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仿宝石玻璃

（一）概述

玻璃是一种较便宜的人造宝石，用于仿制天然珠宝bd官方网如玉髓、水晶、绿柱石（祖母绿和海蓝宝石）、翡翠、软玉、绿松石、托帕石等宝石时效果较好，但用来仿制刚玉、钻石等宝石时效果较差。

玻璃可以看作是一种液体，但因它是一种处于僵硬状态的液体或呈高黏稠度的过冷液体，所以在通常条件下它又具有固体的性质；从另一个角度讲，也可以把玻璃看作是一种非结晶态的固体物质。对玻璃来说，它的固态和液态之间没有明显的界限。美国材料测试学会（ASTM）对玻璃做了如下定义：玻璃是一种从熔融状态下冷却而未结晶的无机物质。

结晶的固体是有固定熔点的，而非晶态的玻璃则没有。玻璃加热时先变软，逐渐变为黏稠的熔体，最后变为真正的液体。

实际上，宝石学上所指用于仿宝石的玻璃是由氧化硅（石英的成分）和少量碱金属元素如Ca、Na、K或Pb、B、Ti、Al、Ba的氧化物组成的。依据所仿宝石的性质，可改变组成成分的比例。玻璃的成分变化较大，从几乎由纯氧化硅组成的硅玻璃（Silicaglass）到含有低于40%的氧化硅、超过50%氧化铅组成的Strass玻璃。随着氧化铅含量的增加，玻璃的折射率、密度和色散增加。

（二）玻璃的种类

作为宝石仿制品的玻璃主要有两种类型：冕牌玻璃和燧石玻璃。

冕牌玻璃（Crownglass）最常用成分是硅、苏打和石灰，主要用于制作瓶子、窗玻璃和光学玻璃。冕牌玻璃也用于制作时装首饰上的仿宝石饰品。

燧石玻璃（Flintglass）除了含有SiO2和Na2O以外，以PbO代替了冕牌玻璃中的CaO，也叫做铅玻璃（Leadglass）。因为奥地利的Joseph Strass首先发现了这种玻璃，所以也叫做Strass玻璃（Strassglass）或Simplystrass。因为铅的存在使折射率和色散都提高了，所以由燧石玻璃制作的仿宝石往往很逼真。

其他类型的玻璃品种包括硅玻璃和硅酸硼玻璃。硅玻璃几乎是由纯的石英熔融而成的，近年来也广泛应用于首饰领域；硅酸硼玻璃主要用于实验室和厨房用具上，很少用于仿宝石。

（三）仿宝石玻璃的生产

绝大多数玻璃仿宝石制品是通过常规熔融技术制造的，在数量上比大规模生产的商业级冕牌玻璃少。玻璃是盛在陶瓷坩埚内熔融的。通常使用压模技术来获得所需要的宝石形状，这样易于形成圆滑的棱角和凹陷的刻面，因此有时需要抛光来进行修理，但抛光有时可能仅仅限于宝石的台面，有时仅限于冠部刻面，有时则是全部刻面。由于常常使用氧化锡作为抛光剂，许多术语如锡切割（tin-cut）、锡抛光（tin-polished）等用于玻璃仿制品上。

为了获得各种颜色的玻璃，玻璃中通常添加金属氧化物作为致色剂。常用的致色元素及得到的玻璃颜色为Mn（紫色）、Co（蓝色）、Se（红色）、Fe（黄色和绿色）、Cu（红色、绿色和蓝色）、Au（红色）、Cr（绿色）及U（黄绿色）。玻璃的最终颜色还取决于下列因素，如玻璃的类型、制造时的氧化还原条件、制造后的淬火等。无色玻璃的制造要添加所谓的“玻璃匠肥皂”消色剂来去除或降低玻璃中由铁杂质产生的绿色调。

