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参考文献与教材

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发布日期:2021-03-01    浏览次数:


《彩色宝石实习指导书》


序   言


《彩色宝石实习指导书》是为配合《彩色宝石》课程的学习而编写。旨在使学生在实习课中了解每次实习的目的、内容和要求;指导学生更好地进行实习。

该指导书包括:一、彩色宝石仪器实习;二、钻石及贵重宝石实习鉴定;三、一般宝石及少见宝石鉴定实习;四、玉石鉴定实习;五、有机宝石鉴定实习;六、人工宝石鉴定实习;七、珠宝玉石综合鉴定实习;八、珠宝玉石综合实训等内容。

本书根据《彩色宝石》课程内容,珠宝行业职业岗位需求以及国家职业资格证书要求而编写。编写过程中参考了中外有关宝石学、宝石鉴定教材、书刊;综合了编著者十多年彩色宝石、教学、培训工作经验。

实习一 鉴定仪器实习

一、目的

掌握各类常规彩色宝石鉴定仪器的原理、结构、操作方法及使用注意事项。

重点掌握宝石显微镜、折射仪、电子天平、分光镜、二色镜、热导仪的操作方法并熟练使用。

二、内容

1.放大镜

使用放大镜时,放大镜应尽量贴近眼睛,宝石距放大镜2.5cm左右(10×)。

在钻石分级时使用放大镜,正确的姿势为:端座桌前,双肘自然支撑在桌上,用右手(习惯用右眼观察者)拿放大镜,放大镜可套在食指上,用母指和中指夹住。左手拿镊子夹住钻石,再把镊子放在右手的中指与无名指之间,并且使左、右手相互依托,持放大镜的手靠住脸颊。观察时两眼均应张开。

2.宝石显微镜

构造:结合实物讲解

调节与使用:

(1)打开光源,清洁宝石置宝石夹上;

(2)据两眼宽度调节两目镜间距;

(3)调节焦距(准焦);

正确使用宝石显微镜的准焦步骤如下:

a. 选择照明方法;

b. 对准目的物;

c. 旋转准焦螺旋,使一无调焦装置的目镜准焦;

d. 使另一具有调焦装置的目镜准焦;

(4)从低放大倍数观察至高倍放大;

(5)根据需要采用不同照明方法;

(6)从不同方向观察宝石;

(7)注意油污、灰尘与内、外部特征的区别。

3.折射仪

原理:全反射/临界角

构造:结合实物讲解

折射仪主要由高折射率棱镜(铅玻璃或立方氧化锆)、棱镜反射镜、透镜、标尺(内标尺或外标尺)和目镜等组成。

操作步骤:

(1)用酒精棉球清洁样品及折射仪台面;

(2)打开光源,观察视域的清晰程度;

(3)滴一小滴浸油(1-2mm为宜)于棱镜中心位置;

(4)置宝石台面于油滴上,转动宝石,以使宝石与棱镜有良好的光学接触;

(5)由目镜观察,读出明暗交界线的刻度,即为折射率值。折射率大于1.800时,用>1.800表示。

(6)不断转动目镜上的偏光片,非均质体宝石可测得一个最大值和一个最小值,两值之差即双折射率(也可不用偏光片而转动宝石);测双折射率需在不同刻面,不同方向上进行。

(7)刻面测法(近视技术)要求眼睛尽量靠近目镜观察,眼睛距目镜1-3cm,所见明暗交界线读数即折射率值。均质体宝石只有一个折射率值,如尖晶石N=1.718,而非均质宝石需测出最大值和最小值,如红宝石,N为1.762,1.770。刻面测必须精确到小数点后第三位。

(8)点测法(远视技术),去掉偏光片观察。眼睛距目镜约35cm左右,点测所见影像为圆或椭圆,当影像一半亮一半暗时,在亮暗交界线处读数,即为点测折射率值,如:翡翠N=1.66(点)。点测法估测到小数点后第二位,并加括号注明为点测。

(9)光性与轴性的确定

一轴晶及其轴性的确定:

旋转宝石360º,视域内出现二条阴影边界,其中一条在宝石转动过程中保持读数不变(No),另一条读数变化(Ne′),这种情况说明宝石为一轴晶,即中级晶族(三方、四方、六方晶系)的宝石。

因为不动的阴影边界为No,动者为Ne(Ne′),故:

一轴晶负光性(U-):高值不动,低值动,即No>Ne;

一轴晶正光性(U+):低值不动,高值动,即Ne>No;

二轴晶轴性及光性的判断:

转动宝石360º,出现两条阴影边界,随着宝石的转动,两条阴影边界上、下移动。这种情况说明宝石为二轴晶,即低级晶族(斜方、单斜、三斜晶系的)宝石。

二轴晶宝石具有三个主折射率,由于在一个刻面上只能观测到二个主折射率,所以至少应该在二个以上的刻面上测试。

转动宝石过程中,若大折射率(Ng)阴影边界上、下移动幅度比小折射率(Np)移动幅度大,则说明Ng-Nm>Nm-Np,为二轴晶正光性(B+);反之,则为Ng-Nm

此外,可以用做图法确定一轴晶、二轴晶的轴性及光性符号:

条件:大刻面,抛光良好,钠光源。

操作:

a.将宝石长轴与测台长轴平行;

b.将宝石按45º角转360º,每转45º时,便旋转偏光片测两个折射率值,共记录16个数值;

c.做图确定轴性及光性(见《宝石鉴定法》P49);

结论:同上述。

(10)观测折射率的几种特殊现象:

a.假均质体现象

转动宝石360º,好象只有一条阴影边界,但快速转动偏光片,阴影边界好象在上、下移动。

这种现象实际反映了待测宝石是非均质体,其双折射率很小,肉眼难于分辨。如磷灰石双折射率多为0.003,符山石有时可小到0.001。

b.假一轴晶现象

有些二轴晶宝石的Ng与Nm或Np与Nm差值很小,好象一条阴影边界不动,如黄玉(Ng1.616, Nm1.609, Np1.606)等。

c.特殊光性方位

一轴晶有时两阴影边界重合,则转动宝石可消除此现象。

二轴晶有时可有一条阴影边界不动(Nm),与一轴晶相似,换刻面测试即可解决。

d.某些具有特殊双折射的宝石,其中一个折射率位于折射仪的测试范围之内,而另一个折射率值却超出了测试范围,如菱猛矿No=1.817, Ne=1.597,此时No无法观测,当转动宝石时,虽只见一条阴影边界,但却不停的移动。

e.转动宝石360º,整个视域较暗,仅能观察到油线,点测时影像始终黑暗,此现象表明宝石折射率大于浸油折射率。如翠榴石、锆石等,记作N>1.80(浸油折射率)。

4.电子天平与密度测定

密度测定所用仪器为电子天平或其它衡器,感量小于1mg(毫克)。要求精度为千分之一。

(1)静水力学法(有机液体介质称量法)

操作:

a.将宝石在空气中称重,记录其质量m;

b.将宝石在液体中称重,记录其质量m1;

c.按 计算,即得宝石的密度。

r——样品在室温时的密度(g/cm3);

m——样品在空气中的质量;

m1——样品在液体中的质量;

——不同温度下液体介质的密度;

(2)重液法

重液法是利用密度不同的重液与宝石相比较,间接测定宝石密度的一种方法。

该方法简单、迅速,精度为0.002-0.003。

宝石在重液中悬浮,二者密度相等;宝石漂浮说明宝石密度小于重液密度;宝石下沉,则宝石密度大于重液密度。

注意每次测试后,均应清洗宝石和镊子。

在宝石检测中使用的典型的高密度液有:

一溴萘                        2.65

用二碘甲烷稀释的一溴萘        3.05

二碘甲烷                      3.33


5.二色镜

原理:当光进入非均质体宝石时,分解形成振动方向互相垂直的两束偏光,由于振动方向不同,选择吸收也不同,致使非均体宝石产生多色性,二色镜中的冰洲石块双折率大,可使宝石多色性显现出来。

构造:结合实物讲

操作:

(1)白光(连续光镨)做光源;

(2)眼睛距二色镜、宝石距二色镜为2-5毫米;

(3)透射光观察(也可用反射光观察),从两个以上不同方向观察,以避免光轴方向;

(4)转动二色镜观察。

6.分光镜

原理:不同宝石致色元素不同,对可见光的吸收线、吸收带位置及相对强度不同。因而可利用能形成连续光谱的分光镜观察样品在白光(700-400nm)照射下所产生的黑色谱线或谱带的位置及相对强度来鉴别宝石。

