藏在宝石中的彩虹

2022.10.27 中国矿业报   

　　每当彩虹出现时，我们都感到幸运，因为彩虹绚丽而短暂，但有一种宝石，它能将彩虹冻住，把彩虹留在我们身边——

　　方柱石

　　方柱石是硅酸盐矿物，常见于矽卡岩或气成热液岩石中，方柱石颜色多样，一般呈灰色、灰绿色、浅黄绿色，偶见玫瑰紫色、海蓝色等。虽然方柱石的产地有很多，但是宝石级方柱石却十分稀少。

　　方柱石的特殊光学效应有很多，比如晕彩效应、猫眼效应等。

　　方柱石

　　过去在宝石学中，“晕彩”一词仅用于描述特定现象宝石的薄膜干涉，如晕彩玛瑙、菊石和珍珠。而如今，晕彩效应作为一种特殊的光学效应，常被用来描述任何薄膜干涉或衍射相关的颜色现象，这多是因为矿物中干涉和衍射是密切相关的现象，经常同时发生。

　　彩虹石英

　　宝石材料中的晕彩现象始终属于一种干涉现象，唯一的区别在于该干涉是由薄膜干涉还是衍射引起的。根据这个依据，可分为三类：

　　1.薄膜干涉：只由薄膜干涉而产生晕彩的宝石

　　2.衍射：与衍射相关的干涉

　　3.薄膜干涉结合衍射：薄膜干涉为主结合某些衍射导致宝石“彩虹”色，这就是彩虹方柱石。但是彩虹方柱石有彩虹的根本原因并不是干涉和衍射两种光学效应的叠加，而是彩虹方柱石内部的板状包裹体，它为“彩虹”的出现贡献了很大一部分力量。且板状物颜色随入射角变化而变化，这是衍射光栅的特征。

　　欧泊

　　板状包裹体是如何形成的？是因为它沿着四轴方向有两组平行交叉定向排列的长条状的裂隙包体，正是长条状的裂隙干涉导致了方柱石的彩虹。

　　除了方柱石以外，还有许多宝石都可以见到彩虹现象，似真似幻引人入胜。

　　天然彩虹水晶

　　彩虹水晶

　　天然水晶在生长时遭受重大压力，内部出现裂缝，形成了特殊的光线折射，即出现彩虹。还有一种“彩虹”镀膜水晶，是由于表面喷涂的薄膜导致的彩虹，这类属于人工处理的彩虹水晶。

　　人工处理的彩红水晶

　　火玛瑙

　　火玛瑙有彩虹的原因是，火玛瑙的层状结构中，有氧化铁薄膜矿物晶体，光照射在玛瑙上时发生干涉。

　　火玛瑙

　　斑彩石

　　斑彩石是斑彩螺的化石，它的七彩色来源于内部微观结构对光线的干涉作用，因此，斑彩石的厚度决定了斑彩石的颜色。

　　斑彩石

　　（中国地质大学(武汉)珠宝学院 供稿）

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