电气石(电气石)
一、电气石的基本性质
(a)矿物名称
宝石学名称为碧玺，矿物学名称为电气石，属于电气石家族。(2)化学成分
碧玺宝石的化学式为(Na，K，Ca) (Al，Fe，Li，Mg，Mn) 3 (Al，Cr，Fe，V) 6 (BO3) 3 (SI6O18) (OH，F) 4，是一种以含b为特征的极其复杂的硼硅酸盐，其化学成分基本由镁碧玺、黑碧玺、锂碧玺和钠锰碧玺四种末端成分组成。
钽铁矿namg3al6b3 (Si6O27) (OH) 4
黑色电气石NaFe3Al6B3(Si6O27)(OH)4
锂电气石(铝电气石)Na (Li，Al) Al6b3 (Si6o27) (OH) 4
钠锰电气石(TSILAISIT)namn 3 al 6b 3(si6o 27)(OH)4
镁电气石与黑色电气石、黑色电气石与锂电气石之间存在两个完全类质同象系列，镁电气石与锂电气石之间存在不完全类质同象系列。颜色鲜艳，清澈透明的人可以做宝石。
(3)晶体系统和结晶习性
电气石属于复合立方单锥晶体类。晶体常呈柱状，常见的晶体形态有三角柱m{0110}、六角柱d{1120}、三角单锥r{1011}和O {02265438+。圆柱体上发育纵向条纹，横截面为球面三角形(见图3-1-329)。集合体呈放射状、束状、棒状，或致密或隐晶质。可以作为很好的观赏石。
图3-1-328电气石晶体形态
图3-1-329电气石晶体
(4)光学特性
1.颜色
纯的是无色的，但一般是玫瑰色或粉红色、红色、绿色、深绿色、浅蓝色、蓝色、深蓝色、蓝灰色、紫色、黄色、绿黄色、棕色、黄棕色、浅棕橙色、黑色等颜色，色彩丰富多彩(见图3-1-330)。同一晶体或不同部分的内外可以是双色或多色的(见图3-1-331)。
图3-1-330各种颜色的电气石多面宝石
图3-1-331双色碧玺水晶
电气石的颜色因其成分而异。富含铁的碧玺呈深绿色、深蓝色、深褐色或黑色。富含镁的电气石呈黄色或褐色；富含锂、锰的碧玺呈玫瑰红或浅蓝色；富含铬的碧玺呈深绿色。电气石色带发达，色带可以从内侧绕Z轴形成色环，也可以形成垂直于Z轴的平行色带。作为一种宝石，碧玺有三种主要颜色。
红色系列有红色、粉色、洋红色、玫红、粉色，其颜色主要是由Mn2++造成的。
蓝色系列蓝色，紫蓝色。
绿色系列蓝绿色，黄绿色，绿色。
还有黄色碧玺、紫色碧玺、黑色碧玺、无色碧玺。
2.光泽和透明度
玻璃光泽；透明到不透明。
3.光度
单轴晶体，负光学性质。
4.折射率和双折射
折射率为1.624 ~ 1.644(+0.011，-0.009)。折射率随组成而变化，当组成富含铁和锰时，折射率增加。黑色碧玺的折射率可高达1.627 ~ 1.657。双折射为0.018 ~ 0.040，通常为0.020。
5.多色性
碧玺的多色强度从中等到强烈不等，多色随体色而异，呈现出不同深浅的体色。
6.发冷光
紫外荧光碧玺一般没有荧光，粉色碧玺在长波和短波紫外线照射下有微弱的红到紫色荧光。
x射线荧光只有淡紫色荧光的粉色碧玺，其他都没有。
7.吸收光谱
红色和粉红色碧玺的绿色区域有一个宽的吸收带，有时有一个525nm的窄带，可见451nm和458nm的吸收线(见图3-1-332)。绿色和蓝色碧玺一般在红区有吸收，强吸收带为498nm，蓝区有时有468nm的吸收线(见图3-1-333)。
