12第一篇宝石学基础第二章宝石矿物的化学成分.docx
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12第一篇宝石学基础第二章宝石矿物的化学成分
第二章宝石矿物的化学成分
第一节宝石矿物化学成分的特点
一、宝石矿物晶体化学的分类
从晶体化学的角度，宝石矿物可划分为含氧盐类、氧化物类和自然元素类等。
（一）含氧盐类
大部分宝石矿物属于含氧盐类，其中又以硅酸盐类矿物居多。
据统计，宝石矿物中硅酸
盐类矿物约占一半，还有少量宝石矿物属磷酸盐类。
1．硅酸盐类
在硅酸盐类矿物的晶体结构中，硅氧络阴离子配位的四面体[SiO4]4-是它们的基本构造单元。
硅氧四面体在结构中可以孤立地存在，也可以以其角顶相互连接而形成多种复杂的络阴离子（基型）。
根据硅氧四面体在晶体结构中的连接方式，可分成以下几种。
（1）岛状基型
表现为单个硅氧四面体[SiO4]4-或每两个四面体以一个公共角顶相连组成双四面体在结构中独立存在。
它们彼此之间靠其他金属阳离子（如Zr4+、Fe2+、Mg2+、Ca2+等）来连接，它们之间并不相连，因而呈独立的岛状。
属于此类的宝石矿物有锆石ZrSiO4、橄榄石（Mg,Fe）2SiO4、石榴石A3B2（SiO4），（其中A为Fe2+、Mg2+、Ca2+、Mn2+等二价阳离子，B为A13+、Fe3+、Cr3+等三价阳离子）、黄玉A12SiO4（F，OH）2、榍石CaTi（SiO4）O、十字石Fe2A19（SiO4）4O6（O,OH）2
和绿帘石Ca2FeAL2（Si2O7）（SiO4）O（OH）等。
（2）环状基型
结构中包含由三个、四个或六个[SiO4]4-硅氧四面体所组成的封闭的环（分别叫三方、四方和六方环）。
环内每一个四面体均以两个角顶分别与相邻的两个四面体连接，而环与环之间则靠其他金属阳离子连接。
属于此类的宝石矿物有蓝锥矿BaTiSi3O9。
（三方环）、绿柱石Be3A12Si6O18。
（六方环）、堇青石（Mg,Fe）2A13A1Si5O18。
（六方环）和电气石（六方环）等。
（3）链状基型
指每一[SiO4]4-四面体以两个角顶分别与相邻的两个[SiO4]4-四面体连成一条无限延伸的链，链与链之间通过其他金属阳离子来连接。
属于此类的宝玉石有翡翠、软玉、透辉石和蔷薇辉石等。
（4）架状基型
每个[SiO4]4-四面体均以其全部的四个角顶与相邻的四面体连接，组成在三维空间中无限扩展的骨架。
属于此类的宝石矿物有月光石、日光石、拉长石、天河石和方柱石等。
2．磷酸盐类
该类含有磷酸根[PO4]3-，广阴离子。
由于半径较大，因而要求半径较大的阳离子（如Ca2+、
Pb2+等）与之结合才能形成稳定的磷酸盐。
此类矿物成分复杂，往往有附加阴离子。
属于此
类的宝石矿物有磷灰石Ca5（PO4）3（F,C1,OH）和绿松石CuAl6（PO4）4（OH）8·4H2O等。
（二）氧化物类
氧化物是一系列金属和非金属元素与氧阴离于O2-化合（以离子键为主）而成的化合物其中包括含水氧化物。
这些金属和非金属元素主要有Si、A1、Fe、Mn、Ti、Cr等。
阴离子一
般按立方或六方最紧密堆积，而阳离子则充填于其四面体或八面体空隙中。
属于简单氧化物
的宝石有刚玉矿物（A12O3）的红宝石、蓝宝石，SiO2类矿物（SiO2和SiO2·nH2O）的紫晶、