某些无色玻璃仿宝石通过在亭部涂上合适的颜色，从而在台面上显示出彩色。某些玻璃仿制品发出的晕彩，包括很便宜的欧泊仿制品，是用类似于相机镜头上的真空覆膜技术处理的。另有许多玻璃仿制品，在亭部加上了类似于镜子的“衬箔”而加强闪光。

玻璃的透明度在制造过程中可以加以控制。如果要获得高透明度的话，则需要高纯的添加剂成分；而半透明和不透明的玻璃制品中则加入了氧化锡。

（四）仿宝石玻璃的性质

1.外观特征

如果玻璃仿制品是压模制造的，通常显示出圆滑的刻面棱线（某些硬度较低的天然宝石材料，也可能具有圆滑的刻面棱线）和凹陷的刻面。凹陷的刻面是由于玻璃冷却收缩造成的。压模玻璃的另一个性质是表面常有麻点和凹坑，叫做“橘子皮”效应。然而，某些玻璃仿制品经过精细加工，鉴定起来更加困难，有时只有冠部被磨制抛光，而亭部是模制出的。

2.光泽和断口

大多数玻璃破碎后具贝壳状断口并在断口表面显示出玻璃光泽，有时某些铅含量较高的玻璃具有亚金刚光泽。含有铜晶体包体的金星石玻璃仿制品可能由于包体的作用而形成锯齿状断口。除了玉髓和高品质的绿松石外，大多数集合体宝石不具有贝壳状断口，以此可以和玻璃仿制品相区分。

3.显微特征

典型的玻璃仿宝石制品含有气泡，气泡大多呈球形，但也可呈椭圆形、拉长形，甚至管状。在切割的宝石表面，可能会见到气泡留下的半球形凹穴。玻璃仿制品可能会形成流动线构造或不规则的交错色带。这是黏稠液体在冷却后保留下来的特性之一。

4.硬度

玻璃的硬度（HM）是5～6，低于绝大多数它们所模仿的天然宝石。

5.折射率

一般玻璃折射率范围是1.47～1.70，最高可达1.95。折射率的不同主要源于其化学成分的不同，见表4-1-10。表中列出了常见玻璃类型的主要成分及其部分物理特征。其中折射率高于1.70的玻璃通常硬度较低。

6.光性特征

玻璃是非晶态的物质，为均质体（单折射）。但由于应力作用，某些玻璃在正交偏光镜下旋转时常表现为蛇皮状交叉或非交叉消光带，显示出异常双折射现象。有些脱玻化玻璃（如仿翡翠的Imori stone或Metajade）会产生部分重结晶，在正交偏光镜下显示全亮。

7.密度

密度随化学成分的不同变化也较大，可从2.20g/cm3变化至6.30g/cm3，如表4-1-10所示。

表4-1-10 常见玻璃类型的成分及物理特性

8.导热性

玻璃导热率低，放在手上时，通常感觉温热；而天然或合成的晶质材料由于具有更好的热传导性，通常感觉很凉。

9.特殊光学效应

可见猫眼效应、星光效应、砂金效应、变色效应、光彩效应、晕彩效应和变彩效应。

（五）常见玻璃仿宝石制品及其鉴定

1.透明宝石的玻璃仿制品

尽管玻璃可以用于模仿任何种类的透明宝石，但实际上最常用于模仿的是绿柱石（祖母绿和海蓝宝石）、石英（水晶、黄晶、紫晶）和托帕石。在鉴定绿柱石和托帕石的仿制品时要十分小心，因为玻璃仿制品的折射率和密度值均在这两种宝石的范围之内。同时要注意的是，某些祖母绿的玻璃仿制品内部可能含有成群的气泡，形成了类似于气液两相“指纹状”包体（有趣的是，这种包体有些类似合成祖母绿中的次生助熔剂包体）。然而，玻璃毕竟是均质体，而绿柱石和托帕石是非均质体，可以据此鉴别。

