绿松石：科普知识解析

绿松石又叫松石，因其“形似松球、色近松绿”而得名。在国外，绿松石被称为“土耳其玉”。其实，土耳其这个国家并不出产绿松石，而是古代波斯出产的绿松石经土耳其输入欧洲，于是人们就习以为常地把绿松石称为“土耳其玉”。在中国清代以前，绿松石被称为“甸子”。色泽淡雅、绚丽的绿松石是深受古今中外人士喜爱的传统玉石，作为佩戴和使用已有 5000 年以上的历史。在美国等西方国家，人们把绿松石作为镇妖、避邪的圣物和吉祥、幸福的象征。绿松石是十二月的生辰石。

一、绿松石的基本性质

(一) 矿物组成

绿松石(Turquoise)玉主要组成矿物是绿松石，另外绿松石常与埃洛石、高岭石、石英、云母、褐铁矿、磷铝石等共生，高岭石、石英、褐铁矿等加人的比例将直接影响绿松石的品质。

(二) 化学组成

绿松石为一种含水的铜铝磷酸盐，化学式为 CuAl6(PO4)4(OH)8·5H20。理论成分为 P20534．12％，Al2O336．84％，CuO9．57％，H2O19．47％。自然界产出的绿松石与理论成分有很大差别。晶体中 P043+四面体和 Al、Fe 的八面体配位体通过公用的 O—H 键相结合，而 Cu2+离子则分布于上述混合骨架的空隙中，并被 40H-和 2H2O 所围绕。绿松石的结构及 Cu2+离子决定了它的基本颜色为天蓝色，另含 Fe、Zn 等杂质元素。铁在化学成分中可以替代部分铝，使绿松石呈现绿色，水的含量也影响着蓝色的色调。

(三) 晶系及结晶习性

绿松石属三斜晶系，平行双面晶类，偶见有短柱状单晶，晶体极少见，只有在显微镜下才能见到。通常见到的绿松石多为隐晶质一非晶质集合体。

(四) 结构，构造

绿松石通常呈致密块状、块状、皮壳状等隐晶质集合体。断口为贝壳状一粒状(与孔隙度有关)。绿松石的原石大致可分出结核状、浸染状、细脉状三种。

(五) 光学性质

1．颜色

绿松石具有独特的天蓝色，人们称之为“绿松石色”。绿松石的常见颜色为浅至中等蓝色、绿蓝色至绿色，常伴有白色细纹、斑点、褐黑色网脉(铁线)或暗色矿物杂质。

绿松石的颜色可分为蓝色、绿色、杂色三大类：蓝色包括蔚蓝、蓝，色泽鲜艳；绿色包括深蓝绿、灰蓝绿、绿、浅绿以至黄绿；杂色包括黄色、土黄色、月白色、灰白色。绿松石是一种自色矿物，Cu2+离子的存在决定了其蓝色的基色，而铁的存在将影响其色调的变化。绿松石中 Fe2O3与 Al2O3的含量呈反消长关系，随着 Fe3+离子含量的增加，绿松石则由蔚蓝色变为绿色、黄绿色。绿松石中水含量一般在 15％～20％之间，其间水以结构水、结晶水及吸附水三种状态存在。随着风化程度的加强，绿松石中结晶水、结构水的含量逐渐降低，结晶水、结构水的脱出与铜的流失一样，将导致绿松石结构完善程度的降低，随着 Cu2+和水的逐渐流失，绿松石的颜色将由蔚蓝色变成灰绿色以至灰白色。

2．光泽与透明度

蜡状光泽、油脂光泽，抛光很好的平面可达到玻璃光泽。一些浅灰白色的绿松石具土状光泽。

3．光性特征

非均质集合体。

4．折射率与双折射率

单晶绿松石的三个折射率分别为 ng=1．65、nm=1．62、np=1．61，双折射率为 0．040。在宝石检测中，测得绿松石集合体的折射率在 1．610—1．650 之间，点测法通常为 1．61。双折射率：集合体不可测。在绿松石的检测中应避免绿松石与折射率液长久接触，以防止绿松石被测部分变色。绿松石的折射率值与其品质有着密切的关系。在实验室中详细测定绿松石的折射率可以发现，不同颜色的绿松石折射率值稍有差异。鲜艳的天蓝色绿松石折射率较低，为 1．623—1．630；绿色或略带黄色色调的绿松石折射率值明显增高，为 1．641～1．670，这是由于成品中铁含量增高所致；灰白色绿松石折射率值最低，为 1．617—1．626，这与其结构的部分破坏有关。

