I

摘 要

市場(chǎng)上出現(xiàn)了一種帶藍(lán)針現(xiàn)象的水晶，被稱為“藍(lán)針?biāo)А保钍茉S多珠寶收藏者的喜

愛(ài)。藍(lán)針?biāo)г诎姿Т刂斜容^常見(jiàn)，在強(qiáng)光或陽(yáng)光下藍(lán)針?biāo)?nèi)部能夠出現(xiàn)顏色明顯的

藍(lán)針針狀內(nèi)含物。在藍(lán)針?biāo)?nèi)部能夠看到一根根藍(lán)色針狀物交織在一起，內(nèi)部如同藍(lán)色

羽毛一樣，因此在市場(chǎng)上被人稱為“天使之翼”。藍(lán)針?biāo)?nèi)部也是出現(xiàn)兩組不同方向交叉

排列的藍(lán)針，像金字塔狀。同時(shí)在一定角度藍(lán)針呈現(xiàn)片狀，一些角度呈現(xiàn)針狀，中還出現(xiàn)

了一些細(xì)小粒狀透明礦物晶體包裹體。本文樣品網(wǎng)購(gòu)于東海水晶市場(chǎng)記為 Q-1（1.2cm×

0.7cm×2.2cm），樣品 Q-2（1.5cm×1cm×1.7cm）,都是無(wú)色透明、玻璃光澤的水晶柱。用

常規(guī)寶石學(xué)儀器研究藍(lán)針?biāo)毷瘜W(xué)基本特征密度。利用傅里葉紅外光譜儀，紅外反射法

對(duì)樣品進(jìn)行成分分析，確定樣品的正確性，根據(jù)紅外光譜中的不同基團(tuán)振動(dòng)確定樣品成分。

藍(lán)針?biāo)г诩t外光譜測(cè)試中在出現(xiàn)了 1184cm-1、1114cm-1 吸收峰，在 900-1200cm-1 圍內(nèi)的

Si-O 伸縮振動(dòng)譜帶，這與無(wú)色水晶在 900-1200cm 范圍內(nèi) Si-O 伸縮振動(dòng)譜帶的范圍內(nèi)一致，

符合無(wú)色水晶在紅外反射光譜的特征吸收峰。通過(guò)拉曼光譜儀測(cè)試，藍(lán)針?biāo)Оw的拉曼

圖譜，其特征峰值的位置在 126cm-1、206cm-1、264cm-1、353cm-1、463cm-1、479cm-1、1088cm-1、

1458cm-1。其中藍(lán)針?biāo)У?463cm-1 強(qiáng)且尖銳的拉曼位移與水晶 466cm-1 處強(qiáng)且尖銳的拉曼

位移較一致。對(duì)藍(lán)針?biāo)悠愤M(jìn)行薄片磨制，樣品厚度 0.03mm，樣品不蓋蓋玻片，樣品

Q-1 平行光軸方向切磨、樣品 Q-2 垂直光軸方向切磨。用偏光顯微鏡薄片鑒定，藍(lán)針?biāo)?/p>

包裹體內(nèi)部出現(xiàn)兩組平行排列的交叉包體，有許多極其細(xì)小空洞，這兩組針狀包體是按一

定的規(guī)律生長(zhǎng)的，藍(lán)針?biāo)L(zhǎng)過(guò)程中由于藍(lán)針?biāo)?nèi)部具有超顯微顆粒、氣液包體，在

裂隙與空洞中出現(xiàn)極其細(xì)微的內(nèi)含物，在自然光的透視中出現(xiàn)了瑞利散射現(xiàn)象，因此出現(xiàn)

淡藍(lán)色閃光。在確保制作樣品 Q-1 的靶片中完整保留藍(lán)針?biāo)е衅叫薪z狀包體的情況下，

通過(guò)掃描電鏡測(cè)試，無(wú)論如何調(diào)整儀器對(duì)比度和亮度都無(wú)法在 SEM 里觀察到與包體形狀

相似的礦物。藍(lán)針?biāo)?nèi)部出現(xiàn)許多空洞。對(duì)藍(lán)針?biāo)п槧畎w在掃描電鏡中無(wú)法顯示的

成因進(jìn)行推測(cè)：(1)藍(lán)針?biāo)?nèi)部出現(xiàn)超顯微礦物包體，且包體成分與石英一致，不同的折

射率對(duì)晶體對(duì)光產(chǎn)生散射現(xiàn)象。（2）藍(lán)針?biāo)悠穬?nèi)部由于水晶生長(zhǎng)的習(xí)性，在生長(zhǎng)過(guò)程

中出現(xiàn)一些晶格缺陷，晶體內(nèi)部形成一系列有規(guī)律的空洞，裂隙，生長(zhǎng)過(guò)程中氣液包體包

裹在這些裂隙空洞中，導(dǎo)致出現(xiàn)藍(lán)針現(xiàn)象。

關(guān)鍵詞：藍(lán)針?biāo)А⒓t外光譜、拉曼光譜、礦物學(xué)特征

II

Abstract

A crystal with a blue needle phenomenon has appeared on the market, known as "blue

needle crystal", which is loved by many jewelry collectors. Blue needle crystals are more

common in white crystal clusters, and blue needle-like inclusions with obvious colors can appear

inside blue needle crystals in bright light or sunlight. Inside the blue needle crystal, you can see a

series of blue needles intertwined, and the inside is like a blue feather, so it is called "angel

wings" in the market. Inside the blue needle crystal, there are also two sets of blue needles that

are crossed in different directions, like a pyramid. At the same time, at a certain angle, the blue

needle appears flaky, some angles are needle-like, and some small particle-like transparent

mineral crystal inclusions appear. The samples in this article are recorded as Q-1

(1.2cm×0.7cm×2.2cm) and Q-2 (1.5cm×1cm×1.7cm) in the East China Sea Crystal Market, all

of which are colorless, transparent, glassy crystal columns. Study the basic characteristic density

of blue needle crystal gemology with conventional gemological instruments. Using Fourier

infrared spectrometer, infrared reflection method to analyze the composition of the sample,

determine the correctness of the sample, and determine the sample composition according to the

vibration of different groups in the infrared spectrum. In the infrared spectroscopy test, the blue

needle crystal appeared in the absorption peak of 1184cm-1

and 1114cm-1

, and the Si-O

telescopic vibration band within the circumference of 900-1200cm-1 was consistent with the

range of the colorless crystal in the range of Si-O telescopic vibration band in the range of

900-1200cm, which was consistent with the characteristic absorption peak of colorless crystal in

the infrared reflection spectrum. By Raman spectroscopy test, the Raman profile of the blue

needle crystal inclusion has the characteristic peak positions of 126cm-1

, 206cm-1

, 264cm-1

,

353cm-1

, 463cm-1

, 479cm-1

, 1088cm-1

, 1458cm-1. Among them, the strong and sharp Raman

displacement of the blue needle crystal 463cm-1

is more consistent with the strong and sharp

Raman displacement at the crystal 466cm-1. The blue needle crystal sample was thinly ground,

the sample thickness was 0.03mm, the sample was not covered with coverslips, the sample Q-1

was cut in the direction of the parallel optical axis, and the sample was cut in the direction of the

vertical optical axis of the sample Q-2. With polarized microscope sheet identification, blue

needle crystal inclusions appear inside the two sets of parallel arrangement of cross inclusions,

there are many extremely fine holes, these two groups of needle-like inclusions are grown

according to a certain law, blue needle crystal growth process due to the blue needle crystal

inside the ultra-microscopic particles, gas-liquid inclusions, in the fissure and cavity appears

extremely fine inclusions, in the perspective of natural light appears Rayleigh scattering

Abstract

III

phenomenon, so the appearance of light blue flash. In the case of ensuring that the parallel

filamentous inclusions in the blue needle crystal are completely retained in the target of the

sample Q-1, the minerals similar to the shape of the inclusions cannot be observed in the SEM by

scanning electron microscopy tests, and no matter how the contrast and brightness of the

instrument are adjusted, the minerals similar to the shape of the inclusions cannot be observed in

the SEM. Many holes appear inside the blue needle crystal. The causes of the blue needle crystal

needle inclusion that cannot be displayed in scanning electron microscopy are speculated: (1)

The ultra-micro mineral inclusion appears inside the blue needle crystal, and the composition of

the inclusion is consistent with the quartz, and different refractive indexes scatter the crystal to

the light. (2) Due to the habit of crystal growth inside the blue needle crystal sample, some lattice

defects occur during the growth process, and a series of regular cavities and fissures are formed

inside the crystal, and the gas-liquid inclusions are wrapped in these fissure cavities during the

growth process, resulting in the occurrence of blue needle phenomenon.

Key words: blue needle crystal, infrared spectroscopy, Raman spectroscopy, mineralogical

characteristics

IV

目 錄

摘 要...............................................................................................................................................I

Abstract..........................................................................................................................................II

第一章 緒論.................................................................................................................................... 1

1.1 選題背景及意義................................................................................................................ 1

1.1.1 選題背景................................................................................................................. 1

1.1.2 選題意義................................................................................................................. 2

1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及理論基礎(chǔ)............................................................................................ 2

1.2.1 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀..................................................................................................... 3

1.2.2 研究理論基礎(chǔ)................................................................................................................. 3

1.3.水晶的包裹體及特殊的光學(xué)效應(yīng).................................................................................... 4

1.3.1 水晶的包裹體......................................................................................................... 4

1.3.2 水晶的特殊光學(xué)效應(yīng)............................................................................................. 6

1.4 研究?jī)?nèi)容及方法................................................................................................................ 7

1.4.1 研究?jī)?nèi)容................................................................................................................. 7

1.4.2 研究方法................................................................................................................. 7

1.4.3 技術(shù)路線圖............................................................................................................. 8

1.4.4 論文工作量............................................................................................................. 8

第二章 藍(lán)針?biāo)У膶毷瘜W(xué)特征 ................................................................................................... 9

2.1 樣品的基本形狀................................................................................................................ 9

2.1.1 光學(xué)性質(zhì)............................................................................................................... 10

2.1.2 力學(xué)性質(zhì)............................................................................................................... 10

2.1.3 其他性質(zhì)............................................................................................................... 11

2.2 寶石顯微放大觀察.......................................................................................................... 11

第三章 藍(lán)針?biāo)У募t外光譜特征 ............................................................................................. 13

3.1 實(shí)驗(yàn)條件.......................................................................................................................... 13

3.2 樣品準(zhǔn)備.......................................................................................................................... 13