黄晶、水晶、烟晶、芙蓉石、玉髓、欧泊、蛋白石及金红石（TiO2）等。
属于复杂氧化物的
宝石矿物有尖晶石（Mg，Fe）A12O4和金绿宝石BeAl2O4等。
（三）自然元素类
有些金属和元素可呈单质独立出现。
属于此类的宝石矿物有钻石（成分为C）等。
二、宝石矿物的化学组成及其变化
宝石矿物的化学成分和晶体结构是决定一个宝石矿物种的两个最基本的因素。
只考虑其
化学成分，不考虑结构不能确定一个宝石种；同样，只考虑其结构而不考虑化学成分也不能
确定一个宝石种。
例如，化学成分为碳（C）的固体，只有当C以立方对称排列时，才能确
定其为钻石或金刚石；而如果C以六方对称排列时，只能确定为石墨。
同样，都具立方面心格子构造的固体，化学成分为NaCl时，其为石盐，而化学成分为CaF2时，只能确定其为萤石。
因此，化学成分是宝石矿物存在的物质基础，晶体结构是其存在的表现形式，二者是相互依存的，离开一方，另一方也就不再存在。
很显然，矿物的化学成分和结构是决定宝石矿物一切性质的最基本因素。
作为一个宝石矿物种，其化学成分可分为主要化学成分和次要或微量成分。
主要化学成
分是指能保持其结构的化学成分，如果缺某个成分，其结构便不能存在或保持。
但在保持其
结构和物化性质基本不变的条件下，主要化学成分是可以有一定变化的，或者说它可以有一
个变化范围。
因此我们说，宝石矿物的化学组成并不是固定不变的，而是可以有一定的变化
幅度的。
如刚玉宝石矿物，是具三方对称的A12O3，，不含任何次要或微量成分时，呈无色透明，A1和O均为其主要化学成分。
但A1可以被少量的Cr所替代，而呈现红色，这时的Cr就可称为刚玉的次要化学成分或微量元素。
但Cr的替代量是有限的，更不能全部替代A1，否则就不能保持其三方对称的结构，刚玉也就不能存在了。
引起矿物化学成分变化的原因很多，主要是类质同象替代（下一节将详述）和一些微细组分的机械混入（可以以显微包体形式存在）。
对宝石矿物而言，杂质组分的介入是极其重要的，它可使宝石矿物呈现各种漂亮迷人的颜色（如祖母绿因含有微量Cr元素而呈现美丽的翠绿色），也可使部分宝石矿物具有特殊的光学效应（如星光效应和猫眼效应等）。
三、宝石矿物中的水
许多宝石矿物含有水，根据矿物中水的存在形式及它们在晶体结构中的作用，可以把水
分成以下几大类。
1．吸附水
吸附水不参加晶格，是渗入在矿物集合体中，为矿物颗粒间隙或裂隙表面机械吸附的中性水分子（H2O）。
吸附水不属于矿物的化学成分，不写入化学式。
它们在矿物中的含量不定，随温度和湿度变化而不同。
常压下温度达到100～110℃时，吸附水就基本上从矿物中逸出，而不破坏晶格。
吸附水可以呈气态、液态或固态。
另外，水胶凝体中含有一种特殊类型的吸附水，称为胶体水。
它被微弱的联结力固着
在微粒的表面，通常计人矿物的化学组成，但其含量变化很大。
例如蛋白石，其分子式为SiO2·nH2O（n为H2O分子数，不固定）。
2．结晶水
结晶水以中性水分子（H2O）存在于矿物中，在晶格中占有固定的位置，起着构造单位
的作用，是矿物化学组成的一部分。
水分子的数量与矿物其他成分之间有固定的比例。
结晶
水从矿物中逸出的温度一般不超过600~C，通常为100～200~C。
当结晶水失去时，晶体的结构将被破坏并形成新的结构。
