2),属于萤石(Fluorite)的稀有变种。其基本特征表现为块状或粒状集合体,颜色多样,常见紫色、绿色、蓝色及白色,表面呈玻璃光泽至亚玻璃光泽。夜明珠的发光特性源于其晶格中掺杂的稀土元素(如铈、钇等),形成“发光中心”,可在黑暗环境中释放磷光,呈现黄绿、蓝绿等冷色调。矿物构成以萤石为主,部分品种共生石英、方解石等矿物。
名称由来
中文名的命名与衍变
“夜明珠”一词源于其核心特性——在黑暗环境中能自主发光的现象。其中“夜”指代其发光场景,“明”强调光亮属性,“珠”则形容其常被加工为圆珠状的形态。这一名称最早可追溯至中国古代文献,如《述异记》中记载的“夜光珠”,后逐渐演变为“夜明珠”,成为通用称谓。
别名考据
夜明珠在历史中因文化、地域差异衍生出多种别名:
随珠:源自春秋战国时期“随侯珠”传说。相传随国君主救蛇获报,得夜光之珠,后称“随珠”,象征祥瑞。
悬黎、垂棘:见于《西都赋》,描述为价值连城的夜光宝石,与和氏璧齐名,可能指代不同产地或发光特性的夜明珠。
明月珠:因发光如月光而得名,多见于汉代文献,如《淮南子》中“明月之珠,出于蚌蜃”。
夜光璧:强调其发光特性与璧形制,常用于宫廷珍宝描述。
外文名与国际化传播
英文名“Night-luminescent Pearl”:直译为“夜间发光的珍珠”,体现其发光特性与珠状形态,但需注意其并非珍珠,而是矿物宝石。
矿物学名称“Fluorite Night Pearl”:现代科学确认多数夜明珠为萤石(Fluorite,化学式CaF2)的发光变种,故以“Fluorite”冠名。
研究历史
夜明珠作为一种稀有的宝石,其研究历史可以追溯到古代,并随着时代的变迁而不断发展。在这个过程中人们不仅发现了许多珍贵的夜明珠还通过科学研究揭示了其发光机制和成分等方面的问题。同时随着技术的进步和应用领域的拓展夜明珠的价值和地位也得到了进一步的提升。
古代记载与传说
1、早期发现与记载
史前时期:据史籍记载,早在史前炎帝、神农时期,人们就已经发现了夜明珠的存在。这些记载表明,夜明珠作为一种珍贵的宝石,其历史可以追溯到非常久远的时代。
春秋战国时期:在这一时期,夜明珠的价值得到了广泛的认可。如“悬黎”和“垂棘之璧”等夜明珠,其价值连城,甚至可以与和氏璧相媲美。这些夜明珠往往被大官家或富商所收藏,成为他们炫耀财富和地位的象征。
2、传说与故事
在古代,夜明珠常常被赋予神秘和传奇的色彩。许多传说和故事都围绕着夜明珠展开,如慈禧太后随葬的夜明珠、武则天赐与玄宗的夜明珠等。这些故事不仅丰富了夜明珠的文化内涵,也进一步提升了其在人们心目中的地位。
近现代研究与发现
1、科学研究的兴起:随着科学技术的不断发展,人们对夜明珠的研究也逐渐深入。现代学者通过科学的方法对夜明珠的成分、发光机制等进行了详细的研究,并取得了一系列重要的成果。
2、发光机制的揭示:夜明珠的发光机制主要是由于其内部所含的稀土元素等发光物质在受到外界能量激发时释放出光子所致。这些光子在夜明珠内部经过多次反射和散射后,最终从表面释放出来形成所见到的光芒。这一发现为夜明珠的研究提供了重要的理论基础。
3、珍贵夜明珠的发现:在近现代,人们不断发现新的珍贵夜明珠。例如,慈禧太后随葬的夜明珠、西安展出的巨型夜明珠以及浙江东方地质博物馆的萤石夜明珠等。这些夜明珠的发现不仅丰富了夜明珠的种类和数量,也为人们研究夜明珠提供了宝贵的实物资料。
