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珠宝奥秘——真假宝石

在自然界中,能作为宝石用的矿物晶体非常稀少。因此它们的价格昂贵,使许多人无力问津,同时产量太少难以满足日益增长的需求。

于是,人们就采用人工的方法来制造宝石。最早的人造宝石就是玻璃,这在几千年前就已有了。到了20世纪,制造出了多种性质与天然产品完全相同的宝石,如红宝石、蓝宝石、祖母绿等。

人造宝石的质量可以控制,它们的颜色、透明度等都非常好,同时人造品可以大量生产,价格低廉,容易为广大顾客接受。因此,人造宝石在珠宝市场上占有相当重要的地位。

时至今日,几乎任何一种天然宝石都可以人工制造,至于是否会拿到市场来出售,那则不一定,因为只有价格比同样外观的天然宝石低得多才会有人买。现在有些人造宝石生产成本高于天然宝石,因此它就不可能拿到市场上出售。

玻璃诞生的传说

人类用玻璃制作装饰品,至少已有几千年的历史,那么,人类是怎样学会制造玻璃的呢?

在距今约2000年以前,相当于我国西汉末年的时候,罗马有一位大学者,名叫普里尼,他非常勤奋好学,连洗澡后仆人替他擦干身上的水时,他还在出神地读书。

普里尼用了多年的时间,写成了一本巨著《自然史》。这本大书几乎记录了他头脑中所有的学问,也集中了当时世界上人类的全部知识。书的内容无所不包,从天体运行到人类和民族,从动植物到艺术绘画和职业选择。就在这样一本包罗万象的巨著中,普里尼记载了人类是怎样发现玻璃的。

在当时,有一个和罗马对立的强大国家腓尼基(故址在今叙利亚),航海和经商是腓尼基人的专长。一次,一艘装运了大量块状苏打(含水碳酸钠)的腓尼基商船在海上遇到了暴风,被迫驶进一个陌生的小海湾中停泊。筋疲力尽、饥肠辘辘的船员们纷纷走上岸去,想支起炉灶生上火,烤干衣服同时做点吃的。可是,这个海岸是一望无际的沙滩,除了细沙外,连一块小石头也没有,没有石头,怎样搭炉灶呢,想挖灶也不行,因为沙子会流动,挖不成灶坑,这可真急坏了这帮水手。

忽然一位水手想到,船上的货物——大的苏打块不是可以当作石头支锅吗!在当时,苏打的用途是拿来洗衣服,因为那时还没有发明肥皂,而埃及的僧侣们则用苏打来调制木乃伊用的防腐剂。

于是,水手们从船上搬来苏打块架起炉灶,支锅做饭。火烧得很旺,一切都很成功,水手们在饱餐一顿之后,就都睡觉去了。第二天早晨,海上风平浪静,水手们将架炉灶的苏打块搬上船的时候,发现灰烬中有一些小颗粒在闪闪发光,它既不是沙子,也不是金属,腓尼基人第一次见到这种美观而又稀奇的东西。

普里尼在他的书中认为,这些闪闪发光的可爱小颗粒就是玻璃,它们是海滩上的沙子(化学成分是二氧化硅)和苏打(化学成分是碳酸钠)在受到高温时化合而成的物质。就这样,人类在无意之中第一次制造出了玻璃。

上面这个人类制造出玻璃的故事,后来被许多书籍转载,读者们见的次数多了,自然而然也就相信玻璃就是这样发明的。实际上,这个故事可信吗?

一直到20世纪的时候,才有一些玻璃制造专家对用这种方法能制造出玻璃表示怀疑,最简单的办法是将当年腓尼基水手们所做的事重复一次。专家们找到一片有纯净沙子的沙滩,用几大块苏打架成灶,支上装满清水的铁锅,下面用干木柴猛烧。专家们长时间守候在边上,不停地向火中添加干木柴,心中则打着一串问号。

火灭了之后,在灰烬中仔细搜寻,可是毫无所获,根本不见玻璃的踪影。实际上,专家们从理论上早已知道,用木柴在这种敞开的炉灶中燃烧,得不到太高的温度,不足以使沙子和苏打化合成玻璃。这表明,普里尼的记载只是古代的一个传说,它是不真实的。

那么,玻璃究竟是怎样发明的呢?其实,它与陶器和瓷器的制作有关。

我们都知道,陶器和瓷器是用特殊的泥土——陶土和瓷土制成器物的土坯后,在高温中烧制而成的。在远古时代,无论工匠们的技术怎么高明,也无论他们怎样细心地选用泥土原料,烧成的陶器和瓷器表面总是非常粗糙,不仅用起来不舒服,而且清洗也很困难,有什么办法把陶器和瓷器的表面弄光滑呢?

