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祖母綠爲鈹鋁硅酸鹽，化學分子式爲Be3Al2(SiO3)6，含有Cr、V等微量元素，一般翠綠色祖母綠中Cr2O3的含量爲0.15－0.30％，深綠色晶體可達0.5－0.6％。

祖母綠的物理性質

不同產地、不同成因的天然祖母綠的物理性質略有不同

(1) 密度：2.67－2.78g/cm3，一般爲2.72 g/cm3；祖母綠的密度大小受鹼金屬含量大小的影響，鹼金屬含量越高，密度越大。天然祖母綠在比重爲2.65g/cm3的重液中下沉。

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(2) 硬度：7.5－8。

(3) 顏色：祖母綠因晶體結構中含有鉻而呈晶瑩的翠綠色，可略帶黃色或藍色調。其顏色柔和濃郁。顏色的深淺優劣取決於鉻、釩的含量，含量越高，綠色越深。一般 Cr2O3含量達到0.1％，手持分光鏡就能看到鉻吸收線，而釩含量一般較少，因此光譜中看不到釩的吸收線。祖母綠顏色的明度取決於氧化鐵的含量，如果不含或含少量的氧化鐵，則顏色鮮豔，明度大，反之，若氧化鐵含量超過0.6％，綠色就會變暗。

(4) 光澤：拋光面爲玻璃光澤，斷口爲玻璃光澤至油脂光澤。

(5) 透明度：透明到半透明。

(6) 光性：一軸晶負光性。

(7)折射率：通常爲1.577－1.583，可低至1.566，高至1.600，祖母綠的折射率值隨鹼金屬含量的增加而增加。雙折射率一般爲0.005－0.009，是由祖母綠結構中位於Si6O18通道中的水和鹼性金屬引起的。

(8)色散：0.014。

(9)多色性：祖母綠的多色性受自身顏色深淺的影響，可以從弱到明顯，兩個顏色分別是淡黃綠色和綠色，淡藍綠色和綠色。

(10)發光性：天然祖母綠和合成祖母綠在紫外光下可顯示弱綠色或弱橙紅至帶紫的紅色熒光，也可能不顯熒光。長波紫外光下的熒光現象強於短波紫外光。在X射線下可呈現無至弱的紅色熒光，且能見到與體色相近的磷光。

(11) 查爾斯濾色鏡：絕大多數的祖母綠在查爾斯濾色鏡下觀察呈現紅色或粉紅色，也可能顯綠色，與祖母綠的產地及所含雜質有關。哥倫比亞祖母綠在濾色鏡下呈現較強的紅色，而印度和南非的祖母綠因含有鐵在濾色鏡下呈現綠色。合成祖母綠、一些仿製祖母綠及其它寶石種的綠色寶石通過濾色鏡也可以顯示紅色，例如綠色鋯石。 特別是那些由鉻致色的寶石，如鈣鐵榴石、鉻電氣石和變石等。由此可見，查爾斯濾色鏡下的特徵不能作爲鑑別祖母綠的主要依據，只能作爲參考。

(12) 光學效應：偶見貓眼和星光祖母綠。

(13) 吸收光譜：祖母綠的吸收光譜是典型的鉻譜，紅區683 nm、680 nm和637 nm處吸收線明顯，662nm、646 nm兩個弱帶，從630 nm到580 nm有一微弱的普遍吸收，在藍區477 nm處有一弱譜線。

(14) 韌性：祖母綠性脆，韌性差，在切磨和鑲嵌時易造成碎裂。

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特殊品種

除了常見的祖母綠外，還有具有特殊光學效應和特殊現象的三個特殊品種，分別爲祖母綠貓眼、星光祖母綠和達碧茲祖母綠。

1、祖母綠貓眼

產生貓眼效應的祖母綠極其稀少而珍貴，主要是由於祖母綠晶體的內部含有一組密集平行排列的管狀包裹體所致。美國華盛頓斯密斯博物館存有一顆哥倫比亞產的祖母綠貓眼，重爲4.6克拉，而目前世界上發現的較大的一顆祖母綠貓眼有5.93克拉，產於巴西。

