绿柱石(祖母绿、海蓝宝石)
祖母绿是绿色宝石之王，是绿柱石家族的龙头。绿柱石家族中另一个重要的宝石成员是海蓝宝石，其英文名来源于拉丁语，意为“海水”，即海水的蓝色宝石。它在中世纪很流行，现在是三月的诞生石，象征着冷静、勇气或胆量。其他颜色的绿柱石是粉红色，金色，黄色和褐色品种。绿柱石星光或蛋白石更常见于海蓝宝石。
一、绿柱石宝石的基本特征
矿物名称:绿柱石
化学成分:理论分子式Be3Al2[Si6O18]。其中，Be和Al可以用等价或不同价态的离子代替，如Fe3+、Cr3+、Sc3+、Ti4+、V5+、Fe2+、Mn2+、Mg2+等。当高价离子取代Be2+时，作为补偿电价的碱金属离子，如Cs+、Li+、Rb+、Na+和K+填充在硅酸盐形成的环形通道中。H2O也可以分布在通道中，特别是含有锂和铯的品种。不同产地绿柱石的主次成分有一定的变化。
晶系和结晶习性:六方晶系。柱状晶体常见的是由六角柱状、平行双面和/或六角双锥组成的集合体(图16-2-1)。碱性绿柱石有时以短柱或两边平行的板柱形式出现。孪晶少见，可见成束或放射状集合体。圆柱体上往往有平行于C轴的纵线。
图16-2-1绿柱石的常见晶体形态
光学性质:绿柱石有绿色和蓝色，黄绿色、黄色和粉红色也常见，还有其他特殊品种如棕色、白色、灰色和黑色。一些绿柱石可以有丝带。透明到半透明。玻璃光泽。
单轴晶体，负光学性质。折射率为NO 1.566 ~ 1.602，NE 1.562 ~ 1.594，不同产地、不同品种绿柱石的折射率有一定差异。双折射为0.004 ~ 0.010，常为0.005 ~ 0.007。表16-2-1列出了不同绿柱石品种的折射率和双折射的一般范围。离差为0.009 ~ 0.014。
表16-2-1不同品种绿柱石的折射率、双折射和密度
多色性由弱到强，一般清晰，色调变化多样，与有色离子(铁、铬、锰等)含量有关。)或色心。比如绿色祖母绿多为黄绿蓝绿色；蓝色海蓝宝石大多是无色或浅蓝绿蓝色。
紫外荧光从无反应变为亮红色。哥伦比亚祖母绿一般荧光较强，可以作为评判标准之一。
不同品种绿柱石宝石的吸收光谱各有特点。祖母绿含有铬和铁，在683nm和680nm处有较窄的双线，在637nm处伴有较窄的线，在430nm和625 ~ 580 nm处有较宽的弱吸收带。非常富含铬，447.5nm窄线，钒祖母绿主要含钒和铁。因为铬少，在683nm，680nm，637nm都没有吸收线，最大吸收近600nm。海蓝宝石具有427纳米(宽)、456纳米(散射)和537纳米(强)的吸收线。绿色绿柱石可以储存铬和锰，蓝色绿柱石可以储存钒、铬和锰，其吸收光谱非常复杂。
粉红色和橙色的绿柱石大多被认为是锰色的，也有人认为钴和铯或锂和铯是同色的。粉红色样品在495nm和540nm(正常光)或355nm和555nm(非常光)的吸收证明有Mn2+。橙色样品已被证明含有锰、钒、铁和铬，它们在蓝色区域被吸收。镁橄榄石可能被锰着色。吸收线位于480纳米和550纳米处。
Maxixe绿柱石由色心(包括CO3或NO3色心)或铁和锰着色。深蓝色在685nm和695nm之间有强吸收，在670~585nm和585nm之间有一些弱线。与普通海蓝宝石最大的区别是Maxixe海蓝宝石没有427nm的吸收线。
Berberite能表现出猫眼效应，但一般较弱，主要以淡色、蓝色或绿色的海蓝宝石为主。星光效应在绿柱石宝石中很少见。
机械性质:绿柱石具有不完全解理{ 0001 }；断口呈贝壳状至锯齿状。硬度7.5 ~ 8。密度一般，由于类质同象杂质的种类和含量不同，品种变化明显(表16-2-1)。熔点为1410 ~ 1430℃。
绿柱石耐酸，除氢氟酸外，其块状不与酸反应，超细粉溶于热酸碱，尤其是含碱金属的酸。