在一个极偶然的情况下,陶器土坯的表面粘上了一层混有苏打的细沙,在高温烧制时,这层细沙和苏打熔化成液体,并且流动覆盖了陶器表面,冷却后,成了一层光滑而且闪亮的薄层,这种陶器用起来就方便多了。人们把陶器和瓷器表面这一坚硬而又光滑闪亮的薄层叫做“釉”。从本质上说,釉就是一种玻璃,只不过它还没有单独存在,而是附在器皿上。

大概又是一个偶然的机会,一位粗心的制陶工匠在器皿土坯上涂釉时涂得太多太厚,烧制时釉流到炉子底上,形成了一小团纯釉。这本是一个事故,可这一小团纯釉光滑闪亮,非常可爱,工匠将它磨成一个小圆珠,这样,第一件人造宝石装饰品诞生了,这位无名的工匠,就是玻璃的第一位发明人。

据现代研究,玻璃的发明大约是公元前7000年的事,至于第一位发明家是谁,那早已不可考了。

埃及女王的项链

在距今约3500年前的古埃及,统治者是一位名叫哈舍苏的女王,她在32岁那年驾崩了。按照古埃及的风俗习惯,人们把她制成一具木乃伊,埋在一个山谷的秘密岩洞中。这个山谷就是今天考古学上极其著名的国王谷,谷中秘密埋葬着很多古埃及的国王。

和每个国王的陵墓一样,哈舍苏的陵墓中也塞满了宝物,为了避免盗墓贼的光临,哈舍苏的葬地不仅在地表上毫无标志,就是发现陵墓后,里面迷宫一样的隧道也会使盗墓贼再也出不来。

3000多年过去了,没有人打搅女王的长眠。直到19世纪,法国地质学家罗列发现了女王哈舍苏的陵墓,并且找到了正确的通道进入了墓室,他和发掘工人看见了什么呢?

两座石雕的神像护卫着女王的石棺,神像脸上镶着白色的石英眼眶,里面安装着琥珀眼球,眼眶上侧是红铜制的睫毛。当灯光射到神像上时,它的两眼闪烁出凶恶的光辉,吓得发掘工人们以为是凶神显灵而要把这无价之宝打碎。

女王木乃伊的脸上盖着纯金面罩,上面镶着一对闪闪发光的眼睛,头上戴着精美的王冠;额上饰有埃及皇族的徽记——一只金鹰和一条金蛇。可是,从学术观点看,这些东西都不是最珍贵的。最有价值的东西是女王那干枯脖子上戴的一串项链。

用现代的眼光看,这串项链难看极了,每粒珠子比手指头还大,七歪八扭的一点也不圆,颜色是深暗的黑绿色,珠子上还刻了些没人认识的奇怪符号,后来才知道这是古埃及的象形文字,刻的是女王的名字。可是,就这样一串现代小姐女士们会嗤之以鼻的项链,却是真正的无价之宝,因为它是在3500年前用玻璃制成的,在当时它比任何宝石都要珍贵,是只有女王才有资格享用的宝贝。

由于当时不具备使熔炼炉温度烧到1500℃以上的技术,不能使玻璃熔化成像水一样的液体,埃及的工匠们只能将玻璃烧得像柔软的面团,可这种面团烫极了,而且在几分钟之内就会变得坚硬如石,想把它们制成小圆珠困难重重,所以冷凝后的玻璃珠七歪八扭就很自然了。同时,当时的工匠们还不懂得选用杂质特别少、尤其是含铁少的沙子作为玻璃原料,所以熔炼出的玻璃总是深暗的黑绿色。

鉴别玻璃不困难

到了现代,玻璃只是作为低档的装饰品。它的颜色极多,有无色、红、绿、蓝、蓝绿、黄、紫、黑等色,而且只镶嵌在镀金或仿金(假金)材料制成的首饰上,以低廉的价格,在卖工艺品的地方、甚至在地摊上出售。

由于玻璃外观有时又很像高价的贵重宝石,因此能迅速而又毫无损伤地鉴别它们就很重要了。这种鉴别实际上并不太困难,可采用下述方法。

触摸法 任何玻璃都是不结晶的非晶质体,它们对热的传导比较慢,而宝石都是结晶体,对热的传导则比较快。因此,用手触摸样品时,玻璃因为传热慢而有“温感”,而结晶体的宝石因传热快而使人感到是冰凉的。对于小粒的样品,手摸不太方便,可用舌尖舔试样品测定凉或温。