构造:结合实物讲解

操作:

(1)据样品选择照明方法:

a.透射照明法

适用于透明—半透明宝石;

b.内反射法

适用于半透明—微透明宝石;

c.反射光法

不透明宝石适用

(2)将样品固定,可以黑色板(黑色)为背景;

(3)调节分光镜镜头高度与倾斜角度,分光镜狭缝到宝石的距离1cm左右,入射光与反射光是90º角;

(4)观察谱线(带)位置与相对强度鉴别宝石

眼睛从分光器左侧扫到右侧观察光谱的不同区域,调节滑管焦距,观察蓝区向外拉,红区内推,无调节滑管焦距者,也可稍微移动分光镜与宝石距离,使所观察的谱线(带)更清晰。

7.查尔斯滤色镜

原理:某些颜色相近的样品具不同的光谱特征,所以在只能通过某些特定波长的滤色镜下呈现不同的颜色,以此来鉴别宝石。

操作:

(1)将样品置于自然光或其它白光下,用反射光或透射光均可。电池不足的手电筒、荧光灯不能用做光源,直射阳光效果也差。

(2)光源强度适中,且需靠近样品。

(3)手持滤色镜尽量靠近眼睛,滤色镜离样品约30cm左右处观察。

8.紫外灯(紫外荧光仪)

原理:根据宝石在长、短波紫外光下的发光性鉴别宝石

构造:结合实物讲解

操作:

(1)在未打开紫外灯之前,将样品放在样品台上(紫外光可损伤眼睛);

(2)分别按长波和短波按钮,观察样品荧光反应;

(3)如需观察磷光性,关闭开关,继续观察。

9.偏光器

原理:根据正交偏光下宝石的消光与干涉现象确定宝石的光性特征,也可用平行偏光(相当单偏光条件时)观察多色性。

构造:结合实物讲解。

操作:

(1)打开光源;

(2)调节上偏光片,使之与下偏光正交,此时视域黑暗;

(3)将宝石置于下偏光之上的玻璃平台上;

(4)转360º观察。

注意事项:

(1)不透明或接近不透明的样品不能测试;

(2)至少从三个不同方向检测,以避免仅得到光轴方向的测试结果;

(3)样品的包裹体和裂缝几乎可导致任意的偏光反应;

(4)高折射率(N>1.80)的宝石,可能会出现问题;

(5)某些单折射的宝石如石榴石、玻璃、欧泊和琥珀可呈现任意的偏光现象;

(6)对于尺寸很小的样品,观察和解释都是很困难的。

10.热导仪

原理:不同珠宝玉石传导热的性能不同,因此测定热导率或相对热导率可鉴别宝石。

构造:结合实物讲解

操作:

(1)打开开关,预热;

(2)据室温和样品重量调档;

(3)手持仪器,两手捏住背板金属片;

(4)将钻石置铝板凹坑中,使探针垂直台面(刻面)测试;

(5)据升档及蜂鸣声判断。

三、要求

1.放大镜观察

(1)玻璃猫眼的蜂巢构造;

(2)翡翠(处理)的染色特征;

(3)石英岩玉的粒状结构;

(4)钻石内含物的观察等。

2.宝石显微镜观察

(1)红、蓝宝石的指纹状包体、矿物包体、平直或六边形色带(生长纹);

(2)焰熔法合成红、蓝宝石的弧形生长纹(色带)、“料渣”、气泡等;

(3)养殖珍珠的“沙丘纹”(生长结构);

(4)翡翠(处理)丝网状绿;

(5)尖晶石中的八面体小尖晶石矿物包体;

(6)橄榄石中的睡莲叶状包体;

(7)锆石、橄榄石的“双影”;

(8)菱锰矿的鲕状结构。

3.折射仪观测

(1)折射率的测定、双折射率的测定

尖晶石、石榴石、红宝石、蓝宝石、紫晶、翡翠、玛瑙、黄玉、碧玺、磷灰石等。

(2)确定轴性与光性

紫晶、方性石、堇青石、碧玺、橄榄石。

4.密度测定

用静水力学法测定密度;

红宝石、蓝宝石、尖晶石、碧玺、翡翠、玛瑙、水晶、CZ、YAG等。

5.二色镜观测

二色性观测:

红宝石、蓝宝石、碧玺、紫晶、符山石等。

三色性观测:

堇青石、蓝晶石、坦桑石、红柱石、绿帘石等。

6.分光镜观测

红宝石或合成红宝石、锆石、深蓝色合成尖晶石、石榴石、透视石等。

7.查尔斯滤色镜观测

绿色水钙铝榴石和绿色翡翠、天蓝色黄玉和海蓝宝石、红宝石、红尖晶石和红色石榴石。

8.紫外灯观察

红宝石、红尖晶石、红色石榴石、钻石、CZ、黄色蓝宝石等。

9.偏光器观察

黄玉、尖晶石、石榴石、玻璃、红宝石、蓝宝石、翡翠、岫玉、玛瑙、赛黄晶等。

10.热导仪测试

钻石、CZ、合成碳硅石、紫晶、方柱石、堇青石等。



实习二 钻石及贵重宝石鉴定实习

一、目的

1.掌握钻石、红宝石、蓝宝石、祖母绿、猫眼、变石的特征和鉴定方法;

2.掌握贵重宝石的天然石与合成石及优化处理的鉴别;

3.掌握钻石与仿钻石的鉴别方法以及钻石的4C评价原则。

二、内容

钻石、合成碳硅石、CZ、YAG、玻璃、无色刚玉、无色尖晶石、红宝石、合成红宝石、星光红宝石、合成星光红宝石、蓝宝石、合成蓝宝石、星光蓝宝石、合成星光蓝宝石、染色红宝石、扩散蓝宝石、红宝石拼合石、蓝宝石拼合石、合成变色刚玉、祖母绿、合成祖母绿、猫眼、变石、金绿宝石、合成变石等。

1.钻石与仿钻石的鉴别

热导仪可以快速、准确鉴别钻石与非钻石(合成α-Sic除外)。热导仪不发出蜂鸣声,即为仿钻石;发出蜂鸣声为钻石或合成碳硅石。因此,钻石与仿钻石的鉴别重点为钻石与合成碳硅石的鉴别。

钻石与合成碳硅石的鉴别

钻石                                                      合成碳硅石

(1)放大观察       矿物包体、云状物等                          金属球状、白点状线状包体

无双影                                                  可见双影

(2)偏光器           全暗或异常消光                                  四明四暗(光轴方向除外)

(等轴晶系)                                             (U+,六方晶系)

(3)密度                3.52(±0.01)g/cm3                                  3.22±0.02g/cm3

(4)莫桑仪           钻石反应                                              非钻石反应


2.钻石4C评价

Color                  颜色

Clarity                 净度

Cut                      切工

Carat weight 克拉重

国际上按上述四个方面对钻石进行等级划分,简称4C分级。

重点掌握肉眼估测钻石颜色级别及利用10×放大镜估测钻石净度级别。

钻石颜色级别

D                         100               极白

E                          99                 极白

F                          98                 优白

G                         97                 优白

H                         96                 白

I                           95                 微黄白

J                           94                 微黄白

K                         93                 浅黄白

L                          92                 浅黄白

M                         91                 浅黄

N                  90                 浅黄

钻石净度级别

LC级(镜下无瑕级)

10×未见内外部特征(有四种情况仍属LC级)

VVS级(极微瑕级)

10×具微小的内外部特征

VVS1极难观察

VVS2很难观察

VS级(微瑕级)

10×具细小的内外部特征

VS1难以观察

VS2比较容易观察

SI级(瑕疵级)

10×具明显的内外部特征

SI1容易观察

SI2很容易观察

P级(重瑕疵级)

肉眼可见内外部特征

P1肉眼可见

P2肉眼易见

P3肉眼极易见

3.合成红、蓝宝石的鉴别

重点掌握焰熔法红、蓝宝石的鉴别要点:

(1)弧形生长纹、气泡、料渣;

(2)外观完美、颜色均匀、鲜艳

(合成蓝宝石尚可参考荧光、吸收光谱等鉴别)

注意再次热处理及充填的焰熔法合成红蓝宝石的鉴别:将焰熔法合成红、蓝宝石,加热冷却产生裂隙,投入到乙酸苯胺等树脂的溶液中,形成次生指纹状包体,同时,可有弧形生长纹、气泡等。