图3-1-332红色和粉色电气石的吸收光谱
图3-1-333绿色和蓝色电气石的吸收光谱
(5)机械性能
1.分裂
没有乳沟；贝壳状骨折。
2.困难
莫氏硬度为7 ~ 8。
3.密度
密度为3.06 (+0.20，-0.06) g/cm3，与成分密切相关。当组合物中Fe和Mn含量增加时，密度增加。
(六)电气特性
1.压电
碧玺宝石是一种中心不对称的矿物。碧玺宝石在特定方向受力时，可在垂直应力两侧产生大小相等、符号相反的电荷，电荷的多少与压力成正比。
2.热电
碧玺宝石在温度变化时会在Z轴两端产生相反的电荷，容易吸附灰尘，因此也被称为“吸尘石”。
(七)内部和外部微观特征
电气石中含有典型的不规则线形、管状包裹体(见图3-1-334)和平行于Z轴的扁平薄层空腔，空腔内可充填气体和液体(见图3-1-335)，也可能充填少量铁。部分电气石中可见大量平行纤维，可导致猫眼效应。常有红蓝绿碧玺猫眼。
图3-1-334电气石中平行于Z轴的管状包裹体
图3-1-335电气石中气液两相包裹体
红色碧玺中有许多平行于晶体长轴的裂纹，常被气液包裹体充填，可能有镜面反射。红色电气石还含有丝状液体包裹体。
绿色碧玺很少含有平行于晶体长轴的裂纹，而是以许多细长不规则的丝状、“泪珠状”气液包裹体为特征，这些包裹体可以均匀分布在整个宝石中，也称为“磨晶”(见图3-1-336)。
图3-1-336碧玺中的“磨砂水晶”
㈧特殊光学效果
猫眼效应常见，变色效应少见。
二、碧玺的品种
碧玺的颜色非常丰富，宝石界根据颜色和特殊的光学效果将碧玺分为不同的品种。
1.按颜色划分
1)红色碧玺。粉色至红色碧玺。
2)绿色碧玺。黄绿色至深绿色、蓝绿色和棕绿色电气石。
3)蓝色碧玺。浅蓝色至深蓝色碧玺。
4)多色碧玺。由于电气石色带发育良好，所以在单晶上经常出现红绿双色色带或三色色带(见图3-1-337)。丝带也可以从内侧绕Z轴形成环状(图3-1-338)，带有绿色红外的那种叫“西瓜碧玺”(见图3-1-339)。
图3-1-337多色电气石
图3-1-338电气石戒指腰带
图3-1-339“西瓜碧玺”
2.根据特殊的光学效果。
1)碧玺猫眼。当碧玺中含有大量平行排列的纤维状和管状包裹体时，研磨成弧形宝石即可显示出猫眼效应，称为碧玺猫眼。常见的碧玺猫眼为绿色，少数为蓝色和红色(见图3-1-340)。
2)变色碧玺。变色明显的碧玺比较少见(见图3-1-341)。
图3-1-340各种颜色的碧玺猫眼
图3-1-341变色电气石
三。电气石与类似宝石的鉴别
一般来说，只要仔细观察和测试，碧玺是不容易和其他宝石混在一起的。碧玺以其丰富的颜色、明显的多色性、较高的双折射值(导致刻面碧玺脊线有明显的鬼影现象)、典型的包裹体等特征与其他宝石相区别。特别值得一提的是，电气石具有热释电性，其表面受热或受太阳照射时可带电。这些电荷会吸引空气中的外来电荷，也就是说，这些电荷可以吸附空气中带有外来电荷的灰尘。所以在商店的展品中，碧玺的表面往往比其他宝石吸附更多的灰尘，有经验的珠宝商可以从这个现象对碧玺做出初步的判断。
不同颜色的碧玺有不同的相似宝石。红色碧玺容易与粉色黄玉、红色尖晶石、红柱石等混在一起。这时候只要有一瓶密度为3.06g/cm3的重液就可以选择碧玺。在密度为3.06g/cm3的重液体中，红色电气石悬浮或缓慢下沉，而红色黄玉和红色尖晶石下沉较快，红柱石也下沉，下沉速度略慢于黄玉和尖晶石。
