转动一块乳白色的弧面石,表面浮起一片红绿蓝的色斑,换个角度,色斑又移到别处。这种随角度游走的光叫变彩,是蛋白石最容易被记住的特征,也是最容易被玻璃仿品模仿的特征,模仿的破绽就藏在色斑移动的方式里,以及色斑边界是否规整。
变彩随角度整片移动,仿品的色斑钉在原地
蛋白石的变彩来自内部规则排列的二氧化硅球。球径 150–400 纳米,球与球之间的空隙构成三维光栅,白光进去被衍射,分出彩色。转动样品,衍射角变化,色斑随之移动,整片一起走。
玻璃仿品的色斑是嵌进去的彩色薄片,转动时只有表面反光在动,色块本身不动,边界还呈柱状或蜂窝状。色斑跟着角度走的是蛋白石,色斑不动的是仿品,这一条在台灯下转两圈就能确认。
比重不到 2.3,握在手里比多数石头轻
蛋白石是非晶质含水二氧化硅,含水量 3%–10%,比重只有 1.9–2.3,贵蛋白石多在 2.0–2.1。同样体积的玛瑙重 2.6,蛋白石轻了两成,掂在手里有明显差别,块越大越明显。
折射率也低得特殊。点测 1.44–1.45,比石英的 1.54 低一截,多数折射仪的下限刚好覆盖这个区间。含水量越高,折射率越低,这条关系可以用来粗估含水,也可以用来辅助判断保存状态。
最硬的一条是没有解理,断口全是贝壳状
蛋白石硬度 5.5–6.5,无解理,任何方向受力都呈贝壳状断口,弧面上有同心波纹。长石类宝石有两组解理,受力后沿平面裂开,断面出现平行阶梯,两者一放大就分开。
这条判据可以把蛋白石与月光石分开。月光石硬度 6–6.5、比重 2.55–2.58、折射率 1.52–1.53,还有一组完全解理。它的蓝光是薄层散射,不是色斑,也不会随角度整体平移。
混进来的是火蛋白石和糖酸处理的黑蛋白石
火蛋白石只有体色,橙红到黄色,没有变彩,透明度高,比重与其他蛋白石一致。它不该按变彩的标准去衡量,也不该因为无变彩被当成仿品,颜色本身就是它的特征。
糖酸处理是把糖液渗入孔隙再碳化,让底色变黑、变彩更显眼。处理品的黑色集中在表层 1 毫米内,切面看颜色分层,比重略高。底色与体色不一致,是处理品最稳定的痕迹。
关键数据
蛋白石的常数随含水量浮动,下表取常见区间,比重一栏按同体积换算。含水越高,折射率与比重同时下移。
- 蛋白石:硬度 5.5–6.5,比重 1.9–2.3,折射率 1.37–1.47
- 含水量 3%–10%,含水越高折射率越低
- 二氧化硅球径 150–400 纳米,构成衍射光栅
- 月光石:硬度 6–6.5,比重 2.55–2.58,折射率 1.52–1.53
- 玛瑙:比重 2.60–2.65
- 无解理,贝壳状断口
边界:变彩强弱与含水量都会改写判据
变彩的强弱与球径均匀度有关,球径不齐的蛋白石只有乳光,没有色斑。这类样品在紫外灯下仍有荧光,靠荧光可以确认它不是玻璃,但无法据此判断变彩的好坏,也无法比较两块样品的优劣。变彩的有无属于光学现象,与成分无关。
蛋白石怕热、怕干燥。长期放在 40 摄氏度以上的环境,结构水逸出,表面在几个月内出现网状裂纹,裂纹深 0.5–2 毫米,一旦出现便不可逆。这条限制影响的是保存方式,不是识别本身。
参考文献
- 张蓓莉 主编.《系统宝石学》(第二版). 地质出版社, 2006. —— 蛋白石条目。
- Klein C., Dutrow B. Manual of Mineral Science. 23rd ed. Wiley, 2007.
- GB/T 16553-2017《珠宝玉石 鉴定》. 中国标准出版社, 2017.