刚玉的主要成分是Al2O3，常含微量的杂质元素Cr、Ti、Fe、V等。

这些杂质的存在方式为：

①以类质同象替代Al

。

②机械混入的氧化物。

刚玉的主要成分是什么？

刚玉的主要成分：Al₂O₃（三氧化二铝）。

刚玉，名称源于印度，系矿物学名称。刚玉Al₂O₃的同质异像主要有三种变体，分别为α-Al₂O₃、β-Al₂O₃、γ-Al₂O₃。刚玉硬度仅次于金刚石。

刚玉主要用于高级研磨材料，手表和精密机械的轴承材料。作为激光发射材料的红宝石系人造晶体。红宝石和蓝宝石都属于刚玉矿物，除星光效应外，只有半透明-透明且色彩鲜艳的刚玉才能做宝石。红色的称为红宝石，而其他色调的刚玉在商业上统称蓝宝石。

扩展资料：

刚玉的成因主要由如下几种：

1、形成于地幔的高温高压条件，随岩浆喷出地表。

如泰国、澳大利亚、中国、美国等国家。

2、形成于接触变质作用

如缅甸、克什米尔、中国安徽等地。

世界上的红蓝宝石主要来自砂矿。是由各种原生红宝石、蓝宝石经风化作用富集而成，分布广，易开采、分选。

由于刚玉具有优良的高温性质及机械强度等性能，因而被广泛应用到了冶金、机械、化工、电子、航空和国防等众多工业领域。其主要用途如下所述。

1、由于有耐高温、耐腐蚀、高强度等性能，故用做浇钢滑动水口，冶炼稀贵金属、特种合金、高纯金属、玻璃拉丝、制作激光玻璃的坩埚及器皿；各种高温炉窑，如耐火材料、陶瓷、炼铁高炉的内衬（墙和管）；理化器皿、火花塞、耐热抗氧化涂层。

2、由于有硬度大、耐磨性好、强度高的特点，在化工系统中，用作各种反应器皿和管道，化工泵的部件；作机械零部件、各种模具，如拔丝模、挤铅笔芯模嘴等；作刀具、磨具磨料、防弹材料、人体关节、密封磨环等。

3、由于有高温绝缘性，故被用作热电偶的套丝管和保护管，原子反应堆中用得绝缘性依旧优良，加之损耗不大，介电常数也不大，在电子工业中被广泛用于固体集成电炉基板管座、外壳、瓷架、微薄窗口、导弹雷达天线保护罩等。

参考资料来源：百度百科-刚玉

化学上的“刚玉”是什么物质,有何用途.

刚玉的主要成分是Al2O3.刚玉Al2O3的同质异像主要有三种变体,分别为α-Al2O3、β-Al2O3、γ-Al2O3.刚玉硬度仅次于金刚石,主要用于高级研磨材料,手表和精密机械的轴承材料,色彩绚丽的晶体作为宝石,作为激光发射材料的红宝石系人造晶体.

刚玉（红宝石、蓝宝石)）Corundum

红宝石、蓝宝石与钻石、祖母绿、金绿宝石一样，是最名贵的宝石品种之一。红、蓝宝石是宝石级的刚玉。刚玉主要化学成分为Al2O3，是具有三方对称的矿物晶体。

刚玉的英文为corundum，源自印度语kurand或kuruvinda，是矿物名称，当年指颜色不纯的刚玉；也有人认为来自泰米尔语kurundum和梵文kuruvinda，意为红宝石。

红宝石的英文ruby，源自拉丁语ruber，意为“红色”，我国古代曾译为“剌子”等。在梵语中，红宝石还有许多溢美的名字，如ratnaraj(宝石之王)、ratnanayaka(宝石之冠)等，说明当时印度民族对它十分珍爱。蓝宝石的英文为sapphire，来自拉丁化的希腊词sapphires，是蓝色的意思。中国古代也称蓝宝石为“瑟瑟”或“萨弗耶”，后者是英文的音译。

中文的红、蓝宝石名称是根据其颜色得来的。我国元代陶宗仪著的《辍耕录》中有红雅姑、青雅姑、黄雅姑、白雅姑之说，有人认为可能是指红、蓝、黄、白色刚玉宝石。雅姑是阿拉伯语宝石的音译。此外，我国古代文献中，还有“光珠”、“映红”、“映青”等词，指红色或蓝色的宝石，其中就包含刚玉质的红、蓝宝石。

红、蓝宝石质地坚硬，其硬度仅次于钻石。红宝石颜色鲜红、美艳，为红色宝石之冠，亦为有色宝石之首。蓝宝石颜色湛蓝，或如雨后天空一样清新辽阔，或像大海一样宽广深邃，也堪称蓝色宝石之王。因此红、蓝宝石历来深受人们的喜爱，作为饰品的历史很悠久。我国清朝官员的“顶戴”中，亲王至一品官用红宝石，而三品官用蓝宝石，客观地反映出它作为权贵、富有的象征以及人们对它的青睐。现今，世界各地都把红宝石作为7月生辰石和结婚40周年(红宝石婚)的纪念石，象征爱情、热情和品德高尚，人们又称其为“爱情之石”；蓝宝石为9月生辰石及结婚45周年(蓝宝石婚)的纪念石，象征忠诚和坚贞。

一、刚玉宝石的基本特征

矿物名称：刚玉

化学成分：理论化学式Al2O3，可含多种类质同象杂质或机械混入物。类质同象成分，尤其是替代Al的铁族元素，如Cr、Fe、Ti、V、Co等对宝石的颜色有重要影响，而类质同象分解出溶物——丝状体以及指纹状、羽状等气、液包裹体对刚玉宝石的净度、透明度影响较大。

晶系及结晶习性：刚玉属三方晶系，常呈柱状、桶状、腰鼓状、双锥状、板状晶形(图16-1-1)，并可见聚片双晶。

光学性质：刚玉可呈现多种颜色，除红、蓝色外，还有黄、紫、橙、绿、褐、灰及黑、无色者。刚玉呈现彩色主要是由于Cr、Fe、Ti、V、Co、Ni等铁族色素离子取代Al所致。表16-1-1列出了部分彩色刚玉的着色离子及含量。某些蓝宝石还有变色效应，如泰国、缅甸和斯里兰卡的变色蓝宝石，日光下呈带灰色调的蓝-绿色或蓝紫色，白炽灯下为紫红或紫色，变色是由于含微量的Cr、Fe和Ti所致；而坦桑尼亚Umba河谷的变色蓝宝石(及维尔纳叶法合成的变色蓝宝石)则是含V导致变色效应的。

图16-1-1 刚玉的理想形态

上行为单晶；下行为双晶：左图双晶面∥(

)，右图双晶面∥(0001)

刚玉为玻璃光泽或亚金刚光泽(抛光好时)；透明至不透明；一轴晶负光性；折射率No：1.767～1.771，Ne：1.759～1.763；双折射率0.008；色散0.018。多色性中等到强，不同产地或同一产地不同品级的同一宝石品种，多色性色调、强度可能不同。一般红宝石为紫红—橙红，蓝宝石为紫蓝—绿蓝或蓝绿，黄色蓝宝石多色性弱。

