氢原子百科 
碧玺（英文：Tourmaline）是“宝石”级别电气石的总称。碧玺的化学成分极其复杂，是一种含硼的硅酸盐，其化学通式为XY3Z6(T6O18)(BO3)3V3W，其中各位置最常见的占位离子X=Na+, Ca2+, K+或空位；Y=Fe2+, Mg2+, Mn2+, Al3+, Li+, Fe3+, Cr3+；Z=Al3+, Fe3+, Mn2+, Cr3+；T=Si4+, Al3+, B3+；B=B3+；V=OH-, O2-；W=OH-, F-, O2-。碧玺的类质同象广泛，其成分变化可影响其物理性质的变化。[7]可根据化学成分分为铁电气石、镁电气石、钙镁电气石、锂电气石、钙锂电气石等[8]
碧玺是自然界产出的色彩最丰富的宝石，红、绿、蓝、紫、黄、褐等，还可以有两种或几种颜色的过渡色，如蓝绿、粉红、黄褐等。[9]碧玺的种类主要有：红色碧玺、蓝色碧玺、绿色碧玺、黄和橙色碧玺、西瓜碧玺、黑色碧玺，猫眼碧玺等。[10]
碧玺在光照的作用下能吸附灰尘和碎纸屑，因此将其命名为“吸灰石”。[11]碧玺的英文名称为Tourmaline是由“Turmaul”衍生来的，本意为“杂色宝石”。[12]同时碧玺与欧泊一起被当作十月份的生辰石，象征的平安和希望。[13][14]因此，碧玺主要用于制作首饰和其他形制的装饰品、纪念品。[15]
碧玺在世界分布广泛，主要在巴西、斯里兰卡、缅甸、意大利、肯尼亚、美国、阿富汗、纳米比亚、赞比亚、莫桑比克、尼日利亚等。中国出产碧玺的产地有新疆阿尔泰、内蒙古大青山、江西全南、云南哀牢山。[11]
发现历史
15世纪，巴西的克鲁赛罗地区产出了绿碧玺，因其颜色与祖母绿十分相似，故被当作祖母绿。[9]
在16世纪，人们认识了黑色碧玺，瑞典著名科学家林内斯认为黑色碧玺和绿色碧玺之间是品种的关系。此后不久，法国科学家迪利索最后证实了绿碧玺和黑碧玺在结晶特征和物理性质上是相同的，应属同一矿物。[9]
17世纪，巴西向欧洲出口了深绿色长柱状晶体，当时被称为"巴西祖母绿"，这种绿色的柱状晶体同样也是碧玺。
18世纪，在荷兰阿姆斯特丹，一群小孩惊奇地发现碧玺能吸引或排斥轻物体，如灰尘和草屑。因此，荷兰人就叫碧玺为"吸灰石"。其实这是电气石的焦(热)电性所引起。[9]
20世纪，在此山开采云母时，又发现了绿色和蓝色的碧玺，但并无祖母绿产出，可见那里最早发现的祖母绿很可能就是碧玺。[9]
分布情况
碧玺分布广泛，传统盛产碧玺的国家有巴西、斯里兰卡、缅甸、意大利、肯尼亚、美国、阿富汗、纳米比亚、赞比亚、莫桑比克、尼日利亚等。[11]
巴西的明纳斯克拉斯州，曾一度占据世界碧玺总产量的50%~70%。另外，在巴西的帕拉伊巴州还发现了罕见的梦罗兰色、蓝色碧玺。巴西产出的优质蓝色的透明碧玺被誉为"巴西蓝宝石"。[11]
美国以出产优质的：粉红色碧玺著称，主要产自加利福尼亚圣地亚哥和缅因州。俄罗斯乌拉尔出产的优质红碧有"西伯利亚红宝石"之称。意大利则以产无色碧玺闻名，而马达加斯加和阿富汗以生产优质的红色碧玺出名。[11]
中国出产碧玺的产地有新疆阿尔泰、内蒙古大青山、江西全南、云南哀牢山。新疆是中国碧玺的主要产地，大多数产于阿勒泰、富蕴(可可托海)等地的花岗伟晶岩型矿床中，其次为昆仑山地区和南天山。内蒙古也是中国碧玺的重要产地，分布于乌拉特中旗角力格太等地。云南碧玺大多以单晶体的形式产出，部分碧玺呈棒状、放射状、块状集合体，主要在福贡、元阳、保山等地产出。另外，在四川、西藏等地区也有碧玺发现。[11]
矿物组成
