綠柱石（berylite，Beryl）是一種鈹鋁硅酸鹽礦物，化學成分為Be3Al2Si6O18，其中含二氧化硅66.9%、氧化鋁19%、氧化鈹14.1%。綠柱石純凈者無色，常見綠色、黃綠色、粉紅色、白色等，玻璃光澤，透明至半透明；無解理，常具平行{0001}的裂開，斷口貝殼狀至參差狀，硬度7.5～8，相對密度2.63～2.97，可溶于強堿和氫氟酸；綠柱石晶體為六方晶系，晶體呈六方柱形，柱面有縱紋，晶體可能非常小，但也可能長達幾米。
綠柱石主要產于花崗偉晶巖、云英巖及高溫熱液礦脈中，也見于砂巖、云母片巖中，常與錫和鎢共生。綠柱石既是礦物名稱又是寶石名稱，綠柱石類寶石中的祖母綠和海藍寶石單獨命名，其余的綠柱石類寶石統稱“綠柱石”。然后根據其顏色再進一步分類，分為綠色綠柱石、藍色綠柱石、金色綠柱石、銫柱石等。綠柱石主要產地位于歐洲的奧地利、德國、愛爾蘭，非洲的馬達加斯加，亞洲的烏拉爾山脈和中國西北部。
綠柱石是一種重要的鈹礦產資源，提煉的鈹可應用于原子能工業、航空航天等領域；其次色澤美麗的綠柱石可以作為寶石材料，也可以作為收藏品，被博物館收藏。
主要特性
化學組成
綠柱石是一種鈹鋁硅酸鹽礦物，化學成分為Be3Al2Si6O18，其中含二氧化硅66.9%、氧化鋁19%、氧化鈹14.1%，常含有鈉（Na）、鉀（K）、鋰（Li）、（Cs）等堿金屬元素，以及（Rb）、鈣（Ca）、錫（Sn）、氦（He）等雜質元素，某些綠柱石變種中含堿類微量元素的總量可達5%-7%。含H3O+達相當數量的綠柱石往往可稱作寶石。另外，可見Fe3+代替Al，一定量的Ca、Mg代替Be。鮮綠色的變種綠柱石（祖母綠）的Cr2O3含量達0.12%~0.25%。
物理特性
綠柱石純凈者無色，常見綠色、藍色、黃綠色、黃色、粉紅色等，此外還有如褐色、白色、灰色、黑色的特殊異種，某些綠柱石可有色帶；玻璃光澤，透明至半透明；無解理，常具平行{0001}的裂開，斷口貝殼狀至參差狀，硬度7.5～8，相對密度2.63～2.97，可溶于強堿和氫氟酸。
結構特征
晶體結構：綠柱石晶體結構為六方晶系，；a0=0.9188nm，c0=0.9189nm，Z=2。主要玫瑰晶譜線：2.687（100）、3.25（95）、7.89（90），綠柱石晶體結構為六方原始格子，如下圖所示。
結構中[SiO4]四面體組成的六方環垂直c軸平行排列，上下兩個環錯動25°，由Al3+及Be2+鏈接；Al3+配位數為6，Be2+P配位數為4，均分布在環的外側，在環的中心平行c軸有寬闊的孔道，容納大半徑的離子K+、Na+、Cs+、Rb2+以及水分子，如下圖所示。
晶體形態：六方雙錐晶類，D6h-6/mmm(L66L27PC)。晶體呈柱狀。常見單形有六方柱m{}，六方柱a{}，平行雙面c{}，六方雙錐s{}，p{}，o{}等，柱面上常有平行于c軸的條紋。
包裹體特征
根據包裹體的物理形態將綠柱石中包裹體劃分為三大類，固體包裹體、流體包裹體及流體-熔融包裹體。
固體包裹體是以結晶質固體礦物的形式或以粉末狀、不規則狀物質包含于綠柱石中，這些物質在形成時間上可先于主礦物，或與主礦物同時形成。綠柱石中常見的固體包裹體有片狀的云母、粒狀的磷灰石、棱柱狀的方解石及立方體或不規則分布的螢石、電氣石、石榴石、尖晶石等。