显微特征:不同产地的祖母绿包裹体具有不同的特征。例如，哥伦比亚祖母绿具有典型的三相内含物，由气泡、液体和立方石盐组成，也可能含有客体晶体，如黄铁矿、钠长石、氟碳铈矿、应时、镍黄铁矿、方解石甚至祖母绿。俄罗斯西部乌拉尔地区的祖母绿包裹体以单个或成群的竹节状阳起石为特征。来自奥地利Habachtal和津巴布韦Sandawana的一些样品也含有阳起石或透闪石纤维。印度祖母绿的特征是成组的六角形“负晶”孔，平行于C轴排列，在底面或与C轴倾斜的平面上呈逗号状投影。巴基斯坦祖母绿通常具有“铺路石”图案的液体薄膜包裹体、负晶体、生长管、云母薄片和绿柱石的小晶体，它们被底部表面的后生裂纹横切。澳大利亚普那祖母绿中最重要的包裹体是云母，它随机分布在钛铁矿中或大致平行于晶轴排列。大多数钛铁矿已被侵蚀成白钛(隐晶质，不透明至半透明，灰白色)。南非的德兰士瓦祖母绿含有绿色铬铁矿云母或褐色云母和辉钼矿晶体。巴西祖母绿裂纹多，包裹体相对较少，一般为较薄的铺路石状液膜和黑云母，或有较大的半自形负晶体，可被多相充填。
海蓝宝石中的包裹体主要为部分愈合的裂隙和不连续的管状体，管内可能为六方负晶体，管内可能有应时、磷灰石、钛铁矿和白云母等客体晶体。其他客体晶体包括绿帘石、刚玉、磁黄铁矿和石榴石。巴西和巴基斯坦的海蓝宝石也有一种“雪花状的星”，形状像六边形辐射状或十字形，这是由微小的钠长石被不同方向的液膜包围而成，可造成明亮的干涉色。客体晶体包括应时、磷灰石、绿帘石、钛铁矿和刚玉。maxixe海蓝宝石的包裹体以条状和流动的液膜为特征，两相包裹体的条带中可含有磷灰石。
其他绿柱石包裹体也各有特点。例如，巴西的透绿柱石含有微细赤铁矿，并与钛铁矿伴生。阿富汗透绿柱石中特有的红褐色八面体烧绿石；黄色和金色绿柱石可有平行的三相包裹体或水和二氧化碳的两相不混溶气液包裹体；产于美国加州的粉色绿柱石，具有独特的桶状和矛状云母；产于巴西的粉色绿柱石，伴生有电气石和流体包裹体；产于澳大利亚的粉色绿柱石上覆盖着萤石；产于美国犹他州的三羟铝石，仅在部分愈合的裂缝中残留许多分离的微小流体包裹体，反映了其火山成因的特殊产状。
二、绿柱石宝石的种类
绿柱石宝石主要根据颜色分为不同的品种，其中颜色不稳定的Maxixe绿柱石可以包含不同的颜色。有些文献把猫眼绿柱石和星光绿柱石分为两个品种。
(1)祖母绿:只有中等(中亮至中暗)色调的绿色绿柱石被列为祖母绿的稀有品种。太亮或太暗的绿色只能归类为绿色绿柱石。“祖母绿”的颜色应是绿色悦目，纯绿色或略显黄绿色或略显蓝绿色，且应透明，无严重缺陷。半透明的祖母绿中可见猫眼，是不可多得的珍品。
Trapiche祖母绿是一种特殊的单晶祖母绿，含有钠长石或碳。哥伦比亚的佐佐木是由碳包裹在单晶的中心和六颗星的臂构成，呈现出暗核和辐射臂；Penas Blanco生产灰色钠长石，分布在绿色核心和径向臂之间。他们的作品是半透明的云的形式。
(2)海蓝宝石:指浅蓝色至蓝色或绿蓝色至蓝绿色，色调为极浅至中等深的绿柱石。几乎所有的海蓝宝石都经过热处理，以去除黄色成分，产生更具吸引力的蓝色。猫眼海蓝宝石比其他绿柱石猫眼更常见。能切出星光的海蓝宝石，是灰黄色或棕黑色的深色品种。
Maxixe海蓝宝石应该是指深蓝色(钴蓝色)。它的天然石容易褪色，市面上的这种宝石多是经过γ射线或短波紫外光处理上色的。
(3)摩根石:又名粉色绿柱石和摩根石。包括浅粉色和橙色的绿柱石。Maxixe型铯绿柱石(热处理后仍呈粉红色)也在市场上发现。
(4) Bixbite:又称柏柏尔石。深玫瑰。与锰显色。
(5)金色绿柱石(或Helioder):金黄色、棕黄色至褐色；参见猫眼绿柱石。
(6)黄色绿柱石:纯黄色或黄绿色透明绿柱石。
(7)绿色绿柱石:亮绿色带浅色调或深色，透明至半透明的绿柱石宝石。因为它含铬量少，主要由铁着色，达不到祖母绿的颜色。