化学组成：碧玺的化学式为(Na，K，Ca)(AL，Fe，Li，Mg，Mn)3(Al，Cr，Fe，V)6 (BO3)3(Si6O18)(OH，F)4[5]是极为复杂的硼硅酸盐，以含B为特征。碧玺的化学成分由四个组分构成：镁铁锂电气石、钙镁电气石、布格电气石、钠锰电气石。[8]
物理特性
折射率：为1.624~1.644。其折射率随成分变化而变化，当碧玺中含Fe、Mn元素较多时其折射率增大。黑色碧玺的折射率高达1.627~1.657。双折射率为0.018~0.040，通常情况下为0.020左右。[6]多色性：碧玺多色性强度变化介于中和强之间，随体色而变化。[3]红和粉红色碧玺多色性常为红和橙红；蓝色碧玺为浅蓝和深蓝；绿色碧玺为深绿和浅绿；黄绿色碧玺为蓝绿和黄绿到棕绿。[9]发光性：粉红色的碧玺在长、短波紫外光照射下有弱红到紫色的荧光，其他的碧玺无发光性。[6]硬度和密度：碧玺的硬度为7~7.5，相对密度为3.01~3.26g/cm2，随其成分的不同而变化。[9]压电性：碧玺矿石无对称中心，当碧玺矿石沿着特殊方向受力时，在力的垂直方向两边产生电性相反、数量相等的电荷，而且电荷的量和力的大小呈现正相关。[6]热电性：碧玺在周围温度变化时，在纵轴方向会产生电性相反数量相等的电荷，能够吸引轻小物体。[6][16]显微特性：碧玺内部含有大量典型的不规则线状、管状包体和扁平状的薄层空穴，内部可以被气液充填，还可能有少量的铁填充其中，部分透明度高的碧玺内可见大量的平行纤维，可以出现猫眼效应。[6]红色碧玺的内部含有许多与晶体长轴平行的裂纹，这些裂纹常被气液包体充填，可有镜面反光现象。同时还含有发丝状的液体包体。[6]绿色碧玺很少含有与晶体长轴平行的裂纹，而是含有许多细长而不规则的丝状、“撕裂状”气液包体为特征，这些包体可以均匀地分布于整个宝石之中，亦称为“毛晶”。[6]透明度：含有大量的平行分布的管状包裹体时会产生眼效应。宝石级绿色碧玺几乎不含包裹体，透明度较大。其他颜色例如粉红色和红色碧玺含有明显的充满液体的扁平状和不规则状包裹体，当内含物较多时透明度为半透明或是不透明。[17]
结构特征
碧玺的晶系为三方晶系，对称型L33P，无对称中心[3][6]。晶体通常为柱状，常见的晶形有三方柱、六方柱、三方锥等，晶体两端形态不同的单形，一个典型的特征是晶体柱面纵纹状延伸。碧玺的横截面通常为球面三角形。[6]碧玺的断口通常为贝壳状断口。[6]
碧玺的形成
碧玺多产于花岗伟晶岩及气成热液矿床中，一般黑色碧形成于温度较高的矿床;绿色、粉红色碧玺一般形成于温度较低氏的矿床。碧玺作为花岗伟晶岩的矿物组成成分。因此，其成矿也应在花岗伟晶岩分布广泛的地区。[18]
颜色分类
碧玺的颜色与晶体内微量过渡族元素有关。[6]
红碧玺：红碧玺是碧玺中最珍贵的品种之一，通常情况下有玫瑰红色、桃红色、粉红色和红色。在宝石行业中被称为“双桃红”（深红色）[19]的碧玺质量较高。[20]蓝碧玺：一般呈浅蓝至深蓝色，经过雕刻成宝石后，外观与蓝宝石相似。因所含的铁元素较多，从而导致多色性明显变强。[21]绿碧玺：包括浅绿到深绿、黄绿或棕绿。有的颜色可能灰暗或很深，只有透过光才看得出来。深绿色品种因其很强的二色性，在光轴方向几乎不透明，但经热处理颜色可以得到改善。最好的是翠绿色，在欧洲和巴西曾被误认为祖母绿。目前只在巴西和马达加斯加有产出。[9]黄色和橙色碧玺：常见不同深浅的黄棕至褐色，多为镁电气石。[9]无色或白色碧玺：有时称白碧玺(achroite，希腊文"白的"的意思)，除具猫眼效应者可作宝石外，其他几乎不用作宝石。[9] 黑色碧玺：常被称为黑碧玺。偶尔用来代替煤精或黑玉髓装饰在便宜的首饰上。[9]多色碧玺：一个晶体上同时出现两种或两种以上的颜色。若中间红、外边绿时，又叫"西瓜碧玺"。多色碧玺有时可作宝石用，但更多时候更适用于切磨加工而直接作为晶体标本观赏和收藏。[9]铬碧玺(chrome)：鲜艳绿色一深绿色碧玺，V3+、Cr3+致色。[22]