比如绿松石就是一种含结晶水的磷酸盐，分子式为CuAl6（P04）4（OH）8·4H2O，其中H2O含量达19．47％。
3．结构水
结构水（也称化合水）是以OH-、H+、H3O+等离子形式参加矿物晶格的“水”，其中OH-
形式最为常见。
结构水在晶格中占有固定的位置，在组成上具有确定的比例。
由于与其他质
点有较强的键力联系，结构水需要较高的温度（通常在600～1000℃之间）才能逸出。
当其
逸出后，晶体结构完全破坏。
许多宝石矿物都含有这种结构水，例如：
碧玺NaMg3A16（Si6O18）（BO3）3（OH）4、十字石
Fe2A19（SiO4）4O6（O,OH）2、黄玉A12SiO4（OH，F）2和磷灰石Ca5（PO4）3（F,C1,OH）等。
此外，在堇青石和绿柱石平行z轴的结构通道中，常会有一定数量的水，含量有一定的
变化。
其存在形式和结构状态到目前仍不太清楚。
它是一种特殊类型的结构水，它的失去需
要很高温度。
第二节类质同象对宝石化学成分的影响
一、类质同象的概念
正如前节所述，矿物化学成分在一定范围内是可以变化的。
这主要是由于两方面的原因，
一是类质同象替代；二是外来物质机械混入，即含有不进入晶格的包体。
所谓类质同象，是
指在晶体结构中部分质点被其他性质类似的质点所替代，仅使晶格常数和物理化学性质发生
不大的变化，而晶体结构保持不变的现象。
如果相互替代的质点可以任意比例替代，即替代是无限的，则称为完全类质同象，此时
它们可以形成一个成分连续变化的类质同象系列。
例如，橄榄石（Mg，Fe）2（SiO4）中的Mg2+↔Fe2+之间的替代，当二者都存在时，可统称为橄榄石；当Mg全部被Fe替代时，便成为铁橄榄石Fe2（SiO4），Fe全部被Mg替代时，就成为镁橄榄石Mg2（SiO4）。
又如，斜长石（由钙长石分子和钠长石分子组成）中Na++Si4+↔Ca2++A13+的替代，都可以在一定条件下形成完全类质同象。
如果质点替代只局限于一个有限的范围内，则称为不完全类质同象。
例如闪锌矿（ZnS）
中的Zn2+可部分地（最多26％）被Fe2+所替代，在这种情况下，Fe2+被称为类质同象混人物。
此外，当相互替代的质点电价相同时（如Na+↔K+，Fe2+↔Mg2+）称为等价类质同象，如果相互替代的质点电价不同（如A13+替代Si4+）则称为异价类质同象，当然后者必须有电价的补偿以维持电价平衡。
比如在钠长石（NaAlSi3O8）—钙长石（CaAl2Si2O8）系列中，A13+与Si4+之间的替代和Na+与Ca2+之间的替代都是异价的，但由于这两种替代同时进行，所以替代前后总电价仍是平衡的。
二、类质同象的条件
形成类质同象的条件，一方面取决于质点本身的性质，如原子或离子半径大小、电价、离子类型、化学键性等；另一方面也取决于外部条件，如温度、压力和介质条件等。
1．质点大小相近
相互替代的原子或离子必须有近似的半径。
一般而言，如果相互替代的质点半径相差越
小，相互替代的能力越强，替换量也越大；反之则越弱、越小。
在异价类质同象替代中，在
元素周期表上对角线方向的阳离子半径近于相等，容易发生替代，从而存在着所谓的对角线
规则（一般都是右下方的高价阳离子替代左上方的低价阳离子）（见表1-2-1）。
2．电价的总和平衡
