碧玺（电气石） Tourmaline 电气石（Tourmaline）

电气石是一个重要宝石家族，包括众多宝石种和亚种。古称碧玺或“碧霞希”等。在西方，电气石称为Tourmaline，源于古僧伽罗语turmali，是“混合的宝石”的意思，是在分不清它的成分、结构本质时起了这么个名称。矿物学叫电气石突出了它的热电性和压电性。宝石级的电气石统称碧玺，它包括各种成分、各种颜色而分为红碧玺、绿碧玺……双色碧玺以及有特殊光学现象的碧玺猫眼等亚种；同一亚种之内，还有若干名称，如红碧玺尚分双桃红、桃红、紫水等品种。

碧玺可被加工为各种宝石款式，也是重要玉雕材料。现今，它是10月诞生石，是“安乐”、“和平”的象征。

一、碧玺的基本特征

矿物名称：电气石

化学成分：碧玺的化学通式为XY₃Z₆[Si₆O₈](BO₃)(OH，F)₄。式中X主要是Na，还有Ca、K或部分空位；Y为Fe²⁺和/或Mg²⁺、(Al³⁺±Li⁺)，常含些Fe³⁺或Mn²⁺；Z主要为Al³⁺，可有少量Fe³⁺、Cr³⁺或Mg²⁺和V³⁺替代。当Y位为Mg²⁺时，称镁电气石(Dravite)，NaMg₃Al₆[Si₆O₈](BO₃)(OH，F)₄；Y 为 Fe²⁺时，是黑电气石(Schorl)，NaFe₃Al₆[Si₆O₈](BO₃)(OH，F)₄；Y为(Al³⁺+Li⁺)则为锂电气石(Elbaite)，Na(Li，A1)₃Al₆[Si₆O₈](BO₃)(OH，F)₄。黑电气石与镁电气石之间以及黑电气石和锂电气石之间为完全类质同象，而锂电气石和镁电气石之间为不完全类质同象。宝石学文献中常涉及的端员矿物有：锂电气石、镁电气石、黑电气石及X位主要为钙的钙锂电气石(Liddicoatite)。

晶系及结晶习性：三方晶系；晶体多数呈长柱状，少数粒柱或板柱状，横截面为弧线三角形，柱面上常有平行c轴的纵纹(图16-10-1)。人们规定：加热时、晶体带负电的一端为c轴的正端，晶体正端的三方锥面也比负端的发育。双晶罕见。

光学性质：碧玺有各种颜色，是颜色最丰富的宝石品种，除无色和色调极浅外，多有明显的二色性，总是常光方向明显地比非常光方向色深(即吸收性N_o＞N_e)。

各色碧玺都可见不同色彩的色带，著名的如“西瓜碧玺”是绿皮红心，“双色碧玺”是一头红一头绿或一头绿、一头蓝等，也有两头和中间不同色的“三色碧玺”等；这都是晶体生长过程中，不同阶段介质成分有变化而形成不同颜色的生长带。

图16-10-1 碧玺的常见晶形

c为b的顶视图

碧玺为一轴晶负光性，折射率约为1.615～1.655，双折射率通常在0.018～0.020，有的高达0.040，刻面宝石可见重影现象，但深绿、深褐色电气石，由于常光方向吸收性强，会掩盖了重影现象。色散0.017。

大多数碧玺在紫外光下无荧光反应。某些粉红色者，在长、短波下显很弱的红到紫罗兰色荧光。有些样品在短波下显示芥末黄(含铁低的镁电气石和钙镁电气石)或不同强度白垩状、蓝色、紫罗兰色(某些产地的锂电气石)荧光。

蓝碧玺和绿碧玺一般在700～640nm上下有一强吸收带，在498nm周围有一强的窄带；坦桑尼亚、缅甸产的祖母绿色电气石(含钒或铬)，含铬的有675nm双线和610nm宽带，一些绿色石有537nm吸收线。粉红到红色的样品在绿区为一宽吸收带，在458nm和451nm有两条吸收线。