(8)透绿柱石:又名歌神石，是一种无色透明的品种。
也有人将绿柱石、绿色绿柱石、无色绿柱石组合成“普通绿柱石”品种。
三、绿柱石宝石的评价
因为它不像其他宝石那样具有强烈的分散性、火性和光彩，所以翡翠的颜色和分布是评价时要考虑的主要因素。高素质的人一定要有强烈的中浓淡色调，略带黄色或蓝绿色，能给人柔软的丝绒感；颜色要均匀，最好是无色的。裂纹和重量也是评价的重要依据。裂纹较少，但由于祖母绿易碎，大多有裂纹，没有裂纹的成品很少。同样，由于其脆性，祖母绿一般较小，很少有2 ~ 3ct或更大的。如果颜色好，没有裂纹，价值可以和同尺寸的钻石相等甚至更多。即使光色没有裂纹，价格也低，这样的材质即使大到5ct也不精细。此外，还要考虑切割(绿柱石宝石有独特的梯形切工，也称祖母绿切工)是否符合规格以及内含物的数量和位置。
海蓝宝石是蓝色或蓝绿色到蓝绿色，最常见的是蓝绿色；较轻的等级较低。色调范围从非常亮到中等暗。几乎所有的海蓝宝石在切割和研磨后都经过热处理，以产生迷人的蓝色。中档宝石中，颜色深的海蓝宝石比碧玺好，因为它往往裂纹少，透明度高，颜色均匀。特殊品质，如:马达加斯加海蓝宝石是指颜色为中深蓝的海蓝宝石，在正常光线下属于这种颜色的海蓝宝石；巴西海蓝宝石是指绿中带蓝的海蓝宝石。Maxixe海蓝宝石指的是钴蓝色这样的深色。市面上的原料或成品都是经过辐照的，颜色不一定稳定。
其他颜色的绿柱石宝石透明度更好。除了透绿柱石，深色更好。透绿柱石往往有不同程度的蓝色、绿色或黄色，过渡到其他品种，但其价值没有透明、无色、纯净。浆果绿柱石没有粉色铯绿柱石漂亮，因为稀有，有人买的高达1 ~ 2克拉。
4.合成绿柱石宝石，优化绿柱石宝石及其仿制品的处理。
绿柱石宝石的合成主要是祖母绿和海蓝宝石。主要的合成方法有水热法和熔剂法。水热合成产品一般颜色均匀，色调饱和，洁净度好。包裹体包括诱导晶种、平行排列的针状或钉状绿柱石、从容器中脱落的金属(如铂)薄片和气液包裹体。水热法合成的海蓝宝石不含Mg2+。熔剂法合成产物以祖母绿为主，特点是无水，可见籽晶、残留熔剂包裹体、次生愈合面、铂片、均匀平行生长层等。
处理和改良绿柱石宝石品种的方法很多。
(1)热处理:各种绿柱石宝石都可以进行热处理，去除或减弱杂色。比如对海蓝宝石进行热处理，可以去除黄色，把绿色变成蓝色，使颜色更加纯正。这主要是因为黄色的Fe3+在Al3+位置被还原成Fe2+，但过热会使蓝色变淡。因为加热可能会使宝石产生裂纹，所以价值高的，尤其是祖母绿，不经过热处理很容易改善颜色。热处理也可以去除一些夹杂物。
(2)辐照:高能粒子辐照也用于处理绿柱石宝石，改变其中变价离子的价态，或产生或破坏色心，从而改变颜色。如果辐照能使绿柱石中的Fe2+变成Fe3+，绿柱石的黄色调就会增强。变成蓝绿色、无色黄色和粉橙色。
(3)上油染色:绿柱石常有裂纹，可通过上油(或蜡、塑料)和染色来提高透明度和颜色。染料通过蒸汽或化学反应溶解在液体中，然后吸附在裂隙中与原石发生反应，沉淀在裂隙中。这种不常用但容易骗人的技术，如果没有化学反应也叫有色渗透，绿色染料也可以加到油或蜡或塑料中。常用于将无色刻面石或块状原石、浅绿色弧面石变成“祖母绿”；单纯的渗透不稳定，会掉色，但有些染色也可以很稳定。充油的饰品会产生干涉色不均匀的斑点，在染工放大时会表现为裂缝处颜色不均匀。
(4)覆膜:通常在无色或浅绿色绿柱石表面包裹一层绿色塑料。后者有荧光反应。
仿制品主要用玻璃、塑料、钇铝石榴石、合成尖晶石来仿制祖母绿、海蓝宝石，通过偏振、折射率、密度等特征很容易区分。
动词 （verb的缩写）绿柱石宝石的鉴定
