近年来,电气石作为中、高档宝石,引起了国内外不少专家、学者的研究兴趣。我公司针对宝石级电气石矿床特征、电气石的宝石学特征、颜色成因及颜色改善进行了研究,得出了一些有意义的结论。
　　1、宝石级电气石分布及产出特征
　　宝石级电气石分布广泛,在许多岩石类型和地质体中都是一种常见的副矿物。据有关资料报道,世界上许多国家,如巴西、澳大利亚、马达加斯加、美国、斯里兰卡、缅甸、前苏联、坦桑尼亚、意大利、肯尼亚、阿富汗等,都产电气石。我国的云南、新疆、内蒙古、湖南、广西等地也有宝石级电气石产出。宝石级电气石主要产于稀有金属伟晶岩矿床及外生砂矿沉积矿床中。电气石矿床成因类型主要有伟晶岩型、接触交代(夕卡岩) 型、热液型、沉积型、变质型及层控型。新疆阿尔泰地区、云南哀劳山地区、内蒙古狼山地区等变质带中伟晶岩脉发育,盛产宝石级电气石。巴西有很多著名矿区都产有电气石,如Minas Gerars ,Bahia 及Cenra 等。世界50 %～70 %的彩色电气石集中产在Minas Gerars 矿区的伟晶岩中,矿区的花岗伟晶岩为富含挥发份和稀有元素的岩浆冷却分异结晶而成,产出的宝石级电气石结晶温度约在425～475 ℃。阿尔泰地区产出的宝石级电气石赋存在由叶钠长石和少量白云母组成的造岩矿物地段或钠锂富集地段,是花岗伟晶岩较晚期阶段的特有产物。近几年,在阿尔泰地区花岗伟晶岩经风化剥蚀形成的砂矿中,也发现了质量较好的宝石级彩色电气石。
　　2、电气石宝石矿物学特征
　　我公司利用一些常规测试及X 射线粉晶衍射、电子探针成分分析等手段,对电气石的宝石学性质、晶体化学、晶体结构及化学成分进行了综合分析与研究。结果表明,电气石的透明度、密度、硬度及折射率等物理性质与其颜色相关。电气石颜色越浅,其透明度越好;颜色对应的波长越短,其透明度越差。电气石颜色饱和度越大,其密度相应较大,而硬度则有变小趋势。电气石二色性明显。垂直C 轴方向相对于平行C 轴方向,电气石的颜色较深,透明度较差,硬度较大,折射率也较大。Si ,Al ,Na 三种元素是构成电气石的重要元素。成分与颜色间关系密切,绿色可能与Fe ,Mn 或Cr 有关,黄色可能与Cu ,Ca 有关,粉红色可能与Ca ,Mn 有关。西瓜碧玺由内向外,Na ,Ca ,Mn等微成分含量呈凹形曲线变化。
　　3 、电气石的致色机理及颜色改善
　　我公司利用CIE系统测量、计算电气石颜色指数,进行了可见光吸收光谱的研究,在理论上初步探讨了电气石颜色的成因机理。得出电气石的颜色多与其所含微量离子有关。成分对颜色的影响,是通过其电子结构起作用的。电气石致色与电子跃迁、电荷转移及色心相关,Fe2 + 跃迁导致绿色,蓝绿色与Fe2 +2Ti4 + 电荷转移有关,棕色玫瑰色可能与Mn3 + 稳定色心有关。电气石颜色改善是可行的。辐照处理方法适合用于电气石的颜色改善实验。利用辐照、热处理两个实验程序对样品进行处理,并对实验前后样品宝石矿物学性质进行了对比研究。我公司认为:多数电气石通过改善,颜色变化较大,颜色变化趋向变深、带红色调,其中两颗样品还呈现了双色。成分总百分比呈减少趋势。硬度变大。晶胞常数、密度等有变化,但无规律。折射率基本不变。低温热处理并未使电气石发生褪色现象,表明辐照产生的色心比较稳定。辐照作为一种颜色改善处理方法,只是作为一种外因,只有当电气石成分在某些特定匹配上时,辐照处理的颜色改善效果才会明显。