3.3 反射法測(cè)試結(jié)果和分析.................................................................................................. 13

3.4 反射法測(cè)試結(jié)果和分析.................................................................................................. 14

第四章 藍(lán)針?biāo)У募す饫庾V分析 ................................................................................... 15

4.1 激光拉曼光譜儀在寶石學(xué)中的應(yīng)用.............................................................................. 15

4.2 實(shí)驗(yàn)條件.......................................................................................................................... 15

4.3 樣品準(zhǔn)備.......................................................................................................................... 15

4.4 測(cè)試結(jié)果及分析.............................................................................................................. 15

第五章 偏光顯微鏡實(shí)驗(yàn).............................................................................................................. 17

V

5.1 樣品準(zhǔn)備.......................................................................................................................... 17

5.2 偏光顯微放大鏡下圖片................................................................................................. 17

第六章 掃描電鏡背散射圖像實(shí)驗(yàn) ............................................................................................. 20

6.1 實(shí)驗(yàn)條件.......................................................................................................................... 20

6.2 實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備.......................................................................................................................... 20

6.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果.......................................................................................................................... 20

結(jié) 論............................................................................................................................................ 21

參考文獻(xiàn)........................................................................................................................................ 22

致 謝............................................................................................................................................ 23

第一章 緒論

1

第一章 緒論

1.1 選題背景及意義

1.1.1 選題背景

石英是由二氧化硅組成的礦物，顏色半透明，質(zhì)地堅(jiān)硬，物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)都相當(dāng)

穩(wěn)定，是造巖礦物中的主要成分。石英晶體主要有幾種類型，如單晶、顯晶、顯晶質(zhì)、隱

晶等等，這些晶體類型的不同主要是在形成過(guò)程之中所受條件不同所導(dǎo)致的。而在溫度不

一致的時(shí)候，石英也會(huì)有不一樣的形態(tài)呈現(xiàn)，如溫度在 573 攝氏度以上，其就是 β 態(tài)石英、

而如果問(wèn)題低于這一溫度則呈現(xiàn) α 態(tài)石英，我們熟知的水晶就是 α 態(tài)下質(zhì)地透明、結(jié)晶狀

態(tài)比較好的低溫 α 態(tài)石英。

在我國(guó)水晶的用途非常廣泛，也有一定的歷史，在很多文化故事、傳記、典籍之中都

有對(duì)石英、水晶等的記載。如宋應(yīng)星在《天工開(kāi)物》這本著作之中就對(duì)水晶進(jìn)行了記載，

介紹了水晶的性質(zhì)、以及其用途；而清代顧祖禹在《讀史方輿紀(jì)要》這本著作之中對(duì)當(dāng)時(shí)

水晶的開(kāi)采、礦藏、以及運(yùn)輸?shù)榷加邢喈?dāng)篇幅的介紹。而國(guó)外針對(duì)水晶的開(kāi)采以及其應(yīng)用

也有較為悠久的歷史，如 5500 年前古印度、埃及等就已經(jīng)廣泛在飾品、裝飾、建筑之中應(yīng)

用水晶，，因?yàn)槭且环N具有很高工業(yè)價(jià)值的寶石。由于水晶礦床分布較為廣泛，在中國(guó)有

25 個(gè)以上的省、區(qū)均產(chǎn)出了水晶；在國(guó)外，像巴西、緬甸、阿富汗、俄羅斯、馬達(dá)加斯加

等國(guó)家，均勻產(chǎn)出水晶。但用于隨著水晶礦藏的不斷被發(fā)現(xiàn)，其供應(yīng)量開(kāi)始不斷增加，并

最終也導(dǎo)致水晶的價(jià)格不斷降低，這種寶石也從最早的高檔寶石、被列為了低檔寶石。自

2010 年以來(lái)，我國(guó)市場(chǎng)上水晶的需求量開(kāi)始不斷增加，尤其是江蘇東?？h的水晶市場(chǎng)發(fā)展

非常迅速，水晶市場(chǎng)也開(kāi)始逐步發(fā)展起來(lái)，雖然現(xiàn)在水晶的總體檔次仍然不高，但在觀賞

類、擺件、飾品上，水晶已經(jīng)開(kāi)始受到人們的青睞。

市場(chǎng)上出現(xiàn)了一種帶藍(lán)針現(xiàn)象的水晶，被稱為“藍(lán)針?biāo)А?，深受許多珠寶收藏者的喜

愛(ài)。藍(lán)針?biāo)г诎姿Т刂斜容^常見(jiàn)，在強(qiáng)光或陽(yáng)光下藍(lán)針?biāo)?nèi)部能夠出現(xiàn)顏色明顯的

藍(lán)針針狀內(nèi)含物。在藍(lán)針?biāo)?nèi)部能夠看到一根根藍(lán)色針狀物交織在一起，內(nèi)部如同藍(lán)色

羽毛一樣，因此在市場(chǎng)上被人稱為“天使之翼”。因?yàn)樵谔烊凰L(zhǎng)的情況下，在極少的

情況下才會(huì)出現(xiàn)藍(lán)針?biāo)?，產(chǎn)量十分稀少。藍(lán)針?biāo)ё鳛橐环N獨(dú)特的水晶在 2000 年以后才

逐漸在世人面前揭開(kāi)神秘的面紗。

1.1.2 選題意義

隨著社會(huì)的發(fā)展，人們生活水平、以及可支配收入的不斷提高，人們對(duì)于寶石等的消

費(fèi)能力也在不斷提升。而且由于寶石具有的稀有、美感、耐久等特點(diǎn)，也進(jìn)一步提升了其

市場(chǎng)份額。從水晶這種低端寶石的角度來(lái)看，水晶有晶體以及非晶體、其顏色有紫色、藍(lán)

色、白色等等多種顏色，同時(shí)也有還可能有包裹體點(diǎn)綴，這些都使得水晶的外形千差萬(wàn)別，

廣州城市理工學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）

2

并形成了水晶的不同種類。國(guó)內(nèi)外水晶的市場(chǎng)發(fā)展都有非常久遠(yuǎn)的歷史，但用于隨著水晶

礦藏的不斷被發(fā)現(xiàn)，其供應(yīng)量開(kāi)始不斷增加，并最終也導(dǎo)致水晶的價(jià)格不斷降低，這種寶

石也從最早的高檔寶石、被列為了低檔寶石。雖然現(xiàn)在一些水晶的工藝品檔次也不高，但

總體上來(lái)看，觀賞類的水晶仍然深受廣大珠寶消費(fèi)者的喜愛(ài)。

我們之所以可以見(jiàn)到不同成因，不同來(lái)源的特殊光學(xué)效應(yīng)的寶石，是由于寶石中產(chǎn)生

的特殊光學(xué)效應(yīng)條件較為廣泛的。筆者通過(guò)查閱文獻(xiàn)，在學(xué)習(xí)前人研究成果的基礎(chǔ)上，根

據(jù)特殊光學(xué)效應(yīng)的形成機(jī)理以及所具備條件，對(duì)藍(lán)針?biāo)нM(jìn)行外部特征、內(nèi)部特征、包裹

體特征、以及成分分析，分析藍(lán)針?biāo)У膶毷V物學(xué)特征，探討藍(lán)針?biāo)е小八{(lán)針現(xiàn)象”

的成因。對(duì)藍(lán)針?biāo)нM(jìn)行寶石礦物學(xué)研究，有利于對(duì)水晶的特殊光學(xué)效應(yīng)進(jìn)行研究，對(duì)寶

石晶體內(nèi)光的散射、折射現(xiàn)象進(jìn)行研究分析。

1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及理論基礎(chǔ)

1.2.1 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀

根據(jù)收集到的資料文獻(xiàn)，國(guó)內(nèi)外許多學(xué)者對(duì)水晶的寶石礦物學(xué)特征、包裹體進(jìn)行詳細(xì)

的研究。國(guó)內(nèi)的范筠在 2014 年通過(guò)激光拉曼技術(shù)測(cè)試水晶，在水晶內(nèi)部測(cè)試包裹體的成分，

并且獲得激光拉曼圖譜。檢測(cè)出來(lái)是礦物成為有金紅石、赤鐵礦、天藍(lán)石、藍(lán)線石、綠泥

石等包裹體圖譜。丘志力《寶石中的包裹體—寶石鑒定的關(guān)鍵》一書(shū)中對(duì)包體進(jìn)行了界定。

陳鐘慧《珠寶首飾英漢-漢英詞典》把包體分為廣義包裹體和狹義包裹體兩個(gè)不同的概念。

在礦物學(xué)上，我們提出了一個(gè)狹義的包裹體，它和礦物學(xué)上的包裹體有很大的不同。陳鐘

慧將狹義包裹體定義為是指一種由一種或多種相構(gòu)成的礦物在成長(zhǎng)中所構(gòu)成的一種封閉體

系，它與主晶礦物的邊界一致。狹義的包裹體其原料來(lái)源為與主晶礦物不相關(guān)的外源物質(zhì)，

與主晶礦物有成因關(guān)系（成巖、成礦條件）的物質(zhì)。本論文的重點(diǎn)是這類包體的研究。廣

義的包裹體是指寶石材料內(nèi)部的各種內(nèi)部特征、各種生長(zhǎng)現(xiàn)象、各種物質(zhì)，例如：色帶、

裂隙、解理、斷口、生長(zhǎng)帶和雙晶等，甚至是包含在寶石材料中的固體、液體和氣體的包

裹體。國(guó)內(nèi)外寶石研究工作者對(duì)具有特殊光學(xué)作用的寶石樣品進(jìn)行了研究，并對(duì)其產(chǎn)生各

種光學(xué)作用的原因和形成條件進(jìn)行了探討。寶石的包裹體除了讓寶石外觀不同，還會(huì)引起

許多特殊的光學(xué)現(xiàn)象，許多寶石的某些特殊的光學(xué)現(xiàn)象，是由某些寶石的特殊結(jié)構(gòu)和包裹

體所引起的如貓眼效應(yīng)、變色效應(yīng)、發(fā)光效應(yīng)、星光效應(yīng)等等，都是由寶石包裹體產(chǎn)生的。

寶石的特殊結(jié)構(gòu)會(huì)干擾光線和衍射，從而使顏色發(fā)生變化，顏色會(huì)隨光線和光線的變化而

變化，這就是變彩效應(yīng)。月光效應(yīng)是因?yàn)殚L(zhǎng)石中含有兩種長(zhǎng)石薄層，其中含有鈉長(zhǎng)石和長(zhǎng)