光学特性分类
碧玺宝石通过光学特性还可以分出两中特殊种类。[18]
猫眼碧玺：碧玺猫眼在切割成弧面型的表面有一条明亮光带，随着宝石或老光线的移动，亮线也会发生移动，如同猫咪的眼睛。[18]变色碧玺：变色碧玺能在日光下显示蓝绿色，在钨丝灯下为红色，但较为少见。[18]
化学组分分类
锂电气石、氟锂电气石、氟-钙锂电气石：无色碧玺、红碧玺、绿碧玺、蓝碧玺。[22]镁-钙镁电气石：铬碧玺。[22]锂电气石、钙锂电气石：帕拉伊巴碧玺。[22]镁电气石、锂电气石、钙锂电气石：棕色碧玺。[22]黑电气石、锂电气石和钙锂电气石：黑色碧玺。[22]
碧玺的颜色分级
碧玺的颜色是影响价格的最主要因素，在现代国际化市场上，比较高价的颜色是正红色、桃红色、蓝色、绿红两色，黄绿色和杂色的碧玺价格较低。[23]
当前市场上并没有统一的颜色分级体系，一些宝石学家以孟塞尔颜色理论为依托，结合颜色三要素色相（Hue）、明度（Value）、饱和度（Saturation）综合考虑颜色评级，这种颜色理论已在宝石界被广泛接受。[24]
根据不同的颜色进行分类，在市场中碧玺有以下颜色划分（颜色评级适用于多种宝石）：
| 颜色名称 | 划分依据 | 备注 | 图片参考 |
|---|---|---|---|
| 薄荷绿 （Mint Green） | 主色调为浅绿色，饱和度适中，具有较高的明亮度的碧玺 | 在证书中以Vivid Green* 表示 |  |
| 湖水蓝 （Lagoon color） | 主色调为蓝色和绿色的混合色，饱和度中-高，较高的明亮度的碧玺 | 在证书中以以（Vivid） Green-Blue*/Green-Blue*表示 |  |
| 金丝雀黄 （Canary Yellow） | 主色调为纯正的黄色，不带任何绿、灰、褐等杂色调，具有高饱和度和适当明亮度的碧玺 | 在证书中以Vivid Yellow*表示 |  |
| 金黄色 （Golden Yellow） | 主色调为黄色，伴有橙色次色调，拥有中-高饱和度和较高明度的碧玺 | 在证书中以Vivid orangy Yellow*表示 |  |
| 莲花色 （Lotus Color） | 同时带有粉色和橙色、饱和度较高、明度高的碧玺 | 在证书中以Vivid orangy Pink*/Vivid pinkish Orange*表示 |  |
| 热粉 （Hot Pink） | 主色调为粉色、饱和度高、明度适中的碧玺 | 在证书中以Vivid Pink*表示 |  |
| 靛蓝色 （Indigo Color） | 主色调为蓝色，，具有较高的饱和度，适当明度的蓝色碧玺 | 在证书中以Vivid Blue* 表示 |  |
| 金属灰 （Metal Gray） | 主色调为灰色，通常带有蓝色调和紫色调，具有较高明亮度的碧玺 | 在证书中以Gray*表示 |  |
| 樱花粉 （Cherry Blossom Color） | 主色调为粉色，可带极少次色调、饱和度适当、明度高的碧玺 | 在证书中以Vivid Pink*表示 |  |