2.非透明宝石的玻璃仿制品

玻璃常用于模仿许多半透明至不透明的宝石，尤其是市场上常见的玉髓（或玛瑙）的各个品种。浮雕玻璃仿制品也常用于模仿玛瑙浮雕，即以一种颜色的玻璃为底衬，以另一种颜色（通常是白色）的玻璃做出浮雕图案。

仿欧泊、珍珠、月光石等半透明的玻璃仿制品是通过添加氧化物、磷酸盐等成分到含石灰的玻璃中，使玻璃中形成不溶的钙化合物，根据含量使玻璃呈半透明或不透明。

其他非透明玻璃仿制品包括仿绿松石和青金石，以及仿象牙、珊瑚、贝壳等有机宝石玻璃仿制品；也有用于模仿软玉和翡翠的玻璃仿制品，这类玻璃仿制品发生了部分脱玻化。脱玻化玻璃最早是在日本东京的Imori实验室制作出来的，可被制成各种颜色，并具有不同程度的脱玻化。这种玻璃仿制品在显微镜下观察能见到一种类似于蕨叶状的结构。

3.具特殊光学效应宝石的玻璃仿制品

（1）“变彩”玻璃

人们制作出许多种玻璃仿制品用于模仿欧泊，最经济的方法是将金属箔片加入到熔融玻璃之中，或将珍珠贝的碎屑掺入到玻璃中。

一种在市场上标明Slocum Stone（斯洛卡姆石）出售的欧泊玻璃仿制品是由John Slocum发明的。这种玻璃仿制品有各种体色，包括白色、绿色、黑色、近无色和橙色。其中橙色是用于模仿墨西哥的“火”欧泊。在反射光下观察，颜色斑块近似于金属箔片，而在透射光下观察却像彩色赛璐珞（玻璃纸）。这种材料的折射率为1.50～1.52，密度通常为2.41～2.50g/cm3。同其他玻璃一样，这种玻璃仿制品也含有气泡和流动构造。

（2）具砂金效应的玻璃仿制品

商业名称中的“金星石”或“砂金石”是一种含有大量片状金属铜晶体的无色玻璃。褐色的金属铜晶体使材料整体显示出橙褐色并产生出闪烁的砂金效应。这种玻璃仿制品相似于天然的具砂金效应的日光石。

“金星石”在制作过程中是将氧化亚铜加入到玻璃中，在淬火过程中氧化亚铜被还原成金属铜。铜的粉屑呈小的三角形和六边形晶体，在显微镜下即可鉴定。这种方法也可以制作出含有金属铜片的蓝色玻璃，用来仿含有黄铁矿的青金石。

（3）具猫眼效应的玻璃仿制品

有许多方法可以生产出具猫眼效应的玻璃仿制品。

一种称之为“火眼”（Fire eye）的玻璃猫眼，其内部含有长的、平行排列的气泡是通过充气过程产生的，这种充气过程类似于碳酸饮料的充气过程。

较好的方法是采用加热方法将成束的细纤维材料熔结在一起形成“马赛克”结构而制作的方法。这些“马赛克”主要由在光学上应用的无色玻璃纤维组成。由这种方法制成的彩色玻璃仿制品可以模仿具猫眼效应的各种天然宝石，包括猫眼。这些玻璃纤维以四边形或六边形排列方式堆积，每平方厘米大约有150000根纤维排列，一个小的蛋圆形宝石内部纤维长度加起来超过1609m。

（4）具星光效应的玻璃仿制品

用玻璃可以制成星光红宝石和星光蓝宝石的仿制品，但效果较差。在蛋圆型切工半透明玻璃的底部刻划几套细线，或者用雕刻的金属箔粘合到宝石底部以产生星光效应。一种非常漂亮的星光宝石仿制品是采用压模技术将玻璃制成蛋圆型，同时在表面制成6条凸起的线形成星光状，然后用一种深蓝色釉料涂于宝石的表面，结果形成的星线看上去好像在宝石的表面及表面之下，就像天然星光宝石一样。当然，当转动这种宝石时，星线不会移动，但这种星光效应即使在很弱的光线条件下也很明显，而通常天然或合成星光宝石并非如此。