石，它們相互交錯(cuò)，產(chǎn)生了層狀結(jié)構(gòu)對(duì)光線的干擾和內(nèi)部反射，從而產(chǎn)生了流動(dòng)的藍(lán)光。

因?yàn)樵谒膬?nèi)部，存在著大量規(guī)則的圓形硅石，這些硅石會(huì)引起空間的三維衍射，從而形

成七彩光斑，隨著它們的運(yùn)動(dòng)而旋轉(zhuǎn)，這就是歐泊的變彩效應(yīng)。錯(cuò)誤!未找到引用源。在一些寶石玉

的弧面形曲線切割過(guò)程中，寶石的表面會(huì)產(chǎn)生兩條或更多的交叉亮線，這種情況稱為“星

第一章 緒論

3

光效應(yīng)”。這是因?yàn)樵趯毷写嬖趦蓚€(gè)或更多個(gè)方向上的包體，而這些包體是在特殊方向上

有規(guī)律的定向排列經(jīng)過(guò)反射而形成的發(fā)光條帶。在平行光的照射下，弧面形珠寶玉石內(nèi)部

會(huì)出現(xiàn)一組密集且平行排列著的管狀、針狀包體，或者是光對(duì)定向排列的結(jié)構(gòu)所產(chǎn)生的折

射和反射進(jìn)而形成的隨寶石轉(zhuǎn)動(dòng)而變化寬窄的現(xiàn)象，這就是貓眼現(xiàn)象。變色效應(yīng)是寶石內(nèi)

部隨著入射光譜能量分布或入射光波長(zhǎng)的改變而改變的現(xiàn)象。這是因?yàn)橐恍┚邆湟欢ǖ臈l

件的寶石，對(duì)光的選擇和吸收這方面的程度和方法的不同，進(jìn)而選擇在不同的光下產(chǎn)生不

同的色彩現(xiàn)象，這就是變色效應(yīng)。

因?yàn)樗г诮Y(jié)晶時(shí)內(nèi)部經(jīng)常會(huì)含有雙晶紋，包裹體，晶體缺陷等，所以形成光的反射、

折射、干涉、衍射等現(xiàn)象，進(jìn)而使水晶在光下出現(xiàn)一些特殊光學(xué)效應(yīng)。水晶也會(huì)產(chǎn)生特殊

的光學(xué)效應(yīng)，如虎眼石、石英貓眼中產(chǎn)生的貓眼效應(yīng)，彩虹水晶中出現(xiàn)的暈彩效應(yīng)，草莓

晶、金砂石中出現(xiàn)的砂金效應(yīng)，星光粉晶中產(chǎn)生的星光效應(yīng)。由于藍(lán)針?biāo)г陉?yáng)光或者強(qiáng)

光下，能夠出現(xiàn)藍(lán)色針狀或?qū)訝畹南裼鹈乃{(lán)色光芒，這是一種特殊的光學(xué)現(xiàn)象。國(guó)內(nèi)外

的目前對(duì)于藍(lán)針?biāo)е小八{(lán)針現(xiàn)象”的原因還沒(méi)有進(jìn)行過(guò)深入的研究。藍(lán)針?biāo)е小八{(lán)針

現(xiàn)象”的成因，目前沒(méi)有準(zhǔn)確的說(shuō)法。

1.2.2 研究理論基礎(chǔ)

其實(shí)在晶體的生長(zhǎng)過(guò)程之中不一定是一直平衡的，同時(shí)如果狀態(tài)非常理想則是難以形

成包裹體的。一方面是平衡的破壞、而另一方面是不斷的趨于平衡，這一過(guò)程就是對(duì)晶體

生長(zhǎng)過(guò)程的總體概括。晶體的生長(zhǎng)條件是一系列階段之中不同條件互相影響、互相變化最

終形成的一種極易變化的平衡狀態(tài)。如包裹體的形成一般需要有裂紋、原生包裹體、或者

晶體之間的錯(cuò)位界限等等，這些都能夠提供包裹體形成的環(huán)境。但包裹體的形成仍然是一

個(gè)比較復(fù)雜的過(guò)程，在晶體生長(zhǎng)之中需要特定的溫度、環(huán)境、其它晶體的共同作用等等。

總體來(lái)說(shuō)水晶的包裹體的形成主要有兩方面的特定要求，一個(gè)是晶體生長(zhǎng)之中的物理化學(xué)

環(huán)境，如溫度、壓力、特定的化學(xué)物質(zhì)、催化劑等等；二是包裹體的形成需要晶體的不同

晶面上的溶液濃度、或者生長(zhǎng)的速度之間存在差異，形成不平衡的狀態(tài)。只有達(dá)到上述兩

個(gè)要求，才能夠?yàn)榘w的形成提供必要的基礎(chǔ)。

光在晶體中傳播時(shí)，產(chǎn)生的色散現(xiàn)象因?yàn)槲诲e(cuò)附件的原子排列位錯(cuò)，進(jìn)而導(dǎo)致錯(cuò)線周

圍的折射率發(fā)生變化。瑞利散射是一種很常見(jiàn)光學(xué)現(xiàn)象，是以英國(guó)物理學(xué)家瑞利伯爵命名

的。散射中心遠(yuǎn)小于光的波長(zhǎng)，這就是光的線性散射，這也是它所具備。在這種情況下，

散射光振幅正比于入射光振幅、波長(zhǎng)倒數(shù)的四次方和 1+cos2θ，其中θ是散射角。前向和

后向散射（分別為θ=0 和θ=π）通常相等。當(dāng)散射中心大到一定數(shù)值時(shí)，由 Mie 散射理

論描述可以描述。此散射特性相對(duì)瑞利散射來(lái)說(shuō)具有不同的地方例如，前向散射的波長(zhǎng)與

其不同，且前向散射的振幅更大。瑞利散射中心可以是單個(gè)原子或分子。微觀密度的漲落

引起的空氣中的瑞利散射，但圍觀密度的漲落是由于空氣中分子的隨機(jī)分布。正如天空為

廣州城市理工學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）

4

什么是蔚藍(lán)色的，這可以用瑞利散射來(lái)解釋。當(dāng)白天太陽(yáng)正頂在頭上的時(shí)候，此時(shí)太陽(yáng)光

穿過(guò)大氣層，與其空氣分子發(fā)生瑞利散射，是由于藍(lán)光的波長(zhǎng)比紅光短；若當(dāng)太陽(yáng)光與空

氣分子發(fā)生的瑞利散射更為強(qiáng)烈時(shí)，被散射的藍(lán)光就會(huì)曾多，進(jìn)而形成我們所看到的蔚藍(lán)

色的天空，而我們看到的白色太陽(yáng)周圍為啥色，也正是因?yàn)槲覀兛吹降墓?，更多是直射?lái)

的光，并非散射，所以白色日光基本改變了波長(zhǎng)較長(zhǎng)的紅黃色光與藍(lán)綠色光的混合。因?yàn)?/p>

人眼對(duì)不同顏色的敏感度不同，以黃綠色的敏感度最高，網(wǎng)兩邊呈梯形分布，因此人眼對(duì)

藍(lán)色的敏感度大于自殺，即使散射的可見(jiàn)光波長(zhǎng)中紫光能量最高，人眼看起來(lái)仍然是藍(lán)色。

1.3.水晶的包裹體及特殊的光學(xué)效應(yīng)

1.3.1 水晶的包裹體

水晶的內(nèi)部可能存在各種不同類型的包裹體，而包裹體的種類繁多，對(duì)其的分類主要

是結(jié)合物理狀態(tài)、包裹體形成的原因、以及形成的具體形態(tài)等來(lái)展開(kāi)分類的，具體如下[1]：

（一）按照包裹體物理狀態(tài)分類

水晶的包裹體一般在常溫狀態(tài)下有四個(gè)不同的類型，具體如下：

固態(tài)包裹體：這種形態(tài)是指在水晶的內(nèi)部有固態(tài)狀態(tài)的包裹體，如其它礦物、熔融后

冷卻系統(tǒng)形成的其它物質(zhì)、或者其它固態(tài)混合物等。

氣態(tài)包裹體：這或者能夠形態(tài)是指在水晶的內(nèi)部存在空洞，同時(shí)其氣體含量的體積要

超過(guò)整塊水晶體積的一半以上，這種形態(tài)就被成為氣態(tài)包裹體。雖然在固態(tài)包裹體之中也

有氣體，但區(qū)分氣態(tài)包裹體與固態(tài)的主要特點(diǎn)就是看氣體的體積含量，要超過(guò)水晶體積的

一半以上就被稱為固態(tài)。

液態(tài)包裹體：所謂液態(tài)包裹體，是指水晶內(nèi)部包過(guò)的液態(tài)物質(zhì)超過(guò)總體積的 50%以上，

與氣態(tài)包裹體的區(qū)分方式相同，主要還是看液態(tài)物質(zhì)的體系、以及氣態(tài)、固態(tài)物質(zhì)的體系，

而并非其包裹體內(nèi)僅含有液態(tài)物質(zhì)。

結(jié)構(gòu)缺陷包裹體：這種結(jié)構(gòu)是指水晶的內(nèi)部雖然沒(méi)有液體或者其它的固體、氣體物質(zhì)，

可能由于結(jié)構(gòu)缺陷在生長(zhǎng)之中結(jié)構(gòu)就被保存下來(lái)，形成了形狀特意的結(jié)合體，但其內(nèi)部可

能并未發(fā)育完全。

（二）按照包裹體的成因分類

按包裹體的成因主要分為先成包裹體、同生包裹體、次生包裹體等，具體如下：

（1）先成包裹體（pre-existing inclusions）：

先成包裹體是指在水晶晶體最早形成之前，就在結(jié)晶的過(guò)程之中被捕獲了，其主要特

點(diǎn)是這一包裹體在水晶還未形成、或者正在形成的過(guò)程之中就被嵌入到了水晶晶體之中，

也成為了水晶的一部分，同時(shí)還需要在后期的水晶生長(zhǎng)過(guò)程之中一直未被破壞，才會(huì)形成

這種先成性的包裹體。一般而言，對(duì)于先成性的這類包裹體來(lái)說(shuō)很可能在最終的成體內(nèi)會(huì)

