托帕石（黄玉） Topaz

托帕石（黄玉） Topaz

黄玉，也称托帕石，是历史悠久的宝石之一，以黄色最著名而曾称为“黄宝石”。

黄玉的英文名称Topaz，是18世纪用于描述德国萨克森地区黄玉的。它呈美丽的黄色、透明又坚硬而受人喜爱。有人认为，Topaz一词衍生自红海上曾盛产橄榄石宝石的Zeberged岛，它的古称Topazios是“难寻找”的意思。

事实上，古希腊、古印度久已用黄玉来制作各种首饰；古印度象征吉祥如意的“九宝”首饰中就有黄玉。由于人们认为黄色象征和平、友谊，黄玉从古至今都被作为11月诞生石以示人们友爱相处的愿望。

一、托帕石的基本特征

矿物名称：黄玉或黄晶

化学成分：化学式Al2[SiO4](F，OH)2。式中F 与OH 的替代，形成温度越高，替代量越大，一般F：OH为3：1～1：1。Al³⁺可被微量Fe³⁺、Cr³⁺、Ti⁴⁺、Fe²⁺、Mg²⁺等替代，这些替代一方面使黄玉中有了色素离子，又可因异价替代导致结构缺陷而产生色心。以F为主的称F型黄玉，OH含量较多的称OH型黄玉。

晶系及结晶习性：斜方晶系，常呈柱状、短柱到粒状(图16-9-1)。柱面上常有平行c轴的纵纹，可作为定向加工的标志之一。

光学性质：颜色多样，有无色、蓝色、黄色、橙色、紫色、粉色、红色及白、灰等色。黄色又有雪莉酒(sherry)色、米黄色等不同的黄色。

多色性依体色不同而不同。美丽的颜色常在c轴(垂直解理面)方向上(也是最大折光率方向)。

折射率变化较大，一般为1.609(Np)～1.627(Ng)±0.010。折射率变化既与F^-和OH^-的比值有关，又与替代Al³⁺的色素离子有关。含氟高者折射率低而密度高。双折射率0.008～0.010，色散0.014。透明，玻璃光泽。

图16-9-1 黄玉的理想晶形

图16-9-1 黄玉的理想晶形

紫外荧光一般较弱，长波下可显橙黄色(酒黄、褐和紫色者)或弱的黄绿色(蓝和无色者)荧光，短波下更弱，含铬的雪莉黄玉在长波下有橙色荧光。

黄玉无特征吸收谱线，含痕量铬的或经热处理改色的粉红色者在682nm有弱吸收线。

力学性质：黄玉有一组平行底面的{001}中等到完全的解理，断口贝壳状，解理面发育处兼有阶梯状断口。摩氏硬度8，密度随含氟量增加而升高，一般值为3.53±0.04g/cm³。

黄玉耐酸蚀力虽低于绿柱石，但仍可用HF清洗，即与任何酸在短期内无反应；长期浸泡，可部分溶于硫酸。热稳定性较低，至400℃已有变化反应。

显微特征：宝石级黄玉一般内部干净，包裹体少，通常可见面状分布的细薄的气液包裹体，甚至有两种不混溶的、不同成分的液体共存于一个包裹体中，也有三相包裹体。气液包裹体平行柱面排列成行，平行c轴延伸，是黄玉中特征的包裹体景象之一。

不同产地、不同颜色的黄玉还可有其他客晶，如针铁矿纤晶、饼状磷灰石、黄色硫黄晶粒、板状独居石、纤状角闪石族矿物(如阳起石石棉)、粒状菱面体方解石、钠长石、板钛矿、白云母、萤石、锰铝榴石、电气石、石英、赤铁矿等。其中某些可指示其成因。

黄玉雹兄李中常见解理纹，并可见平行斜方柱的折角状生长线；极少见有明显的色带。

二、托帕石的类型

商贸上宝石级黄玉按颜色划分如下品种：

(1)雪莉黄玉：黄玉中最重要的品种，以雪莉酒的颜色，即西班牙等地产的浅黄或深褐色的葡萄酒)命名。包括天然和处理的不同深浅的具黄、褐主色调的黄玉，甚至含褐色组分的橙色、橙红色者。其中最昂贵的是橙黄色黄玉，称“帝王黄玉”，浅橙黄色、金黄色的也属此范畴。罕见的“天鹅绒般”色调柔和的褐黄到黄褐色以及橙色、橙红色的黄玉也备受青睐。