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2、星光祖母綠

星光祖母綠極爲稀少，僅偶有發現。美國洛杉磯州自然歷史博物館收藏有一塊重達11.19克拉的星光祖母綠。1996年有報導稱發現一顆產自巴西的重10.03克拉的星光祖母綠，被琢磨成圓弧型，星光效應很完整。

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3、達碧茲祖母綠（Trapiche）

達碧茲祖母綠是一種特殊類型的哥倫比亞祖母綠，它呈現雲霧現象，具有其它祖母綠不同的特殊生長圖形。木佐和契沃爾礦區都出產達碧茲祖母綠。木佐出產的達碧茲祖母綠中心有一暗色的核和周圍放射狀的臂，由碳質包裹體組成，X射線衍射證明這是一個單晶。契沃爾出產的達碧茲祖母綠，中心綠色六邊形的核和從核的棱柱面伸出的六條綠臂，在各臂之間的V形區裏是鈉長石和祖母綠的混合物，X射線衍射同樣證明這種達碧茲祖母綠是一個單晶，而鈉長石被包納在祖母綠晶體之中。

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天然祖母綠的包裹體特徵

世界各地天然祖母綠的內部特徵表

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(1) 雲母：雲母是一種較常見的包裹體，產於奧地利、非洲、蘇聯、印度和巴基斯坦的祖母綠中均有云母存在。雲母通常爲外形渾圓的半透明薄片，可以是無色、褐色、黑色或綠色。在贊比亞祖母綠中，雲母呈黑色小斑點出現。

(2) 陽起石和透閃石：爲葉片狀、柱狀或針狀的灰白色晶體，透明至半透明。桑達瓦納產的祖母綠中透閃石晶體以彎曲的或破碎的纖維狀出現；奧地利祖母綠中透閃石晶體以相似的形態出現。蘇聯烏拉爾地區的祖母綠含有短柱狀具橫向裂隙的陽起石，似竹節狀。陽起石也出現在澳大利亞產的祖母綠中。

(2) 陽起石和透閃石：爲葉片狀、柱狀或針狀的灰白色晶體，透明至半透明。桑達瓦納產的祖母綠中透閃石晶體以彎曲的或破碎的纖維狀出現；奧地利祖母綠中透閃石晶體以相似的形態出現。蘇聯烏拉爾地區的祖母綠含有短柱狀具橫向裂隙的陽起石，似竹節狀。陽起石也出現在澳大利亞產的祖母綠中。

(3) 磁鐵礦：磁鐵礦可以呈褐色出現在任何產地的祖母綠的裂隙和羽狀體中，黑色的不透明的鐵礦物可能以晶體形式存在。

(4) 黃鐵礦：可呈圓形的立方體和菱形十二面體。在一些較大的晶體上，通過放大檢查可看到晶面上的橫紋，在反射光下晶面具有一種特殊的反光。也有部分黃鐵礦以很小的晶粒存在，象黑芝麻一樣成堆聚集在一起，用高倍放大鏡偶爾能觀察到其晶面反光。

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(5) 方解石：爲白色、半透明的菱形晶體或不規則、低起伏的侵蝕殘晶，常見於哥倫比亞木佐礦區的祖母綠中。

(6) 赤鐵礦：爲褐紅色至黑色不透明晶體，外形界線圓滑，常見於津巴布韋、桑達瓦納祖母綠中。

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(7) 孔洞和負晶：祖母綠中細管狀的孔洞可小於1毫米至幾毫米，平行C軸排列，內部可含有兩相或三相包裹體。哥倫比亞祖母綠含典型的三相包裹體，呈圓或長而尖的 外形，內含液體、一個渾圓的氣泡和一個正方形的岩鹽晶體。印度祖母綠含有負晶，爲兩相包體，沿晶體的某個方向大致定向排列。包體略呈矩形，只有當平行C軸 觀察時，包體呈六邊形。在矩形的角上會伸出一小尾巴，尾巴內含有云母碎片，形狀很象逗號。