看到氧化、熔融、或者其它附著物等情況。水晶之中比較常見(jiàn)的先成包裹體包括各類礦石，

第一章 緒論

5

如金紅石、電氣石、換鐵礦等，也偶見(jiàn)其它礦物組合。水晶是否形成先成性的包裹體，主

要還跟當(dāng)?shù)氐奈锢?、化學(xué)環(huán)境有關(guān)，只有壓力合適、溶液條件合適、礦物質(zhì)基礎(chǔ)合適，才

有可能形成這種先天性包裹體。

（2）同生包裹體（con-temporary inclusions）：

同生包裹體主要是指與水晶形成的時(shí)間相同，并在這一過(guò)程之中形成了包裹體。形成

這一類型包裹體的主要原因是可能在晶體生長(zhǎng)過(guò)程之中存在生長(zhǎng)不平衡的狀態(tài)，可能形成

了類似缺口、碗狀等結(jié)構(gòu)，在生長(zhǎng)之中捕獲了其它液體、氣體、或者固體，最終在凝結(jié)后

形成包裹體。結(jié)合國(guó)內(nèi)外專家學(xué)者的研究可以發(fā)現(xiàn)，水晶中同生包裹體一般有以下幾個(gè)方

面的原因：第一是晶體生長(zhǎng)的不平衡，在生長(zhǎng)之中形成了可以捕獲固、液、氣外來(lái)物質(zhì)的

結(jié)構(gòu)，并最終形成包裹體；第二是晶體生長(zhǎng)所處的溶液環(huán)境處于不斷變化之中，在某一時(shí)

間段內(nèi)其濃度降低、在某一時(shí)段內(nèi)其濃度升高，借助這種變化最終導(dǎo)致晶體內(nèi)外的物質(zhì)濃

度、或者物質(zhì)組成形成差異，也可能導(dǎo)致晶體生長(zhǎng)的停滯，而當(dāng)條件恢復(fù)后再次生長(zhǎng)，在

其內(nèi)部就形成了包裹體；第三是溫度的變化導(dǎo)致晶體并不完美，有一些缺陷，而在后續(xù)的

高溫高壓下，可能導(dǎo)致晶體發(fā)生運(yùn)動(dòng)、造成缺陷，并最終在缺陷處包裹固體、或者液體等，

而后在后續(xù)生長(zhǎng)中形成包裹體。

（3）次生包裹體（post-temporary inclusions）：

這種類型是指在結(jié)晶形成以后，由于地質(zhì)環(huán)境的改變，結(jié)晶周圍的物質(zhì)會(huì)通過(guò)結(jié)晶結(jié)

晶之間的間隙進(jìn)入結(jié)晶內(nèi)部，從而形成包體。這種包體的形成，主要是由于后期的結(jié)晶破

壞，裂縫中的裂縫被填滿。晶體的主要次級(jí)包合物是由膠花晶體裂縫面上的填充物和中鐵、

錳氧化物組成的偽化石晶體。結(jié)晶中次生包體是由后期溶液或熔體延裂隙填充引起的。

（三）形態(tài)特征分類

一般人們把內(nèi)含針狀、纖維狀、發(fā)狀等這類發(fā)散型、纖細(xì)形態(tài)的包裹體水晶命名為發(fā)

晶，而把較粗的鬢毛類型的包裹體水晶命名為鬃晶。還有一類水晶，如其內(nèi)部有泥裝、顆

粒狀、或者是鱗片形式的包裹體統(tǒng)一命名為幽靈水晶。也有以水果命名的，如草莓水晶等。

但也有從顏色角度來(lái)對(duì)水晶進(jìn)行分類的，如比較常見(jiàn)的白水晶、金發(fā)晶、綠發(fā)晶、紫發(fā)晶

等等。

黑發(fā)晶的內(nèi)部包裹體一般為電氣石，而紫發(fā)晶和草莓水晶其內(nèi)部的包裹體一般可能為

赤鐵礦、針鐵礦等鐵礦物質(zhì)；而綠發(fā)晶呈現(xiàn)綠色主要是因?yàn)閮?nèi)內(nèi)部包裹體的成分可能有透

閃石或者是綠簾石；藍(lán)發(fā)晶之所以為藍(lán)色，是因?yàn)閮?nèi)部包裹體主要以藍(lán)線石為主。綠幽靈

內(nèi)含包裹體的主要成分可以為綠泥石。紅幽靈和黃幽靈內(nèi)含包裹體的主要成分可以為鐵的

氧化物和氫氧化物。白幽靈中包裹體的主要成分可以為黏土礦物。[2]除了以上幾種包裹體

會(huì)導(dǎo)致水晶形成不同的顏色、形態(tài)之外，還有一些水晶如果包過(guò)黃鐵礦、石榴石、黑云母

等會(huì)呈現(xiàn)不同的顏色，這些都與礦物本身的顏色屬性、或者水晶晶體在先天或者后天形成

包裹體的過(guò)程有關(guān)，也與所在的物理化學(xué)環(huán)境有關(guān)。

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水晶的包裹體豐富多彩，包括了氣體、液體、固態(tài)包裹體等均包含在水晶內(nèi)部。水晶

的包裹體擁有獨(dú)特的藝術(shù)價(jià)值，深受許多珠寶收藏者的喜愛(ài)[2]。發(fā)晶是水晶內(nèi)部含有許多

細(xì)小，纖維狀定向排列的固態(tài)包裹體，在水晶內(nèi)部形成發(fā)絲狀。發(fā)晶包裹體的成分有金紅

石、電氣石、角閃石、陽(yáng)氣石、綠簾石、自然金等固體包體。兔毛水晶內(nèi)部有無(wú)數(shù)“兔毛”

般發(fā)狀礦物集合體，白色兔毛水晶分布著微細(xì)發(fā)狀透閃石包裹體，紅色兔毛水晶分布網(wǎng)狀

金紅石包裹體。

鬃晶內(nèi)部具有針狀、纖維狀包裹體，并且包裹體礦物較大肉眼清晰可見(jiàn)，由于內(nèi)部包

裹體粗如鬃毛，因此得名。草莓水晶由于外觀像草莓的色彩，內(nèi)部含有紅色片狀的赤鐵礦

晶體，同草莓上的果籽。幽靈水晶是水晶在生長(zhǎng)的過(guò)程中包含了許多不同顏色的火山泥礦

物質(zhì)，像泥狀、粒狀、小鱗片狀包裹體。綠幽靈水晶內(nèi)部包裹體成份為綠泥石：紅幽靈水

晶內(nèi)部包裹體成分為赤鐵礦以及針鐵礦包體等。

1.3.2 水晶的特殊光學(xué)效應(yīng)

（1）按顏色分類的水晶

純凈的水晶是無(wú)色透明的二氧化硅晶體，由于在生長(zhǎng)過(guò)程中有一些如鐵、錳、鎂、鋁、

鈦等微量元素的加入，水晶可以出現(xiàn)紫、粉、黃、褐、灰等顏色。按照水晶的顏色不同可

以分為水晶、紫晶、黃晶、芙蓉石、煙晶、雙色水晶、綠水晶等。

紫晶的成分中含有微量的 Fe3+離子在經(jīng)過(guò)輻照作用下，F(xiàn)e3+離子中成對(duì)的電子受到激

發(fā)產(chǎn)生了空穴色心對(duì)可見(jiàn)光 550nm 處出現(xiàn)了吸收，因此使水晶出現(xiàn)了紫色。紫晶的顏色是

水晶中最高貴的顏色，從淺紫到深紫可帶有不同程度的褐色。紫晶在地殼中分布廣泛，主

要的產(chǎn)地有馬達(dá)加斯加、南非、巴西、俄羅斯、中國(guó)等。

黃晶在自然界較少產(chǎn)出，并且常與紫晶、水晶晶簇伴生。黃晶的顏色是由于成分中微

量元素 Fe 離子和結(jié)構(gòu)水 H20 在晶體內(nèi)部的作用有關(guān)。市場(chǎng)上流行將紫晶或煙晶進(jìn)行熱處

理來(lái)仿造黃晶。黃晶的顏色與黃玉相似，呈現(xiàn)黃到淺褐色。由于黃晶的產(chǎn)量稀少，產(chǎn)地僅

有馬達(dá)加斯加和巴西。

芙蓉石也稱為薔薇水晶，芙蓉石成分中含有微量的 Mn 和 Ti 元素而致色，呈現(xiàn)出淡紅

色。芙蓉石內(nèi)部毛礦裂隙發(fā)育，較多包裹體充填裂隙，常呈現(xiàn)半透明狀。芙蓉石的主要產(chǎn)

地有馬達(dá)加斯加、哈薩克斯坦、南非橘河、巴西、加拿大、中國(guó)廣東、俄羅斯等。

煙晶的顏色主要是成分內(nèi)的 Al3+離子代替 Si4+離子受到輻照后產(chǎn)生的空穴色心而呈

現(xiàn)的煙色到棕褐色，因此煙晶也被稱為茶晶。煙晶通過(guò)加熱可變?yōu)闊o(wú)色水晶。煙晶的透明

度多為半透明到不透明，內(nèi)部含有豐富的金紅石包體以及氣液包體。煙晶的發(fā)源地在蘇格

蘭，主要產(chǎn)地有巴西、美國(guó)、非洲等。

雙色水晶是紫晶和黃晶兩種顏色同步分布在一塊水晶上，由于水晶內(nèi)部的雙晶所導(dǎo)致，

雙色水晶中兩種顏色的交界處會(huì)形成明顯清晰的界限。因此雙色水晶也被稱為紫黃晶。

綠水晶的顏色與 Fe2+有關(guān)，內(nèi)部含鎂鐵化合物而呈現(xiàn)綠色。綠水晶的產(chǎn)量十分稀少珍

第一章 緒論

7

貴，市場(chǎng)上出現(xiàn)的綠水晶幾乎是由于紫水晶熱處理成黃晶的產(chǎn)物。

（2）具有特殊光學(xué)現(xiàn)象的水晶

石英貓眼內(nèi)部具有大量平行于 C 軸的定向排列的針狀包裹體或者極細(xì)的管狀石英包

體，磨制成弧面型寶石在光照下能夠出現(xiàn)細(xì)亮的窄帶。貓眼石英的產(chǎn)地有印度、斯里蘭卡、

美國(guó)、墨西哥、澳大利亞等國(guó)家。星光粉晶是芙蓉石才有的一種“透星光”，水晶內(nèi)部有兩

組或兩組以上平行纖維狀或管狀包裹體反射造成的。由于某些芙蓉石中常含有顯微針狀的

金紅石針呈現(xiàn) 120 o角三組定向排列，琢磨成弧面型后出現(xiàn)六道放射星光。星光粉晶的產(chǎn)地

主要在巴西。彩虹水晶是水晶晶體內(nèi)部因地質(zhì)作用下而產(chǎn)生裂隙，在自然光的照射下，裂

隙對(duì)可見(jiàn)光的干涉、衍射作用下產(chǎn)生的色彩稱為水晶的彩虹效應(yīng)。因此彩虹水晶在某個(gè)方

向觀察，晶體內(nèi)部能夠產(chǎn)生七彩光芒。

1.4 研究?jī)?nèi)容及方法

1.4.1 研究?jī)?nèi)容

對(duì)藍(lán)針?biāo)нM(jìn)行外部特征、內(nèi)部特征、包裹體特征、以及成分分析，分析藍(lán)針?biāo)У?/p>

寶石礦物學(xué)特征，探討藍(lán)針?biāo)е小八{(lán)針現(xiàn)象”的成因。對(duì)藍(lán)針?biāo)нM(jìn)行寶石礦物學(xué)研究，