刚玉宝石的发光性变化较大，既与刚玉中类质同象成分的种类、含量有关，也受固态包裹体(包括次生蚀变物)的种类、分布的影响。通常长波(366nm)、短波(254nm)紫外光下红宝石呈弱、中等到强的红或橙红色荧光，但短波下荧光往往更弱。蓝宝石一般不发光，个别产地(柬埔寨、澳大利亚、泰国等)的蓝宝石和绿色蓝宝石可见弱白垩状的蓝到绿色荧光，而斯里兰卡和美国蒙大拿产的含Cr蓝宝石也见带粉红色调的红色荧光。X光下也多呈无或中等到强的红或橙红色荧光。

表16-1-1 刚玉中所含杂质与颜色的关系

红、蓝宝石各品种由于Cr、Fe、V等色素离子含量不同，吸收光谱有明显差异。红宝石特征吸收线是692.8nm和694.2nm的双线(荧光线)及668nm和659.2nm的吸收线，附带吸收线有468.5nm(弱)和475nm与476.5nm的双线。某些紫红色者，尤其是泰国的，还有铁线，在451.5nm、460nm和470nm。蓝宝石特征吸收为451.5nm的铁线，热处理过的斯里兰卡蓝宝石无此铁线，澳大利亚、泰国、柬埔寨和尼日利亚的暗蓝色品种还可能附带460nm和470nm的弱线，合成蓝宝石无或仅有451.5nm弱线。富铁的黄色蓝宝石有特征的451.5nm铁线，而含铁少者(如斯里兰卡产的)，铁线弱或无；热处理过的黄色蓝宝石，只见400nm～450nm的完全吸收带。焰熔法合成的黄色蓝宝石主要由Ni致色，在约455nm处仅见弱吸收线，但若含铬，也可见铬线。橙色蓝宝石，如坦桑尼亚Umba产的，可呈现Fe和Cr的吸收线；斯里兰卡产的则无Fe吸收线。焰熔法和Chatham助熔剂法合成的橙色蓝宝石是Ni、Cr联合致色，也无铁线。绿色蓝宝石由Fe或Fe和Ti联合致色，可见铁吸收线；焰熔法合成品由Co、V和Ni联合致色，无铁线，却有500nm、530nm、635nm和690nm处的吸收线。变色蓝宝石呈典型的红宝石型Cr和Fe吸收线谱；焰熔法合成品见473nm的钒吸收线，并有以580nm为中心的宽吸收带及690nm的荧光线。

刚玉宝石可见星光、猫眼及变色等特殊光学效应。六射星光较常见，偶尔可见十二射星光。星光的产生是由于宝石中有大小和数量合宜的出溶丝状体，通常是金红石，也有赤铁矿、钛铁矿，沿刚玉的{

}或{

}平行排列，并被切磨成弧面型，则在宝石顶面会呈现六射星光。如果丝状体既有沿{

}平行排列的，又有沿{

}平行排列的，则可显十二射星光。若丝状体只沿一个方向平行排列，垂直丝状体的延长方向就会显猫眼效应。刚玉质宝石的变色效应是由于含微量的Cr、Fe、Ti或V所致。

力学性质：刚玉摩氏硬度9；密度

。无解理，常有底面或菱面体方向的裂理，断口贝壳状或不平坦状。大多数裂理是由于出溶的杂质矿物，沿特定面网分布引起的，如美国不同矿山的刚玉表现为出溶的页片状一水软铝石沿菱面体面网方向分布引起菱面体方向裂开，而泰国Chanthaburi的黑星光蓝宝石则是出溶的赤铁矿分布于底面面网间引起底面裂开。当然也有由于双晶效应引起的裂开。

刚玉耐高温、难熔，熔点2000～2030℃，沸点2707±60℃。热导率0.0600～0.0834cal/cm℃s)，高于尖晶石、石榴子石、黄玉等，比钻石低，约相当于钻石的1/35～1/70，因此热导仪也是鉴定刚玉宝石的有效工具之一。

刚玉宝石具有较高的化学稳定性，耐普通酸、碱侵蚀，但微溶于煮沸的硝酸或热至300℃的磷酸；易溶于800～1000℃的硼砂或400～600℃的亚硫酸氢钾。

显微特征：主要指其中复杂的包裹体，包括矿物晶体、色带、气液包裹体、微裂纹等。红、蓝宝石中常见的矿物包体达十几种，如金红石、锆石、刚玉、尖晶石、石榴子石、云母、钛铁矿、赤铁矿、方解石、磷灰石等；此外，还常见色带或不规则色斑以及指纹状、羽状气液包裹体。红宝石微裂纹也常见，正如俗话所说“十红九裂”。不同产地的红、蓝宝石往往会有自己特有的包裹体或包裹体组合，对于鉴定红、蓝宝石，乃至区分产地具有重要意义，但应用时也要谨慎，注意自然界情况的复杂性。合成刚玉宝石具有不同于天然宝石的包裹体特征，如弯曲的色带(焰熔法、提拉法)、籽晶、铂金或铜合金片、残余熔剂、气泡等，可以作为与天然宝石区分的依据。

缅甸红宝石最典型特征包体是金红石丝状体，它们和其他尖晶石、刚玉、磷灰石、锆石等自形或浑圆的晶粒一起出现，或共同构成的密集云雾并组成独特的图案，还常见六角形的色带和“糖浆”状的旋卷图案，聚片双晶发育，可见平直排列的百叶窗式双晶纹，极少见指纹状和羽状包裹体。缅甸蓝宝石也含密集云雾状金红石丝状体，可显星光效应，有时与赤铁矿、钛铁矿等丝状体分布方向成30°交角，可显十二射星光，但其他矿物包体少，富含次生液态包裹体，色带不发育。

斯里兰卡红、蓝宝石中，金红石细长、稀疏，无云雾状特征。经热处理后会全消失。还有指纹状、羽状、蛛网状、似筛网状等液态包体及由高突起的两相包裹体并呈主晶的双锥状形态的负晶。客晶可有锆石、云母、磷灰石。最重要的固态包裹体是布满细小张裂隙晕圈的锆石。绝大多数斯里兰卡宝石颜色不均匀，可在较大范围局部出现无色区。其蓝色宝石的核部常无色，蓝色集中在靠近晶面部位(有时仅集中于一薄层)。

泰国和柬埔寨产的一些红宝石来自两国边界的同—矿床，聚片双晶发育，具平直的色带和生长纹，无金红石丝状体，其他矿物包体也少，常见指纹状包体。这些指纹状包体可被白色针状一水软铝石切过，并分割出一些旗帜状图案。一些液态包裹体围绕在负晶或不透明包裹体周围，形成“土星光环”或称“圆盘”。这种“土星”指纹体在热处理后会因晶体熔成玻璃质，并将一些气体冻结在被玻璃充填的表面上，被误认成原生的熔融包体。“土星”中客晶可以是铁铝榴石、磷灰石、磁黄铁矿、斜长石、橄榄石或辉石。

泰国蓝宝石肉眼可见参差不齐的色带，矿物包体集中在蓝色色带中，可反射乳状光，特征客晶有锆石、长石和磁黄铁矿。可见相对较粗的指纹状和羽状包裹体，形成弯曲、折叠的图案。