在检测之前,为了正确无误须先取得经验,可准备一小块晶体如水晶和一块玻璃,先用手摸或舌舔它们,待熟悉二者的温凉差别后,再测试未知样品,这样会更有把握。

在实际测定时,未知样品须在桌上放置一段时间,以免从身体上取下时带有体温而出现误差。

琢磨质量 玻璃质的宝石因为价格很低,有时价钱还抵不上研磨的工钱,故不值得精工细磨,磨制质量都很粗糙。平面之间的交棱经常不是平直尖锐,而是圆滑的。大部分玻璃质宝石是将熔化的玻璃液倒入模子中浇铸而成,浇铸产品质量更劣,平面不平,上面常有因冷凝收缩而产生的凹坑。

放大镜观察 玻璃制品的表面和内部,常有弯曲的或漩涡状的细线纹,看上去很像将蜂蜜或浓胶水倒入清水中搅拌时,因混合不匀而产生的现象。玻璃内部还经常有或多或少的圆球状、椭球状、拉长状的小气泡。上述线纹及气泡大小不等,大的肉眼对着光观察可见,小的则须加上灯光照明后,用一个10倍的放大镜观察才能看出。

假钻石越造越像真的

由于自然界钻石稀少,价格非常昂贵,难以满足大量消费者的需求。于是人们一直在努力寻找一些看来很像钻石的廉价宝石,用来代替钻石,以满足更多人的需求,这样,形形色色的钻石代用品或假钻石就出现了。

因为钻石是无色透明的,并且闪光发亮,所以凡是无色透明的坚硬物质,将它磨成钻石形状后,都可以用作钻石的代用品或冒充品。早在19世纪,人们就开始用高折光率的玻璃琢磨成假钻石了。

由于用玻璃作为钻石代用品太不相像了,后来又用一些廉价无色透明天然宝石作为钻石代用品,例如:无色的水晶、无色透明的托帕石、无色透明的蓝宝石等。这类代用品的共同缺点是折光率太低,磨成钻石形状后没有钻石那种明亮的彩色闪光,同时,可以用简便的方法加以识别:将有疑问的钻石平放在报纸上,如果透过宝石能清楚地读出报纸上的字,那一定是假货。不过,如果读不出字,也不一定是真钻石。

为了使钻石代用品看起来极像真钻石,利用现代的科学技术生产了多种自然界不存在的“人造物质”,把它们磨成钻石的形状来冒充。经过多年的实践,其中很多种因为还不够逼真而被淘汰,并完全从市场上消失了。只有两种物质,因为与钻石的外观和性质最相像,目前被广泛地用作钻石的代用品(及冒充品),这就是1976年产出的“立方氧化锆(俗称人造锆石)”和1998年才上市出售的“人工合成碳硅石”。

立方氧化锆作为钻石代用品最为相像,它比水晶还要硬得多,这可以保证琢磨出的闪闪发光的平滑表面,不会被划伤磨毛,能长久光亮如新。它的折光率和色散与钻石近似,因而磨成钻石形状后有着同样的彩色光芒。当切磨质量优良时,即使是相当内行的宝石专家,仅凭肉眼不用仪器也很难将它与真钻石区别开。

目前在我国市场上,立方氧化锆正在大量地出售,而且价格非常低廉。例如:一粒重1克拉的真钻石,价格要好几万元人民币,而一粒同样大小的立方氧化锆,只要一二十元,现在市场上镶宝石首饰上,所配的小粒钻石有一部分就是用立方氧化锆代替的,其装饰效果相同,但整个首饰的价格自然会低一些。

在发达国家常有这种情况,在大珠宝店中,顾客花几万甚至十几万美元买了一条漂亮的钻石项链后,商店老板会主动送给顾客一条外观相同的漂亮项链,当然,这是用立方氧化锆镶嵌而成的。因为老板懂得,真钻石项链太贵重,只有在极其隆重盛大的场合才会佩戴,平时则可以戴这串立方氧化锆项链,具有同样的效果,却又可以放心,万一丢了损失也不大。珠宝商能如此为顾客着想,回头客自然就多了。

