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石榴石的“火彩”之谜

@ 宝石学院 2015.03.09

石榴石,又叫石榴子石,也有人称之为紫牙乌,原名来自于拉丁语,意思是“粒状、像种子一样”,无论是它红润的颜色,还是颗粒均匀共生在一起的形状,都恰似诱人的石榴子,故而得名。在西方国家,它是代表是一月的生辰石,象征着忠实、坚贞和友爱,人们相信佩戴石榴石可以招来忠贞的爱情与永恒的幸福。

↓石榴石晶体

矿物学的角度来说,石榴石是一种复杂的硅酸盐矿物,其化学式为A3B2(SiO43,其中A是二价阳离子铁、钙、镁、锰等,B是三价阳离子铝、铁、钛、铬等,根据化学成分的不同,可以分为镁铝榴石、铁铝榴石、锰铝榴石、钙铝榴石、钙铁榴石、钙铬榴石等众多种类,统称为石榴子石族矿物。正因为其成分多样,其颜色也十分丰富,目前常见的有血红、暗红、褐红、褐色、黄褐色、鲜绿色、黄色、黑色等颜色,但大致可以划分为红色系列、黄色系列和绿色系列三大类。作为宝石级的石榴石,通常要求达到颜色浓艳、透明无裂、颗粒较粗等特点,所以在国际市场上,翠绿色、血红色和无色透明者最为珍贵。

暗红色石榴石原石

研究发现,当钙铁榴石中的部分铁被铬替代的时候,就会显现出惊人的翠绿色,这样的钙铁榴石被称为翠榴石,它能够显示出很强的“火彩”,也就是说,它能反射出五光十色、光怪陆离的彩光。

钙铬榴石

所谓的火彩,是某些宝石所具有的特殊物理性质。我们知道,折射是当某种波长的光从一种介质进入另一种具不同光密度的介质时,其传播方向会发生变化(除非入射光线与界面呈90°交角),此时,入射角的正弦与折射角的正弦之比为一个常数,这个值称为“折射率”。阳光由七种基本色组成,照射出来的是其组合后的光,即“白光”,可是白光中不同颜色的光具有不同的波长,射入刻面宝石以后,经反射或透射出宝石时,会具有不同的折射率,从而使白光分解,呈现出一系带颜色的色谱,这种现象叫做色散效应。比如,光彩夺目的钻石就具有很强的色散能力,某些切工较好的钻石在转动时,观测者、光源和宝石三者之间的相对位置发生了变动,这种奇特的光芒还会闪烁不定,这种现象叫做宝石的闪烁效应。有学者指出,火彩其实就是色散效应和闪光效应的综合表现,并且指出,火彩的产生必须满足两个条件:首先宝石材料必须有足够高的“色散”值;其次该宝石材料在加工中必须被精心设计,面的多少、面与面间的角度都必须遵循该宝石的光学性质,只有这样才能充分展现其内部火彩。

锰铝榴石

石榴石就具有优异的折射率和色散值,钙铁榴石的色散能力比钻石还强,它的折射率是1.888,色散值达到了0.057,而钻石的折射率是2.417,色散值是0.044,所以,这种宝石被人们称为是世界上最耀眼的宝石。

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本文石榴石的“火彩”之谜编辑整理,是宝石学院中的原创作品,发表于2015-03-09。
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