祖母綠為鈹鋁硅酸鹽，化學(xué)分子式為Be3Al2（SiO3）6，含有Cr、V等微量元素，一般翠綠色祖母綠中Cr2O3的含量為0.15－0.30％，深綠色晶體可達0.5－0.6％。
祖母綠的物理性質(zhì)
不同產(chǎn)地、不同成因的天然祖母綠的物理性質(zhì)略有不同
（1） 密度：2.67－2.78 g/cm3，一般為2.72 g/cm3；祖母綠的密度大小受堿金屬含量大小的影響，堿金屬含量越高，密度越大。天然祖母綠在比重為2.65g/cm3的重液中下沉。
（2） 硬度：7.5－8。
（3） 顏色：祖母綠因晶體結(jié)構(gòu)中含有鉻而呈晶瑩的翠綠色，可略帶黃色或藍色調(diào)。其顏色柔和濃郁。顏色的深淺優(yōu)劣取決于鉻、釩的含量，含量越高，綠色越深。一般Cr2O3含量達到0.1％，手持分光鏡就能看到鉻吸收線，而釩含量一般較少，因此光譜中看不到釩的吸收線。祖母綠顏色的明度取決于氧化鐵的含量，如果不含或含少量的氧化鐵，則顏色鮮艷，明度大，反之，若氧化鐵含量超過0.6％，綠色就會變暗。
（4） 光澤：拋光面為玻璃光澤，斷口為玻璃光澤至油脂光澤。
（5） 透明度：透明到半透明。
（6） 光性：一軸晶負光性。
（7）折射率：通常為1.577－1.583，可低至1.566，高至1.600，祖母綠的折射率值隨堿金屬含量的增加而增加。雙折射率一般為0.005－0.009，是由祖母綠結(jié)構(gòu)中位于Si6O18通道中的水和堿性金屬引起的。
（8）色散：0.014。
（9）多色性：祖母綠的多色性受自身顏色深淺的影響，可以從弱到明顯，兩個顏色分別是淡黃綠色和綠色，淡藍綠色和綠色。
（10）發(fā)光性：天然祖母綠和合成祖母綠在紫外光下可顯示弱綠色或弱橙紅至帶紫的紅色熒光，也可能不顯熒光。長波紫外光下的熒光現(xiàn)象強于短波紫外光。在X射線下可呈現(xiàn)無至弱的紅色熒光，且能見到與體色相近的磷光。
（11） 查爾斯濾色鏡：絕大多數(shù)的祖母綠在查爾斯濾色鏡下觀察呈現(xiàn)紅色或粉紅色，也可能顯綠色，與祖母綠的產(chǎn)地及所含雜質(zhì)有關(guān)。哥倫比亞祖母綠在濾色鏡下呈現(xiàn)較強的紅色，而印度和南非的祖母綠因含有鐵在濾色鏡下呈現(xiàn)綠色。合成祖母綠、一些仿制祖母綠及其它寶石種的綠色寶石通過濾色鏡也可以顯示紅色，例如綠色鋯石。特別是那些由鉻致色的寶石，如鈣鐵榴石、鉻電氣石和變石等。由此可見，查爾斯濾色鏡下的特征不能作為鑒別祖母綠的主要依據(jù)，只能作為參考。
（12） 光學(xué)效應(yīng)：偶見貓眼和星光祖母綠。
（13） 吸收光譜：祖母綠的吸收光譜是典型的鉻譜，紅區(qū)683 nm、680 nm和637 nm處吸收線明顯，662 nm、646 nm兩個弱帶，從630 nm到580 nm有一微弱的普遍吸收，在藍區(qū)477 nm處有一弱譜線。
（14） 韌性：祖母綠性脆，韌性差，在切磨和鑲嵌時易造成碎裂。
特殊品種
除了常見的祖母綠外，還有具有特殊光學(xué)效應(yīng)和特殊現(xiàn)象的三個特殊品種，分別為祖母綠貓眼、星光祖母綠和達碧茲祖母綠。
1、祖母綠貓眼
產(chǎn)生貓眼效應(yīng)的祖母綠極其稀少而珍貴，主要是由于祖母綠晶體的內(nèi)部含有一組密集平行排列的管狀包裹體所致。美國華盛頓斯密斯博物館存有一顆哥倫比亞產(chǎn)的祖母綠貓眼，重為4.6克拉，而目前世界上發(fā)現(xiàn)的較大的一顆祖母綠貓眼有5.93克拉，產(chǎn)于巴西。
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