射仪中的阴影边界 四、使用折
12、射仪的注意事项与局限性1、测台棱镜 H 小，易划伤，操作时应轻拿轻放，避免以宝石底尖接触测台；2、宝石和测台棱镜使用前后须擦干净；3、折射油不宜滴多，滴多会使宝石浮于其上，导致读数不准确；4、如果折射油挥发并结晶出硫化物晶体（淡黄色） ，应使用稍多的折射油使之溶解，然后擦去；5、旋转宝石测试时，要注意始终保持宝石与棱镜紧密的光学接触；6、读数时，姿势要正确，视线要垂直标尺读数；7、长期不使用折射仪时，金属台面应涂上一层凡士林，以防生锈；8、测试前应先将折射仪校正，明确误差，用合成尖晶石或水晶来进行校正；9、多孔、结构疏松的宝石，不要放于折射油上测试，以免污染宝石，例如绿松石、有机宝石；10、任
13、何类似钻石的宝石，切忌放于测台上测试；11、DR 太大，只能读到一条阴影边界时，注意用其它方法辅助鉴定，是否为各向同性或各向异性；12、对于宝石不同部分测出不同值，注意观察其是否为拼合处理的；13、注意某些样品不同部位所测的 RI 值可能不同，由于样品为多矿物集合体而造成的，如独山玉：斜长石 1.56，黝帘石 1.70；14、所测宝石必须为抛光，无严重擦痕；15、对于 RI1.81（取决于折射油的 RI）的宝石，无法测出具体的值；16、DR 太小，可能被误认为是单折射宝石，如磷灰石（ DR=0.003） ；DR 太大，有一值超出测量范围，也可能被误认为是单折射宝石，如菱锰矿（1.581.84)
14、；17、二轴晶的宝石中， 与 或 与 之间的变化值很小时，可能被误认为是一轴晶的宝石，如黄玉被误认为是假一轴晶；18、特殊的光性方向，无法测到 DR 具体值或被误判双折射为单折射宝石，需换刻面测试或用偏光仪验证。19、折射仪无法区分一些优化处理和合成宝石，如红宝石与合成红宝石。五、折射仪的用途1、测定宝石的折射率和双折率。 2、判定宝石的晶体光学性质：均质体、非均质体（一轴晶、二轴晶和光性符号）。 3、可辅助区分某些天然宝石与其合成品。例如祖母绿与合成祖母绿。第四节 紫外荧光仪紫外荧光仪是一种重要的辅助性鉴定仪器，主要用来观察宝石的发光性（荧光）。一、基本原理和结构1、基本原理有些宝石在紫外线的刺激下会发出可见光，这种现象称为荧光。若关闭紫外灯后，具荧光的物质继续发光，这种现象称为磷光。