读者一定会想到,立方氧化锆这样像真钻石,那么怎样区别呢?要想迅速而又无损伤地区别,最好的办法是使用一种仪器——热导仪。当然,要学会正确使用,得请行家教一下。

另一种钻石的代用品“人工合成碳硅石”,又名“碳化硅”或“莫桑石”。它的硬度更大,可以划伤蓝宝石。折光率和色散都比钻石高,琢磨成钻石形状后,闪光比钻石还要明亮,而且彩色光芒更显著。它还有一个更迷惑人的特点,就是用热导仪测定时,它显示的现象和真钻石一样。也就是说,用热导仪无法区分人工合成碳硅石和真钻石。当然,为了区分它们,可使用另外一些宝石鉴定仪器,如偏光仪、反射仪等,这些仪器的使用也必须经过正规学习。

鉴别真假钻石时,只用一种方法或一种仪器,是不够可靠的。同时,还要及时了解世界上高新技术产品的新情况。

是真是假不好说的钻石


金刚石的化学成分是纯碳,与制造铅笔的石墨的成分完全相同。很自然,人们想到怎样才能使极其廉价的石墨变成珍贵的金刚石。经过科学家们多年的研究知道,使石墨处于极高的温度和极大的压力下,它可以变成金刚石。

虽然高温和高压可以使石墨变成金刚石的理论是正确的,可实际做起来在技术上困难重重。早在1823年,就有科学家做过用石墨制造金刚石的实验,此后100多年间,不断有研究单位用各种各样改进了的高温高压装置试制金刚石,但始终未获成功。

直到1955年2月,美国通用电气公司的研究所在12万大气压和2760℃的高温(在这个温度,铜和铁都变成了气体),并且隔绝氧气的条件下,首次使石墨变成了金刚石。不过所制得的金刚石颗粒非常细小,并且颜色是黑的不透明,远达不到宝石级,只能在工业上用作磨料。

一直到1970年,通用电气公司制成了质量达到宝石级的金刚石,并且用它磨成了钻石,最重者可达1克拉。由于生产技术复杂,使人造宝石级金刚石的成本高于同等质量的天然宝石金刚石,因此不可能在市场上作为商品销售。但到20世纪80年代,日本住友电子公司出售了自己合成的黄色宝石级金刚石,价格仅是同级天然钻石的十分之一。最近几年美国加利福尼亚州旧金山的查塔姆宝石制造公司正在销售该公司生产的各色合成刻面钻石,有黄色、蓝色、绿色和粉色合成钻石,而且大约每月有500克拉彩钻晶体(今后会更多)是在中国切磨加工的,重量从0.25克拉到2克拉不等。

自然界产出的钻石,绝大多数是无色透明,即俗称白色的。此外,自然界还产出极少量具有鲜艳颜色的钻石,如蓝色、红色、绿色、金黄色等,这类钻石由于既美观又极罕见,其价格是白色钻石的十几倍甚至上百倍。

由于彩色钻石稀少价格极贵,于是人们想用各种方法来改变钻石的颜色,使不受欢迎的淡黄、棕褐色的钻石,甚至白色的钻石,变成极珍贵的蓝、红、绿等色的彩钻。

从20世纪初开始,就有科学家进行钻石改色的研究,到20世纪40年代末,随着原子核物理学的大发展,人们利用磁力回旋加速器,用它产生的高速电子或中子轰击钻石,使无色的钻石产生颜色,结果获得了绿色、金黄色及少量蓝色和红色的钻石。这样改色的钻石没有放射性,对人体无害。

这种辐射改色的钻石与天然彩色钻石虽然看来外观相同,但价格却相差巨大。可是,要区分它们又非常困难,目前全世界只有几家最权威的研究机构才有可能鉴别它们。

看来,现代科学技术的飞速进步,对我们原有的观念也造成了冲击和困惑。

例如上面说的人工用石墨生产出的钻石,和用白色钻石改色而成的彩色钻石,到底算是真货,还是假货呢?

说是真货,它们不是自然界产出的。说假,也不合适,因为它们的确是钻石和彩色钻石,只是成因不同而已。

看来,我们头脑中固有的“真的”,“假的”的观念要改变了。像上面这种钻石,不能简单地归类为真的或假的,而应另列一类,即称为人工合成钻石和人工改色钻石。当然,在出售时应该向消费者说明,并且价格应该按生产的成本来定。如果将这类钻石冒充天然品卖高价,那就是不能容许的“卖假货”了。

红、绿、蓝色的人造宝石

在公认的四大珍贵宝石,即钻石、红宝石、蓝宝石和祖母绿中,除人工合成的钻石因成本太高尚未正式大量上市出售外,另外三种宝石目前不仅都能大量人工制造,而且生产成本比天然品低得多,都早已在市场上正式出售。其中最早生产成功的是红宝石。