力学性质：碧玺无解理，但多数晶体有平行底、顶面(垂直c轴)的裂开。断口贝壳状或参差状、不平坦状。密度随铁、锰含量变化，一般为

。摩氏硬度7～7.5。

碧玺的熔点因品种而异，在1050～1725℃之间，但其热稳定性相对较低。碧玺的抗HF性比绿柱石、硼铝镁石等稍低。其他酸对碧玺不起作用。

当受热时，碧玺晶体或其碎粒，一端带正电、另一端带负电，冷却时则两端的电性与受热后产生的相反；这种性质称为热电性。当碧玺被沿c轴方向压或拉时，两端也会出现电性相反的电荷，加压时带正电的一端、受拉时带负电；这种现象称为压电性。碧玺又称“吸灰石”，即因它有两端带不同电荷而吸附不同物质(灰尘、纸屑……)的特性。

显微特征：碧玺中常有平行c轴的管状或水滴状、椭圆状、甚至不规则分布的气液两相或单一液相包裹体。在红、绿和蓝碧玺中，常为两相充填的、不规则的线状包裹体。红碧玺中常有平行c轴强反射的、气体充填的裂隙。电气石猫眼中是比较粗的、平行c轴排列的板状空腔。绿碧玺猫眼中常为纤维状、针状体，猫眼光也较好。

平行c轴的管状空腔下边或气体充填的空腔上方可有固态包裹体伴生。与电气石共同成长而被包裹于其中的这类客晶可以是长石、云母、磷灰石、萤石、黄玉、阳起石、石榴子石、锆石、金红石、赤铁矿、磁铁矿、黄铁矿等几十种矿物中的一种或几种；它们也可能不存在于包裹体中，而是与电气石呈连(交)生晶集合体。宝石中的液态包裹体常形成半透明膜，在电气石的某些方向上它们甚至不透明而显“黑”色。

二、碧玺的类型

从宝石学，尤其是宝石经贸业务实际出发，碧玺是以颜色作为品种划分依据。

(1)红碧玺：单一红色的碧玺，有深浅不等的色彩。深粉红色的俗称“双桃红”，是很鲜艳的红色品种；稍浅的俗称“单桃红”，即粉红；带较深紫色的俗称“紫水”，即紫红色，很像浓的紫水晶，但仍以红为主色；粉和浅粉色者也归为这个品种。红碧玺过去曾称为Rubellite，现已改称Red tourmaline。

(2)绿碧玺：单一绿色者，有深浅不同的色彩及向黄绿、蓝绿过渡或过渡到褐绿色。阳光下黄绿到褐绿色、白炽灯下橙红色的碧玺变石(变色碧玺)也归入这个品种；绿碧玺猫眼也归入此品种。透明绿色的称Verdelite。

(3)蓝碧玺：单一蓝色者，有向绿蓝、紫蓝过渡及过渡到蓝黑的；较少见的蓝碧玺猫眼也归入此品种。深蓝的被称为Indigolite或Indicolite。

(4)黄、橙碧玺：单一黄色的较少见，纯黄、金黄、橙黄的罕见；过渡向褐色者，如黄褐或褐黄，橙褐到绿褐、绿黄的都归入这个品种。

(5)无色碧玺：白色碧玺Achroite，即无色的品种。过去不重视灰白到无色者，目前因有些样品可改为红色或带绿或带蓝色的黄橙品种而受到重视。灰色也有呈猫眼效应者。