当代研究与应用
1、科学研究的深入:当代学者对夜明珠的研究更加深入和细致。他们不仅关注夜明珠的发光机制和成分分析等方面的问题,还开始探索夜明珠在医学、材料科学等领域的应用潜力。
2、应用领域的拓展:随着研究的深入和技术的进步,夜明珠的应用领域也逐渐拓展。例如,在医学领域,夜明珠被用作荧光造影剂、荧光探针等医疗试剂;在材料科学领域,夜明珠则被用于制作夜光涂料、夜光标牌等产品。这些应用不仅充分发挥了夜明珠的独特性能,也为人们带来了更多的便利和惊喜。
主要特性
夜明珠作为一种稀有的宝石,其物理性质和化学性质都具有独特之处。其发光性能、颜色与透明度、硬度与韧性以及化学稳定性等方面的特点使得夜明珠成为了一种备受关注和追捧的宝石品种。
物理性质
发光性:夜明珠最显著的特点是其发光性。在黑暗中,夜明珠能够自行发出光亮,且这种发光性能在夜间更为显著,表现为昼弱夜强。这是由于夜明珠内部所含的发光元素在受到外界能量(如紫外线、X射线等)激发后,能够储存并随后释放能量,从而产生持续的光亮。
颜色与透明度:夜明珠的颜色多样,包括黄绿、浅蓝、橙红等多种颜色。这些颜色主要取决于夜明珠内部所含的发光元素及其化学结构。同时,部分夜明珠具有较高的透明度,能够清晰地看到其内部的晶体结构和纹理。
硬度与韧性:夜明珠的硬度通常较高,其莫氏硬度约为4,较为坚硬,不易被划伤或磨损。同时,夜明珠的韧性也较好,不易碎裂,这增加了其作为宝石的耐用性和收藏价值。
密度:夜明珠的密度较大,约3.18 g/cm3,通常比普通宝石的密度要高。这一特性也是其物理性质中的一个重要方面。
光泽:夜明珠在光线下会呈现出独特的光泽,这种光泽既美丽又神秘,使得夜明珠在宝石界中独树一帜。
化学性质
化学成分:最常见的天然夜明珠由萤石(Fluorite)构成,其化学成分为氟化钙(CaF2)。萤石在形成过程中若掺杂稀土元素(如铕、钐、镧等),这些元素会进入晶格形成“发光中心”,在光照或受热后产生磷光现象,即吸收外界能量后缓慢释放可见光。
化学稳定性:夜明珠在常温下化学性质相对稳定不易与其他物质发生化学反应。然而在某些极端条件下(如高温、强酸、强碱等)其化学稳定性可能会受到影响导致颜色变化或发光性能减弱甚至丧失。
成因及发光机制
夜明珠的成因是一个复杂而神奇的地质过程,其独特之处在于能够在黑暗中自行发光。夜明珠的成因是一个复杂而神奇的地质过程。它的形成不仅需要特定的地质条件和元素组合还需要经过漫长的地质作用和时间积累。
成因
夜明珠的形成与特定的热液矿脉紧密相连,在岩浆活动中,氟离子与钙离子在高温高压的环境下结晶成为氟化钙,构成了夜明珠的基础矿物。而后稀土元素的掺杂,为夜明珠赋予了独特的发光特性。[5]稀土元素掺入矿物的机制主要有两种:一是通过流体包裹体,稀土元素随着热液一同被带入矿物;二是通过晶格取代,即氟化钙中的钙离子(Ca2+)被稀土元素离子(REE3+)所替代。
此外,夜明珠中可能还存在放射性元素,如铀和钍,它们的衰变过程会对矿物晶格造成损伤,形成电子陷阱。这些电子陷阱在受到外界能量激发时,能够释放出光子,从而进一步增强了夜明珠的发光效果。综上所述,夜明珠的形成是岩浆活动、热液成矿、稀土元素掺杂以及辐射诱发缺陷等多种因素共同作用的结果。
发光机制