流體包裹體的成分比較復雜，根據其物理狀態可細分為含子晶的流體包裹體和不含子晶的流體包裹體。其中含子晶的流體包裹體存在兩種類型：①子晶-氣-液三相包裹體，子礦物無色透明，呈渾圓狀，不規則狀等，液相成分以CO2和H2O為主，含CH4、Cl-和HS，氣相成分以CO2、H2O、CH4和N2為主；②子晶-氣-液-液四相包裹體，氣液成分主要是CO2，含少量CH4和H2S，液相CO2中還含少量H2S，液態水中含CO2、CH4和C2H4。不含子晶的流體包裹體則有四種類型：①液單相包裹體，較為少見，在室溫下僅含一個液相，其成分為CO2和H2O，其次為CH4和Cl-；②氣-液二相包裹體；③氣-液-液三相包裹體；④氣-液-液-液四相包裹體，由包裹體中心向外依次出現氣相CO2，液相CO2，貧水CO2液相和鹽水溶液相。
流體-熔融包裹體是介于固體包裹體和流體包裹體之間的一種包裹體形態。
不同礦床類型不同產地的綠柱石中的包裹體類型不同，只存在某一種，或存在一種以上類型的包裹體，不同類型包裹體的形成溫度、壓力也是不同的，通常情況下，固體包裹體的形成溫度較高，流體包裹體的形成溫度較低。不同包裹體類型的存在反映出綠柱石成巖成礦的復雜性和多階段性。
形成原因
綠柱石主要產于花崗偉晶巖、云英巖及高溫熱液礦脈中。在未受交代的偉晶巖中，綠柱石成分基本不含堿，常與石英、正長石、微斜長石、白云母共生。受晚期鈉質交代作用形成的綠柱石，成分中含堿，最高可達7.23%，這種綠柱石常與鈉長石、鋰輝石、石英、白云母等礦物共生；云英巖中綠柱石與白云母、石英、黃玉等共生；在高溫熱液脈石英中與石英以及輝鉬礦、黑鎢礦、錫石等共生。
產地分布
世界主要產地有奧地利、德國、愛爾蘭、馬達加斯加、俄羅斯等。此外，巴西、南非、美國、中國也多有產出。
世界上最優質的祖母綠產自南美洲的哥倫比亞，一般認為穆佐礦山的祖母綠品質最佳，契沃爾、科斯凱斯特礦山居次，呈色為淡綠至深綠，略帶藍色調，呈柱狀晶體，平均長2～3厘米，質地好透明度高。晶體中有一氧化碳氣泡、液狀氯化鈉和立方體氯化鈉等氣液固三相包裹體，是哥倫比亞祖母綠獨有的特征。
俄羅斯烏拉爾山祖母綠呈色淡綠至深綠色，略顯黃色調。多為柱狀晶體，有時為扁平板狀晶體，平均長3～5厘米，晶體內可見不規則排列的陽起石包裹體，及呈葉片狀和鱗片狀的黑云母包裹體。晶體裂隙發育，所以成品質量很小。同時俄羅斯的烏拉爾山脈也是優質海藍寶石的重要供應地。
南非祖母綠呈色從淺綠至深綠，有分帶現象，為壓扁的板狀晶體，長為3～5厘米，晶體內含有黑云母和硫化物包裹體。濾色鏡下很少顯紅色。
巴西祖母綠有偉晶巖型和云母片巖型兩種類型，偉晶巖型祖母綠常是近于無瑕，顏色較淺，云母片巖型祖母綠常有較嚴重的瑕疵[cī]，質量較差。總體看，巴西祖母綠顏色較淺，密度相對較小，折射率和雙折射率也相對較低。巴西還是世界上優質的海藍寶石的主要產地，占世界海藍寶石產量的70%以上，世界上最大的重達110.5kg的海藍寶石晶體就產于巴西。
中國新疆大喀拉蘇偉晶巖型礦綠柱石呈長柱狀產于花崗偉晶巖中，粒度約1cm×5cm，黃綠色，半透明至不透明，共生礦物組合石英長石白云母黑云母綠柱石-電氣石。中國商南縣石英脈型礦綠柱石單晶體呈不規則塊狀，粒度3-4cm，綠色、黃綠色為主，微透明，局部為赤鐵礦浸染。
應用領域