5．多色性

无。

6．发光性

在长波紫外线下，绿松石一般无荧光或荧光很弱，呈现一种黄绿色弱荧光。而短波紫外线下绿松石则无荧光。

7．吸收光谱

在强的反射光下，在蓝区 420nm 处有一条不清晰的吸收带，432nm 处有一条可见的吸收带，有时于 460nm 处有一条模糊的吸收带。

(六)力学性质

1．解理

绿松石多为块状集合体、结核状集合体，无解理。

2．硬度

摩氏硬度为 5—6。硬度与品质有一定的关系，高品质的绿松石硬度较高，而灰白色、灰黄色绿松石的硬度较低，最低为 3 左右。

3．密度

绿松石的密度为 2．76(+0．14，-0．36)g/cm3。高品质的绿松石，其密度应在 2．8—2．9g/cm3之间。多孔绿松石的密度有时可降到 2.40。

(七) 放大检查

常见暗色基质，即常有黑色斑点或线状铁质或炭质包裹。绿松石成品在结构、构造上常有一些典型特征。

1)绿松石在绿色、蓝色的基底上常可见一些细小的、不规则的白色纹理和斑块，它们是由高岭石、石英等白色矿物聚集而成的。

2)绿松石中常有褐色、黑褐色的纹理和色斑，宝石界称为铁线，它是由褐铁矿和炭质等杂质聚集而成的。个别样品中可以见到微小蓝色的圆形斑点，这是由沉积作用形成的。

(八) 其他性质

1)绿松石是一种非耐热的玉石，在高温下绿松石会失水、爆裂，变成一些褐色的碎块。在阳光的照射下也会发生干裂和褪色。

2)在盐酸中绿松石可溶解，但速度很慢。

3)绿松石孔隙发育，所以鉴定过程中，绿松石不宜与有色的溶液接触，以防有色溶液将其污染。

二、绿松石的品种

目前珠宝界对于绿松石的品种划分，没有严格的标准。

1．按颜色分类

按照颜色的不同，可以将绿松石分为天蓝色、深蓝色、浅蓝色、蓝绿色、绿色、黄绿色、浅绿色等品种。

2．按结构构造分类

(1)晶体绿松石

一种极为罕见的透明绿松石晶体，粒度很小，琢磨的成品宝石不足 1ct，已知仅产于美国弗吉尼亚州。

(2)致密块状绿松石

一种致密的绿松石集合体，摩氏硬度在 5～6 之间，外表可呈团块状、结核状，外层常有灰褐色、黑褐色、黄褐色包壳，包壳内部可见到颜色鲜艳均匀、质地细腻、无缺陷的高品质绿松石。绿松石断口呈贝壳状，抛光后光泽似瓷器，故俗称“瓷松”。这种绿松石为首饰和玉器加工的主要材料。

(3)块状绿松石

一种受到不同程度风化的绿松石，摩氏硬度低于 5，外表仍呈团块状，外层带有灰白色、灰黄色包壳，其中绿松石的颜色一般为浅灰蓝色、浅蓝绿色等，质地较疏松。断口呈粒状，用指甲能刻划，故俗称“面松”。有的块料可用作玉雕材料。泡松：指比面松还软的绿松石，质地很差，为劣等品，不能用做玉雕材料。这种绿松石常作为优化处理的原料，多经人工着色、注胶或注蜡处理。

(4)浸染状绿松石

一种呈浸染状充填于围岩角砾间的绿松石。绿松石本身常有压碎现象，呈斑状、角砾状。宝石加工中连同围岩一起切磨的情况非常少，但绿松石是个例外。浸染状绿松石常同围岩一起切磨。如当绿松石与细脉状黑色铁质、炭质共生时，又称为铁线绿松石。

(5)脉状绿松石

指呈脉状赋存于围岩破碎带中的绿松石。

三、绿松石与相似玉石及其仿制品的鉴别

1．三水铝石

是一种铝的氢氧化物，与绿松石共生，呈白色、浅绿色，集合体呈结核状、皮壳状。与绿松石极易混淆，仔细观察，其外表特征有以下几点可以与绿松石区别。

(1)颜色

三水铝石是一种比较浅的浅绿色，很难达到天蓝色。

(2)光泽

三水铝石为玻璃光泽，而绿松石则是典型的蜡状光泽及土状光泽。

(3)韧度

三水铝石是脆性的，极易崩落，而绿松石则韧性较大。

(4)硬度

三水铝石硬度极低，摩氏硬度为 2．5～3．5。

(5)密度

密度低于绿松石，为 2．30～2．43g／cm3。较为难鉴定的是一种染色同时被塑料充填后的三水铝石。这种三水铝石可具有绿松石的天蓝色，韧性加大，外表与绿松石更加接近，须准确测定其密度才可将其与绿松石区分开。另外在红外光谱中三水铝石具有与绿松石不同的吸收谱。