矿物的发光性是指矿物在外来能量激发下发出可见光的性质。能激发矿物发光的因素很多, 如摩擦发光(机械作用)、热致发光(热能作用)、光致发光(可见光的量子、紫外线、X 射线、γ 射线)、阴极射线激发的发光、α 粒子激发的发光、阳极射线激发的发光(带正电荷的微粒)、化学发光(发生化学反应时产生的现象)等。在宝石学中,经常遇到的是紫外线激发下的荧光和磷光。“夜明珠”所发的光即为磷光。
夜明珠的发光机理主要涉及到两个关键因素:晶体结构缺陷和晶体中的发光稀土元素。[3]以下是对这两种发光机理的全面阐述:
1. 晶体结构缺陷引起的发光现象
固体物质可分为结晶质和非晶质两大类,而几乎所有已知的发光物质都是结晶质。在晶体中,存在两个主要的能带:电子不足的导带和完全被电子填满的满带。当光激发时,晶体内部会发生光电效应,电子从满带跃迁到导带。然而,当激发停止后,部分电子并不直接返回满带,而是落入由晶体缺陷(如位错、空位、杂质和变形等)造成的中间较低能级(称为陷井)。
这些落入陷井的电子需要额外的热能才能从陷井中逃脱并返回满带,同时在逃脱过程中会发射出较长波长的光。这种发光现象是否为磷光还是热发光,取决于热能的来源。在常温下,如果电子能从周围介质中吸收热能并回到满带,则发出的光为磷光;若需通过加热提供热能才能使电子回到满带,则这种发光现象称为热发光。
2. 晶体中发光稀土元素引起的发光现象
萤石等矿物中的磷光现象往往与稀土元素有关。稀土元素在萤石中常以2价离子的形式存在,取代了原有的钙离子,从而引入了一个自由电子。这些稀土元素在晶体中作为活化剂,占据各种能级轨道。当光激发时,电子从各能级向导带转移,部分电子可能滞留于晶格缺陷能级上。当激发源停止后,滞留的电子需要某种热刺激才能重新跃迁回导带,并与发光的离子化中心(即稀土元素)复合,同时发出较长时间的磷光。这种现象的关键在于稀土元素作为活化剂,在晶体中形成了发光中心,使得电子能够在特定条件下跃迁并发出磷光。
3、稀土元素的具体影响
根据研究,萤石中的稀土元素如钇(Y)、镱(Yb2+)和铕(Eu)等是产生磷光的关键。例如,萤石中的钇元素含量与其发光强度成正相关,当钇的含量达到一定水平时,萤石能发出较强的磷光,并且发光时间也会延长。此外,不同稀土元素还会影响萤石发出的磷光颜色,如镱在低温下发出黄绿色光,而铕则发出青色光。
分类
按材质分
“夜明珠”按照基体材质的不同可分两大类。
1.动植物性“夜明珠”:动物界有夜光者如著名的
萤火虫,人人皆知。唐代苏颚《
杜阳杂编》记
唐代宗宝历元年,南昌国献“夜明犀”。植物界有夜光者很多,如《
本草纲目》记载灵芝中的“
木威喜芝”、“参成芝”、“七明九光芝”都发荧光。
2.矿物宝石类夜明珠:从固体物理学角度矿物性“夜明珠”的
基体材料都是
无机盐类
晶体中的激活
晶态磷光体。
所谓激活晶态
磷光体是指由于晶体晶格
点阵畸变而获得“发光”本领的晶体,而这种畸变,又多半是由于基质内含某些重金属杂质(
激活剂)所引起的。例如
ZnS中含少量的
Cu就能发出黄绿色磷光,此ZnS称为基质,Cu称为激活剂。
按磷光体
由于激活晶态磷光体中激活剂的不同可将激活晶态磷光体也就是“夜明珠”分两类:
1、永久发光的夜明珠:不需要借助任何外界能量进行激发,而是靠自身含有激活剂,如14C.3H. 147Pm.226Ra.232Th.等
