山东昌乐蓝宝石的主要特征研究

　　摘要： 山东昌乐蓝宝石的原生矿产于方山，位于山东省昌乐县城东南10km，面积约8平方公里，海拔338米，交通十分便利。正是这1800万年前的火山喷发运动，孕育了丰富的蓝宝石矿。本文主要的成果就是对山东昌乐蓝宝石具有颜色、色带，包体、加工定向等特性做了系统而又详细的分析。 　　Abstract： Changle native Sapphire mines in Fangshan is 10Km away from the Southeast of Changle County in Shandong province， with an area of about 8 square kilometers， 338 meters above sea level. The traffic is very convenient. It is formed by paroxysmal eruption 18 million years ago， and formed rich Sapphire deposits. This article makes a systematic and detailed analysis on the features of color， color belt， inclusions， and processing direction of Sapphire from Changle， Shandong. 　　关键词： 矿床特性；宝石学特性；加工特性 　　Key words： characteristics of mineral deposits；gemological characteristics；processing characteristics 　　中图分类号：P619.2 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2013）13-0309-02 　　———————————— 　　作者简介：吴卉菊（1978-），女，安徽枞阳人，助教，研究方向为宝玉石技术。 　　1 山东昌乐蓝宝石的矿床特性 　　山东昌乐蓝宝石矿床类型有原生矿和砂矿两种。砂矿的储量与质量均好于原生矿。 　　1.1 原生矿特征 山东昌乐蓝宝石原生矿主要是由1800万年前的火山喷发时在地表深部高温条件下熔融岩浆结晶而形成蓝宝石结晶体，这些结晶体被冷却后的熔岩包裹在里面，这样就形成了蓝宝石原生矿（图1）。该矿所产宝石特点是晶体颗粒大、晶体完整、颜色纯正、双色性强，纯净度高、裂絮少等。晶体多为六方双锥、六方柱和菱面体及其聚形，粒度多在3-20毫米。这也是昌乐蓝宝石区别于世界其他刚玉宝石主要矿区，如缅甸、斯里兰卡等的主要特点。 　　1.2 砂矿 山东昌乐蓝宝石的砂矿就是经过大自然岁月的侵蚀，裸露的原生矿逐渐的被风化剥离，由岩浆形成的玄武岩被风化为砂砾，包裹在其中的蓝宝石晶体被剥离出来，与玄武岩砂砾混杂在一起，被水流由高处冲向低处，经过洪水的冲刷和搬运，就形成了面积广大的砂矿。该矿体呈现层状，埋藏浅，易开采。矿区距矿源数公里至十余公里，在近原生矿的小溪、小河上游常形成较富矿层。在砂矿中有一些伴生矿物如镁铁尖晶石、锆石、石榴石、辉石、歪长石等。所以昌乐蓝宝石原生矿与砂矿并存，这在世界上也是独一无二的。 　　2 山东昌乐蓝宝石的宝石学特性 　　2.1 化学成分与颜色 蓝宝石的主要化学成分为Al2O3，还含有Fe、Ti、Gr、Ni、Si、Mn、Ca、K、Na、Mg等多种微量元素，致色元素主要是铁的氧化物和钛的氧化物。铁和钛的氧化物含量不同，蓝宝石的颜色深浅不同（如下表1）。山东昌乐蓝宝石的化学成分的特点是高铁贫钛，导致了山东昌乐蓝宝石的总体颜色偏深暗。 　　2.2 晶体形态 山东昌乐蓝宝石的晶体形态大多数沿C轴延长的六方双锥、六方柱和菱面体及其聚形。其次表面溶蚀现象普遍存在，受蚀晶体的晶面、晶棱均产生不同程度的浑圆形，晶面变得光滑闪亮。熔蚀严重的个体其某一侧面或一端被熔掉，受蚀晶面上可能出现一些规则的负性凹坑和正性突起，呈黑色不透明状。 　　2.3 多色性 除无色的蓝宝石外，山东昌乐蓝宝石的多色性非常明显，通常显示为蓝色—蓝绿色。所以对山东昌乐蓝宝石的设计要考虑到多色性，否则会使整个蓝宝石的色调变得不正，显示紫蓝色或绿蓝色，会影响颜色级别。