(2)蓝黄玉：包括色调深、浅不同的尘拦蓝色品种。商业上将改色蓝黄玉分为“美国蓝”(鲜亮的艳蓝色)、“伦敦蓝”(亮的深蓝色)和“瑞士蓝”(淡雅的浅蓝色)。不同产地的天然蓝黄玉色调深浅有所不同。

(3)粉红黄玉：指粉、浅红到浅紫红或紫罗兰色的黄玉。主要是由黄、褐色黄玉经辐照与热处理而成。色较深的天然粉红黄玉最受欢迎，但数量极少，也有由无色黄玉处理成的，但多带褐色调。稳定的红色组分总是与铬相关，并有其特征吸收线。

(4)无色黄玉：过去用为钻石代用品，曾被称为“奴隶钻石”。现在是改色石原料，很少直接作琢源迟件。

三、托帕石的评价

黄玉的评价从颜色、透明度及净度等来考虑。色浓的优于色淡的、透明的优于半透明的，肉眼观察无脏绺是基础。公认的最好颜色是粉红黄玉和雪莉酒色，前者罕见而更珍贵。巴西产的黄玉中，最贵重的是带红色调的橙黄色“帝王黄玉”，而市场价格最高的是紫红色的，其次是粉红、雪莉酒色的，再其次是蓝、黄色的。

蓝黄玉是大众化的、最流行的中低档宝石品种，也是蓝宝石、海蓝宝石最好的代用品。尤其是改色蓝黄玉可弥补天然蓝黄玉色淡的不足、而且价格仅是深色海蓝宝石的十分之一。

一般黄色的黄玉与黄水晶质地相当，以致黄水晶也借此挤入11月诞生石的行列。

四、合成托帕石、优化处理托帕石及托帕石仿制品

黄玉的优化处理主要是通过加热和辐照改色。据研究，黄玉中粉到紫色来自致色离子铬，其他黄、蓝等色是来自色心。色心致色的黄玉过热往往会退色，有些甚至光照下也退色。

(1)辐照：常产于伟晶岩中的不含OH或OH含量极少的F型黄玉为无色、淡蓝或褐色。经辐照(如γ射线、高能电子、原子反应堆产生的中子)，无色变为褐-绿色，再经200℃或更高温度的热处理可得蓝色黄玉。这些光照下稳定的蓝黄玉过热会恢复到辐照前的颜色。

OH含量大的(可大到与F近l：1)OH型黄玉为黄、酒黄、金黄及粉红、红色等，也有无色的。其无色、浅黄色品种经辐照可变为橙黄或橙红色。它们在自然光、灯光下颜色稳定，过热也恢复原色。

含铬黄玉本身可呈粉红、红或紫红色，天然褐色含铬黄玉可能是受天然射线辐照所致。凡经辐照呈褐或橙红到红色的含铬黄玉，受热或光的作用都能转为稳定的粉—红—紫罗兰色。

巴西产的一种发青色的黄色黄玉在辐照后变黑褐，受日照又回到原色；若幅照前先作适当热处理，则可辐照呈金黄色而稳定于日照下。

(2)热处理：热处理能破坏色心导致颜色改变。天然或辐照致色的褐或橙色黄玉都在加热处理后变为稳定的粉色或带粉色调；黄、绿或褐色的黄玉热处理后变成无色或蓝色；蓝色的过热会变成无色。这些改后的颜色在日照下是稳定的；再经高能辐照，若产生色心又恢复原有颜色；但黄、褐色色调的浓淡与再辐照前的可能会不同。

许多黄玉在受热到200～400℃，只需几小时就失去其褐色组分，转变为无色或其他色彩。转变的色彩与原成分及色心稳定性相关。如蓝色黄玉，不论是天然还是人工辐照产生的蓝色，加热到450℃都变无色；其蓝色还可借人工辐照恢复。改色蓝黄玉变色温度则因原石特征和改色方法而异。一种带“钢铁般”黑蓝色的黄玉，只需短时间加热到230℃即可使其色彩变柔和。