柬埔寨的拜林蓝宝石色纯、均匀，特征客晶是烧绿石和斜长石；小液滴及逗号状的包裹体沿主晶的生长构造排列；在指纹体周围有带红色或褐色色斑的液体。

克什米尔蓝宝石丝绒般的华贵感觉是由于内部很细的沟或空管组成的雾状包裹体反光。其特征包体还有电气石、熔蚀状长石、锆石、沥青铀矿、色带和尘状微粒。

澳大利亚蓝宝石大多呈深蓝—黑蓝色，含尘状熔融包裹体、指纹状包裹体、铌铁矿、辉石、锆石等晶体并有明显的色带是其重要特征。包裹物中有的像彗星的尾巴。

美国蒙大拿蓝宝石颜色漂亮，尺寸小的无色带，特征矿物包体有石榴子石、尖晶石。

中国山东蓝宝石与澳大利亚蓝宝石类似，包裹体特征是含多种类型共存的熔融包裹体及锆石、长石、云母、铌钽铁矿等矿物。

泰国、澳大利亚及我国山东产的蓝宝石中也可有缅甸蓝宝石中的两类丝状体。

其他色彩的蓝宝石中也有与同产地的红或蓝宝石中类似的包裹体特征。

二、刚玉宝石的类型

刚玉质宝石分成红宝石和蓝宝石两大类。

(1)红宝石：国际有色宝石协会(ICA)规定以红色为主色的刚玉质宝石称为红宝石，包括鸽血红、紫红、橙红、褐红、粉红色及含其他色调成分的红色者，都是红宝石。命名时就称红宝石，不必加形容词。色调深浅、纯度如何属于具体描述的范围。

(2)蓝宝石：除红宝石之外的所有刚玉质宝石均属蓝宝石。蓝色之外的蓝宝石，命名时要加颜色前缀，如黄色蓝宝石、紫色蓝宝石、橙色蓝宝石等。

具有特殊光学效应，如星光、猫眼、变色效应的红、蓝宝石，命名时也用前缀或后缀限定，如星光红宝石、星光蓝宝石、变色蓝宝石、红宝石猫眼。

刚玉质宝石的品种划分上，颜色是第一层次，特殊光学效应是第二层次。一般分到第二层次即可。命名时宜简单，描述则应具体。一些红、蓝宝石在主色调中出现的其他色调变化，可在描述中具体阐述，如黄绿色、蓝紫色等。

三、刚玉宝石的评价

刚玉属有色宝石，其评价从以下几个方面来考虑，有人将它归纳为“4C”加“1T(透明度)”。

(1)颜色：红宝石首推鸽血红，其次是玫瑰红、粉红；蓝宝石首推矢车菊蓝，其次是深蓝、浅蓝，然后是艳丽的绿色、黄色；色调不能过深，也不能过浅，颜色越纯、越饱和越好。

(2)透明度：包括净度。包裹体越少、越小，透明度越高，色彩越纯，越明亮或越鲜艳越好。刚玉宝石的包裹体多于钻石，净度分级只在肉眼下对比包裹体大小、多少和分布即可。

(3)切工：除顶底比例，台面大小要求比钻石切工放宽之外，不漏光又有完美对称性、规整性和光洁性等要求与钻石是一致的。闪光程度和对称程度与原石质量、形态等有关。红、蓝宝石常有随形切工的成品。为保克拉重量，力求闪光好就成。评价时，要考虑每个产地宝石独特的瑰丽性和相应的稀有程度，不应把粒重放在首位。

(4)重量：其他条件相同时，红、蓝宝石重量越大，价值越高。总的说来，红宝石比蓝宝石稀少，需求也大，不小于0.3ct就可以单独做戒面，超过5ct的罕见，而蓝宝石则要0.5ct以上。

具星光效应的红、蓝宝石主要看星光是否清晰完美。优质的应星光明显、星线交点居中、均匀、无断缺的星线，其次考虑颜色、透明度等。

四、合成刚玉宝石、优化处理刚玉宝石及刚玉宝石的仿制品

目前，合成红、蓝宝石的方法较多，除了焰熔法，还有提拉法(丘赫拉斯基Czochraski法)、熔区法、水热法和助熔剂法。合成的红、蓝宝石品质优良，尤其是助熔剂法和水热法，合成条件最接近于自然界的生长条件，因此，用这些方法合成的各种宝石晶体在外部特征及所含包裹体等都与天然宝石晶体相似，几乎可以以假乱真。这些方法的合成品与天然宝石的区分即使在专业鉴定人员面前也是不易解决的难题。

目前红、蓝宝石改善方法有：加热、扩散、辐照、染色、充填、覆膜等。

热处理，或称焙烧处理，属优化方法。在远低于刚玉熔点的温度下对其加热，以改变红、蓝宝石的颜色(去除杂色、邪色，提高、固化优质颜色)、增加其净度(去除瑕疵、提高透明度)。

95%以上的红、蓝宝石都经过了热处理。在热处理时，若单纯加热，往往需要在较高的温度下焙烧才能获得颜色的改善，且有时颜色带灰色调。目前一般是在一定的氧化或还原气氛下加热，达到需要的效果。缅甸、越南的带粉红、紫或蓝绿杂色调的红宝石焙烧可得到较纯正的鲜红色并产生明显的星彩。中国山东昌乐蓝宝石，晶体大，但色偏黑、偏灰绿，且透明度较差，热处理可以得到颜色较好的蓝色蓝宝石，但达到纯正的完全不带灰色调的处理效果还需要改进工艺技术。帕德马蓝宝石(红紫色与粉橙色)也可以经过热处理得到。斯里兰卡的“久达”刚玉(半透明乳白色刚玉)经加热可得到蓝色蓝宝石。

扩散(渗透或称表面渗透)：一种化学处理方法。将无色或浅色蓝宝石埋在粉末状着色剂中，在坩埚内加热以改善宝石表层的颜色。其价格是天然品的1/5～1/10。刻面成品可以通过浸没法观察棱(深)面(浅)的颜色差异与天然品区别。

辐照：采用γ射线、X射线，高能电子、中子、质子等高能粒子照射宝石，从而改变宝石颜色的处理方法。有时辐射与加热配合进行。辐照处理的宝石普遍存在两个问题：一是颜色不太稳定，容易褪掉；二是经放射性辐照后，会残留对人体有害的放射性，要放置一段时间(3个月至半年)，待残余放射性剂量衰减到人体可承受的程度，方可投放市场。

染色：将染色剂和宝石一起在水中煮，以加深或改变宝石颜色的处理方法。该法历史悠久。红宝石常用此法处理。因为红宝石裂多，易于染色。斯里兰卡人将一种浅黄色蓝宝石与一种树皮、树枝一起在水中煮，可使该宝石变成金黄色，然后加蜡形成保护层。染色宝石的特点是：只在裂隙中颜色较深、浓、而鲜艳，远离裂隙则会出现未染色时宝石的原色。有经验的鉴定人员在放大镜下极易识别此特征。