放射性同位素,能自身激发而发光的。
2、长余辉蓄光型夜明珠:
磷光体中的激活剂没有
放射性,必须靠外界的日光、
紫外线等光源激发后才能发光的。 今常用的磷光体不下百种,它们的化学成分除了碱金属卤化物外,都是二价金属(
Ca、
Sr、
Ba、Cd、
Mg、
Zn)的化合物——
硫化物,
硒化物,
碲化物,
硅酸盐,
铝酸盐,
钨酸盐,
磷酸盐和
卤素磷酸盐类。
其中,硅酸盐和铝酸盐类稀土蓄
光性夜明珠由于采用新型
稀土发光材料为主要原料,无毒无害无辐射,环保健康,已经得到较多应用,比如人造硼
铝酸锶夜明珠、稀土夜光弹力球(寻龙珠)等。
价值
夜明珠作为一种稀有的宝石,其价值体现在多个方面,包括文化价值、历史价值、艺术价值、科学价值以及经济价值等。它不仅是古代帝王将相的珍爱之物,更是中华文化的瑰宝和传承。同时,随着现代科技的发展和人们对美好生活的追求,夜明珠的价值也将继续得到发掘和提升。
文化价值
象征意义:夜明珠在中国古代文化中具有深厚的象征意义。它被视为吉祥、富贵的象征,常被用于宫廷贵族的装饰和随葬品,代表着尊贵和权力。同时,夜明珠也被认为具有防腐功能,能够保持尸身不腐,这在古代帝王将相中尤为流行。
文化传承:夜明珠作为一种文化遗产,承载着丰富的历史信息和文化内涵。它的传承不仅是对古代工艺的继承,更是对中华文化的传承和发扬。
历史价值
历史见证:夜明珠作为古代帝王将相的珍爱之物,见证了历史的变迁和朝代的更迭。它的流传和演变过程,为研究古代社会、经济、文化等方面提供了宝贵的实物资料。
重要文物:一些著名的夜明珠如慈禧太后口中的夜明珠等,已成为重要的文物和国宝,对于研究古代历史和文化具有重要意义。
艺术价值
独特美感:夜明珠在黑暗中发出的柔和而神秘的光芒,赋予了它独特的美感。无论是作为装饰品还是观赏品,夜明珠都能给人带来视觉上的享受和心灵上的愉悦。
工艺精湛:夜明珠的制作工艺十分精湛,需要经过多道工序和精细的加工才能制成。其独特的造型和精湛的工艺使得夜明珠成为了一件件艺术品,具有极高的艺术价值。
科学价值
发光机制:夜明珠的发光机制涉及物理学、化学等多个学科领域。对其发光机制的研究有助于我们更深入地了解物质的发光原理和结构特性,为相关学科的发展提供有益的借鉴和参考。
地质研究:夜明珠的形成与地质运动密切相关。通过对夜明珠的研究,我们可以了解到地球内部的地质活动和矿物资源的分布情况,为地质勘探和矿产资源开发提供科学依据。
经济价值
市场价值:由于夜明珠的稀有性和独特性,使得其市场价值极高。一些高品质的夜明珠在市场上往往能拍出天价,成为投资者和收藏家争相追逐的对象。
产业带动:夜明珠产业的发展也带动了相关产业的发展,如采矿、加工、销售等。这些产业的发展不仅为当地经济注入了新的活力,也促进了就业和税收的增加。
鉴别方法
“夜明珠”的鉴定工作主要涵盖磷光亮度(亦称“发光石磷光辉度”)、发光持续时间以及磷光色彩鲜艳度的评估。磷光辉度的量化需依赖专业设备完成。国际上,对于磷光辉度的分级存在多样性,有的研究划分为12级,有的为10级,亦有划分为5级的标准,这些均可作为我国分级体系的参考依据。唐开疆与宋素萍在其文章中阐述了一种确定磷光辉度的方法:在距离0.33米处能清晰辨识1毫米物体的视为优等;能辨识3毫米物体的视为良好;能辨识5毫米物体的则视为一般。至于磷光发光持续时间的判定,其标准为:能持续发光10小时以上的视为优等;持续4至10小时的视为良好;持续0.5至4小时的则视为一般。在磷光颜色方面,鲜艳度是衡量优劣的关键,无论颜色种类如何,鲜艳程度均为首要考量因素。他们所提出的鉴别方法简便易操作,具有较强的实践可行性。该方法可作为“夜明珠”鉴定工作的参考依据。