工業領域
綠柱石是提煉鈹的主要礦物原料。鈹的提煉主要有兩個主要階段，第一步是從綠柱石中提取氫氧化鈹或氧化鈹，第二步是從氫氧化鈹或氧化鈹中提取金屬鈹。鈹可用作原子能反應堆的中子減速劑和反射體材料，維持核反應的正常進行；鈹還可制造載人飛船的轉接殼體、火箭飛船上的壓力容器、緊固件和人造衛星上的天線、太陽能面板等；在航空工業，鈹可用于制造制動器、飛機的結構材料和方向艙；鈹還可用作某些合金鋼的添加劑，可提高鋼的耐熱性、抗蝕性、耐磨性和切削性等。
珠寶領域
寶石級的綠柱石主要品種有紅色綠柱石、粉紅色綠柱石(摩根石)、金色綠柱石、綠色綠柱石(黃綠色或藍綠色，較祖母綠色淺)、綠柱石貓眼（在多種顏色的半透明綠柱石中出現）、星光綠柱石（在黃褐色到黑色綠柱石中偶見，星光差）、無色透明綠柱石。綠柱石由于大的顆粒較易獲得，所以飾品也以單粒寶石鑲飾品為主，群鑲飾品類型較少見，只是偶爾在與其他寶石品種如水晶、橄欖石等組合鑲嵌時出現，金屬鑲嵌材料選用18K金，有黃白之分。
收藏領域
綠柱石具有很高的收藏價值。美國自然歷史博物館收藏有2054克拉，略呈綠色的金色綠柱石（產自巴西）。紐約富蘭克林·羅斯福博物館收藏了1874克拉的海藍寶石（產自巴西），值得一提的是該寶石是巴西政府贈送給富蘭克林·羅斯福的。美國華盛頓哥倫比亞特區斯密遜博物院收藏了117克拉祖母綠（產自哥倫比亞），4.6 克拉祖母綠貓眼石（產自哥倫比亞）；235克拉粉紅色綠柱石（產自巴西）；43.5克拉金黃色綠柱石貓眼（產自馬達加斯加）；17.5 克拉金綠柱石（產自俄羅斯）。
礦物開采
開采方式
綠柱石的開采方式分為露天和地下開采兩大類。埋藏淺的，接近地表的礦產可采用露天方法進行開采；離地表越近，花費越少。埋藏深的礦產適用于地下開采方法。與地下開采相比，露天開采既簡單又省錢，它不僅機械化程度高，勞動條件好，生產安全，勞動生產率高，而且礦石損失貧化小，礦產資源可以得到充分的利用。
礦石分選
手選法：手選法是根據綠柱石與伴生脈石礦物間在外觀特征（顏色、光澤、晶形）上的差異進行人工揀選得出綠柱石精礦的一種選別方法。手選常在慢速運動的皮帶上進行。選別的礦石粒度通常大于10~25mm，其粒度下限的確定，主要取決于經濟效果。為了提高手選效率，礦石在手選前常需預先篩分必要時還需選礦，且工作區應有良好的照明。
浮選法：浮選是選別低品位、細粒嵌布綠柱石礦的重要方法，選礦工作者對此進行了廣泛深入的研究，提出了拉姆法、拉比德西蒂法、朗克法、卡爾岡法、艾格列斯法等許多浮選綠柱石的方法。實踐結果表明：無論使用陽離子捕收劑還是陰離子捕收劑，都能使綠柱石上浮，但如果沒有選擇性的調整劑相配合，都不能實現綠柱石與伴生脈石的有效分離。因此，綠柱石浮選前必須添加調整劑預先處理，根據預先處理時介質的酸堿度，人們把綠柱石的浮選流程劃分為兩類：一類為酸法流程，另一類為堿法流程。酸法流程是預先用氫氟酸（或氟化鈉+硫酸）處理礦漿，活化綠柱石，然后加捕收劑和起泡劑浮選綠柱石；堿法流程就是礦石在磨礦或浮選前用堿處理并洗礦、脫泥，然后加入脂肪酸類捕收劑和起泡劑浮選綠柱石。
歷史
文化歷史