充填：是将石蜡、油、合成树脂等折光率与宝石相近的物质注入裂隙、裂纹明显的宝石中，以提高宝石净度、消除因裂隙造成的光线折射不均等现象的处理方法。并往往同时注入染料以改色。主要用于裂隙多的红宝石。易于鉴别。

覆膜：在宝石表面涂一层有色物质以改变宝石表面颜色和表面性质的处理方法。红、蓝宝石用的不多。我国市场上曾出现过无色星彩蓝宝石外涂红色塑料冒充星彩红宝石的个例。

诱发或改变包裹体：应用电蚀、热处理等方法改变宝石包裹体，以改善宝石颜色的方法，也可归之于热处理。如我国山东蓝宝石的热处理就是使原黑色包体经氧化而达到宝石退色的。维尔纳叶法合成的红、蓝宝石经热处理产生裂隙，当裂隙达到宝石表面时，可用此法在该裂隙中产生“指纹”状包裹体，以假冒天然红、蓝宝石(二度处理焰熔红、蓝宝石)。

上述优化处理方法常用的是加热和扩散，其他应用较局限。而诱发或改变包裹体方法的产品容易达到以假乱真(以合成宝石冒充天然宝石)的目的，正逐步得到推广，其产品在国际、中国香港、台湾及中国大陆珠宝市场上都可以见到。消费者购买时应当心。红、蓝宝石的仿制品主要是玻璃和合成立方氧化锆，它们与红、蓝宝石在偏光性、折射率及密度等物理性质上区别明显，容易区分。

五、刚玉宝石的鉴定

1.与外观相似的其他品种宝石的区别

原石可以借助刚玉的晶形或结晶习性、硬度、裂理或断口特征与其他种类宝石原石区分；对于那些没有任何结晶习性保留的刚玉砂、砾石，还可以通过密度、导热性来鉴别。对于成品戒面或琢件，主要靠光学常数，如折光率、多色性和密度来鉴别。与红宝石颜色易混的有红色尖晶石、石榴子石、锆石、电气石、绿柱石、玻璃等，与蓝宝石颜色相似的有蓝色尖晶石、电气石、坦桑(黝帘)石、堇青石、黄玉、绿柱石、玻璃等，还有合成的钇铝榴石( YAG)、立方氧化锆(CZ)、稀土玻璃等，这些宝石的光学和力学性质常数都列于附表2，区分它们基本可以通过其间不同的物性参数来实现。对于个别物性参数与刚玉相似或部分重叠的品种，如某些红色石榴子石与刚玉折射率和密度相近，可用偏光性、多色性、荧光和导热性来区分。总之，对于刚玉质宝石与其他种类宝石的区别，综合使用其物理性质，一般总能筛选出某项或某几项可靠又简便易行的观察测试方法。

2.天然与合成刚玉质宝石的区别

刚玉质宝石的合成已有多种方法。由于天然与合成品都是刚玉，物理性质相同，所以，区分天然石与合成品主要靠包裹体和微(痕)量元素等特征。放大观察包裹体中客晶的种类及组合以及生长色带或条纹的特征是极为重要的。表16-1-2列出了天然刚玉宝石和主要合成品的区别特征。

表16-1-2 天然刚玉宝石和主要合成品的区别特征

3.天然刚玉质宝石与处理品的区别

用于红、蓝宝石改善的方法主要是热处理、扩散处理和染色。单纯热处理过的宝石可以作为天然品出售而不必特殊说明，借包裹体的变化可以判别热处理迹象，并在净度评价时参考。扩散处理者应在出售时声明。鉴别扩散处理品主要利用浸没法，即将待鉴定宝石浸没水(或其他液体)中，观察棱和刻面上的颜色差异。若棱比刻面的颜色深，则说明其极可能是扩散处理的。这种浸没法也用于区别天然石和合成品的生长层纹特征。染色处理的比较好鉴定，可以利用放大观察颜色是否主要沿裂隙分布。

六、刚玉宝石矿床类型、产状、产地简介

红、蓝宝石矿床成因可以分为岩浆型、伟晶岩型、变质型和砂矿几种类型。

1.岩浆型

主要是产于碱性玄武岩等基性火山岩中的红、蓝宝石。刚玉在地壳深部结晶，然后被玄武岩浆喷发带到地表。世界各地蓝宝石大多是这种成因，如我国产的蓝宝石(包括山东、海南、福建等地的矿床或矿点)、澳大利亚新南威尔士州的蓝宝石(其产量占世界蓝宝石产量的50%以上)；有些产地还兼产红宝石，如我国海南、泰国、柬埔寨、老挝、越南等。

美国蒙大拿州约戈谷蓝宝石矿床是惟一的碱性-基性煌斑岩型矿床。蓝宝石晶体表面往往有一层细粒镁铁尖晶石，表明刚玉是在岩浆结晶早期从岩浆中晶出，随岩浆迅速上涌，Al2O3与镁、铁质一起形成尖晶石浮生于刚玉上。

澳大利亚哈茨山红宝石矿床是惟一的斜长杂岩体中的岩浆-变质过渡型矿床。在地壳深部形成的红宝石被斜长岩带到浅部呈斑晶或巨晶分散于岩体中；岩体侵入就位后受褶皱、变形，矿物再结晶时，红宝石也再结晶、长大，从而形成所见的颜色极好的板状晶体。

2.伟晶岩型

坦桑尼亚翁巴塔尔红、蓝宝石矿床是典型的伟晶岩型矿床。刚玉产在奥长伟晶岩中，以橙红色的著名，还有天蓝—绿、天蓝—灰、褐黄、褐色者。

3.变质岩型

又可以分为区域变质型、接触交代型和热液蚀变型。这种成因类型在刚玉宝石矿床中曾是最重要的，产量最大，现在产量已退居岩浆型之后。

(1)区域变质型：最著名的缅甸抹谷红(蓝)宝石矿床即属这种成因类型。它产于邻近花岗岩的大理岩中。过去曾被认为是矽卡岩型矿床，后来研究表明，红、蓝宝石是随着石灰岩变质成大理岩时，由石灰岩中的Al2O3富集结晶而成，与后来的花岗质岩浆活动无成因联系。抹谷红宝石自古以鸽血红品种著称，20世纪30年代又以星光蓝、红宝石闻名，一般是1～10mm的短柱，有时可达5cm。同此类型的还有阿富汗哲格达列克红宝石矿床；类似此类型的有俄罗斯帕米尔地区及巴基斯坦罕萨红宝石矿床。

斯里兰卡、美国及我国新疆还有产于片麻岩、片岩中的区域变质型红、蓝宝石矿床。我国新疆阿克陶县的红、蓝宝石分布在矽线黑云斜长片麻岩或变粒岩中，刚玉被包裹于矽线石等富铝贫硅矿物中，颜色以紫蓝色、灰色为主，少数呈淡紫、紫红等色。

(2)接触交代型：斯里兰卡康迪山等蓝宝石矿床属此类型。矿体位于正长岩与大理岩的内接触带，即正长岩体中。晶体为双锥、桶、柱状，蓝色、天蓝绿色等(无黑色、褐色者)，是世界上优质蓝宝石及彩色蓝宝石(帕德马刚玉)的主要产区。