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(8) 羽狀體：液體充填的羽狀體在祖母綠中較常見，經常被鐵質成份浸染成褐色或黑色。

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(9) 生長環帶：在一些天然祖母綠中常見平行於柱面或底面的顏色分帶和生長環帶，總體呈六邊形。

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(10) 不同產地的祖母綠還含有一些特有的礦物包裹體，如哥倫比亞穆索礦區的祖母綠可含有半透明褐色氟碳鈣鈰礦的柱狀晶體；蘇聯祖母綠有時會見到平行於底軸面的薄圓盤狀的孔洞，反射光下這些孔洞呈銀白色，而從其它一些視角看又可能是黑色的；澳大利亞和某些蘇聯祖母綠中可見有錫石晶體和不規則毒砂礦物的白色板塊。另 外，在天然祖母綠中還含有輝鉬礦、金紅石、電氣石、螢石、硅鈹石晶體等。

質量評價

祖母綠的質量評價可以從顏色、淨度、切工、重量幾個方面來進行。

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(1) 顏色：享有“綠色之王”稱號的祖母綠最重要的是顏色。它的顏色是一種特殊的晶瑩翠綠的“祖母綠色”，猶如春天雨後的青草地，其綠色之美是任何綠色寶石所無 法比擬的，哥倫比亞人稱之爲“神仙的眼淚”。由於祖母綠的折射率不高，不象多數其它寶石那樣，璀璨耀眼，沒有絢麗的火花，因而其顏色的深淺與分佈情況與顏色的美麗同等重要。優質的祖母綠顏色分佈均勻，中至深綠色即濃綠色，同時亦可稍帶黃色調或藍色調，給人一種柔軟的絲絨的感覺。高質量的祖母綠十分罕見，比 相同質量的優質鑽石具有更高的價格。淺色調或顏色分佈不均勻的祖母綠只能列入中低檔品級，同時其價格也相對較低。

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(2) 淨度：評價祖母綠的優劣，除了顏色是首選因素外，淨度同樣是一個十分重要的方面。祖母綠晶體裂隙十分發育，在生成的過程中，有多種其它元素如雲母、黃鐵礦、方解石等混入其中，故多雜質和裂紋。包裹體（雜質）是天然祖母綠的一個佐證。但是寶石內含雜質的多少是區別寶石質量的一個重要標準。祖母綠總是或多或 少地含有包裹體。優質的祖母綠應該內部瑕疵既少又小，肉眼基本不見，一顆清澈無瑕的祖母綠是十分難得的。而市場上所見的大多是雜質裂隙較多的飾品祖母綠。

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(3) 切工：在加工工藝上，祖母綠常採用階梯式的切工，切去四角面，外輪廓呈八邊形的長方形或正方形。通常中央擁有一大而平的表面，四周爲成排的梯形小面。一般頂部爲三層翻（三階梯），底部也爲三層翻，被稱爲祖母綠型切工。採用這種切磨方式是爲了最大限度地體現祖母綠那無以倫比的綠色。優質的祖母綠寶石通常都採 用祖母綠型切工，而瑕疵較多的寶石常被製成弧面型、圓珠或雕刻件，顏色不均勻的祖母綠寶石經雕刻後可以得到顏色均勻的雕刻件。一般很少採用圓鑽型，因爲這種形式不能使祖母綠的顏色顯示達到最佳效果。

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(4) 重量：祖母綠的晶體很少超過10克拉，祖母綠晶體由於裂隙發育，一塊幾磅重的毛坯切磨後最終所得的成品可能只有2－3克拉重，一般的刻面寶石大部分小於1克拉，而市場上0.2－0.3克拉的寶石最爲常見。因此，優質祖母綠的價格隨重量增加的幅度十分明顯，大於0.5克拉的優質祖母綠價格已高於同重量的鑽石。