古羅馬皇帝內羅是史書記載最早使用眼鏡的人。他是近視眼，為了看清角斗士與猛獸的搏斗，他用一片綠寶石（綠柱石）琢磨成的凹形薄片放在眼前觀看，這片綠寶石薄片被稱為“神石”。中國明、清兩代帝王尤喜祖母綠。明朝皇帝把它視為同金綠貓眼一樣珍貴，有“禮冠需貓睛、祖母綠”之說。明萬歷帝的玉帶上鑲有一塊特大祖母綠，現藏于明十三陵定陵博物館。
開采歷史
古代綠寶石的主要產地是埃及，到近代已經開采盡。后來西班牙探險家在哥倫比亞發現了豐富的綠寶石礦床，位于安第斯山脈山中、首都波哥大北邊一帶，其產量占世界綠寶石產量的80%、而且質地也是最好的。1970年在日本大阪府舉行的世界博覽會哥倫比亞館中，陳列過一塊高達數十米的綠寶石天然六方晶體，令人大開眼界。巴西也于1964年發現了大型的優質綠寶石礦脈。蘇聯的綠寶石礦發現于1830年，據說是一個農夫偶然在烏拉爾山中找到綠寶石而發現的。此外澳大利亞、南非、羅德西亞（西南非洲）、印度、巴基斯坦、坦桑尼亞、贊比亞以及美國北卡羅來那州、康納狄格州等地都發現了綠寶石。
品種
綠柱石既是礦物名稱又是寶石名稱。綠柱石主要品種為祖母綠和海藍寶石，其余的綠柱石類寶石統稱“綠柱石”。然后根據其顏色再進一步分類，分為綠色綠柱石、藍色綠柱石、金色綠柱石、銫柱石等。
祖母綠
因含鉻離子而呈翠綠色的綠柱石，一般含Cr2O3 0.15%～0.20%，濃綠者可達0.5%～0.6%，祖母綠透明或半透明，在天然祖母綠晶體中，幾乎經常可見“蟬翼”狀瑕疵。“蟬翼”又稱“綿”，是寶石中呈直線放射狀的裂紋，形似蜻蛉翅膀，是在地質環境下受力形成的暗傷，“綿”是祖母綠的重要特征之一，具有貓眼石效應的祖母綠是少見的珍品。
海藍寶石
海藍寶石因含亞鐵離子而致色，海藍寶石可經熱處理改色，使顏色加深。
綠色綠柱石
綠色綠柱石為綠、藍綠、黃綠、深綠等色，其顏色和致色原因與祖母綠截然不同。有人認為是Fe2+的水合離子與Fe3+的水合離子同時存在而致色；也有人認為是V3+取代Al3+的結果。
藍色綠柱石
藍色綠柱石，發現于巴西的馬克西克塞，是一種堿性綠柱石，含Li2O約0.98%，Na2O約1.28%，Cs2O約2.8%，其藍色是“色心”所致。
金色綠柱石
金色綠柱石，為各種色調的黃色，優質者猶如金光閃爍。有人認為，金色的形成與Fe3+離子有關。
銫綠柱石
艷綠柱石，英文名稱為摩根石，按其譯音又稱“摩根石”，取名于寶石愛好者、知名人士摩根（JP.Morgan），曾經稱“玫瑰綠寶石”或“桃色綠寶石”。銫綠柱石含Cs和Li等堿性成分，呈粉紅色或玫瑰紅色。其顏色是Mn2+或Mn3+取代Al3+的結果。在Mn/Fe2+比值大時呈紅色，比值減小時呈黃色、綠色、藍色。
紅色綠柱石
深紅色，呈極濃色調，為罕有品種。有內含物，折射率高些，產地多在美國猶他州和新墨西哥州。
無色綠柱石
無色，價格便宜。
名稱來源
英語Beryl可能來自希臘語“beryllos”，指的是古代的一些藍綠色石頭。
品質鑒定
綠柱石是一個顏色豐富的寶石品種，與其相似的寶石品種很多。與海藍寶石及其他綠柱石相似的人工寶石有合成尖晶石、合成藍寶石、玻璃、人造釔鋁榴石等。它們之間的區別主要在于偏光性、折射率、密度均不同，其常見的內部特征也不同。
與海藍寶石相似的寶石品種
市場上最為常見易與海藍寶石相混的是藍色黃玉(包括輻照處理的改色托帕石)。二者均為非均質體，折射率和雙折射率相近，內部均有兩相氣液包體，肉眼觀察時很容易混淆。但仔細檢測就能區分。