(6)黑色碧玺：用于服饰或作为煤玉、黑玉髓的代用品，均指不透明者；半透明的黑色石常可见蓝色调，也叫黑碧玺。

(7)多色碧玺：又称杂色碧玺，指单晶有不同色带或色环的“双色碧玺”、“西瓜碧玺”等。

三、碧玺的评价

碧玺总体评价略高于海蓝宝石，因其红色品种比红绿柱石、铯绿柱石更常见，在国际市场上更流行，价格也高些。

最好的颜色是玫瑰红到紫红。所谓碧玺的玫瑰红，即宝石业称之为“双桃红”的深粉红色。中等亮度的最好，有邪色(如带褐色或发橙、黄色)色泽就差了。在我国，红碧玺很受欢迎。若按颜色排序，深粉红色(双桃红)最好，其次是桃红(粉红)、紫红，再次是粉色、浅粉红。结合净度评价时，肉眼见不到包裹体的为好，一旦出现不均匀色带或不规则闪光时都不宜加工为刻面石。

绿碧玺以祖母绿色最好，其次是黄绿、蓝绿色，再次是深绿色不带褐等邪色的，褐绿色的不受欢迎。色调中等偏深的比色调中等和色调深的价格高，这和红碧玺色越深价格越高不同。净度的影响与对红碧玺的相同，明显的气液包裹体或裂绺影响到透明度和均匀度都会使碧玺降低光彩。

纯蓝色的碧玺比深蓝色、绿蓝色的价格高。

金黄、纯黄或橙黄的、褐黄的，因色彩类似金色绿柱石、黄玉中“酒黄”、“雪莉黄玉”等罕见品种，也受欢迎。

碧玺猫眼的猫眼效应较宽、散，要体色好才受人欢迎，其价格一般比不上同体色的透明刻面石。碧玺变石罕见，是贵重的收藏品；以日光下绿色且亮度好、无黄或褐色成分，而灯光下红又无橙或褐色成分的为上品。

四、合成碧玺、优化处理碧玺及碧玺的仿制品

合成碧玺主要采用水热法，以绿色为多，可能被用来冒充祖母绿。这种合成碧玺一般颜色均匀、纯净，净度好，给人以完美无缺的感觉，其密度比天然碧玺偏低，多在2.9～3.0g/cm³。

为改善碧玺的颜色，常使用辐照或加热方法。

(1)辐照：辐照可使无色、浅色的碧玺颜色变深，改变后的颜色或稳定，或在受热、光照下退色。改变后的颜色未必全好，如中等绿色的样品可转呈绿/红双色石，也能转呈灰色(对绿和红的吸收恰好平衡了)。要注意的是，在电子轰击中，因高能电子的热效应强也会使碧玺产生裂纹。

(2)加热：可褪去粉或红色组分使红的变淡红或无色，褐红或带褐色的变粉，紫或某些褐色的变蓝或变暗绿，橙色的变黄。热处理往往是使深色样品变浅，一旦能变浅了，在光照下是稳定的，不会再变深。

(3)充填：用无色的蜡来填平小裂隙或改善抛光质量；蜡或塑料也可填入管状体中以驱出其中污物(或与酸处理、浸渗联合进行)。在包裹体鉴别中需判别之。

碧玺的仿制品主要是玻璃和塑料，从偏光性、密度和折射率等方面易于区别。

五、碧玺的鉴定

1.与相似宝石及仿制品的鉴别

对于宝石原料，碧玺易从结晶习性、多色性等特征区分于其他柱状宝石。成品琢件鉴定中，不同颜色的品种各有与它相似的其他宝石，要选择有针对性的检测手段区分。

折射率、密度及明显的多色性可使碧玺与芙蓉石、石榴子石、尖晶石、祖母绿、海蓝宝石、磷灰石、橄榄石、透辉石等区分开来。与碧玺折射率相近的红柱石、透闪石-阳起石，可借助双折射率(双影现象)、多色性区别。有包裹体时，碧玺更易以管状体或“闪光”蝉翼状气液包裹体区分于外观类似的宝石。与蓝碧玺相似的罕见宝石天蓝石或与黄碧玺相似罕见宝石赛黄晶，则从光学特征(轴性)区分比用双折射率、多色性更可靠。

与玻璃、合成尖晶石、立方氧化锆等人工材料易于从偏光性、多色性、折射率、密度等许多方面区分。仿红碧玺的“炝色碧玺”是用水晶或无色碧玺渗染红颜色的，放大镜下，红色是沿裂隙呈丝缕或纹脉状分布或沿无色碧玺的管状体分布。