合成星光红蓝宝石的鉴别

可有各种颜色,星线仅存于表层,完整、清晰、较细;可有弧形生长纹或色带、气泡。

合成变色蓝宝石

(1)气泡

(2)变色效应

(3)474nm吸收线

4.优化处理红蓝宝石的鉴别

重点掌握染色红宝石与扩散蓝宝石的鉴别。

染色红宝石的鉴别:

(1)光泽弱;

(2)颜色集中于缝隙或凹坑中;

(3)可有二色性、荧光、吸收光谱异常;

扩散蓝宝石的鉴别:

(1)腰、棱、凹坑和裂隙处颜色集中;

(2)具热处理特征;

(3)某些样品Sw白垩状蓝或绿色荧光;另一些样品Lw蓝、绿甚至橙色荧光。

Co扩散处理蓝宝石的鉴别

(1)鲜艳的钴蓝色,有许多颜色略浅的斑点、棱线颜色变浅;

(2)折射率超出折射仪测量范围;

(3)分光镜检测:钴吸收谱,三条吸收带。

铍扩散处理的红宝石

(1)橙红、粉红、红色;

(2)具热处理特征,内部有应力纹,表面有熔蚀纹,麻点;

(3)无铬的吸收谱,只是黄绿区见宽吸收带,其它谱线不典型;

(4)荧光:无或极弱的淡绿色荧光(天然红宝石为红色荧光)

(5)微量元素:激光等离子质谱仪测试Be表层高,往里迅速减少。

5.拼合红宝石、拼合蓝宝石的鉴别

拼合红宝石顶为红宝石,其余为焰熔法合成红宝石,拼合蓝宝石也为二层石,顶为蓝宝石,其余为焰熔法合成蓝宝石。

注意有拼合面,拼合面处可有气泡,有拼合缝,顶部红、蓝宝石有天然内含物,顶部之下为合成红、蓝宝石特征。

6.红、蓝宝石与相似的红色、蓝色宝石的鉴别

依据密度、折射率、光性特征、多色性、荧光、分光镜检测,一般不难鉴别。注意红宝石与红色石榴石的鉴别。

红宝石与红色石榴石的鉴别:

红宝石                                           红色石榴石

(1)荧光                     红色                                               无

(2)多色性                 二色性                                           无

(3)双折率                  0.008                                               0

(4)吸收光谱             红宝石吸收谱(Cr谱)              铁窗等

7.祖母绿与合成祖母绿的鉴别

重点掌握祖母绿与水热法祖母绿的鉴别。

祖母绿                             合成祖母绿

(1)密度       一般为>2.69g/cm3           一般<2 .69 g/cm3

(吉尔森助熔剂法祖母绿例外,但有

427nm线)

(2)折射率   多为1.58-1.59                 多为1.56-1.57(或1.57-1.58)

(3)双折率   一般0.005-0.009             多为0.003-0.006

水热法祖母绿鉴定特征

(1)铂片

(2)种晶片

(3)硅皮石

(4)钉状(针状)包体

(5)气液包体,两相气液包体

(6)犬齿状纹、网格状纹及螺旋纹等

8.猫眼的鉴别

猫眼的折射率、密度比其他具猫眼效应的宝石一般都大,另外猫眼吸收光谱可见445nm为中心的强吸收带,一般不难鉴别。

三、要求

掌握钻石、贵重宝石的特征和鉴定方法,重点掌握钻石与合成碳硅石的鉴别以及红、蓝宝石与焰熔法合成红、蓝宝石的鉴别以及祖母绿与水热法祖母绿的鉴别。对染色红宝石、扩散蓝宝石、红宝石拼合石、蓝宝石拼合石亦应给予充分的注意。





















实习三 一般宝石及少见宝石鉴定

一、目的

1.掌握一般宝石及少见宝石特征、鉴定方法;

2.掌握相似宝石的鉴别方法以及合成石、优化处理石的鉴别。

二、内容

碧玺、尖晶石、合成尖晶石、海蓝宝石、锆石、黄玉、石榴石族、橄榄石、石英类、长石族(月光石、日光石、拉长石、天河石等)、堇青石、方柱石、辉石族(锂辉石、透辉石、普通辉石、顽火辉石)、矽线石、蓝晶石、绿帘石、榍石、磷灰石、异极矿、透视石、赛黄晶。