有利于對(duì)水晶的特殊光學(xué)效應(yīng)進(jìn)行研究，對(duì)寶石晶體內(nèi)光的散射、折射現(xiàn)象進(jìn)行研究分析。

1.4.2 研究方法

由于寶石中產(chǎn)生特殊光學(xué)效應(yīng)的條件較為廣泛，寶石具有特定的光學(xué)效果，其原因和

來(lái)源都有很大的差異。作者參考文獻(xiàn)，借鑒已有的研究結(jié)果，結(jié)合特定光學(xué)作用的形成機(jī)

制和所需的條件，對(duì)其進(jìn)行了外部特征、內(nèi)部特征、包裹體特征和成分分析。對(duì)藍(lán)針?biāo)?/p>

進(jìn)行外部特征、內(nèi)部特征、包裹體特征、以及成分分析，分析藍(lán)針?biāo)У膶毷V物學(xué)特征，

探討藍(lán)針?biāo)е小八{(lán)針現(xiàn)象”的成因。研究方法：文獻(xiàn)法、實(shí)驗(yàn)法。

技術(shù)路線：

（1）閱讀大量文獻(xiàn)，確定研究范圍，確定選題。對(duì)近似的寶石大類的已有的研究成果

進(jìn)行分析。

確定實(shí)驗(yàn)：常規(guī)寶石學(xué)測(cè)試、大型儀器測(cè)試（傅立葉紅外光譜儀、激光拉曼光譜儀、

電子背散衍射圖像）、磨制薄片、薄片鑒定。

（2）收集適合進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的樣品，對(duì)樣品進(jìn)行常規(guī)寶石學(xué)測(cè)試，如:肉眼觀察、放大鏡

下內(nèi)外部特征、折射率、紫外熒光等，獲得樣品的基本寶石學(xué)參數(shù)。實(shí)驗(yàn)樣品均從東海水

晶市場(chǎng)發(fā)出，樣品 1 記為 Q-1，長(zhǎng) 1.2cm，寬 0.7cm，高 2.2cm 的無(wú)色亞透明，玻璃光澤的

水晶柱，肉眼觀察出內(nèi)部具有兩個(gè)方向相交的針狀包體，內(nèi)部較多的藍(lán)針以及邊緣具有白

色霧狀，在強(qiáng)光下照射在不同的角度能夠出現(xiàn)藍(lán)針。樣品 2 記 Q-2,長(zhǎng) 1.5cm，寬 1cm，高

1.7cm 的無(wú)色透明，玻璃光澤的水晶柱，在水晶中部有兩個(gè)方向相交針狀包體，在燈光下

能夠出現(xiàn)藍(lán)針浮光。

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（3）利用傅里葉紅外光譜儀，紅外反射法對(duì)樣品進(jìn)行成分分析，確定樣品的正確性，

根據(jù)紅外光譜中的不同基團(tuán)振動(dòng)確定樣品成分。

（4）通過(guò)拉曼光譜儀測(cè)試，確定藍(lán)針?biāo)е邪w的成分。

（5）薄片磨制，偏光顯微放大鏡薄片鑒定，對(duì)藍(lán)針?biāo)У木瞪L(zhǎng)結(jié)構(gòu)觀察研究。

（6）掃描電子背散衍射圖像，研究藍(lán)針?biāo)?nèi)部微觀對(duì)藍(lán)針?biāo)нM(jìn)行相學(xué)分析，探究

藍(lán)針?biāo)е小八{(lán)針現(xiàn)象”的成因。

1.4.3 技術(shù)路線圖

圖 1-1 技術(shù)路線圖

1.4.4 論文工作量

表格 1-1 論文工作量

工作內(nèi)容 工作量 完成單位或地點(diǎn)

相關(guān)文獻(xiàn)學(xué)習(xí) 3 個(gè)月 廣州城市理工學(xué)院

寶石常規(guī)學(xué)測(cè)試 2 個(gè) 廣州城市理工學(xué)院

傅里葉紅外光譜實(shí)驗(yàn) 2 個(gè) 廣州城市理工學(xué)院

紫外可見(jiàn)光光度計(jì)實(shí)驗(yàn) 2 個(gè) 廣州城市理工學(xué)院

薄片磨制 2 個(gè) 廣州拓巖檢測(cè)中心

光學(xué)顯微鏡研究 2 個(gè) 廣州拓巖檢測(cè)中心

拉曼光譜實(shí)驗(yàn) 1 個(gè) 廣州拓巖檢測(cè)中心

掃描電子顯微鏡 1 個(gè) 廣州拓巖檢測(cè)中心

第二章 藍(lán)針?biāo)У膶毷瘜W(xué)特征

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第二章 藍(lán)針?biāo)У膶毷瘜W(xué)特征

本章主要對(duì)于藍(lán)針?biāo)У膶毷瘜W(xué)特征進(jìn)行系統(tǒng)的測(cè)定并進(jìn)行研究分析。如圖 3-1 所示，

樣品為 2 個(gè)，分別是自然光下藍(lán)針?biāo)У幕拘螤钜约盎璋禇l件下開(kāi)強(qiáng)光藍(lán)針?biāo)У幕?/p>

形狀。藍(lán)針?biāo)ЬW(wǎng)購(gòu)于東海水晶市場(chǎng)，樣品 Q-1 透明度低，無(wú)色，半透明，品質(zhì)較為一般，

在自然光狀態(tài)下無(wú)色透明，可以看到兩組呈現(xiàn)白色平行交叉針狀包體，包體集中在藍(lán)針?biāo)?/p>

晶柱整體范圍。在昏暗條件下用強(qiáng)光照射時(shí)，藍(lán)針?biāo)У钠叫薪徊驷槧畎w呈現(xiàn)淡藍(lán)色閃

光。樣品 Q-2 無(wú)色，透明度高，藍(lán)針邊緣清晰明顯，兩組平行交叉針狀包體集中在藍(lán)針?biāo)?/p>

晶樣品柱的上端，其余位置無(wú)色透明的白水晶柱，品質(zhì)較好。

2.1 樣品的基本形狀

圖 2-1 藍(lán)針?biāo)悠穲D片

（a：左:樣品 Q-1 自然光照片；右：樣品 Q-1 昏暗環(huán)境下強(qiáng)光照射照片。

b：左：樣品 Q-2 自然光照片；右：樣品 Q-2 昏暗環(huán)境下強(qiáng)光照射照片）

樣品 1 記為 Q-1，長(zhǎng) 1.2cm，寬 0.7cm，高 2.2cm 的無(wú)色亞透明，玻璃光澤的水晶柱，

肉眼觀察出內(nèi)部具有兩個(gè)方向相交的針狀包體，內(nèi)部較多的藍(lán)針以及邊緣具有白色霧狀，

在強(qiáng)光下照射在不同的角度能夠出現(xiàn)藍(lán)針。在自然光狀態(tài)下無(wú)色透明，可以看到兩組呈現(xiàn)

白色平行交叉針狀包體，包體集中在藍(lán)針?biāo)еw范圍。在昏暗條件下用強(qiáng)光照射時(shí)，

藍(lán)針?biāo)У钠叫薪徊驷槧畎w呈現(xiàn)淡藍(lán)色閃光。

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樣品 2 記 Q-2,長(zhǎng) 1.5cm，寬 1cm，高 1.7cm 的無(wú)色透明，玻璃光澤的水晶柱，藍(lán)針邊

緣清晰明顯，兩組平行交叉針狀包體集中在藍(lán)針?biāo)悠分纳隙?，其余位置無(wú)色透明的

白水晶柱，品質(zhì)較好。在水晶中部有兩個(gè)方向相交針狀包體，在燈光下能夠出現(xiàn)藍(lán)針浮光。

2.1.1 光學(xué)性質(zhì)

（1）顏色：藍(lán)針?biāo)Оl(fā)育與白水晶簇，純凈的白水晶對(duì)于可見(jiàn)光基本沒(méi)有吸收，因此

藍(lán)針?biāo)С尸F(xiàn)無(wú)色。由于藍(lán)針?biāo)?nèi)部存在不同種類和數(shù)目的針狀物，在不同方向下對(duì)強(qiáng)

光產(chǎn)生散射現(xiàn)象呈現(xiàn)淡藍(lán)色光彩。

（2）光澤及透明度：玻璃光澤，斷口呈現(xiàn)油脂光澤。透明至半透明，藍(lán)針?biāo)?nèi)部雜

質(zhì)、包裹體、藍(lán)針的分布和數(shù)量會(huì)影響藍(lán)針?biāo)У耐该鞫?，使藍(lán)針?biāo)该鞫冉档?。樣?/p>

Q-1 內(nèi)部由于出現(xiàn)較多藍(lán)針，導(dǎo)致透明度降低，為半透明。樣品 Q-2 內(nèi)部藍(lán)針較少，藍(lán)針

水晶透明度高。

（3）光性：使用廣州城市理工學(xué)院珠寶實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的偏光鏡，使上下濾光片處于正交偏

光的位置，將樣品 Q-1,Q-2 依次至于載物臺(tái)進(jìn)行觀察。測(cè)試人為本人，結(jié)果出現(xiàn)四明四暗

現(xiàn)象，用錐光鏡觀察可以出現(xiàn)牛眼干涉圖。藍(lán)針?biāo)欠蔷|(zhì)體，一軸晶，正光性，具有

特殊的“牛眼”干涉圖。

表 2-1 正交偏光鏡下現(xiàn)象

樣品編號(hào) Q-1 Q-2

現(xiàn)象 四明四暗 四明四暗

錐光鏡下 牛眼干涉圖 牛眼干涉圖

（4）折射率與雙折射率:使用廣州城市理工學(xué)院珠寶實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的折射儀，對(duì)藍(lán)針?biāo)?/p>