绿色碧玺很容易和绿色蓝宝石、绿色透辉石混在一起。绿色碧玺与绿色蓝宝石相比，双折射较大，折射仪中两个阴影边界明显分离。与透辉石相比，两者双折射较大，背小面边鬼清晰，难以区分。但仔细观察折光率仪上的阴影边界，只有折射率低的阴影边界上下移动，另一个不动，这是单轴宝石的特征。而在透辉石中，两个深色边界可以上下移动，这是典型双轴宝石的特征。另外，透辉石的折射率比电气石高。
祖母绿在外观上与绿色和祖母绿碧玺非常相似。而祖母绿的折射率和双折射明显低于碧玺，宝石的后刻面鬼影不明显，碧玺则能看到明显的鬼影。祖母绿二色性弱，碧玺二色性强。据此可以区分两者。祖母绿的密度明显低于碧玺。祖母绿中含有特征性的三相或两相包裹体，而碧玺包裹体为不规则的线状、扁平的薄层状空腔，内部常充满液体。据此，也可以区分它们。
4.合成电气石及其鉴定特征
从目前的资料来看，国外市场已经出现了合成碧玺。电气石是在200Pa的压力和300～700℃的温度下，在富含镁和钙的环境中用水热法合成的。
合成碧玺具有水热合成宝石的一般特征，与天然碧玺非常相似，但颜色均匀纯净，给人完美的感觉。另外，合成电气石的密度较低，为2.9 ~ 3.0g/cm3，而天然电气石的密度一般在3.06 ~ 3.1g/cm3之间。
五、电气石加工的优化
当天然碧玺石质量较差或没有时，往往采用手工方法来提高其质量。优化处理后的电气石表面或表面总是会留下处理的痕迹。不仅如此，治疗产生的颜色往往会随着时间的推移而逐渐消失。常用的方法如下:
1.热处理
热处理是指加热颜色较深的电气石(如深蓝、深绿、深黄绿、深紫红等。)来淡化它们的颜色，从而增强它们的透明度，提高它们的宝石品位。方法很多，真空热处理、密封热处理、氧化还原热处理等。保护气体在热处理中起着重要的作用。着色在氧化环境中进行，褪色在还原环境中进行。操作时，可将深色电气石在低温环境下加热，然后置于氧化还原条件下的密封容器中，充入保护气体(ne或he)，保护介质为Al2O3、石英砂等。然后选择不同的温度来慢慢升高和降低宝石的温度，就可以得到满意的颜色。比如新疆的深蓝、深绿、深黄绿色电气石经过热处理后，分别变成了蓝色(浅蓝)、绿色(浅绿)、黄绿色(浅黄绿色)的电气石，透明度也有了很大的提高。
2.辐照处理方法
是指那些无色或浅色、多色的电气石用高能射线照射。不同的照射时间和照射剂量可使其呈现不同的颜色(如红色、粉色、紫色、红紫色、红绿色等。).高能射线有很多种，常用的有γ射线(如Co60)。一般106crem以上的辐射累积剂量可使其颜色发生变化。新疆产的碧玺经过辐照，淡粉色的碧玺经过处理后变成红色和深红色。浅绿色碧玺变成粉色、红色和深红色；双色碧玺变成了红、绿、紫；无色碧玺变成粉色、红色和深红色。
电子轰击也可以把无色或者粉色的碧玺变成更好的红色，但是在变色的同时会产生大量的裂纹。绿色碧玺的颜色在电子轰击下不会改变。
3.涂层电气石
无色或接近无色的碧玺，经镀膜后可形成各种颜色和鲜艳的色彩(见图3-1-342)。涂层电气石的折射率变化范围大，没有特征吸收光谱。特征性包裹体为无色透明晶体、针状包裹体、指纹状包裹体和裂纹。涂层碧玺的光泽大大增强，达到亚金属光泽。大部分镀膜电气石在折射仪上只有一个折射率，折射率范围相差很大，甚至超过1.70。