三、要求

1.定名到种,对长石、石榴石、辉石类矿物定名到族即可;

2.尖晶石要求区分天然石与合成石;

3.锆石、合成蓝色尖晶石要求分光镜检查并画图;

4.巩固与提高如下技能

折射率与双折射率、轴性及光性测定,密度测试精度,多色性观察,分光镜测试,放大观察。

5.全面系统测试,综合分析定名。

6.掌握相似宝石的鉴别:

(1)紫晶、方柱石与堇青石的鉴别


紫晶

方柱石

堇青石

a

U+

U-

B-

b

无解理

一组中等,一组不完全解理

一组完全解理

c

二色性弱

二色性中至强

三色性强

d

折射率1.544-1.553

双折射率0.009

紫色:1.536-1.541

双折射率0.005

折射率1.542-1.551

双折射率0.008-0.012

e

密度2.66g/cm3较恒定

2.60-2.74常为2.60

2.61(±0.05)常为2.56-2.60

f

内含物:色带、色块、负晶(可呈雾状、絮状)及流体包体、矿物包体。

常见平行管状包体、针状包体、矿物包体、气液包体、负晶。

赤铁矿、针铁矿、磷灰石、锆石及气液包体。

g

紫色

紫色

带蓝色调的紫色

h

热导性*、黄二格

黄一格

黄一格

*日本II型热导仪,初始显示屏定为四格绿;样品1ct左右。

(2)黄水晶与黄色方柱石的鉴别


黄色水晶

黄色方柱石

a

紫外荧光无或极弱

SW红色荧光

b

双折射率0.009

可达0.037或更大,可见双影

c

光性U+

U-

d

无解理

一组中等解理,一组不完全解理

e

热导仪测试*升两格

升一格

*日本II型热导仪,初始显示屏定为四格绿;样品1ct左右。

(3)石英、长石、岫玉*、玛瑙(玉髓)*的鉴别


石英

长石

岫玉*

玛瑙(玉髓)*

a

无解理

可见解理(蜈蚣纹)

集合体不见解理

无解理

b

U+

B

集合体

隐晶质集合体

c

折射率1.544-1.553

钠长石1.528-1.542

奥长石1.537-1.547

拉长石1.559-1.568

1.560-1.570

(+0.004, -0.070)

点测:1.53或1.54

d

密度g/cm32.66

钠长石2.61-2.62

奥长石2.65

拉长石2.70

2.57

(+0.23, -0.13)

2.60

(+0.10, -0.05)

e

特殊光学效应:透射星光、猫眼

日光、月光、变彩、砂金效应

乳光效应

乳光效应

f

断口贝壳状

阶梯状

平坦状

贝壳状、参差状

g

内含物:色带(块)、负晶、矿物包体、流体包体

蜈蚣纹丝状矿物等

絮状物、黑色矿物等

具条带或较均一

*玉石

(4)透辉石与矽线石的鉴别

透辉石与矽线石的密度、折射率相近,极易混淆,可以依据如下特征鉴别:


透辉石

矽线石

a

两组近正交的完全解理

一组完全解理

b

505nm吸收线,铬透辉石具635,655,670nm吸收线,690nm双吸收线

410,441,462nm弱吸收带

c

星光效应、猫眼效应

猫眼效应,星光效应罕见

上述特征若无法鉴别,可做电子探针成份分析鉴别之。

(5)电气石、磷灰石、赛黄晶的鉴别

电气石、磷灰石、赛黄晶三种宝石的折射率、密度相近,易混淆。

主要鉴别特征如下:




电气石

磷灰石

赛黄晶

a

密度g/cm3:3.06(+0.20,-0.06)

3.18(±0.05)

3.00(±0.03)

b

双折射率:通常0.020 (0.018-0.040)

多为0.003

(0.002-0.008)

0.006

c

光性U-

U-

B

d

吸收光谱:粉红碧玺绿区宽吸收带,有时见525nm窄带,451,458nm线;黄绿碧玺红区普遍吸收,498nm强吸收带

黄色、无色以及具猫眼效应者见580nm双线

某些可见

580nm双线

上述三种宝石若双折射率为0.020左右,即可确定为电气石,若双折射率为0.003-0.006,即为磷灰石或赛黄晶,二者以密度可以区分。(实验报告见附表)