著名的克什米尔蓝宝石矿也属此类型。矿床产于花岗伟晶岩与白云岩化灰岩的内接触带(蓝宝石产于伟晶岩的长石中)或双交代的阳起石-透闪石带或伟晶岩与云母片麻岩接触带，刚玉被被认为是气成热液与伟晶岩等反应时，交代长石而形成。晶体长达几厘米，产天蓝、蓝、紫、绿、橙、黄等色蓝宝石。其中蓝中略带紫的“矢车菊”蓝宝石最负盛名，是克什米尔蓝宝石的代表。某些晶体核部无色，仅在靠近晶体表面才呈蓝色。

(3)热液蚀变型：坦桑尼亚坦噶城和俄罗斯乌拉尔地区的红、蓝宝石矿床属此类型。矿床产于蚀变超基性岩体内。刚玉形成在云母和斜长石组成的岩脉中，为热液蚀变产物。类似的还有美国北卡罗来纳州“刚玉山”等刚玉岩脉和非洲南非等国以及印度和我国青海、安徽的红、蓝宝石矿床，刚玉产于蚀变超基性岩体或其边缘接触带上。我国青海的是在刚玉云母斜长岩扁豆体中，刚玉多为深玫瑰红色，有时呈蓝色，或晶体内部为蓝宝石，外部为红宝石，半透明；安徽的则产于刚玉黑云斜长岩脉或扁豆体中，晶体为浅紫—玫瑰红色。

4.砂矿

由于刚玉有相当大的稳定性，因而常常富集于砂矿中。砂矿是优质红、蓝宝石的主要来源，经济价值比原生矿重要得多。上述各种成因类型原生矿都有相应的次生砂矿。砂矿有残积、坡积和冲积等类型。

迄今，进入国际市场的红、蓝宝石来自以下国家：缅甸、泰国、柬埔寨、克什米尔、巴基斯坦、斯里兰卡、澳大利亚、美国、纳米比亚(不透明的红宝石)、哥伦比亚(蓝宝石和紫罗兰色蓝宝石)、日本(透明晶体)、苏格兰(蓝宝石)、坦桑尼亚(红宝石和装饰石)、津巴布韦(各色蓝宝石和黑色星光蓝宝石)、马拉维(蓝宝石)、肯尼亚(带粉色红宝石)、阿富汗、印度(红宝石、星光红宝石)、巴西(蓝宝石)、越南和中国山东(蓝宝石)。

刚玉的主要成分：Al₂O₃（三氧化二铝）。

刚玉，名称源于印度，系矿物学名称。刚玉Al₂O₃的同质异像主要有三种变体，分别为α-Al₂O₃、β-Al₂O₃、γ-Al₂O₃。刚玉硬度仅次于金刚石。

刚玉主要用于高级研磨材料，手表和精密机械的轴承材料。作为激光发射材料的红宝石系人造晶体。红宝石和蓝宝石都属于刚玉矿物，除星光效应外，只有半透明-透明且色彩鲜艳的刚玉才能做宝石。红色的称为红宝石，而其他色调的刚玉在商业上统称蓝宝石。

扩展资料：

刚玉的成因主要由如下几种：

1、形成于地幔的高温高压条件，随岩浆喷出地表。

如泰国、澳大利亚、中国、美国等国家。

2、形成于接触变质作用

如缅甸、克什米尔、中国安徽等地。

世界上的红蓝宝石主要来自砂矿。是由各种原生红宝石、蓝宝石经风化作用富集而成，分布广，易开采、分选。

由于刚玉具有优良的高温性质及机械强度等性能，因而被广泛应用到了冶金、机械、化工、电子、航空和国防等众多工业领域。其主要用途如下所述。

1、由于有耐高温、耐腐蚀、高强度等性能，故用做浇钢滑动水口，冶炼稀贵金属、特种合金、高纯金属、玻璃拉丝、制作激光玻璃的坩埚及器皿；各种高温炉窑，如耐火材料、陶瓷、炼铁高炉的内衬（墙和管）；理化器皿、火花塞、耐热抗氧化涂层。

2、由于有硬度大、耐磨性好、强度高的特点，在化工系统中，用作各种反应器皿和管道，化工泵的部件；作机械零部件、各种模具，如拔丝模、挤铅笔芯模嘴等；作刀具、磨具磨料、防弹材料、人体关节、密封磨环等。

3、由于有高温绝缘性，故被用作热电偶的套丝管和保护管，原子反应堆中用得绝缘性依旧优良，加之损耗不大，介电常数也不大，在电子工业中被广泛用于固体集成电炉基板管座、外壳、瓷架、微薄窗口、导弹雷达天线保护罩等。

参考资料来源：百度百科-刚玉

化学上的“刚玉”是什么物质,有何用途.

刚玉的主要成分是Al2O3.刚玉Al2O3的同质异像主要有三种变体,分别为α-Al2O3、β-Al2O3、γ-Al2O3.刚玉硬度仅次于金刚石,主要用于高级研磨材料,手表和精密机械的轴承材料,色彩绚丽的晶体作为宝石,作为激光发射材料的红宝石系人造晶体.

刚玉的主要成分是什么

刚玉的主要成分是Al2O3，常含微量的杂质元素Cr、Ti、Fe、V等。

这些杂质的存在方式为：

①以类质同象替代Al

。

②机械混入的氧化物。

刚玉的成分是什麽物质？元素化学式是啥？

刚玉就是alpha结构的氧化铝(Al2O3)，是Al2O3中最致密的一种，因此其硬度、密度都是最大的，化学活泼性最小的。

氧化铝中的Al和O的结合方式构成了不同的氧化铝晶体结构，总计目前发现有八种之多，如gama型、theta型等，平时所说的beta型氧化铝其实不是真正的氧化铝，其组成为NaAl11O17，是一种钠离子固体电解质。

天然刚玉中往往含有少量杂质，如含有少量Cr(3+)替代Al(3+)，则形成红宝石；若同时含有少量Fe(3+)和Cr(3+)则形成蓝宝石；含少量Fe(3+)则形成黄玉；这些都是宝石。

刚玉的硬度确实较大，莫氏硬度达到9；但硬度比它大的或与它相近的物质多得很，除金刚石外，如SiC、BN、B4C、B6O等硬度都比它大；而ZrO2、ZrC、WC等硬度都与它相当。

刚玉（红宝石、蓝宝石)）Corundum

红宝石、蓝宝石与钻石、祖母绿、金绿宝石一样，是最名贵的宝石品种之一。红、蓝宝石是宝石级的刚玉。刚玉主要化学成分为Al2O3，是具有三方对称的矿物晶体。

刚玉的英文为corundum，源自印度语kurand或kuruvinda，是矿物名称，当年指颜色不纯的刚玉；也有人认为来自泰米尔语kurundum和梵文kuruvinda，意为红宝石。

红宝石的英文ruby，源自拉丁语ruber，意为“红色”，我国古代曾译为“剌子”等。在梵语中，红宝石还有许多溢美的名字，如ratnaraj(宝石之王)、ratnanayaka(宝石之冠)等，说明当时印度民族对它十分珍爱。蓝宝石的英文为sapphire，来自拉丁化的希腊词sapphires，是蓝色的意思。中国古代也称蓝宝石为“瑟瑟”或“萨弗耶”，后者是英文的音译。