2.与合成碧玺的区分

电气石主要为水热法合成，用作压电材料等，从成本计一般不用它作宝石材料。即使有不适用于压电晶体等用途的合成电气石混入宝石市场，其无CO₂气相包裹体与液相包裹体共存，且可有子晶而不同于天然碧玺。

六、碧玺矿床产状、产地简介

宝石级电气石的矿床成因有伟晶-气成热液型与变质型。

(1)伟晶-气成热液型：包括产在伟晶岩脉及与之有成因联系的气成热液脉中的各色碧玺。巴西的伟晶岩脉产出的碧玺占世界产量的50%～70%。碧玺的另两个著名产区是厄尔巴岛(属意大利)和马达加斯加。锂电气石Elbaite即因以Elba岛这一典型产地而得名。在该岛的花岗闪长岩中的细晶岩脉和伟晶岩脉里，产有淡紫色的玫瑰红、胭脂红、橙红、褐、黄、绿、蓝、黑及无色碧玺，并常见平行底面的各色色带。马达加斯加岛则产出大的蓝碧玺等，以具有从晶体中心向外变化的环形色带著名。阿富汗、美国加州、斯里兰卡、缅甸、俄罗斯、坦桑尼亚、肯尼亚、纳米比亚、莫桑比克、法国、挪威及我国新疆都有伟晶-气成热液型各色碧玺上市；在我国内蒙古、甘肃、河南、广东、四川、云南、西藏等省区已发现宝石级碧玺及其矿化点。

(2)变质型：指产于大理岩中的褐色镁电气石，典型产地即奥地利的Drave。

砂矿中产出的宝石级碧玺远多于原生矿，它们来源于伟晶岩脉或气成热液脉产的碧玺，是碧玺最主要的矿床产出类型。

高凉地区特产石种

碧玺（电气石）~

碧玺是宝石学名的名称，矿物学名称电气石，木子带你了解

【化学组成】Na（Mg，Fe，Mn，Li，Al）3Al6［Si6O18］［BO3］3（OH，F）4。

图19-32 电气石的复三方环状结构

沿［Si6O18］六方环通道中心，1个Na+（位于［Si6O18］六方环上方的空隙中，配位数为9）和1个（OH）-交替排列，3个R阳离子按等角度（120°）分布于环的内侧，3个［RO4（OH）2］八面体与3个［BO3］平面三角形共氧相连，使结构孔道呈复三方对称；环之间以［AlO5（OH）］八面体相联结
【晶体结构】三方晶系；复三方环状结构。空间群 -R3m；a0=1.584～1.603nm，c0=0.709～0.722nm；Z=3。
【形态】对称型3m。柱状，两端晶面不对称（图19-33）。柱面常有纵纹，横断面呈球面三角形（图21-33），集合体呈棒状、放射状、束针状、致密块状或隐晶质块状。

图19-33 电气石的晶体形态

（据潘兆橹等，1993）
三方柱m｛ ｝；六方柱a｛ ｝；三方单锥r｛ ｝，o｛ ｝；复三方单锥u｛ ｝
【物理性质】富铁者黑色，富锂、锰和铯者玫瑰色或淡蓝色，富镁者多褐、黄色，富铬者深绿色；围绕c轴常有色带或c轴两端颜色不同；玻璃光泽。硬度7～7.5；无解理；可有垂直c轴的裂开。相对密度为3.03～3.25，随铁、锰增加而增大。具压电性和热释电性（因其L3是唯一的极轴）。
【成因产状】多产于花岗伟晶岩及气成热液矿床中，变质作用中亦有产出。
【鉴定特征】柱状、柱面纵纹、球面三角形横断面、无解理、高硬度。
【主要用途】其压电性可用于无线电工业；其热释电性可用于红外探测、制冷业。色泽鲜艳、清澈透明者可作宝石原料（俗称碧玺）。