顏色：海藍寶石的藍色一般較淺，而且藍色的感覺像天藍、湖藍，常有朦朧感，可帶有黃色、綠色色調；而改色托帕石的藍色一般較深，而且帶些暗色調，比較清澈透明。綠柱石在紫外熒光燈下通常熒光弱，查爾斯濾色鏡下一般無反應，多種顏色的綠柱石可以產生貓眼石效應，常呈半透明狀，貓眼效應一般較弱，褐黑色的綠柱石，可見星光效應。
折射率：海藍寶石為1.577～1.583，黃玉為 1.61～1.63。
密度：海藍寶石的密度為2.72g／cm3 ，低于托帕石的密度 3.53g／cm3 。
包體：托帕石內部可有特征的兩種互不相溶的液態包體，而海藍寶石的特征內部包體為管狀包體、雨絲狀包體。
吸收光譜：吸收光譜上也有不同，海藍寶石的吸收雖不太明顯，有時可見427nm強吸收線，456nm、537nm處有模糊的吸收帶。而托帕石及改色托帕石不見特征吸收。
海藍寶石濾色鏡：有一種濾色鏡，稱為海藍寶石濾色鏡，它直接用于區分海藍寶石和改色黃玉。強光照射下，透過此種濾色鏡，海藍寶石呈嫩綠色，托帕石呈灰藍色。
綠柱石與藍寶石的鑒別
綠柱石類寶石的顏色總體上比天然和合成藍寶石的顏色淺，飽和度低，但天然和合成的藍寶石中也不乏與綠柱石相似的樣品。如金黃色的藍寶石與金色綠柱石，在外觀上很相近，只是后者光澤稍弱些，很容易混淆。它們之間的區別主要在于折射率、密度、吸收光譜、內部特征等方面的不同。
綠柱石類寶石與各色碧璽的鑒別
它們的區別主要在于兩者的折射率、雙折射率、密度。碧璽的折射率高于綠柱石類寶石，為1.620—1.640，雙折射率也較高，為 0.020，還可見到后刻面棱線重影。
綠柱石類寶石與各色尖 晶石、石榴石的鑒別
綠柱石與尖晶石和石榴石的區別，主要在光性特征、折射率、密度及內部特征等方面。綠柱石類寶石為光性非均質體，而尖晶石和石榴石為光性均質體，而且它們的折射率、密度均高于綠柱石；尖晶石的內部可含有八面體的包體，呈單個或成排排列，石榴石視其品種可含有固體包體、針狀包體等，它們的特征與綠柱石的內部特征不同，較容易區別。
綠柱石類寶石與人工寶石的鑒別
合成尖晶石和玻璃、人造釔鋁榴石經常用來模仿綠柱石類寶石，但它們均為均質體，且折射率與綠柱石類寶石不盡相同。合成尖晶石和人造鋁榴石的折射率均高于綠柱石，分別為1.725、1.833 左右，玻璃的折射率一般為 1.47—1.70 左右，稀土玻璃的折射率可高達1.74 左右，且均為單折射。另外，玻璃、合成尖晶石等內部常見有氣泡、攪動紋等。綠柱石類寶石一般無熒光，而人工寶石通常熒光較強。某些合成尖晶石和人造釔鋁榴石、玻璃在查爾斯濾色鏡下呈強紅色。
人工優化
輻照與熱處理是對綠柱石改色與賦色研究應用得比較成功的方法。自然界中無色和近無色的綠柱石的量是比較大的，通過對它們進行改色與賦色研究，可以提高這類綠柱石的利用價值。
熱處理：可使綠色、黃綠色綠柱石的顏色轉變成海藍色，成為優質的海藍寶石，也可以使含鐵和錳致色的橘黃色綠柱石的顏色轉變為粉紅色。加熱到700℃，還可以使一些極細微的包裹體或裂隙消失，從而提高綠柱石的凈度和透明度。
輻照處理：輻照法可以使綠柱石由無色變成粉紅色或黃色、藍色變成綠色、粉紅色變成橘黃色，而且這些顏色對光是穩定的。
參考資料 >
Beryl.mindat.2024-03-28
綠柱石.寶石學虛擬仿真實驗教學中心.2024-03-28