中文的红、蓝宝石名称是根据其颜色得来的。我国元代陶宗仪著的《辍耕录》中有红雅姑、青雅姑、黄雅姑、白雅姑之说，有人认为可能是指红、蓝、黄、白色刚玉宝石。雅姑是阿拉伯语宝石的音译。此外，我国古代文献中，还有“光珠”、“映红”、“映青”等词，指红色或蓝色的宝石，其中就包含刚玉质的红、蓝宝石。

红、蓝宝石质地坚硬，其硬度仅次于钻石。红宝石颜色鲜红、美艳，为红色宝石之冠，亦为有色宝石之首。蓝宝石颜色湛蓝，或如雨后天空一样清新辽阔，或像大海一样宽广深邃，也堪称蓝色宝石之王。因此红、蓝宝石历来深受人们的喜爱，作为饰品的历史很悠久。我国清朝官员的“顶戴”中，亲王至一品官用红宝石，而三品官用蓝宝石，客观地反映出它作为权贵、富有的象征以及人们对它的青睐。现今，世界各地都把红宝石作为7月生辰石和结婚40周年(红宝石婚)的纪念石，象征爱情、热情和品德高尚，人们又称其为“爱情之石”；蓝宝石为9月生辰石及结婚45周年(蓝宝石婚)的纪念石，象征忠诚和坚贞。

一、刚玉宝石的基本特征

矿物名称：刚玉

化学成分：理论化学式Al2O3，可含多种类质同象杂质或机械混入物。类质同象成分，尤其是替代Al的铁族元素，如Cr、Fe、Ti、V、Co等对宝石的颜色有重要影响，而类质同象分解出溶物——丝状体以及指纹状、羽状等气、液包裹体对刚玉宝石的净度、透明度影响较大。

晶系及结晶习性：刚玉属三方晶系，常呈柱状、桶状、腰鼓状、双锥状、板状晶形(图16-1-1)，并可见聚片双晶。

光学性质：刚玉可呈现多种颜色，除红、蓝色外，还有黄、紫、橙、绿、褐、灰及黑、无色者。刚玉呈现彩色主要是由于Cr、Fe、Ti、V、Co、Ni等铁族色素离子取代Al所致。表16-1-1列出了部分彩色刚玉的着色离子及含量。某些蓝宝石还有变色效应，如泰国、缅甸和斯里兰卡的变色蓝宝石，日光下呈带灰色调的蓝-绿色或蓝紫色，白炽灯下为紫红或紫色，变色是由于含微量的Cr、Fe和Ti所致；而坦桑尼亚Umba河谷的变色蓝宝石(及维尔纳叶法合成的变色蓝宝石)则是含V导致变色效应的。

图16-1-1 刚玉的理想形态

上行为单晶；下行为双晶：左图双晶面∥(

)，右图双晶面∥(0001)

刚玉为玻璃光泽或亚金刚光泽(抛光好时)；透明至不透明；一轴晶负光性；折射率No：1.767～1.771，Ne：1.759～1.763；双折射率0.008；色散0.018。多色性中等到强，不同产地或同一产地不同品级的同一宝石品种，多色性色调、强度可能不同。一般红宝石为紫红—橙红，蓝宝石为紫蓝—绿蓝或蓝绿，黄色蓝宝石多色性弱。

刚玉宝石的发光性变化较大，既与刚玉中类质同象成分的种类、含量有关，也受固态包裹体(包括次生蚀变物)的种类、分布的影响。通常长波(366nm)、短波(254nm)紫外光下红宝石呈弱、中等到强的红或橙红色荧光，但短波下荧光往往更弱。蓝宝石一般不发光，个别产地(柬埔寨、澳大利亚、泰国等)的蓝宝石和绿色蓝宝石可见弱白垩状的蓝到绿色荧光，而斯里兰卡和美国蒙大拿产的含Cr蓝宝石也见带粉红色调的红色荧光。X光下也多呈无或中等到强的红或橙红色荧光。

表16-1-1 刚玉中所含杂质与颜色的关系

红、蓝宝石各品种由于Cr、Fe、V等色素离子含量不同，吸收光谱有明显差异。红宝石特征吸收线是692.8nm和694.2nm的双线(荧光线)及668nm和659.2nm的吸收线，附带吸收线有468.5nm(弱)和475nm与476.5nm的双线。某些紫红色者，尤其是泰国的，还有铁线，在451.5nm、460nm和470nm。蓝宝石特征吸收为451.5nm的铁线，热处理过的斯里兰卡蓝宝石无此铁线，澳大利亚、泰国、柬埔寨和尼日利亚的暗蓝色品种还可能附带460nm和470nm的弱线，合成蓝宝石无或仅有451.5nm弱线。富铁的黄色蓝宝石有特征的451.5nm铁线，而含铁少者(如斯里兰卡产的)，铁线弱或无；热处理过的黄色蓝宝石，只见400nm～450nm的完全吸收带。焰熔法合成的黄色蓝宝石主要由Ni致色，在约455nm处仅见弱吸收线，但若含铬，也可见铬线。橙色蓝宝石，如坦桑尼亚Umba产的，可呈现Fe和Cr的吸收线；斯里兰卡产的则无Fe吸收线。焰熔法和Chatham助熔剂法合成的橙色蓝宝石是Ni、Cr联合致色，也无铁线。绿色蓝宝石由Fe或Fe和Ti联合致色，可见铁吸收线；焰熔法合成品由Co、V和Ni联合致色，无铁线，却有500nm、530nm、635nm和690nm处的吸收线。变色蓝宝石呈典型的红宝石型Cr和Fe吸收线谱；焰熔法合成品见473nm的钒吸收线，并有以580nm为中心的宽吸收带及690nm的荧光线。

刚玉宝石可见星光、猫眼及变色等特殊光学效应。六射星光较常见，偶尔可见十二射星光。星光的产生是由于宝石中有大小和数量合宜的出溶丝状体，通常是金红石，也有赤铁矿、钛铁矿，沿刚玉的{

}或{

}平行排列，并被切磨成弧面型，则在宝石顶面会呈现六射星光。如果丝状体既有沿{

}平行排列的，又有沿{

}平行排列的，则可显十二射星光。若丝状体只沿一个方向平行排列，垂直丝状体的延长方向就会显猫眼效应。刚玉质宝石的变色效应是由于含微量的Cr、Fe、Ti或V所致。

力学性质：刚玉摩氏硬度9；密度

。无解理，常有底面或菱面体方向的裂理，断口贝壳状或不平坦状。大多数裂理是由于出溶的杂质矿物，沿特定面网分布引起的，如美国不同矿山的刚玉表现为出溶的页片状一水软铝石沿菱面体面网方向分布引起菱面体方向裂开，而泰国Chanthaburi的黑星光蓝宝石则是出溶的赤铁矿分布于底面面网间引起底面裂开。当然也有由于双晶效应引起的裂开。

刚玉耐高温、难熔，熔点2000～2030℃，沸点2707±60℃。热导率0.0600～0.0834cal/cm℃s)，高于尖晶石、石榴子石、黄玉等，比钻石低，约相当于钻石的1/35～1/70，因此热导仪也是鉴定刚玉宝石的有效工具之一。