在离子化合物中，类质同象替代前后离子电价总和应保持平衡，因为电价不平衡将引起晶体结构的破坏。
对于异价类质同象，电价的平衡可以通过下列方式完成：
①电价较高的阳离子被数量较多的低价阳离子替代（如云母中3Mg2+替代2A13+），或者相反；②成对替代，即高价阳离子替代低价阳离子的同时另有其他低价阳离子替代高价阳离子，使离子总电位达到平衡，如斜长石中Na++Si4+→Ca2++A13+；蓝宝石中Fe2++Ti4+→2A13+等；③高价阳离子替代低价阳离子伴随高价阴离子替代低价阴离子，如磷灰石（Ca2+,Ce3+）5（PO4）3，（F，O）中Ce3+替代Ca2+，伴随O2-→替代F+④低价阳离子替代高价阳高子，所亏损的电价由附加阳离子平衡，如绿松石中Li→Be2+、Fe2++A13+所亏损的正电荷分别由半径较大的Cs+和Na+进人绿松石结构通道中平衡。
3．相同的化学键性
类质同象替代一般是在同种离子类型之间发生的，如果离子类型不同则很难发生类质同
象。
因为离子类型不同，极化力强弱各异。
惰性气体型离子易形成离子键，而铜型离子则趋
向于共价键结合。
例如在硅酸盐宝石矿物中，A1—O之间和Si—O之间都主要是共价键，因而经常出现A13+对S4+产的替代。
又如Ca2+（惰性气体型）和Hg2+（铜型）虽然电价相同、半径相似，但因离子类型不同，所形成键性各异，所以它们之间不产生类质同象替代，这就是为什么在硅酸盐中很难发现Ca↔Hg等类质同象的原因。
4．热力学条件
介质的温度、压力和组分浓度等外部条件对类质同象的发生也起重要作用。
一般来说，
温度升高时类质同象替代的程度增大，温度下降则类质同象替代减弱。
如在高温下碱性长石
中K和Na可以互呈类质同象替代而形成（K，Na）A1Si3O8或（Na,K）A1Si3O8固溶体；但在低温下则发生固溶体分离，而形成由钾长石KAlSi3O8和钠长石NaAlSi3O8两种矿物组成的条纹长石。
压力的增加往往会限制类质同象替代的范围，并促使固溶体分离。
组分的浓度对类质同象也会有影响，如在磷灰石的形成过程中，若P2O5的浓度很大，而Ca含量不足，则Sr和Ce族元素可以进入晶格占据Ca的位置，从而使磷灰石中聚集相当大量的稀有或分散元素。
三、类质同象对宝石矿物物理性质的影响
1．对宝石矿物颜色的影响
类质同象对于宝石矿物具有非常重要的意义，因为大部分宝石矿物是由于少量类质同象
混人物而呈现各种美丽诱人颜色的。
现举几个具代表性的实例。
（1）刚玉
纯净的刚玉矿物是无色的，其化学成分为A12O3当其中A13+被微量Cr3+替代（即Cr3+→A13+）时则呈现玫瑰红—红色色调，称红宝石；当其中A13+被微量Ti4+和Fe2+等替代（即Ti4++Fe2+→2A13+）时则呈现漂亮的蓝色，称蓝宝石。
Fe2+和Ti4+含量越高则蓝宝石的蓝色越深，反之越浅。
我国山东蓝宝石的深蓝色就是其中含有过多的Fe所致。
（2）绿柱石
绿柱石的化学成分为Be3A12Si6O18，纯净的绿柱石是无色的。
当绿柱石的Be、A1被不同元素替代时，可以呈现不同的颜色，如绿色、黄绿色、蓝色、黄色和粉红色等。
当绿柱石中含有Cr、V等元素时，就呈现美丽的翠绿色，这就是祖母绿；当含有Fe和Sc等元素时，呈现漂亮的蓝色，这就是海蓝宝石；当含有Cs、Mn等元素时则呈现粉红色—红色；当含有Fe或U时则呈现黄色色调或黄绿色色调。