2．硅孔雀石

一种含水的铜铝硅酸盐，常为隐晶质集合体，呈钟乳状、皮壳状、土状，绿色、浅蓝绿色，蜡状光泽、土状光泽、玻璃光泽。硅孔雀石也是外表与绿松石极相似的矿物之一，但可从以下几点区别。

(1)颜色

硅孔雀石具有鲜艳的绿色、蓝绿色，加上它亚透明的特点，所以其绿色的感觉比绿松石艳。

(2)折射率

硅孔雀石折射率很低，1．461～1．570，点测法一般在 1．50 左右，而绿松石一般在 1．61左右。

(3)密度和硬度

硅孔雀石密度和硬度均相对较低，密度 2．0～2．4g／cm3，硬度 2～4。

3．染色菱镁矿

菱镁矿是一种碳酸盐矿物，白色或浅黄白色。正常情况下，菱镁矿是不会与绿松石相混的，但市场上经常出现的一种染色菱镁矿串珠及小挂件，在外表上与绿松石相混，这种菱镁矿染色的产品常用黑色沥青等物质充填空隙以仿绿松石的铁线。染色菱镁矿可通过以下几点进行鉴定。

(1)密度和折射率

菱镁矿具有较高的密度(约 3．00～3．12g／cm3)，较低的折射率(点测约 1．60)。

(2)放大检查

可见绿色集中于菱镁矿的颗粒间，在裂隙处颜色变深，不具有白色条纹。有时可见到用黑色沥青充填在裂隙或孔洞中模仿绿松石的褐黑色纹。

(3)其他特征

查尔斯滤色镜下可能呈淡褐色。

4．蓝绿色玻璃

玻璃也可以用来模仿绿松石，但是两者的折射率值明显不同。玻璃具有玻璃光泽、贝壳状断口，内部可能见到气泡和旋涡纹。据资料报道，还有一些矿物及有机宝石，如染色的羟硅硼钙石、蓝铁染骨化石、天蓝石等可与绿松石相混，但只要仔细测定其物理常数或借助于红外光谱可将它们区分开来。

四、吉尔森“合成”绿松石及其鉴别

由吉尔森生产的“合成”绿松石 1972 年面市，它被认为是原材料再生产的产品，而不是真正意义的人工合成晶。市面上有两个品种，一种为较均匀较纯净的材料，另一种加入了杂质成分，外表类似于含围岩、含基质的绿松石材料。这种“合成”绿松石与天然绿松石的鉴别可从以下几方面考虑。

1．颜色

吉尔森“合成”绿松石颜色单一、均匀，而天然绿松石颜色丰富、不均匀，即使是同一块，颜色也会出现不均匀现象。

2．成分

吉尔森“合成”绿松石成分较均一，而天然绿松石杂质较多，如高岭石、埃洛石等粘土矿物，它们常集结成细小的斑块和细脉充填于绿松石间，还可见石英微粒集结的团块、褐铁矿细脉斑块和不均匀的褐铁矿浸染等。

3．结构构造

吉尔森法“合成”绿松石采用了制陶瓷的工艺过程。吉尔森“合成”绿松石结构单一，放大 50 倍时，可见到这种“合成”绿松石浅灰色基质中大量均匀分布的蓝色球形微粒，称“麦片粥 cream—of—wheat”效果。天然绿松石具细粒结构，并常具角砾状、碎斑状构造。

4．折射率

吉尔森绿松石具有较低的折射率为 1．610～1．650，点测法通常为 1．61。

5．密度

吉尔森绿松石的密度与天然绿松石相近，为 2．76(+0．14，-0．36)g／cm3。

6．硬度

摩氏硬度为 5～6。早期的合成材料硬度低，并有破裂的趋势，数月之后，在其表面往往会出现绿蓝色的碎屑物质。

7．吸收光谱

合成材料缺失天然绿松石的吸收光谱。

8．放大检查

浅色基底中可见细小蓝色微粒、蓝色丝状包体及人工加入的黑色网脉。人造铁线纹理分布在表面，仅表现出几条生硬的细脉，一般不会内凹，绝无天然绿松石中千变万化的构图，天然绿松石铁线往往是内凹的。