刚玉宝石具有较高的化学稳定性，耐普通酸、碱侵蚀，但微溶于煮沸的硝酸或热至300℃的磷酸；易溶于800～1000℃的硼砂或400～600℃的亚硫酸氢钾。

显微特征：主要指其中复杂的包裹体，包括矿物晶体、色带、气液包裹体、微裂纹等。红、蓝宝石中常见的矿物包体达十几种，如金红石、锆石、刚玉、尖晶石、石榴子石、云母、钛铁矿、赤铁矿、方解石、磷灰石等；此外，还常见色带或不规则色斑以及指纹状、羽状气液包裹体。红宝石微裂纹也常见，正如俗话所说“十红九裂”。不同产地的红、蓝宝石往往会有自己特有的包裹体或包裹体组合，对于鉴定红、蓝宝石，乃至区分产地具有重要意义，但应用时也要谨慎，注意自然界情况的复杂性。合成刚玉宝石具有不同于天然宝石的包裹体特征，如弯曲的色带(焰熔法、提拉法)、籽晶、铂金或铜合金片、残余熔剂、气泡等，可以作为与天然宝石区分的依据。

缅甸红宝石最典型特征包体是金红石丝状体，它们和其他尖晶石、刚玉、磷灰石、锆石等自形或浑圆的晶粒一起出现，或共同构成的密集云雾并组成独特的图案，还常见六角形的色带和“糖浆”状的旋卷图案，聚片双晶发育，可见平直排列的百叶窗式双晶纹，极少见指纹状和羽状包裹体。缅甸蓝宝石也含密集云雾状金红石丝状体，可显星光效应，有时与赤铁矿、钛铁矿等丝状体分布方向成30°交角，可显十二射星光，但其他矿物包体少，富含次生液态包裹体，色带不发育。

斯里兰卡红、蓝宝石中，金红石细长、稀疏，无云雾状特征。经热处理后会全消失。还有指纹状、羽状、蛛网状、似筛网状等液态包体及由高突起的两相包裹体并呈主晶的双锥状形态的负晶。客晶可有锆石、云母、磷灰石。最重要的固态包裹体是布满细小张裂隙晕圈的锆石。绝大多数斯里兰卡宝石颜色不均匀，可在较大范围局部出现无色区。其蓝色宝石的核部常无色，蓝色集中在靠近晶面部位(有时仅集中于一薄层)。

泰国和柬埔寨产的一些红宝石来自两国边界的同—矿床，聚片双晶发育，具平直的色带和生长纹，无金红石丝状体，其他矿物包体也少，常见指纹状包体。这些指纹状包体可被白色针状一水软铝石切过，并分割出一些旗帜状图案。一些液态包裹体围绕在负晶或不透明包裹体周围，形成“土星光环”或称“圆盘”。这种“土星”指纹体在热处理后会因晶体熔成玻璃质，并将一些气体冻结在被玻璃充填的表面上，被误认成原生的熔融包体。“土星”中客晶可以是铁铝榴石、磷灰石、磁黄铁矿、斜长石、橄榄石或辉石。

泰国蓝宝石肉眼可见参差不齐的色带，矿物包体集中在蓝色色带中，可反射乳状光，特征客晶有锆石、长石和磁黄铁矿。可见相对较粗的指纹状和羽状包裹体，形成弯曲、折叠的图案。

柬埔寨的拜林蓝宝石色纯、均匀，特征客晶是烧绿石和斜长石；小液滴及逗号状的包裹体沿主晶的生长构造排列；在指纹体周围有带红色或褐色色斑的液体。

克什米尔蓝宝石丝绒般的华贵感觉是由于内部很细的沟或空管组成的雾状包裹体反光。其特征包体还有电气石、熔蚀状长石、锆石、沥青铀矿、色带和尘状微粒。

澳大利亚蓝宝石大多呈深蓝—黑蓝色，含尘状熔融包裹体、指纹状包裹体、铌铁矿、辉石、锆石等晶体并有明显的色带是其重要特征。包裹物中有的像彗星的尾巴。

美国蒙大拿蓝宝石颜色漂亮，尺寸小的无色带，特征矿物包体有石榴子石、尖晶石。

中国山东蓝宝石与澳大利亚蓝宝石类似，包裹体特征是含多种类型共存的熔融包裹体及锆石、长石、云母、铌钽铁矿等矿物。

泰国、澳大利亚及我国山东产的蓝宝石中也可有缅甸蓝宝石中的两类丝状体。

其他色彩的蓝宝石中也有与同产地的红或蓝宝石中类似的包裹体特征。

二、刚玉宝石的类型

刚玉质宝石分成红宝石和蓝宝石两大类。

(1)红宝石：国际有色宝石协会(ICA)规定以红色为主色的刚玉质宝石称为红宝石，包括鸽血红、紫红、橙红、褐红、粉红色及含其他色调成分的红色者，都是红宝石。命名时就称红宝石，不必加形容词。色调深浅、纯度如何属于具体描述的范围。

(2)蓝宝石：除红宝石之外的所有刚玉质宝石均属蓝宝石。蓝色之外的蓝宝石，命名时要加颜色前缀，如黄色蓝宝石、紫色蓝宝石、橙色蓝宝石等。

具有特殊光学效应，如星光、猫眼、变色效应的红、蓝宝石，命名时也用前缀或后缀限定，如星光红宝石、星光蓝宝石、变色蓝宝石、红宝石猫眼。

刚玉质宝石的品种划分上，颜色是第一层次，特殊光学效应是第二层次。一般分到第二层次即可。命名时宜简单，描述则应具体。一些红、蓝宝石在主色调中出现的其他色调变化，可在描述中具体阐述，如黄绿色、蓝紫色等。

三、刚玉宝石的评价

刚玉属有色宝石，其评价从以下几个方面来考虑，有人将它归纳为“4C”加“1T(透明度)”。

(1)颜色：红宝石首推鸽血红，其次是玫瑰红、粉红；蓝宝石首推矢车菊蓝，其次是深蓝、浅蓝，然后是艳丽的绿色、黄色；色调不能过深，也不能过浅，颜色越纯、越饱和越好。

(2)透明度：包括净度。包裹体越少、越小，透明度越高，色彩越纯，越明亮或越鲜艳越好。刚玉宝石的包裹体多于钻石，净度分级只在肉眼下对比包裹体大小、多少和分布即可。

(3)切工：除顶底比例，台面大小要求比钻石切工放宽之外，不漏光又有完美对称性、规整性和光洁性等要求与钻石是一致的。闪光程度和对称程度与原石质量、形态等有关。红、蓝宝石常有随形切工的成品。为保克拉重量，力求闪光好就成。评价时，要考虑每个产地宝石独特的瑰丽性和相应的稀有程度，不应把粒重放在首位。

(4)重量：其他条件相同时，红、蓝宝石重量越大，价值越高。总的说来，红宝石比蓝宝石稀少，需求也大，不小于0.3ct就可以单独做戒面，超过5ct的罕见，而蓝宝石则要0.5ct以上。