| 霓虹蓝/霓虹绿 （Neon Blue/Neon Green） | 以蓝色调和绿色调划分为Blue（蓝色）、Green（绿色）、bluish Green（蓝绿色）、greenish Blue（绿蓝色） | 颜色可达到Neon（霓虹）的帕拉伊巴碧玺，在证书上将会在颜色前添加Neon（霓虹）的描述 |  |
碧玺的应用
碧玺色彩之丰富、透明度之美好、质地之坚韧,历来深受世人重视。[15]
古代，碧玺一方面被用来制作首饰和其他种饰物，如朝珠、帽正、烟壶盖、马头灯、十八子、别子、山子等，另一方面也用作观赏石或玉雕材料，或与其他宝玉石一起制制作镶嵌品。[15]
现今，彩色碧玺用来制作首饰和其他形制的装饰品、纪念品。基于其重要的为艺术、观赏和科学价值，人们还大量收藏。至于色彩甚深（如深蓝、墨绿、黑色等）的碧玺则被大量用作玉雕材料，以雕刻人物、动物、花鸟、盆景等。[15]
碧玺的鉴定
一般情况下，只要通过细致的观察和测试，碧玺是比较容易跟其他宝石区分的。碧玺具有浓郁的颜色，明显的多色性，高双折射率值，典型的包体等特点，能够与其他宝石相区别。除此之外碧玺还具有独有的热电性，在受热或太阳光线的照射下可以使碧玺宝石表面带电荷，这些电荷对空气中的灰尘具有吸附作用，因此在商店的陈列品中碧玺表面往往比其他宝石吸附着更多的灰尘，因此可以从这一现象对碧玺宝石进行初步的判断。除此之外，还能通过一些仪器和特殊物理性质对碧玺宝石进行鉴定：[6]
折射仪：碧玺宝石的折射率一般在1.62~1.65之间，且轴晶负光性，可以以此为标准对碧玺宝石进行鉴定。[6] 二色镜：碧玺宝石的多色性明显至强，多色性颜色在体色的深浅上发生变化。[21]相对密度：：碧玺的密度在3.01~3.11 g/cm3，可以取稀的二典甲烷(3.05 g/cm3)溶液，将碧玺宝石样品放置于其中，可以观察到碧玺中浮或缓慢的上浮或下沉状态。[6]放大观察：碧玺的硬度较高，具有较强的耐磨性，因此碧玺表面较光滑，边棱断口为贝壳状。内部有时非常洁净，有时会含针管状、晶体、气液包体和愈合裂隙。当裂隙较多时应注意观察裂隙处是否有人工充填物的存在。[21]
热处理法
热处理是指对颜色较深的碧玺进行加热处理，使其颜色变浅，从而提高宝石的品相。热处理常用的方式有真空热处理、密封热处理、氧化-还原热处理。具体操作时可将深色碧玺宝石置于低温环境中加热，再选择不同的温度对碧玺进行缓慢的升温处理。例如，经热处理的新疆深蓝色、深绿色、深黄绿色碧玺可以变成蓝(浅蓝色)、绿(浅绿色)、黄绿(浅黄绿色)色碧玺。[6][25]
辐照处理法
辐照处理主要是对无色或色淡、多色的碧玺运用高能辐射源进行辐照的处理方法。碧玺经辐照处理可以得到不同的颜色，如将浅粉红色碧玺变成红、深红色;浅绿色碧玺变成粉红、红、深红色：双色碧玺变成红绿、红紫色：无色碧玺变成粉红、红、深红色等。[26]
镀膜处理
无色或近无色的碧玺，经镀膜处理后可以形成各种颜色。镀膜碧玺的颜色鲜艳，光泽大大增强，可达亚金属光泽，并且其折射率变化范围较大。[26]
参考资料 26
- 碧玺 — Creative commons
- Tourmaline — Pubchem
- 参考 3
- 参考 4
- 参考 5
- 参考 6
- 参考 7
- 参考 8
- 参考 9
- 参考 10
- 参考 11
- 参考 12
- 参考 13
- 参考 14
- 参考 15
- 参考 16
- 参考 17
- 参考 18
- 参考 19
- 参考 20
- 参考 21
- 参考 22
- 参考 23
- 参考 24
- 参考 25
- 参考 26