提及石膏，你是否想到了建筑装饰用石膏板、南豆腐制作用石膏乳、骨伤医用的石膏护具以及各种石膏雕塑等？确实，因在工业建材、食品、医药、雕塑等诸多领域的广泛应用，人们对石膏并不陌生，然而，在珠宝界，尤其是佩饰用宝石，石膏的应用却不常见。
    石膏是单斜晶系矿物，是硫酸钙的水合物，化学式为Ca[SO4]·2H2O。石膏主要为化学沉积作用的产物，往往形成巨大的矿层或透镜体存在于石灰岩、红色页岩和砂岩、泥灰岩及黏土岩中，常与硬石膏、石盐等共生。石膏硬度很低，摩氏硬度为2。石膏的颜色有白色和无色，含杂质时会呈灰、黄、褐等色调，其中无色透明的晶体称为透石膏。自然界的石膏经常以集合体产出，根据集合体形态可分为雪花石膏、纤维石膏和沙漠玫瑰石等品种。雪花石膏在实验室日常检测中并不多见；纤维石膏和沙漠玫瑰石在实验室客户送检的样品中较为常见。

一、石膏的主要品种
    透石膏常呈片、柱、板状形态，透明度高，并常见晶面花纹（图1）。

图1 透石膏样品

    纤维石膏呈纤维状集合体的形态，拥有白色的半透明外观，丝绢光泽，可以看到有类似猫眼的光带，并随着摆动而游移（图2）。贵州还产出一种特殊的纤维石膏——羊角石膏（图3），因其弯曲的形状形似羊角而得名

图2 纤维石膏样品

图3 羊角石膏样品

图4 石膏沙漠玫瑰石样品

    石膏沙漠玫瑰石是指石膏板片聚集成花瓣状的晶簇，形似玫瑰，具有较高的观赏价值（图4），多见于干旱沙漠地带。

二、 石膏与硬石膏
    硬石膏是斜方晶系矿物，化学成分为硫酸钙，化学式Ca[SO4]，与石膏的显著区别在于不含结晶水。硬石膏亦主要为化学沉积作用的产物，大量形成在盐湖中，常呈白色，微带浅蓝色、浅灰、浅红的色调（图5）。硬石膏比石膏硬度高，摩氏硬度在3~3.5。硬石膏常与石膏伴生，常常被人们认为是同一个矿物而产生概念上的混淆，其实硬石膏与石膏是两种不同的矿物。石膏和硬石膏在本实验室的送检样品中较为常见，二者外观相似，物理化学性质虽有所差异，但是日常实验室检测中为了提高检测效率大多情况下还是通过红外光谱测试对其进行确认。

图5 硬石膏样品

    石膏的红外反射谱图（图6）可见3532cm-1、3404cm-1、1678cm-1、1616cm-1、1150cm-1、675cm-1、601cm-1、471cm-1附近的谱峰，其中3532cm-1、3404cm-1归属于H2O的伸缩振动，1678cm-1、1616cm-1由H2O的弯曲振动导致。SO42-的反对称伸缩振动峰出现在1150cm-1附近，属于SO42-弯曲振动的谱峰主要出现在675cm-1、601cm-1、471cm-1附近。
    硬石膏的红外反射谱图（图7）可见1160cm-1、686cm-1、616cm-1、601cm-1附近的谱峰。1160cm-1归属于SO42-的反对称伸缩振动，686cm-1、616cm-1、601cm-1附近的谱峰主要是SO42-的弯曲振动导致。硬石膏与石膏的红外反射谱峰最大的区别在于硬石膏不含水，不会出现H2O的振动谱峰。相比石膏在600cm-1~690cm-1之间由SO42-弯曲振动导致的两个谱峰，硬石膏则分裂为三个谱峰。

图6  石膏的红外反射谱

图7  硬石膏的红外反射谱

三、石膏常见的处理方法及鉴别
    因石膏的处理方法相对有限，在实验室常见的处理方法是覆无色膜、覆有色膜以及染色处理+覆无色膜（图8）。

图8 覆膜和染色处理石膏样品

    覆膜处理通常分为覆无色膜和覆有色膜。顾名思义，覆无色膜即为在石膏饰品表面用涂、镀等方法覆着一层无色透明的薄膜，以改善宝石的光泽，减少因石膏较低硬度导致的表面磨损。覆有色膜即为在石膏饰品表面涂、镀等方法覆着一层有色的薄膜以改善其光泽、颜色等外观，同时对其起到保护作用。有色覆膜处理也常用于托帕石和水晶等宝石。染色处理+覆无色膜是将染色处理与覆膜处理相结合，对石膏饰品先染色处理再覆无色膜，以改变其颜色，同时对其进行保护，降低掉色或磨损的可能性。
    石膏常见处理方法的鉴别主要依赖于显微镜观察。覆无色膜处理的石膏（图9）往往表面光滑，相较于未覆膜石膏光泽更强，耐刻划，不易损伤，放大观察表面有气泡，偶尔可见孔洞处有膜层脱落。

图9 覆膜处理石膏样品

    覆有色膜处理的石膏（图10），表面可见如虹彩般干涉晕彩，是一种十分显著的覆有色膜的特征。

图10 具虹彩效应的石膏样品

    染色处理+覆无色膜处理的石膏兼具染色处理和覆膜处理的特征，颜色通常过于鲜艳不自然，在显微镜下观察其饰品表面凹陷及纤维状结构处可见染料粉末的富集（图11），凹陷处有时呈现胶状（图12）；具有明显的气泡，甚至通过气泡可观察到石膏表面的染料（图12、图13）。

图11 覆膜染色石膏显微镜下的染料富集

图12 覆膜染色石膏显微镜下的染料富集

图13 覆膜染色石膏显微镜下的气泡

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