（3）电气石
电气石的化学成分为（Na,Ca）R3A16Si6O18（O,OH,F）4，式中R主要为Mg、Fe、Cr、Li、A1、Mn等，这些元素之间复杂的类质同象替代导致了电气石的化学成分十分复杂，也导致了电气石具有各种各样的颜色。
在电气石化学组成中，Mg2+—Fe2+之间和Fe2+—Li+、A13+之间呈完全类质同象，其中3Fe2+→2A13++Li+替代的负电荷不足，由附加阴离子中OH-被O2-替代来补偿；Mg和Li之间的替代，以及Mg、Fe和Cr、Mn之间的替代都是不完全的。
当电气石化学组成中R位以Fe为主时，则电气石呈深蓝色甚至黑色；当R位以Mg2+为主时则电气石呈黄色—褐色；当电气石富含Li和Mn时则呈玫瑰色或浅蓝色；当电气石富含Cr时则呈深绿色。
（4）翡翠
翡翠主要由硬玉矿物组成，硬玉的化学组成为NaAISi2O6。
纯净的硬玉岩是白色的，但当硬玉化学组成中的A1被不同元素替代时，则显示不同的颜色：
①当硬玉化学组成中的A1被Cr、V替代时，则翡翠呈诱人的绿色，绿色的深浅与替代程度有关，当Cr的质量分数在1％～2％之间时，翡翠的颜色最美丽，呈浓艳的绿色，且为半透明，但当Cr含量很高时，翡翠则呈不透明的黑绿色，即所谓的干青种翡翠；②当硬玉化学组成中的A13+被Fe3+替代时，则翡翠呈发暗的绿色（不像含Cr翡翠那么鲜艳、明快，而是呆板、缺乏灵气），若Fe3+只是少量替代A13+，翡翠呈浅绿色，若Fe3+大量替代A13+，则翡翠呈暗绿色，甚至墨绿色；③当硬玉化学组成中的A13+同时被Fe3+和Cr3+替代时，翡翠的颜色则视Fe3+和Cr3+相对比例而定。
Cr3+较多则绿色鲜艳一些，Fe3+较多时则绿色偏暗一些；④当硬玉化学组成中的A13+同时被Fe2+和Fe3+替代时，则翡翠呈紫色，也有人认为翡翠的紫色是由于含有Mn或K造成的。
2．对宝石矿物折射率、相对密度和硬度的影响
类质同象不但使宝石矿物的化学成分发生一定程度的改变，而且也在一定程度上影响它
的折射率和相对密度等物理性质。
现举几个实例加以说明。
（1）电气石
如前所述，电气石的颜色基本上受类质同象的种类和程度的影响，实际上电气石的相对
密度和折射率也与类质同象有密切联系。
镁电气石NaMg3A16Si6O18（BO3）3（OH）4中的Mg2+和锂电气石Na（Li,A1），AI6O18（BO3）3（OH,F）4中的Li+、A13+都有可能被Mn2+和Fe2+替代。
研究表明，随着电气石成分中Mn、Fe的增加，电气石的相对密度（3．03～3．25）、折射率（n0=1．635～1．675，ne=1．610—1．650）和双折射率（0．016～0．033）都随之增大。
（2）绿柱石
在绿柱石Be3A12Si6O18。
组成中，当Be被Li替代（即Li+→Be2+）时，所亏损的电荷主要由半径较大的Cs+进入绿柱石的结构通道来平衡。
含Cs越高，则绿柱石的相对密度（2．6～2．9）、折射率（n0=1．566～1．602，ne=1．562～1．594）和双折射率（0．004～0．009）也越高，Cs（Cs2O）的质量分数最高可达4．13％。
（3）橄榄石
在橄榄石（Mg,Fe）2SiO4组成中，Fe和Mg可以呈完全类质同象（Mg2+~Fe2+），随着其中Fe含量增加，不但橄榄石的颜色加深，而且它的相对密度（3．32～3．37）和折射率（1．65～
