翡翠里面真的有水吗?
首先,肯定地说,天然翡翠中含有水,也就是包裹在矿物颗粒之间的溶液(包含离子和胶体),目前学术界对它的研究正在如火如荼进行着。 早在公元1世纪,古罗马博物学家普林尼就发现了这个秘密——“有一种来自印度的宝石叫玉,它们被磨成球状,用来做装饰品……它们看上去是透明的,但却不是由玻璃制成的……”。但直到最近几十年,人们才借助先进的测试技术开始深入研究。
目前,科学家们已经证实了这些“溶液”的存在并且认为它对于评估翡翠的质地非常重要。研究人员使用激光显微术来观察样品中的微结构,发现当光经过宝石时,一些宝石会显示出清晰的暗影—这其实是液体或固体微粒散射光线造成的。 当用偏振光检查样品时,研究人员注意到更奇怪的现象——有些宝石在正交偏振光下呈显出亮绿色,而在圆偏振光下却看不到任何绿色。这是由于在宝石中存在着平行排列的晶体,且晶体的长度与偏振光的波长差不多,因此破坏了晶体对偏振光的作用,使得某些频率的光能够穿透宝石。
这些研究结果都表明,尽管钻石等宝石以透明著称,但实际上大部分宝石均含有少量内含物,而这些内含物主要是由晶体间溶液(或者称凝胶)构成的。 那么这些含水的宝石又是如何形成的呢?目前有两个主要理论。
一是“沉淀结晶说”,这一说法认为,当溶液中形成羟基阳离子(OH-)团簇时,会抑制晶体的生长;而一旦溶液中出现带负电的阴离子(Cl-, NO3-等)时,则会对羟基阳离子产生屏蔽作用,从而促进晶体的生长。在这种电解质环境中,先生成针状晶粒,然后逐渐堆积成宝石。 而另一种“溶解-再生说”则认为,组成宝石的矿物最初来自于溶液(海水中),然后在海底沉积中经再生而成。不过该学说无法解释为什么部分宝石会有水和气态化合物存在。
无论这两种学说的争论如何,现在已经有越来越多的证据表明,这些宝石中的“水”确实起到了重要作用:它可以作为润滑剂使宝石更加明亮;也可以作为一种染料将宝石染成鲜艳的颜色;还可以作为腐蚀剂加速宝石的生长步骤。无论如何,这些内含物都是鉴别天然宝石的一项重要指标。