9．X 射线分析及红外光谱分析

吉尔森“合成”绿松石在作 X 射线分析时，虽可见晶质绿松石的衍射线，但是与天然绿松石的衍射图相比，吉尔森绿松石中可有一种或多种附加晶质相引起的附加衍射线，个别样品中还发现了磷铅矿的衍射线。在红外光谱的鉴定中发现，天然绿松石的吸收光谱与“合成”绿松石的吸收光谱大不相同。天然绿松石结晶良好，每个晶胞内的原子排列非常规则。在红外光谱分析中，由于光线进入晶体引起磷酸盐基仅在几个界线明确的频率内振动，因此，天然绿松石的红外光谱图表现为明显的特征吸收，“合成”绿松石的吸收谱线与天然绿松石有相似之处，但是“合成”绿松石的吸收光谱曲线较宽，带的界线不明显，很难彼此区分开来，这是由于“合成”绿松石内大量杂乱原子排列造成的。在部分吉尔森绿松石的红外光谱中，还存在 1725cm-1的吸收带，认为此吸收是由塑料引起的，因此有人推测部分吉尔森绿松石在其合成过程中或合成之后有过塑料的再处理。

五、再造绿松石及其鉴别

再造绿松石(也称粘结绿松石)是由一些天然绿松石微粒、各种铜盐或者其他金属盐类的蓝色粉末材料，在一定的温度和压力下胶结而成的材料。用这种材料加工而成的绿松石制品与天然绿松石非常相似。可通过以下几方面进行鉴定。

1．结构

再造绿松石外观像瓷器，具有典型的粒状结构。放大检查时，可以看到清晰的颗粒界线

及基质中的深蓝色染料颗粒。

2．酸试验

部分再造绿松石因含有铜的化合物而呈蓝色，铜盐能在盐酸中溶解。因此将一滴盐酸滴于表面(理想的浓度是浓盐酸与水之比是 1：2)很快会使其蓝色变成淡绿蓝色，即使样品本身没有明显变化，而用以擦拭的白色棉球上却显出明显的蓝色。

3．密度

再造绿松石因含粘合剂的量不同而具有不同的密度。据资料报道，美国宝石研究所测试的三种不同类型的此类产品，相对密度分别为 2．75g／cm3、2．58g／cm3、2．06g／cm3。

4．吸收光谱

再造绿松石的红外吸收光谱中具有典型的 1725cm-1的吸收峰。据资料报道，此峰被认为是由塑料粘接剂引起的。

六、绿松石的优化处理及其鉴别

颜色苍白或质地松散的绿松石，一般需要进行人工优化处理，以改变其颜色和外观。人工优化处理方法主要有以下几种。

1．注油

将绿松石浸泡在汽油等液体中，以改变颜色和光泽，但浸泡后的样品极易褪色。此为一传统的处理方法，目前已很少使用。

2．浸蜡(过蜡)

浸蜡是将绿松石在虫蜡或川蜡中煮，传统珠宝界称其为过蜡。浸蜡可加深绿松石的颜色，封住细微的孔隙。鉴别方法是在放大镜下，用烧热的针接近绿松石的表面，蜡受热熔化后会形成小珠渗出表面，即可以看到“出汗”现象。另外，放置时间长后会褪色，尤其是经太阳暴晒或受热后褪色更快。

3．染色

将绿松石浸于无机或有机染料中，将浅色或近白色的绿松石染成所需的颜色。经染色处理的绿松石可以从以下几方面进行鉴定。

1)染色绿松石颜色不自然，国内市场上的染色绿松石常呈深蓝绿色或深绿色，且过于均匀，但在裂隙处，因染料聚集使颜色变深。这种颜色与天然的天蓝色绿松石有着明显的差别，给人以不真实感。

2)染色绿松石颜色深度很浅，一般在 lmm 左右，在样品表面的剥落处和样品背后的坑凹处，有可能露出浅色的核。

3)部分染色绿松石在作氨水试验时可以掉色，沾氨水的棉球上可沾有蓝绿色。

4．注塑

注塑包括无色或有色塑料的注入，有时也添加着色剂。这种优化处理方法是目前最现代化、最成功的方法。通过注塑可以弥补孔洞以提高绿松石的稳定性；减少表面光的散射，使绿松石显示中等蓝色调，以改善外观。注塑处理的绿松石可以通过以下几点进行鉴定。

1)折射率 注塑的绿松石折射率一般会低于 1．61。

2)密度 注塑的绿松石密度较低，一般小于 2．76g／cm3，通常为 2．0～2．48g／cm3。这种低密度与其漂亮的颜色是相互矛盾的，天然产出的高质量绿松石即颜色艳丽的绿松石密度应高于 2．6g／cm3。