颜色与祖母绿相似的宝石有萤石、石榴石、钙铝石榴石、铬透辉石、碧玺、绿玉髓、磷灰石、硬玉、玻璃、钇铝石榴石(YAG)、立方氧化锆(CZ)等。与祖母绿区分，可以选择明度、密度、折射率、双折射、硬度等特征，很容易区分。区别要点见表16-2-2。
表16-2-2祖母绿和类似宝石的特征
很难区分祖母绿和合成祖母绿。除了双折射低至0.003 ~ 0.005(折射率为1.560 ~ 1.565)，很难用查尔斯滤光片和荧光反应作为判据。关键区别在于它们的内部特征，主要是夹杂物的特征。
无论用什么方法合成石头，从坩埚或容器中脱落的金属都会以同生包裹体的形式出现；铂片呈六角形或正方形，是人造石中的典型包裹体之一。熔剂法合成石的特征是熔剂的粗原生包裹体、次生愈合面斑块、铂片甚至平行生长条纹。水热合成石的特征是细小的两相包裹体，呈棉花状外观或平行生长线，由圆锥形两相包裹体管和绿柱石组成的钉或剑，金属片或铂片。天然石材中的包裹体特征差异较大，尤其是绿柱石以外的矿物包裹体或三相包裹体是天然石材的明显标志。此外，红外光谱也是一种有效的辨别手段。天然祖母绿有I型水和II型水的特征吸收峰，水热合成产品只有I型水吸收峰，而熔剂合成产品没有上述两种水的吸收峰。
用垫绿粘合剂着色以模仿祖母绿的三层宝石或两层宝石需要通过内部特征(粘合剂层的气泡和/或折射差异)进行识别；覆盖有塑料薄膜的那些之间也有类似的差异；喷油或渗油染色的祖母绿，裂纹处有不均匀的绿色、晕圈或残留染料斑点；当怀疑有油时，可以使用热针测试。当你在紫外线下看到不同于祖母绿的荧光反应，也说明有油或染料或塑料或粘胶。其他绿柱石宝石的合成石很少或没有，但也有一些其他种类的宝石具有类似的外观。如海蓝宝石和黄玉、堇青石、合成尖晶石、绿柱石和黄玉、粉色绿柱石和粉色碧玺或红柱石，有的可以通过折射率和双折射来区分，有的需要通过光、多色和密度来鉴别。
在猫眼和星光绿柱石中，含有赤铁矿和/或钛铁矿的包裹体常呈褐色或黑色，与星光刚玉或辉石猫眼相似。折射率点测量和/或相对密度估计对于识别是有效的。浅色绿柱石猫眼，其管状特征和包裹体组合也不同于金绿宝石和应时。
六、绿柱石宝石矿床的产状、成因。
绿柱石宝石都是热液成因的，但它们的具体产状各不相同。综上所述，绿柱石宝石有以下成因类型:
1.岩浆热液型
主要为气液成因的花岗伟晶岩中的海蓝宝石和铯绿柱石，以及流纹岩晚期热液中的红柱石。洞穴中产出的晶体透明，缺陷少，宝石级晶体在伟晶岩矿脉中很少见。但后期沿裂隙的热液脉中有“云英岩型”蓝海宝石、铯绿柱石和金绿柱石。
海蓝宝石主要产于花岗伟晶岩中或与花岗伟晶岩活动有关的花岗岩内外接触带中。围岩可以是片麻岩、片岩、大理岩或辉长岩或闪长岩。高品质的海蓝宝石主要产于巴西(占世界海蓝宝石产量的70%)，其他著名产地有美国和马达加斯加。我国的新疆、内蒙古、云南、湖南、湖北、四川等省也有产出，尤其是新疆阿尔泰地区，但质地被浅色或开裂破坏。其中蛋白石较多，但颜色太浅，亮线少见。
粉色绿柱石的主要产地有马达加斯加、巴西、阿富汗、美国、俄国和莫桑比克。只有新疆和云南有样本。金色绿柱石主要产于巴西、马达加斯加、纳米比亚和美国。中国新疆和内蒙古都有矿化。红色绿柱石产于犹他州、新墨西哥州和东阿富汗。透绿柱石主要产于美国、巴西、加拿大、墨西哥和俄国。其他非翠绿色品种主要与上述品种共存，主产区包含在上述产区内。
2.热液交代型
引起热液蚀变的绿柱石宝石主要是祖母绿。产于花岗岩侵入交代超基性岩的边缘和接触带，祖母绿晶体中的铬和钒来自超基性岩。这类祖母绿主要产于俄罗斯、津巴布韦、南非等国，常有绿色绿柱石与之共生。
最著名的哥伦比亚祖母绿产于伴有碳化和钠长石化蚀变的低温热液矿脉中。如木作在黑色页岩中的方解石、白云石脉中；铬被认为来自碳质页岩。
目前，在我国类似地质条件下已发现多个祖母绿矿化点，分布在新疆、甘肃、内蒙古、四川等地区。
次生砂矿床可能富含各种来源和颜色的绿柱石宝石。