通常情况下山东蓝宝石的正面为蓝色，而侧面观察为绿蓝色。 　　2.4 色带 山东昌乐蓝宝石明显的色带是其中最为重要的一个特点，常发育有平直的六边形、三角形等环状色带，相邻色带的颜色不同或颜色深浅不同，色带的宽窄，疏密也不同。有深蓝—浅蓝相间，蓝—蓝绿相间，蓝—褐相间或蓝—褐—黄绿相间的环带。这种环状色带的成因，往往是由于晶体在生长过程中的变化所致。 　　2.5 包裹体 山东昌乐蓝宝石中大都含有一定数量的固态包裹体。经显微镜观察及电子探针分析，表明有以下几种类型：①透明包裹体：主要有橄榄石、尖晶石、长石、辉石、刚玉及形状不规则的玻璃质包裹体。一半粒径较小，常成群出现或沿蓝宝石中的微裂隙分布。②不透明的黑色包裹体：主要为钛铁矿、褐色或赤红色的铁氧化物，大部分形状不规则，粒径较小。③金红石针状包裹体：主要见于褐色、深蓝色不透明至微透明蓝宝石中，呈现针状、柱状、粒状和不规则形状。这些针状金红石包体在三个或六个方向上定向排列，如将其琢磨成垂直C轴的底面的弧面型宝石时，可以出现星光效应。 　　3 山东昌乐蓝宝石的加工特性 　　3.1 透明蓝宝石与琢型 透明度高的山东昌乐蓝宝石原石应加工成刻面型宝石，如选用圆明亮琢型、椭圆明亮琢型和祖母绿琢型，而在市场上后两种款式最受欢迎，其价值相对较高。而对于小粒透明蓝宝石原石多加工成圆钻琢型，主要用于群镶。其次对于山东昌乐蓝宝石颜色深暗而透明度较差的半透明宝石原石，如果加工成较薄的刻面宝石，如扁薄的橄榄形、菱形、平板形等琢型，在设计时采取减小刻面角度、减少刻面层数及刻面数量的方法，以达到减薄增透的效果。对于不透明的无星光和猫眼效应的蓝宝石，甚至裂纹发育或包裹体较多的原石，只要颜色稍好和快度够大，均可加工成弧面型宝石，但宜选择中低凸面型琢型。 　　3.2 多色性、色带的定向 山东昌乐蓝宝石的多色性较强，为了能充分发掘蓝宝石内最好的色彩，加工时要注意定向设计和把握合理的琢型比例。通常在C轴方向的颜色要好于其他方向，所以沿C轴方向呈比较纯正的蓝色和深蓝色，而垂直于C轴方向为蓝绿色，所以蓝宝石应使台面垂直于C轴方向，以获得其较好的颜色。而对于色带明显的山东昌乐蓝宝石，若台面垂直C轴方向切割，会影响宝石外观，因此应将平行于C轴的方向作为宝石台面。 　　3.3 星光和猫眼的定向 对于半透明至不透明的、具有平行密集排列的针状或丝状或管状的包裹体原石，均应加工成弧面型宝石，这样可以产生星光效应或猫眼效应。在设计时，首先，要准确的定向和定位。如猫眼蓝宝石应使所含包裹体平行于弧面型的底平面，其次还要注意到眼线方向与琢型形态的协调美感，必须要求椭圆的长轴与包裹体相垂直。如星光蓝宝石，应尽可能使弧面型琢型的底平面垂直于蓝宝石晶体的c轴方向，以确保其星光交点出现在弧顶面的中心部位，否则，会使星光偏移，甚至不出现星光效应；其次，为了使星光或猫眼的光带窄明亮，应将顶面的弧度适当增大，即要选择中高凸面型琢型，如果为了保重，还可以加工成双凸面型，其中顶面的弧度较大，底面弧度较小；另外，底面一般不需要抛光，以免光线从底部透过而使光带不清晰。 　　3.4 包裹体的定向 对于有明显瑕疵的蓝宝石，在设计与加工的时应遵循到尽可能在选用的琢型中避除明显的瑕疵；对无法避除的瑕疵，要尽可能留小除大、留色差小除反差大的；不能使裂纹性瑕疵保留在宝石成品内部；对无法避除的非裂纹性瑕疵，应将其设计在宝石成品中的不重要位置，如腰边部位。 　　4 结论 　　①山东昌乐蓝宝石储量丰富，晶形完好，颗粒较大，是我国所产蓝宝石之首；②山东昌乐蓝宝石主要致色元素是铁和钛，而且由于高铁贫钛，导致颜色偏深暗；③山东昌乐蓝宝石含有多类包裹体，对于包裹体的分析可以鉴别天然宝石、合成宝石及优化处理宝石，同时还可以获得宝石产地的重要信息；④山东昌乐蓝宝石由于本身的特性，所以在设计与加工的时候需要考虑到颜色、多色性、包裹体及特殊光学效应与琢型等。 　　参考文献： 　　[1]吕新彪.宝石款式设计与加工工艺.武汉：中国地质大学出版社，1993. 　　[2]钟华邦.山东省的蓝宝石资源[J].宝石和宝石学，2000（4）：6. 　　[3]巫翔，周密.山东褐色蓝宝石的宝石学特征[J].珠宝研究，2001（4）：31～33. 　　[4]张战军.山东蓝宝石及其环带研究[M].2003.