收藏与保养
夜明珠的收藏与保养需要细心和耐心。通过选择正规渠道购买、了解夜明珠的品质、提供良好的保存环境以及定期清洁和检查等措施,可以确保夜明珠的长久保存和价值提升。同时,在佩戴和存放时也应避免与硬物碰撞和接触化学物质等不利因素。
夜明珠的收藏
选择正规渠道:在购买夜明珠时,应选择正规渠道和信誉度高的珠宝店铺或专业鉴定机构,以确保购买到真正的夜明珠。避免从非正规渠道购买,以防上当受骗。
了解夜明珠的品质:夜明珠的品质直接影响其收藏价值。在选择时,应注意观察夜明珠的色泽、光泽、透明度、形状和大小等因素。优质的夜明珠通常色泽纯正、光泽温润、透明度高、形状规则且大小适中。
保存环境:收藏夜明珠时,应将其放置在干燥、阴凉、通风且避免阳光直射的环境中。这样可以防止夜明珠因受潮、受热或紫外线照射而受损。
定期检查:定期检查夜明珠的保存状态,观察是否有磨损、裂纹或变色等现象。如有异常,应及时处理或寻求专业帮助。
夜明珠的保养
避免碰撞与摩擦:夜明珠的硬度虽然较高,但仍需避免与硬物碰撞或摩擦,以免产生划痕或损伤。在佩戴或存放时,应注意避免与尖锐物品接触。
清洁保养:定期清洁夜明珠可以保持其光泽和美观。清洁时,应使用柔软的布或专用的珠宝清洁布轻轻擦拭,避免使用化学试剂或粗糙的布料。如有需要,可使用中性洗涤剂轻轻清洗,然后用清水冲洗干净并擦干。
避免高温与酸碱环境:夜明珠应避免长时间暴露在高温或酸碱环境中,以免发生化学反应导致变色或损坏。同时,也应避免与香水、化妆品等化学物质接触。
定期检查与维护:除了日常保养外,还应定期检查夜明珠的镶嵌部分是否牢固,以及是否有松动或脱落的现象。如有需要,应及时送往专业机构进行维护和修复。
历史典故
夜明珠是地球大地内的一些发光物质经过了几千万年,由最初的
火山岩浆喷发,到后来的地质运动,集聚于矿石中而成。夜明珠是世界几个杰出古老文明中同时存在的一个自然、历史和文化之谜。据史籍记,史前
炎帝、神农时就已发现过夜明珠,如
神农氏有石球之王号称“夜矿”。
春秋战国时代,如“悬黎”和“垂棘之璧”,价值连城,可比和氏璧。当时只有大官家
陶朱公(
范蠡)和
猗顿(战国时大商人)二人买得起。
晋国曾以“垂棘之璧”为诱饵“假首与虞以代编”。楚、秦、魏等国的大夫曾借夜明珠寓意哲理,讨论国家大事。
秦始皇殉葬夜明珠,在陵墓中“以代膏烛”。汉光武皇后的弟弟
郭况“悬明珠与四垂,昼视之如星,夜望之如月”以炫耀其富有。
武则天赐与
玄宗玉龙于夜明珠,玄宗又回子(
世宗)一清珠,光照一室。唐有车时,一颗名为“水珠”的夜明珠,售价亿万。宋元明时,皇室尤喜夜明珠,其中成吉思汗夜明珠,在台湾曾被偷盗,后被破案,物归原主。元明曾派官员到
斯里兰卡买到
红宝石夜明珠和
石榴石夜明珠。明代内阁曾有数块
祖母绿夜明珠,夜色有光明如烛。
神农氏的“夜矿”:据史籍记载,早在史前炎帝、神农时代,就已出现过夜明珠。神农氏拥有一颗被称为“夜矿”的石球之王,这是夜明珠最早的文字记载之一。