拋光良好面進(jìn)行測(cè)試，每件樣品測(cè)試三次求其平均值。藍(lán)針?biāo)д凵渎蕿?1.54-1.55(點(diǎn)測(cè))

表 2-2 樣品折射率

樣品編號(hào) Q-1 Q-2

折射率（點(diǎn)測(cè)） 1.54（點(diǎn)測(cè)） 1.55（點(diǎn)測(cè)）

（5）藍(lán)針?biāo)У男再|(zhì)無(wú)色透明，用反射吸收光譜儀測(cè)試藍(lán)針?biāo)г诳梢?jiàn)光中無(wú)特征吸

收光譜。用二色鏡測(cè)試藍(lán)針?biāo)o(wú)色，所以無(wú)多色性。

（6）發(fā)光性：采用 UPV-2 型號(hào)的紫外熒光燈對(duì)樣品進(jìn)行觀察，藍(lán)針?biāo)г谧贤鉄晒?/p>

燈下呈現(xiàn)無(wú)熒光現(xiàn)象。

2.1.2 力學(xué)性質(zhì)

（1）藍(lán)針?biāo)У哪嫌捕葹?7。解理與斷口：藍(lán)針?biāo)o(wú)解理，具有典型的貝殼狀斷口。

（2）將采用靜水稱重法對(duì) 2 個(gè)藍(lán)針樣品進(jìn)行相對(duì)密度的測(cè)試。首先，測(cè)定寶石在空氣中

的質(zhì)量 M1 以及完全浸沒(méi)在純凈水中的質(zhì)量 M2，最終根據(jù)以下的計(jì)算公式得出寶石的相對(duì)

第二章 藍(lán)針?biāo)У膶毷瘜W(xué)特征

11

密度值。結(jié)果如表 2-5。由表可知樣品的相對(duì)密度在 2.64-2.65 之間變化。

相對(duì)密度（SG）=寶石在空氣中的質(zhì)量 M1 / 同體積水的質(zhì)量（M1-M2）用靜力學(xué)稱重

法對(duì)藍(lán)針?biāo)骄拿芏葹?2.645（+0.03，-0.02）。

表 2-3 樣品重量及相對(duì)密度

樣品編號(hào) Q-1 Q-2

質(zhì)量 4.82 4.74

平均密度 2.64 2.65

2.1.3 其他性質(zhì)

藍(lán)針?biāo)У幕瘜W(xué)成分為二氧化硅（Si02）,藍(lán)針?biāo)儆谌骄?，常?jiàn)晶形是柱狀，

藍(lán)針?biāo)У闹姘l(fā)育有多邊形橫紋。

2.2 寶石顯微放大觀察

圖 2-1-1 樣品Q-1、Q-2 顯微放大觀察照片

（a-b:樣品 Q-1 顯微放大鏡下照片；c-d:樣品 Q-2 顯微放大鏡下照片）

將樣品 Q-1、Q-2 至于寶石顯微鏡中觀察，對(duì)樣品內(nèi)部特征進(jìn)行分析。

對(duì)樣品 Q-1（圖 2-1-1）進(jìn)行寶石顯微鏡放大觀察，發(fā)現(xiàn)藍(lán)針呈現(xiàn)片狀，在不同的方向

廣州城市理工學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）

12

會(huì)呈現(xiàn)針狀。樣品 Q-1 中藍(lán)針呈現(xiàn)兩種方向交叉排列，藍(lán)針邊緣會(huì)出現(xiàn)一些模糊的霧狀物，

推測(cè)藍(lán)針邊緣出現(xiàn)極其細(xì)小納米級(jí)別的包裹體，由于不同物質(zhì)折射率的不同，出現(xiàn)了散射

的現(xiàn)象，因此使樣品 Q-具有霧蒙蒙的外觀。樣品內(nèi)部出現(xiàn)許多極其稀少的無(wú)色透明顆粒，

不規(guī)則狀似的氣體、氣液包體，另外也不排除是藍(lán)針附近出現(xiàn)極其細(xì)小的裂隙導(dǎo)致的散射

現(xiàn)象。

對(duì)樣品 Q-2（圖 2-1-2）進(jìn)行寶石顯微鏡放大觀察，發(fā)現(xiàn)藍(lán)針?biāo)?nèi)部也是出現(xiàn)兩組不

同方向交叉排列的藍(lán)針，像金字塔狀。同時(shí)在一定角度藍(lán)針呈現(xiàn)片狀，一些角度呈現(xiàn)針狀。

樣品 Q-2 中還出現(xiàn)了一些細(xì)小粒狀透明礦物晶體包裹體。樣品 Q2 出現(xiàn)較多細(xì)小顆粒狀透

明氣液包體、礦物包體。細(xì)看藍(lán)針處，藍(lán)針?biāo)г谄叫薪z狀包體處有許多裂隙空隙。樣品

Q-2 在一定角度下平行絲狀包體出現(xiàn)針狀，轉(zhuǎn)動(dòng)樣品更換角度會(huì)出現(xiàn)光散射藍(lán)針變成扭曲

狀，還有片狀，層狀。

第三章 藍(lán)針?biāo)У募t外光譜特征

13

第三章 藍(lán)針?biāo)У募t外光譜特征

3.1 實(shí)驗(yàn)條件

紅外是一種波長(zhǎng)在可見(jiàn)和微波之間的電磁波。紅外光可分為近紅外、中紅外、遠(yuǎn)紅外

三大部分，中紅外區(qū)可以較好地描述分子內(nèi)的各種物理過(guò)程、分子內(nèi)部的物理過(guò)程和分子

結(jié)構(gòu)特性。紅外光譜是一種吸收光譜，它是由一種特殊波長(zhǎng)的紅外光引起的，它通過(guò)化學(xué)

鍵的振動(dòng)，吸收的紅外光的波長(zhǎng)與化學(xué)鍵的動(dòng)態(tài)常數(shù)以及連接在兩端的原子的平均質(zhì)量有

關(guān)。這為用紅外光譜法分析化合物的結(jié)構(gòu)提供了理論基礎(chǔ)。在廣州城市理工學(xué)院珠寶檢測(cè)

中心測(cè)定藍(lán)針?biāo)悠芳t外光譜圖，選擇型號(hào)為 TENSOR 27 的紅外光譜儀，掃描譜圖范

圍處于 4000cm-1—400cm-1

,之間，選用 4cm-1分辨率，掃描 16 次，分別進(jìn)行反射法和透射

法測(cè)試。

3.2 樣品準(zhǔn)備

本次實(shí)驗(yàn)樣品為藍(lán)針?biāo)?，且都為透明的塊狀，玻璃光澤寶石。選擇樣品 Q-1 藍(lán)針?biāo)?/p>

晶內(nèi)部具有兩組交叉排列的平行絲狀包體，在昏暗環(huán)境下打光藍(lán)針包體能有淡藍(lán)色閃光。

3.3 反射法測(cè)試結(jié)果和分析

為準(zhǔn)確處理紅外光譜測(cè)試所得數(shù)據(jù)，使用 OPUS6.5 軟件分析數(shù)據(jù)，利用 Origin9.1 軟

件制作紅外光譜圖。在紅外光譜測(cè)試之中使用反射法是一種相當(dāng)常見(jiàn)的防范，這一方法相

比投射法來(lái)說(shuō)速度更快、同時(shí)在使用之中也不需要取樣、或者對(duì)樣品進(jìn)行研磨加工等，而

是可以直接對(duì)水晶樣品開(kāi)展測(cè)試。同時(shí)這一方法對(duì)于測(cè)試的范圍是比較大的，雖然不能對(duì)

包裹體進(jìn)行測(cè)試，但其應(yīng)用范圍總體而言仍然屬于較廣的。應(yīng)用這一方法對(duì)藍(lán)針?biāo)нM(jìn)行

紅外光譜測(cè)試，其相關(guān)結(jié)果如下圖所示：

廣州城市理工學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）

14

圖 3-1 藍(lán)針?biāo)Ъt外反射光譜圖

3.4 反射法測(cè)試結(jié)果和分析

反射法顯示，藍(lán)針?biāo)У奶卣魑辗鍨?1184cm-1、1114cm-1、800cm1，藍(lán)針?biāo)г?/p>

800cm-1 附近 Si-O 對(duì)稱伸縮振動(dòng)峰。

Rruff 數(shù)據(jù)庫(kù)中的水晶標(biāo)樣特征峰是 453cm-1

,547cm-1，696cm-1，796cm-1

,1162cm-1。[2]

水晶的鏡面反射譜特征性好，紅外反射光譜中，無(wú)色水晶顯示 900-1200cm-1 范圍內(nèi) Si-O 伸

縮振動(dòng)譜帶，800-782cm-1 附近 Si-O 對(duì)稱伸縮振動(dòng)峰。[3]

藍(lán)針?biāo)г诩t外光譜測(cè)試中在出現(xiàn)了 1184cm-1、1114cm-1 吸收峰，在 900-1200cm-1 范

圍內(nèi)的 Si-O 伸縮振動(dòng)譜帶，這與無(wú)色水晶在 900-1200 范圍內(nèi) Si-O 伸縮振動(dòng)譜帶的范圍內(nèi)

一致，符合無(wú)色水晶在紅外反射光譜的特征吸收峰。

由藍(lán)針?biāo)Ъt外光譜特征分析可知，藍(lán)針?biāo)е骶w為無(wú)色透明的水晶，藍(lán)針?biāo)?nèi)

部出現(xiàn)交叉條帶狀“藍(lán)針”，還需要進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)研究。另外譜圖上的峰位出現(xiàn)位移，出現(xiàn)了