（5）具变色效应的玻璃仿制品

有两种玻璃仿制品在不同的光源照射下显示出明显不同的体色。其中之一是添加了稀土元素的玻璃，商业名称是Alexandrium（变色玻璃），在白炽灯下呈现粉红色而在荧光灯（日光灯）下呈紫罗兰色。另外一种玻璃仿制品，商业上叫Tourma-like（类电气石），在白炽灯下呈浅粉红色，而在荧光灯下呈不饱和的黄绿色。这两种玻璃的其他宝石学性质同其他玻璃仿制品的基本相同。

（6）珍珠的玻璃仿制品

有一些很漂亮的珍珠仿制品是由玻璃制成的。300年以前人们就制成了较复杂的珍珠仿制品，采用空心玻璃珠在其内表面衬上由鱼鳞制成的彩虹物质，然后将其内部以蜡填充。

目前最好的仿珍珠玻璃仿制品是在白色半透明玻璃的表面涂上几层鸟嘌呤所制成的。

通常，玻璃仿珍珠，牙齿咬会有滑感，而天然珍珠和养殖珍珠则有砂感。放大观察可见玻璃仿制品的平滑表面，在涂层上可见缺口，尤其是在钻孔附近。在涂层内可见到气泡，仿珍珠的断口呈现玻璃光泽。

4.其他特殊的玻璃仿制品

采用祖母绿的化学成分配方Be3Al2Si6O18+Cr，将这些材料熔融并冷却后可得到祖母绿的玻璃仿制品。它有各种名称，如绿柱石玻璃和“科学祖母绿”等。这种玻璃仿制品比结晶的祖母绿硬度低且光泽较弱。

玻璃仿星光蓝宝石

图1、重量在0.47 ct至1.29 ct之间的玻璃仿制品。在这些玻璃的圆顶上显示出白色的六射星线，类似于星光蓝宝石。杰萨·里佐的照片。

因为蓝宝石的受欢迎程度，其中高品质的天然蓝宝石更可能让很多人无法拥有它，这就给蓝宝石的仿制品和合成蓝宝石提供了非常大的市场。最近，作者获得了一包蓝色凸圆形宝石，带有类似星光蓝宝石的不寻常星形图案（图 1）。经过一系列测试后，该样品被确定为人造玻璃。

图 2、凸圆形玻璃的垂直横截面展示了模仿星光蓝宝石的内部结构和流纹。照片由内森·伦弗洛 (Nathan Renfro) 拍摄。

弧面形样品的检测数值显示平均比重为2.46，折射率为1.50。在长波紫外线照射下呈惰性，但在短波紫外线照射下表现出强烈的白垩蓝色荧光。在显微镜下观察发现，样品的蓝色区域内分布有气泡和小的贝壳状断口。在样品的横截面发现了一个大的白色芯，在凸起的圆顶处可见星形图案仅限于表面，在星形图案的周围有一层薄薄的蓝色，形成了样品的体色，在白色芯内可见到弧形流纹（图 2）。

星光效应是一种光学现象，可以定义为经切割的弧面形宝石，由于内部金红石针状包体的反射或折射作用而形成的特殊光学效应。这种光学现象可随着宝石或光源的移动而移动。然而，这些玻璃仿星光蓝宝石并没有表现出真正的星光，因为它们的星光只是简单地塑造成星光形状并固定在适当的位置。

玻璃仿制品涵盖了宝石的所有领域。刻面透明无色玻璃是最古老、最简单的钻石仿制品之一。涂有珠光漆的玻璃珠是一种常见的珍珠仿制品，各种不透明的有色玻璃几乎可以仿造任何有色宝石。

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