早在1877年,法国化学家弗雷米就制造出了人造红宝石,不过颗粒很小,成本也很高。到了1902年,法国科学家维尔纳叶用焰熔法生产出了人造红宝石,几年之后,即在1910年,又用同样的方法生产出了人造蓝宝石。

由于当时技术还不够成熟也不普及,人造红宝石和人造蓝宝石在市场上并不常见。一直到第二次世界大战之后,即20世纪40年代后期,在市场上才常见有人造红宝石和人造蓝宝石出售,当时不仅价格相当贵,而且出售者经常不说明这是人造品,即常混在天然品中出售。由此可知,不要以为是几十年前甚至近百年家传下来的红宝石和蓝宝石一定是天然的,因为早在那个时候就已有人造品出售了。

到了20世纪50年代以后,由于生产技术普及,人造红宝石和人造蓝宝石的价格大跌,到了20世纪末,人造红宝石的价格已经跌到天然红宝石的几十分之一甚至百分之一。人造蓝宝石的价格也比天然蓝宝石低得多。在中国大陆,20世纪50年代至20世纪末,宝石行业内有人把人造红宝石叫做“鲁宾石”,这其实是英文“红宝石(Ruby)”一词的音译。

既然人造红宝石和人造蓝宝石价格比天然品要低得多,那么怎样鉴别它们就成了一个紧要的工作。遗憾的是,作为一般消费者想自己鉴定,是不可能的,要想准确鉴定它们,只有请教宝石专家或找鉴定机构解决。

当然,也可以介绍一点最简单的鉴定特征。在天然红宝石和蓝宝石上,有时有六边形的生长线,即有颜色深浅不同的六边形条带。在实际宝石上,有时不像附图的六边形那样完整,而只能见到一部分。凡是有这种六边形生长线的,就一定是天然红宝石(蓝宝石)。对于一部分人造红宝石和人造蓝宝石,它上面有圆弧形生长线(见附图),见到了它,就一定是人造品。当然,如果宝石上什么生长线都见不到,那就只有请教专家了。

绿色的宝石祖母绿,也是早在1888年就已有了人造品。到了1928年,生产出了颗粒大能磨宝石的祖母绿,但价格仍太贵。到了20世纪60年代中期,人造祖母绿的价格下降到只有天然品的十分之一左右,当然仍不算便宜。后经过不断地改进技术,目前人造祖母绿的价格又有较大的下降,可是,它仍比人造红宝石和人造蓝宝石贵得多。

要想区分祖母绿是天然的还是人造的,这只有宝石专家或专门检测机构才能做到,一般消费者自己是无法鉴定的。

一般讲:在正规商场和大珠宝店中,管理比较严格,不会将廉价的人造宝石冒充天然品欺骗顾客。这些人造宝石经常会出现在卖工艺品、小商品的市场及地摊上。要特别注意的是,在国内外的一些旅游地点,会有人用这类人造宝石制成首饰卖高价,一定要提高警惕防止上当受骗。

人造水晶,用途多多


水晶大多是无色透明的,此外,还有粉红色的芙蓉石,紫色的紫晶,黄色的黄晶,茶色的茶晶(又叫烟晶)和黑色的墨晶。虽然,天然水晶的价格已经非常低廉,可是自从发明人造水晶技术以后,其产量增加迅速,价格越来越低。

无色透明水晶 天然品价格非常低,可是由于内部多少含有杂质或瑕疵,用来制造首饰如项链珠虽无妨碍,可不能用于高级技术,例如制作石英表的机芯,高级手表的表蒙等。高级技术必须使用毫无杂质和瑕疵的人造无色水晶。由于生产成本较高,人造无色水晶的市场售价比天然水晶贵,一般不用作首饰原料。

有色水晶 天然的有色水晶比无色水晶价格贵得多,用人工生产出的有色水晶,如紫晶、黄晶等,比天然的价格要低一些。此外,天然水晶中没有绿色的和蓝色的,可人造水晶能生产。因此,凡是见到绿色或蓝色水晶的首饰,这水晶一定是人造的,由于成本高,它们的价格比紫晶和黄晶要贵。

别看天然水晶和人造水晶价格都不贵,可区分它们倒很困难,即使是宝石专家或检测机构,用简易快速的方法有时也无法鉴定。如果一定要准确鉴定,有时要使用大型鉴定仪器,这类仪器的鉴定费比较高,可水晶又是不值钱的宝石,有时一个戒面甚至一条项链的价钱,还不值鉴定费。天然水晶和人造水晶在本质上并没有什么不同,只不过前者是在自然界的天然环境下生成的,而后者是用人工装置生产出来的,同时二者价格相差也不是太大,故不一定非要去区分它们。

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