其他峰位，推測(cè)這些峰位的出現(xiàn)與水晶標(biāo)本中的“藍(lán)針”有關(guān)，包裹體的存在會(huì)影響到紅

外光譜的測(cè)試結(jié)果，但這些包裹體成分還需要進(jìn)一步分析。

第五章 薄片鑒定

15

第四章 藍(lán)針?biāo)У募す饫庾V分析

4.1 激光拉曼光譜儀在寶石學(xué)中的應(yīng)用

由于拉曼光譜分析技術(shù)是一種非破壞性的測(cè)試手段，因而廣泛地應(yīng)用于寶玉石學(xué)領(lǐng)域。

又因?yàn)槔庾V可以進(jìn)行無(wú)損分析、原位分析和深度分析，這又為準(zhǔn)確確定包裹體的物相

成分提供了重要的實(shí)驗(yàn)手段。是鑒定寶玉石礦物，區(qū)別天然寶玉石、合成(人造)寶玉石、

改性寶玉石和仿制品的有效手段。它可鑒別寶玉石礦物種屬和同質(zhì)多象；區(qū)別晶質(zhì)和非晶

質(zhì)寶玉石材料；進(jìn)行包裹體研究；檢測(cè)寶玉石改善處理中的各種染色、涂油、灌注的組分；

寶玉石表面優(yōu)化處理材料的檢測(cè)等。

4.2 實(shí)驗(yàn)條件

對(duì)一個(gè)藍(lán)針?biāo)?Q-1 樣品進(jìn)行激光拉曼光譜測(cè)試，測(cè)試地點(diǎn)位于上海慕研檢測(cè)技術(shù)中

心實(shí)驗(yàn)室，選用型號(hào)為 Renishaw InVia 型（英國(guó)）激光拉曼光譜儀，選取 514nm 激發(fā)波長(zhǎng)，

每次以 10s 作為數(shù)據(jù)收集時(shí)間間隔，累計(jì)次數(shù)為 30，波長(zhǎng)范圍為 1500-100cm-1。

4.3 樣品準(zhǔn)備

準(zhǔn)備一顆切磨好的藍(lán)針?biāo)?Q-1 樣品，面積在 20*7mm 左右。平行光軸切面。

石英，柱狀，無(wú)色，正低突起，沿柱狀切面可見(jiàn)平行消光，干涉色呈一級(jí)黃白，一軸

晶，正延性，正光性。局部見(jiàn)隱晶狀包體存在，見(jiàn)包體聚集形成針、柱狀集合體，局部見(jiàn)

微量裂紋。對(duì)藍(lán)針?biāo)е兴{(lán)針部位選擇四個(gè)位置進(jìn)行激光拉曼實(shí)驗(yàn)。

4.4 測(cè)試結(jié)果及分析

為進(jìn)一步研究”藍(lán)針?biāo)А八{(lán)針處譜學(xué)特征，本次實(shí)驗(yàn)對(duì) 1 塊藍(lán)針?biāo)悠?，為樣?/p>

Q-1 樣品中藍(lán)針部分選擇四個(gè)點(diǎn)進(jìn)行測(cè)試，并使用 Origin 9.1 軟件分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及繪制譜

圖。

圖 4-1 為藍(lán)針?biāo)悠分羞x擇 a、b、c、d 四個(gè)點(diǎn)的拉曼光譜圖。

廣州城市理工學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）

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圖 4-1 藍(lán)針?biāo)У募す饫庾V圖

（a、b、c、d：樣品 Q-1 藍(lán)針?biāo)叫嗅槧畎w四個(gè)點(diǎn)拉曼光譜）

水晶的幾個(gè)主要拉曼光譜的特征峰為：130、206、265、355、465、505、700、1080cm-1

以及 400cm-1 和 800cm-1 附件雙峰等，其中 465cm-1 最為特征。水晶 466cm-1 叫附近有一強(qiáng)

且尖銳的拉曼位移，它由 α 一石英中 Si—O 彎曲動(dòng)引起錯(cuò)誤!未找到引用源。。對(duì)該藍(lán)針?biāo)е械乃{(lán)

針進(jìn)行拉曼測(cè)試，采用 785nm 或 532nm 的激光波長(zhǎng)。圖 4-1 為樣品 Q-2 中藍(lán)針?biāo)Оw

的拉曼圖譜，其特征峰值的位置在 126cm-1、206cm-1、264cm-1、353cm-1、463cm-1、479cm-1、

1088cm-1、1458cm-1。其中藍(lán)針?biāo)У?463cm-1 強(qiáng)且尖銳的拉曼位移與水晶 466cm-1 處強(qiáng)且

尖銳的拉曼位移較一致。

由于藍(lán)針?biāo){(lán)針出平行針狀包裹體呈現(xiàn)藍(lán)色，筆者查閱資料對(duì)比常見(jiàn)藍(lán)色寶石礦物

拉曼光譜特征吸收峰，其中藍(lán)線石的特征拉曼光譜吸收峰為 466cm-1、211cm-1；藍(lán)閃石的

特征拉曼吸收光譜峰 674cm-1、181cm-1、388cm-1；磷灰石的特征拉曼吸收光譜峰是 589cm-1、

966cm-1、1038cm-1；硅孔雀石的特征拉曼吸收光譜峰是 466cm-1、680cm-1、211cm-1；螢石

的特征拉曼吸收光譜峰是 322cm-1、841cm1、1297cm-1。這些都是流體包裹體中常見(jiàn)物質(zhì)

拉曼位移，但與藍(lán)針?biāo)?nèi)部平行針狀包體的拉曼光譜位移不匹配。

第五章 薄片鑒定

17

第五章 偏光顯微鏡實(shí)驗(yàn)

5.1 樣品準(zhǔn)備

準(zhǔn)備樣品 Q-1、Q-2 進(jìn)行薄片制作。先確定切磨方向，樣品 Q-1 平行光軸方向切割制

片、樣品 Q-2 垂直于光軸方向制片。由于藍(lán)針?biāo)ё陨淼慕饫?，垂直于光軸方向的樣品

Q-2 會(huì)出現(xiàn)較多裂隙。樣品厚度 0.03mm，樣品不蓋蓋玻片。

5.2 偏光顯微放大鏡下圖片

圖 5-1 樣品 Q-1 偏光顯微鏡下照片

（a：樣品 Q-1 平行光軸 25X（+）,b: 樣品 Q-1 平行光軸 25X（-）

c:樣品 Q-1 平行光軸 50X（+）, 樣品 Q-1 平行光軸 50X（-）)

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樣品 Q-1 藍(lán)針?biāo)橹鶢?、無(wú)色透明的石英，正低突起，沿柱狀切面可見(jiàn)平行消光，

干涉色呈一級(jí)黃白，一軸晶，正延性，正光性。放大觀察包裹體局部見(jiàn)藍(lán)針?biāo)У陌w

是呈現(xiàn)隱晶狀包體存在，見(jiàn)包體聚集形成針、柱狀集合體。局部見(jiàn)微量裂紋。

根據(jù)圖 5-1 中 a 圖中可見(jiàn)樣品 Q-1 在平行光軸 25X（+）下，具有兩個(gè)方向的平行針狀

包體，在左下角有兩道平行裂隙，具有少量細(xì)小點(diǎn)狀深色礦物包體，a 圖、b 圖右上角可見(jiàn)

一圈圓弧形細(xì)微點(diǎn)狀暗色礦物包體。根據(jù) c 圖樣品 Q-1 平行光軸 50X（+）與 d 圖樣品 Q-1

平行光軸 50X（-）中，可以看出藍(lán)針?biāo)悠?Q-1 中藍(lán)針的包體是呈現(xiàn)針狀的，且方向是

平行的有規(guī)律的，另一個(gè)方向的藍(lán)針包體也是平行的，兩組包體呈現(xiàn)夾角是小于 90 度的相

交。

圖 5-2 樣品 Q-2 偏光顯微鏡下照片

（a：樣品 Q-2 平行光軸 25X（+）,b: 樣品 Q-2 平行光軸 25X（-）

c:樣品 Q-2 平行光軸 50X（+）, 樣品 Q-2 平行光軸 50X（-））

樣品 Q-2 藍(lán)針?biāo)橹鶢?、無(wú)色透明的石英，正低突起，因垂直光軸切面所切，可見(jiàn)

正交鏡下不顯光性，呈全暗狀，在錐光鏡下測(cè)得一軸晶，正光性。見(jiàn)大量裂紋存在，偶見(jiàn)

平行光軸切面樣品中針、柱狀包體集合體存在。

第五章 薄片鑒定

19

根據(jù)圖 5-2 樣品 Q-2 偏光顯微鏡下照片，藍(lán)針?biāo)悠?Q-2 在正交鏡下不顯光性，呈

現(xiàn)全暗的現(xiàn)象，樣品薄片中存在大量的裂隙，由于切磨方向是垂直藍(lán)針?biāo)Ч廨S方向，與

藍(lán)針?biāo)У纳L(zhǎng)方向不一致，切磨時(shí)導(dǎo)致出現(xiàn)大量裂隙。在樣品 Q-2 平行光軸 25X（-），

樣品 Q-2 平行光軸 50X（-））的 b、d 圖片中，藍(lán)針?biāo)С霈F(xiàn)兩組平行針狀包體，且兩組平

行針狀包體相交。

射光的波長(zhǎng)越短，散射強(qiáng)度越大，藍(lán)光的光源引起的散射要比紅光光源引起的散射強(qiáng)

很多[9]。通過(guò)對(duì)藍(lán)針?biāo)悠?Q-1、Q-2 進(jìn)行偏光顯微鏡實(shí)驗(yàn)，都可以看到藍(lán)針?biāo)幘哂?/p>

兩組平行交叉的針狀包體。水晶晶面構(gòu)造上偏三方結(jié)構(gòu)發(fā)育較突出，水晶內(nèi)部常常是沿著

偏三方構(gòu)造表面造成缺陷。藍(lán)針?biāo)?nèi)部的藍(lán)針更多的是呈現(xiàn)出一種規(guī)律的幾何形分布，

這兩組平行交叉的藍(lán)針包裹體是水晶內(nèi)部特殊的晶體問(wèn)題造成的。藍(lán)針?biāo)?nèi)部的晶格缺

陷導(dǎo)致在兩組平行交叉排列的針狀包裹體處，出現(xiàn)了較多極其細(xì)小的空洞，裂隙。在藍(lán)針

水晶生長(zhǎng)過(guò)程中由于藍(lán)針?biāo)?nèi)部具有超顯微顆粒、氣液包體，在裂隙與空洞中出現(xiàn)極其

細(xì)微的內(nèi)含物，在自然光的透視中出現(xiàn)了瑞利散射現(xiàn)象，因此出現(xiàn)淡藍(lán)色閃光。

廣州城市理工學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）

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第六章 掃描電鏡背散射圖像實(shí)驗(yàn)

6.1 實(shí)驗(yàn)條件

對(duì)一個(gè)藍(lán)針?biāo)悠?Q-1 制靶進(jìn)行掃描電子顯微鏡實(shí)驗(yàn)，測(cè)試儀器：場(chǎng)發(fā)射掃描電子