图3-1-342涂层电气石
六、电气石的质量评价
碧玺的评价可以从重量、颜色、净度、切工等几个方面进行。其中透明度好、体积大的碧玺为上品，颜色是评判的最重要因素。此外，电气石特殊的光学效应也能提高其价值。
1.颜色
碧玺要求明亮、纯净，在宝石中分布均匀。有彩带和色环的要求纯正均匀，彩带和色环界限清晰。优质碧玺的颜色有玫红和紫红，都很贵，粉色的价值低。祖母绿是最好的绿色碧玺，其次是黄色和绿色。纯蓝色和深蓝色的碧玺很少见，所以也有很高的价值。一颗好的红色碧玺价格比同尺寸的绿色碧玺高2/3。各种颜色的碧玺颜色鲜艳，纯碧玺价值高。
2.清楚
要求内部内含物尽量少，晶莹剔透的碧玺价格较高。电气石含有许多裂纹和气液包裹体，通常用作玉雕材料。
削减工作
切割应该规则，比例对称，抛光良好。碧玺可以切割成各种形状:祖母绿、椭圆形、标准圆形钻石和混合。其中祖母绿最能体现碧玺的美丽色泽，是最好的切工，相对价格也较高。碧玺垂直于Z轴方向的截面颜色较深，平行于Z轴方向的颜色较浅，容易出现二色性。所以在加工的时候要根据实际情况来定向。
七。电气石的起源和产地简介
电气石富含挥发性组分B和H2O，主要存在于花岗岩伟晶岩和气成热液矿床中。一般黑色碧玺形成的温度较高，绿色和粉色一般形成的温度较低。此外，电气石也产于变质矿床中。电气石是花岗岩伟晶岩的矿物成分，所以电气石矿化也应该在花岗岩伟晶岩分布最广的区域。
碧玺在世界上许多国家都很丰富，如巴西、斯里兰卡、缅甸、前苏联、意大利、肯尼亚和美国。其中，产于巴西米纳斯克拉斯的彩色电气石占世界总产量的50% ~ 70%，而巴西帕莱巴也发现了罕见的紫色和蓝色电气石。巴西出产的优质蓝色透明碧玺被誉为“巴西蓝宝石”。巴西以出产红绿碧玺和碧玺猫眼而闻名。美国以出产优质粉色碧玺闻名；俄罗斯乌拉尔地区出产的优质红宝石，被誉为“西伯利亚红宝石”；意大利以出产无色碧玺而闻名。
我国的碧玺主要产于新疆阿尔泰、哀牢山、云南、内蒙古等地，花色品种丰富，品质优良。
新疆是我国电气石最重要的产地，多产于阿勒泰、富蕴的花岗伟晶岩矿床中，其次是昆仑山和南天山腹地。新疆碧玺色泽鲜艳，红、绿、蓝、多色碧玺均有产出，晶体较大，质量较好。新疆还产“西瓜碧玺”，呈环状分布，外环深绿色，核红色，或外环黑色，内环粉红色。
内蒙古是我国电气石的重要产地之一，分布在乌拉特中旗、摔跤泰格等地。纯的是无色透明的。通常有绿色、绿色、蓝绿色、浅绿色、黄绿色、草绿色、天蓝色、深蓝色、黑色、粉色、玫红、浅黄色、橙色、棕黄色和多色碧玺。水晶的透明度与其大小有关。一般来说，晶体越小，透明度越高。研究和加工表明，该地区出产的电气石质地优良，尤其是绿色电气石。
云南电气石多以单晶形式产出，部分电气石呈棒状、放射状、块状集合体。红色碧玺呈粉色、玫瑰色、桃红色，透明至半透明，产于福贡、元阳。绿色碧玺有绿色、绿色、深绿色、黄绿色、篮绿色、草绿色、浅绿、苹果绿等多种颜色，透明至半透明，其晶体多为自形、半自形长柱状，外观较为完整，质地较好，产于公山、福贡、保山等地。蓝色碧玺有蓝色、绿色、深蓝色等颜色，透明至半透明，产于公山、宝山等地。多色电气石晶体裂纹多，透明度差，产于福贡地区。