1．69）也逐渐增大，摩氏硬度（HM=6．5～7）也略有增加。
（4）黄玉
在黄玉Al2SiO4（F,OH）2的化学组成中，F—作为附加阴离子有时可被OH-所替代，最高时可达F含量的1／3（与黄玉形成时的温度有关）。
研究表明，随着OH-对P-替代程度的增加，黄玉的相对密度（3．5～3．6）逐渐减小，折射率（1．603～1．638）逐渐增大。
第三节宝石中的包体
天然宝石是在复杂的地质环境中形成的，外来杂质的混入、成矿溶液的浓度及温度压力的变化都会宝石的生长产生影响，同时也会在宝石的内部留下一定的痕迹，这就是我们常说的包体。
宝石中包体的形成与矿物包体形成一样，往往与晶体生长过程中产生的晶体缺陷有关。
晶体中缺陷的形成则和晶体的结构类型、晶核的数量、晶体的生长速度及环境（如温度、压力、介质浓度等）密切相关。
19世纪初，人们就开始研究矿物中的包体，只是到了19世纪末和20世纪初，由于合成红宝石和蓝宝石的出现，人们才意识到宝石内部的包体的重要性。
研究宝石的包体极为重要，它可以帮助我们鉴定宝石品种、区分天然和合成宝石、判别宝石的优化处理、评价宝石的品质和了解宝石的成因甚至产地。
一、包体的概念
包体的概念来源于矿物学，在宝石学中给予丁沿用和扩展。
宝石包体的概念有狭义和广义之分。
狭义包体的概念是指宝石矿物生长过程中被包裹在
晶格缺陷中的原始成矿熔浆，其至今仍存在于宝石矿物中，并与主体矿物有相的界线。
广义包体的概念是指影响宝石矿物整体均一性的所有特征。
即除狭义包体外，还包括宝
石的结构特征和物理特性的差异，如带状结构、色带、双晶、断口和解理，以及与内部结构
有关的表面特征等。
宝石学中多涵盖的是广义包体概念。
二、宝石中包体的分类
（一）依据包体与宝石形成的相对时间分类
依据包体与宝石形成的相对时间，可将包体分为原生包体、同生包体和次生包体。
1．原生包体
原生包体是指比宝石形成更早，在宝石形成之前
就已结晶或存在的一些物质，在宝石晶体形成过程中
被包裹到宝石内部。
原生包体的形成主要与介质环境
（如成矿溶液成分和浓度的变化）及晶体的快速生长有
关。
宝石中的原生包体都是固态的，它可以与寄主矿
物同种，也可以不同（见图1-2-1）。
合成宝石一般不存在原生包体，但对于有种晶的
一些合成方法，也可把合成宝石中的种晶视为一种原生
包体。
2．同生包体
同生包体是指在宝石生成的同时所形成的包体，它们的形成主要与晶体的差异性生长、
晶体的不规则生长结构、晶体的生长间断、溶液过饱和度的变化、外来杂质的出现、体系温
度或压力的突然变化等因素有关。
此类包体可以是固态的，也可以是含有呈各种组合关系的
固体、液体和气体，甚至空洞或裂隙等，还可以是导致分带性的化学组分变化所形成的色带、
幻晶等。
（1）同生固态包体
在某些情况下，若包体矿物与宝石晶体沿结合面的原子结构相似，当宝石晶体停止生长
时，包体矿物可聚集和生长在宝石晶体的表面；晶体的重新生长会覆盖这些生长在表面的矿
物，使之成为包体。
纤维状矿物的生长速度比主体宝石的生长速度快，因而可以形成长丝状的包体，如水晶
中呈针状的金红石、闪石包体（见图1-2-2）。
在高温下结晶均匀的固溶体矿物，当温度缓慢下降时，固溶体的溶解度减小达到过饱和