春秋战国时代的“悬黎”和“垂棘之璧”:这些夜明珠在当时价值连城,堪比和氏璧,只有大官家如陶朱公(范蠡)和猗顿等人才买得起。这些夜明珠不仅是财富的象征,也经常被用作国家间的礼物或政治筹码。
秦始皇的夜明珠:秦始皇死后,其陵墓中陪葬了大量的宝物,其中包括夜明珠。据传,这些夜明珠在陵墓中“以代膏烛”,照亮了秦始皇的地下宫殿。
汉光武皇后的夜明珠:汉光武皇后的弟弟郭况曾用夜明珠装饰房屋,昼视之如星,夜望之如月,以炫耀其富有。
慈禧太后的夜明珠:慈禧太后死后,其随葬品中包括了一颗著名的夜明珠。这颗夜明珠据传具有极高的价值,且在夜间能发出耀眼的光芒。慈禧太后的夜明珠不仅是财富的象征,也成为了后世盗墓和考古的焦点之一。
随侯珠的传说:据《千字文》中的“珠称夜光”和《搜神记》等古籍记载,随侯救蛇得珠的故事是夜明珠最著名的传说之一。随侯在路边救活了一条受伤的大蛇,后来大蛇衔来一颗明珠报答随侯的救命之恩。这颗明珠就是夜明珠的原型之一,被称为“随侯珠”。
著名夜明珠
慈禧随葬品
夜明珠是世界若干杰出古老文明中同时存在的一个自然、历史和文化之谜。对现有关于
慈禧太后陵墓及其被盗的历史记载资料的
科学分析和重新解释后,专家研究认为,随葬于慈禧太后嘴中的夜明珠是一块具有近似球形形态、称重约787.28克拉的
金刚石原石,其1908年当时1,080万两白银的估价约相当于现在8.1亿元
人民币现值。
除
慈禧口中夜明珠广为人知外。其
凤冠上九颗夜明珠也相当有名。据李映发《
文史拾趣》载:“公元1900年6月,英、德、俄、法、美、日、意、奥等八国组成的
侵略军入侵北京,慈禧太后不准许人民反击侵略者,而是大搞卖国活动,从凤冠上取了四颗夜明珠送与外国人,求他们退出北京。当时办事的大太监
李莲英不在身旁,叫一个姓王的宫女送往西门宾馆,交与
李鸿章派来的人。”
李鸿章正在负责与外国人交涉退兵一事。当时这个宫女才17岁,慈禧太后告诫她一路要小心,如有丢失定叫脑袋落地。这个宫女藏好珠子,边走边想:‘这是我们国家的宝物,怎能送给外国人!
六十四年后(公元1964年),在
西安市柏树林住的一个工人家庭里发现了这四颗夜明珠。这家人姓吴,夫妻都是化工厂的工人。有一次搞清洁卫生,小孩子把一个肮脏油黑的小枕头拆开准备清洗,发现里面有一个红布包,揭开红布又是一层黄布。一层
油纸,油纸里面一层
绵纸,包着四颗
龙眼大、晶莹闪亮的夜明珠。至此,这四颗夜明珠才得以重见光明。
世界之最
2010年11月21日一颗重达6吨,直径1.6米,价值22亿元
人民币的夜明珠在
海南侨乡
文昌市宝玉宫展出。据
业内人士介绍,此夜明珠乃今世界最大的一颗,亦是首次公开展出与世人见面。
当日,众多收藏家多年珍藏的200多件天然艺术品、
天然宝石在
文昌宝玉宫免费展出,吸引了众多市民的目光。步入宝玉宫,千姿百态的奇石宝玉琳琅满目,有通体为绿色、圆滑而光润的夜明珠,有形态神似
神舟1号飞船的
钟乳石“神舟·嫦娥奔月”,有晶莹剔透的美玉“睡美人”,还有气壮山河的奇石等。一件件天然瑰宝,让观者叹为观止。中国
奇石珠宝协会副会长
郑宝石介绍说,展厅内最吸引眼球的夜明珠,来自中国
内蒙古,材质以
萤石矿物为主,发现时是不规则形状,用3年时间加工而成现形,在关闭光源的黑暗环境中能发出晶莹透亮的光芒。业内专家估计价值22亿元人民币。