3)硬度 注塑的绿松石摩氏硬度较低，一般仅为 3～4，而具有相同外观的天然绿松石摩氏硬度应在 5～6 之间，因此注塑的绿松石更易出现刮痕。

4)放大检查 有时可见气泡。

5)热针试验 注塑会产生塑料熔化的特殊辛辣气味，而且会有烧痕。

6)红外光谱 在红外光谱的检查中，注塑绿松石可以出现一些特殊的由塑料引起的吸收谱线。早期注塑处理的绿松石中可见到 1450cm-1和 1500cm-1间的强吸收，而在较新的注塑处理品种中，则出现 1725cm-1的强吸收带，显示塑料的存在。

5．注硅酸钠(水玻璃)

注硅酸钠可以改变绿松石的稳定性，提高透明度。注硅酸钠绿松石表面光洁，但密度比天然绿松石低，通常为 2．40—2．70g／cm3。

七．绿松石的品质评价与分级

1．绿松石的品质评价

绿松石的品质评价应从以下几方面综合考虑。

(1)颜色

颜色是评价绿松石的重要因素。颜色要纯正、均匀、鲜艳，最好的颜色是天蓝色，其次为深蓝色、蓝绿色、绿色、灰色、黄色(见图 3-2-114)。

(2)结构

高档绿松石要求结构致密，具有较高的密度和硬度，密度约在 2．7g／cm3左右，摩氏硬度在 6 左右。因为密度值直接反映出绿松石受风化的程度，随着风化程度的加深，绿松石相对密度降低，硬度降低，品质也明显降低。密度低于 2．4g／cm3、摩氏硬度低于 4 的绿松石，一般要经稳定化处理才可使用。

(3)纯净度

绿松石内常含粘土矿物和方解石等杂质，这些杂质多呈白色，在玉器行里称为“白脑”或筋。“白脑”发育的绿松石加工时易炸裂，品质明显降低。

(4)特殊花纹(铁线)

当铁线在绿松石中构成优美的图案时，可以提高其品质。

(5)块度

绿松石多呈结核状、块状，一般在 50g 以下，大块者多为 100～4000g，5000g 以上的少见。块度越大越好，同样大小的绿松石要看是否有杂质。在绿松石原石的销售中，对块度有一定的要求，总的原则是颜色品质高的绿松石，块度要求可以低些。如在美国，浅蓝色、浅绿色绿松石的原石块度不小于 10mm，重 7～28g；天蓝色绿松石可以薄些，但重量不应小于 4g。

2．绿松石的品质分级

根据颜色、光泽、结构、块度等因素，可以将绿松石原石品质分为三个等级。

1)一级绿松石 呈标准的天蓝色，且颜色鲜艳、纯正、均匀。光泽强而柔和，半透明至微透明，表面有玻璃感。质地致密、细腻、光洁、坚韧，无铁线、白脑、裂纹及其他缺陷，块度大。但质地特别优良者，即使块度小，亦为一级品。这种级别的绿松石也称“波斯玉”、“波斯级绿松石”。原石利用率高。

2)二级绿松石 呈深蓝色、深绿蓝色，且颜色较鲜艳、纯正、均匀。光泽强，微透明。质地致密、细腻、坚韧，但有少量铁线、白脑及其他缺陷。块度中等。原石的利用率较高。但如果颜色为深蓝色，即使块度大，也为二级晶。

3)三级绿松石 呈绿蓝色、浅蓝色、蓝绿色，甚至黄绿色、蓝白色。颜色较明快，但颜色分布不均匀。光泽较强，质地较致密。铁线明显，不同程度地存在白脑等缺陷。块度大小不等。原石利用率较低。

八．绿松石的产状，产地简介

绿松石矿床的工业类型不复杂，但对绿松石成因看法却并不统一。主要有以下几种看法认为绿松石是一种内生的热液交代产物；认为绿松石是在外生条件下，被次生矿物交代而成的；认为是属于风化壳的产物。多数人认为，绿松石是地表地质作用的产物，应属于淋积成因类型。绿松石常与褐铁矿、高岭石、蛋白石、玉髓等共生。按照围岩类型，绿松石矿床工业类型可分为三类。

1)酸性火山喷出岩型矿床。

2)炭质一碳酸盐一硅质岩型矿床。

3)含钼或多金属矿床氧化和次生硫化物富集带中的矿床。

世界上出产绿松石的主要国家有伊朗、美国、埃及、俄罗斯、中国等。中国的绿松石王要集中于鄂、豫、陕交界处。以鄂西北的郧县、竹山县产的绿松石矿最为著名，其次为陕西的白河、安康，另外在中国的新疆、安徽也有产出。