状态，而出溶成为两个彼此不同的矿物，可使宝石晶体中含有片状或针状矿物晶体，而且它
们的方向往往与寄主晶体的某个结构方向平行。
例如：
从刚玉中出溶的金红石结晶成三组针
状的晶体，相互的交角为120。
，而且均平行于刚玉的底轴面。
钛化合物如金红石、榍石和钛铁矿是宝石中最常见的出溶矿物。
这是由于Ti元素的丰度大，易于为寄主晶体所容纳并从寄主晶体晶格中出溶。
大量的出溶针状物可在刚玉、石榴石和尖晶石等宝石中产生猫眼和星光效应。
其他的出溶矿物有日光石、堇青石中的赤铁矿；月光石中的钠长石；拉长石中的针铁矿等。
（2）同生流体（气液）包体
产于某些地质环境的宝石可含有大量的气液包体。
由于形成条件的制约，气液包体很少
见于火成岩，常见于伟晶岩中。
这是因为伟晶岩形成于较低的温度，并含有大量的水溶液。
晶体在生长过程中可能破裂，成矿溶液可以进入其裂隙中，直到裂隙在适当部位愈合为
止。
以这种方式形成的愈合裂隙在富含水溶液环境条件下生成的宝石中是常见的。
愈合裂隙
可以呈扁平状或弯曲状，常说的“指纹状包体”就属于此类（见图1-2-3）。
有的宝石内部可含有管状的孔道或具有规则形状的孔洞。
这是由于宝石晶体在生长的过
程中生长阻断或生长速度过快造成的。
在生长过程中，孔道或孔洞的形状可能会发生改变或
愈合。
如海蓝宝石中的“管状”包体可以呈断断续续的“雨丝状”。
很多情况下，经常见到液态包体与气态、固态包体共存。
（3）同生的非物质性包体
宝石晶体中常见同生不均匀性包体，主要表现为下述几种分带现象。
包体分带宝石晶体生长的暂时停顿使外来的晶体集结在寄主晶体的表面。
若寄主晶体
重新生长，便可形成或多或少的呈面状分布的薄层包体，即所谓的“幻晶”。
颜色分带颜色分带通常取决于宝石中化学成分的变化，它反应了宝石生长环境和流体
化学成分的变化，如红宝石、蓝宝石中的平直或角状色带。
结构分带结构分带通常是由宝石中的双晶造成的，如钻石、长石和红蓝宝石中的生长
纹和双晶纹。
合成宝石的包体大都属于同生包体，它们可以是固态、气态或液态。
但它们往往从形态
和组成上与天然宝石明显不同，可作为区分天然与合成宝石的主要或诊断性特征。
如助熔剂
法合成红宝石中的助熔剂残留（见图1-2-4），水热法中合成祖母绿中的铂金片、合成祖母绿
中由硅铍石和空洞构成的“钉头”状包体，焰熔法合成红宝石中的弧形生长纹和气泡（见图
1-2-5）等。
3．次生包体
次生包体是指宝石形成后产生的包体，它是宝石晶体形成后由于环境的变化，如受应力
作用产生裂隙，外来物质沿其渗入及裂隙充填所形成的包体，甚至可能是由于放射性元素的
破坏作用所形成的包体。
（1）次生裂隙及外来物质充填胶结
宝石停止生长后产生的裂隙中可能会有外来物质进入并在其中沉淀。
常见的外来物质是
铁和锰的氧化物，如水晶或玛瑙中的黑色树枝状包体（见图1-2-6）。
（2）放射性元素的破坏作用
有些宝石经常含有微量的放射性元素，如锆石常含有放射性元素u和Th，由于它们的
存在不但可以破坏宝石本身的晶体结构，同时，当锆石作为包体出现在其他宝石矿物中时，
放射性元素在破坏锆石晶格的同时，还会使锆石的体积增大，也可对主晶宝石晶格产生破
坏，产生的应力可导致在锆石周围形成放射状的裂隙等痕迹，这就是我们
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