托帕石的仿制品主要是玻璃和塑料。它们与托帕石通过偏光性、二色性、折射率、密度及包裹体特征易于区分。

五、托帕石的鉴定

黄玉的鉴定主要涉及黄玉与外观相似的其他天然或人工宝石的区分以及天然黄玉与处理改善黄玉的鉴别。

无色及黄色黄玉与同颜色的水晶和玻璃外观易相混，可借偏光性、折射率区分。彩色黄玉易与碧玺、红柱石、黄水晶、磷灰石、海蓝宝石、绿柱石、金绿宝石、锆石及合成尖晶石相混，要综合色彩(多色性)、折射率及双折射(重影现象)、密度、解理等特征作针对性判别。如对于碧玺，色淡的碧玺琢件双影明显，色深的多色性与吸收性不同于黄玉；而对海蓝宝石从折射率或密度都可区分。若为裸石，黄玉的密度明显不同于上述几种宝石，应作为可信的区分依据。对于合成尖晶石，当偏光性有异常时，其折射率值明显不同于黄玉，比测密度更合理。与黄玉折射率相近、也易混淆的一些较罕见宝石品种还有赛黄晶等，若为裸石，仍首选测密度区分；若已镶嵌，只有详细检测折射率和双折射及确定光性符号才能区分。

鉴别黄玉是否经过人工处理(主要是辐照改色)具有一定难度。

不同颜色的天然和辐照改色黄玉的鉴别有不同的区分依据。天然红色黄玉极罕见，改色红黄玉有“砖红”色彩时有很强的暗樱红—蜜黄二色性。对于呈褐色者，辐照改色的褐色黄玉折射率相当于无色天然黄玉，为1.61～1.62，而天然褐色黄玉为1.63～1.64。蓝黄玉的鉴别标志主要在热发光光谱上，不同辐射源改色的蓝黄玉，热发光峰位及强度有所不同。但由于热发光试验常会损伤宝石琢件或改变其色彩、色调，一般不作此测试。有实际意义的是残留放射性检查。黄玉的残留放射性来自其中Fe、Li、Be、Ge、Ga、Ti、Mg、Mn、Nb、Ta、Cs、Zn等杂质的放射性同位素。其中某些放射性同位素的半衰期长达两年多。上市的商品应保证残留放射性低于70 Bq(这是我国“辐射防护规定”GB8703-88对日用工业品，如夜光手表和玩具等的允许放射性上限，美国、香港等地的标准还要低些)。放射性残留限制标准是国家强制标准，严格的“残留”商检应在专门实验室逐粒进行。

六、托帕石矿床产状、产地简介

宝石级黄玉主要是伟晶-热液成因的，变质成因的局限于个别产地。

(1)伟晶-热液型：大多数F型黄玉产于伟晶岩，形成于气成热液期与热液期；OH型黄玉一般产在云英岩、脉岩中，也是气成热液期与热液期产物；岩浆岩裂隙、晶洞中产出的以及热液脉中的，主要是高温热液期产物。

(2)变质型：主要是接触变质和热液蚀变形成的。在富气液挥发分的岩浆组分浸渗于接触带的石灰岩或在变质的沉积岩、火山岩系等能“封存”气液的部位，形成气液蚀变矿物组合时，在富铝部位会出现宝石级黄玉。

黄玉也是稳定性很高的矿物，上述两种类型原生矿的次生砂矿床中也产宝石级黄玉。

大量宝石级黄玉是作为稀有金属矿或绿柱石、电气石等宝石矿的副产品开采的。世界各大洲都有著名的黄玉宝石产地，如巴西、美国、墨西哥、德国、法国、俄罗斯乌拉尔、缅甸、斯里兰卡、巴基斯坦、澳大利亚、纳米比亚、津巴布韦、尼日利亚、马达加斯加、中国等。

我国的宝石级黄玉产于许多省、区。内蒙古产无色、浅色黄玉，透明度高，晶体大；新疆产淡黄、金黄、橙黄色黄玉，透明度高，有大晶体；甘肃产淡黄、酒黄色及无色者，半透明或透明；四川和福建发现有可用的宝石级黄玉，有无色、玫瑰红、酒黄、浅褐黄等色，透明度好；湖南有无色、略带天蓝色者；广东产无色、米黄色、带蓝、稍带粉的黄玉；许多无色石质地优良，可作为改色原料。