顯微鏡（SEM），儀器型號(hào)是：TESCAN MIRA3，電子能量：200eV——30keV ;束流范圍：

2Pa——100Na；分辨率：1.2nm@30keV。實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地：廣州拓巖檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室。

6.2 實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備

樣品制備：對(duì)一個(gè)藍(lán)針?biāo)悠?Q-1 無(wú)色透明的柱狀，在昏暗環(huán)境下用強(qiáng)光照射會(huì)出

現(xiàn)藍(lán)色浮光，樣品藍(lán)針包裹體多，呈現(xiàn)平行的藍(lán)色絲狀包體。將樣品 Q-1 平行與光軸方向

劈開(kāi)，取中間包裹體的最多的一段平行絲狀包體制靶。制靶方向，平行于光軸。

實(shí)驗(yàn)過(guò)程：由于二次電子的非彈性散射是在試樣的導(dǎo)帶電子中產(chǎn)生的，而在絕緣材料

中，金屬導(dǎo)帶電子數(shù)量較多，對(duì)成像質(zhì)量有一定的影響，所以藍(lán)針晶體在試驗(yàn)前必須在試

件表面上噴鍍導(dǎo)電金屬，并以 Au 為材料。

6.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

在確保制作樣品 Q-1 的靶片中完整保留藍(lán)針?biāo)е衅叫薪z狀包體的情況下，通過(guò)掃描

電鏡測(cè)試，無(wú)論如何調(diào)整儀器對(duì)比度和亮度都無(wú)法在 SEM 里觀察到與包體形狀相似的礦

物。藍(lán)針?biāo)?nèi)部出現(xiàn)許多空洞。藍(lán)針?biāo)菬o(wú)色透明的，由于生長(zhǎng)過(guò)程中透明的晶體內(nèi)

部存在大量的氣體-氣液包體，光透過(guò)藍(lán)針?biāo)怯捎诩?xì)小的裂隙里面存在氣液包體時(shí)對(duì)光

產(chǎn)生瑞利散射現(xiàn)象，因此產(chǎn)生淡藍(lán)色閃光的藍(lán)針現(xiàn)象。散射光的前提是傳光介質(zhì)為非均勻

的光性媒質(zhì)，或者是不均勻的密度媒質(zhì)，這是因?yàn)樵诰鶆虻牟牧现写嬖谥S多具有不同折

射率的其它材料錯(cuò)誤!未找到引用源。。藍(lán)針?biāo)г趻呙桦娮颖成⑸鋱D像中無(wú)法觀察到與藍(lán)針?biāo)?nèi)部

平行針狀包體的相似礦物，而藍(lán)針?biāo)?nèi)部晶體材料具有不同折射率的材料導(dǎo)致了瑞利散

射。筆者對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果做出以下推測(cè):(1)藍(lán)針?biāo)?nèi)部出現(xiàn)超顯微礦物包體，且包體成分與石

英一致，不同的折射率對(duì)晶體對(duì)光產(chǎn)生散射現(xiàn)象。（2）藍(lán)針?biāo)悠穬?nèi)部由于水晶生長(zhǎng)的

習(xí)性，在生長(zhǎng)過(guò)程中出現(xiàn)一些晶格缺陷，晶體內(nèi)部形成一系列有規(guī)律的空洞，裂隙，生長(zhǎng)

過(guò)程中氣液包體包裹在這些裂隙空洞中，導(dǎo)致出現(xiàn)藍(lán)針現(xiàn)象。

21

結(jié) 論

藍(lán)針?biāo)o(wú)色透明，在昏暗條件下強(qiáng)光照射，藍(lán)針處會(huì)出現(xiàn)淡藍(lán)色光彩。藍(lán)針?biāo)o(wú)

色透明，玻璃光澤，斷口呈現(xiàn)油脂光澤。密度為 2.65（+0.03，-0.02）。莫氏硬度 7。1.544-1.553，

雙折射率為 0.009。

藍(lán)針?biāo)г诩t外光譜測(cè)試中在出現(xiàn)了 1184cm-1、1114cm-1 吸收峰，在 900-1200cm-1 圍

內(nèi)的 Si-O 伸縮振動(dòng)譜帶，這與無(wú)色水晶在 900-1200 范圍內(nèi) Si-O 伸縮振動(dòng)譜帶的范圍內(nèi)一

致，符合無(wú)色水晶在紅外反射光譜的特征吸收峰。

藍(lán)針?biāo)Оw的拉曼圖譜，其特征峰值的位置在 126cm-1、206cm-1、264cm-1、353cm-1、

463cm-1、479cm-1、1088cm-1、1458cm-1。其中藍(lán)針?biāo)У?463cm-1 強(qiáng)且尖銳的拉曼位移與

水晶 466cm-1 處強(qiáng)且尖銳的拉曼位移較一致。

月光效應(yīng)的形成是由光的散射作用所致，月光石的內(nèi)部結(jié)構(gòu)有利于光的散射作用的發(fā)

生，月光石中出溶條紋的厚度決定了月光效應(yīng)的顏色[3]。藍(lán)針?biāo)?nèi)部平行針狀包體出現(xiàn)

淡藍(lán)色閃光現(xiàn)象這與月光石形成機(jī)理具有相似之處，都是光的瑞利散射作用形成的。

水晶內(nèi)部常有不規(guī)則的氣液包裹體，水晶內(nèi)部常常發(fā)育角狀面，并且這些叫角狀面附

近會(huì)有包裹體集中發(fā)育的現(xiàn)象，由于藍(lán)針?biāo)Ы菭罹娉蓪臃植?，因此出現(xiàn)一些平行規(guī)律

的針狀包裹體[1]。在掃描電子顯微鏡背散射測(cè)試中無(wú)法觀測(cè)出與平行包體相似的礦物。這

與藍(lán)針?biāo)叫邪w的礦物有關(guān)，極其細(xì)小的氣液包體出現(xiàn)在水晶生長(zhǎng)過(guò)程出現(xiàn)的空洞中，

光照射下來(lái)出現(xiàn)瑞利散射。在偏光顯微鏡中可以觀測(cè)出藍(lán)針?biāo)叫薪z狀包體處有較多空

洞，藍(lán)針?biāo)У慕菭蠲娓浇霈F(xiàn)超顯微氣液包體，極其細(xì)小的顆粒在晶體內(nèi)部出現(xiàn)散射現(xiàn)

象，因?yàn)樵趶?qiáng)光照射下出現(xiàn)瑞利散射。象微裂隙、鑲嵌結(jié)構(gòu)、雙晶間界螺生長(zhǎng)位錯(cuò)等都會(huì)

引起礦體中的孔隙產(chǎn)生和擴(kuò)大 0。任何與穩(wěn)定生長(zhǎng)相違背的不穩(wěn)定的因素，例如晶體生長(zhǎng)

過(guò)程中斷、水晶的生長(zhǎng)速率發(fā)生變化，樹(shù)枝狀生長(zhǎng)、外部固體顆粒的陷落、橫切結(jié)晶面上

的溶液濃度梯度和裂縫的修復(fù)都可以形成多種氣體一液包裹體，而氣液包體在藍(lán)針?biāo)?/p>

明的性質(zhì)下，自然光穿過(guò)出現(xiàn)散射，因此出現(xiàn)淡藍(lán)光藍(lán)針。

通過(guò)對(duì)藍(lán)針?biāo)нM(jìn)行掃描電鏡實(shí)驗(yàn)，在確定樣品中保留完整的藍(lán)針平行交叉包體的情

況下，掃描電鏡無(wú)法測(cè)出與包體形狀相似的礦物，筆者推測(cè)測(cè):(1)藍(lán)針?biāo)?nèi)部出現(xiàn)超顯微

礦物包體，且包體成分與石英一致，不同的折射率對(duì)晶體對(duì)光產(chǎn)生散射現(xiàn)象。（2）藍(lán)針?biāo)?/p>

晶樣品內(nèi)部由于水晶生長(zhǎng)的習(xí)性，在生長(zhǎng)過(guò)程中出現(xiàn)一些晶格缺陷，晶體內(nèi)部形成一系列

有規(guī)律的空洞，裂隙，生長(zhǎng)過(guò)程中氣液包體包裹在這些裂隙空洞中，導(dǎo)致出現(xiàn)藍(lán)針現(xiàn)象。

廣州城市理工學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）

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致謝

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致 謝

文章寫(xiě)到這里，也就意味著我在大學(xué)四年的本科生涯即將結(jié)束。首先我要感謝我的論文導(dǎo)師，感謝

羅潔老師從選題到開(kāi)題報(bào)告及多次修改到最后的定稿，每一步都離不開(kāi)老師的指導(dǎo)和幫助，文章才能完

成。其次，我要感謝各位授課老師，感謝我的班主任鄧夏老師，感謝岳素偉老師、剡曉旭老師、徐笑云

老師的辛勤教導(dǎo)。感恩我的父母二十余年的養(yǎng)育關(guān)懷，除我后顧之憂，予我暖衣飽食。踏出校園，我一

定要不辜負(fù)學(xué)校的栽培，老師的教導(dǎo)，父母的期望，做一個(gè)有理想，有擔(dān)當(dāng)、有社會(huì)責(zé)任感、有溫度的

好人。

平生感知己，方寸豈悠悠。大學(xué)四年讓我收獲了真摯的友誼。感謝我的摯友陳思敏同學(xué)，我們?nèi)^

一致，行動(dòng)同頻，大學(xué)四年給予了我的陪伴與歡樂(lè)；感謝朱筱桐同學(xué)，在我低落困惑不解時(shí)，耐心開(kāi)導(dǎo)

我；感謝貝婉儀同學(xué)，優(yōu)秀與高效的行動(dòng)力激勵(lì)著我，也常常給我解答學(xué)習(xí)上我不解。大學(xué)四年我們一

起學(xué)習(xí)，一起吃飯，一起玩耍，一起聊八卦，講段子，時(shí)光悠悠轉(zhuǎn)眼間我們都走出校園，希望我們都要

做自己想成為的人。

我還要感謝謝溥軒同學(xué)，感謝你對(duì)我論文中的關(guān)心與照顧，參與我的喜怒哀樂(lè)，當(dāng)我最堅(jiān)實(shí)的后盾。

希望在今后的日子里再繼續(xù)溫暖彼此，攜手并肩，共同進(jìn)步。