具星光效应的红、蓝宝石主要看星光是否清晰完美。优质的应星光明显、星线交点居中、均匀、无断缺的星线，其次考虑颜色、透明度等。

四、合成刚玉宝石、优化处理刚玉宝石及刚玉宝石的仿制品

目前，合成红、蓝宝石的方法较多，除了焰熔法，还有提拉法(丘赫拉斯基Czochraski法)、熔区法、水热法和助熔剂法。合成的红、蓝宝石品质优良，尤其是助熔剂法和水热法，合成条件最接近于自然界的生长条件，因此，用这些方法合成的各种宝石晶体在外部特征及所含包裹体等都与天然宝石晶体相似，几乎可以以假乱真。这些方法的合成品与天然宝石的区分即使在专业鉴定人员面前也是不易解决的难题。

目前红、蓝宝石改善方法有：加热、扩散、辐照、染色、充填、覆膜等。

热处理，或称焙烧处理，属优化方法。在远低于刚玉熔点的温度下对其加热，以改变红、蓝宝石的颜色(去除杂色、邪色，提高、固化优质颜色)、增加其净度(去除瑕疵、提高透明度)。

95%以上的红、蓝宝石都经过了热处理。在热处理时，若单纯加热，往往需要在较高的温度下焙烧才能获得颜色的改善，且有时颜色带灰色调。目前一般是在一定的氧化或还原气氛下加热，达到需要的效果。缅甸、越南的带粉红、紫或蓝绿杂色调的红宝石焙烧可得到较纯正的鲜红色并产生明显的星彩。中国山东昌乐蓝宝石，晶体大，但色偏黑、偏灰绿，且透明度较差，热处理可以得到颜色较好的蓝色蓝宝石，但达到纯正的完全不带灰色调的处理效果还需要改进工艺技术。帕德马蓝宝石(红紫色与粉橙色)也可以经过热处理得到。斯里兰卡的“久达”刚玉(半透明乳白色刚玉)经加热可得到蓝色蓝宝石。

扩散(渗透或称表面渗透)：一种化学处理方法。将无色或浅色蓝宝石埋在粉末状着色剂中，在坩埚内加热以改善宝石表层的颜色。其价格是天然品的1/5～1/10。刻面成品可以通过浸没法观察棱(深)面(浅)的颜色差异与天然品区别。

辐照：采用γ射线、X射线，高能电子、中子、质子等高能粒子照射宝石，从而改变宝石颜色的处理方法。有时辐射与加热配合进行。辐照处理的宝石普遍存在两个问题：一是颜色不太稳定，容易褪掉；二是经放射性辐照后，会残留对人体有害的放射性，要放置一段时间(3个月至半年)，待残余放射性剂量衰减到人体可承受的程度，方可投放市场。

染色：将染色剂和宝石一起在水中煮，以加深或改变宝石颜色的处理方法。该法历史悠久。红宝石常用此法处理。因为红宝石裂多，易于染色。斯里兰卡人将一种浅黄色蓝宝石与一种树皮、树枝一起在水中煮，可使该宝石变成金黄色，然后加蜡形成保护层。染色宝石的特点是：只在裂隙中颜色较深、浓、而鲜艳，远离裂隙则会出现未染色时宝石的原色。有经验的鉴定人员在放大镜下极易识别此特征。

充填：是将石蜡、油、合成树脂等折光率与宝石相近的物质注入裂隙、裂纹明显的宝石中，以提高宝石净度、消除因裂隙造成的光线折射不均等现象的处理方法。并往往同时注入染料以改色。主要用于裂隙多的红宝石。易于鉴别。

覆膜：在宝石表面涂一层有色物质以改变宝石表面颜色和表面性质的处理方法。红、蓝宝石用的不多。我国市场上曾出现过无色星彩蓝宝石外涂红色塑料冒充星彩红宝石的个例。

诱发或改变包裹体：应用电蚀、热处理等方法改变宝石包裹体，以改善宝石颜色的方法，也可归之于热处理。如我国山东蓝宝石的热处理就是使原黑色包体经氧化而达到宝石退色的。维尔纳叶法合成的红、蓝宝石经热处理产生裂隙，当裂隙达到宝石表面时，可用此法在该裂隙中产生“指纹”状包裹体，以假冒天然红、蓝宝石(二度处理焰熔红、蓝宝石)。

上述优化处理方法常用的是加热和扩散，其他应用较局限。而诱发或改变包裹体方法的产品容易达到以假乱真(以合成宝石冒充天然宝石)的目的，正逐步得到推广，其产品在国际、中国香港、台湾及中国大陆珠宝市场上都可以见到。消费者购买时应当心。红、蓝宝石的仿制品主要是玻璃和合成立方氧化锆，它们与红、蓝宝石在偏光性、折射率及密度等物理性质上区别明显，容易区分。

五、刚玉宝石的鉴定

1.与外观相似的其他品种宝石的区别

原石可以借助刚玉的晶形或结晶习性、硬度、裂理或断口特征与其他种类宝石原石区分；对于那些没有任何结晶习性保留的刚玉砂、砾石，还可以通过密度、导热性来鉴别。对于成品戒面或琢件，主要靠光学常数，如折光率、多色性和密度来鉴别。与红宝石颜色易混的有红色尖晶石、石榴子石、锆石、电气石、绿柱石、玻璃等，与蓝宝石颜色相似的有蓝色尖晶石、电气石、坦桑(黝帘)石、堇青石、黄玉、绿柱石、玻璃等，还有合成的钇铝榴石( YAG)、立方氧化锆(CZ)、稀土玻璃等，这些宝石的光学和力学性质常数都列于附表2，区分它们基本可以通过其间不同的物性参数来实现。对于个别物性参数与刚玉相似或部分重叠的品种，如某些红色石榴子石与刚玉折射率和密度相近，可用偏光性、多色性、荧光和导热性来区分。总之，对于刚玉质宝石与其他种类宝石的区别，综合使用其物理性质，一般总能筛选出某项或某几项可靠又简便易行的观察测试方法。

2.天然与合成刚玉质宝石的区别

刚玉质宝石的合成已有多种方法。由于天然与合成品都是刚玉，物理性质相同，所以，区分天然石与合成品主要靠包裹体和微(痕)量元素等特征。放大观察包裹体中客晶的种类及组合以及生长色带或条纹的特征是极为重要的。表16-1-2列出了天然刚玉宝石和主要合成品的区别特征。

表16-1-2 天然刚玉宝石和主要合成品的区别特征

3.天然刚玉质宝石与处理品的区别

用于红、蓝宝石改善的方法主要是热处理、扩散处理和染色。单纯热处理过的宝石可以作为天然品出售而不必特殊说明，借包裹体的变化可以判别热处理迹象，并在净度评价时参考。扩散处理者应在出售时声明。鉴别扩散处理品主要利用浸没法，即将待鉴定宝石浸没水(或其他液体)中，观察棱和刻面上的颜色差异。若棱比刻面的颜色深，则说明其极可能是扩散处理的。这种浸没法也用于区别天然石和合成品的生长层纹特征。染色处理的比较好鉴定，可以利用放大观察颜色是否主要沿裂隙分布。

六、刚玉宝石矿床类型、产状、产地简介

红、蓝宝石矿床成因可以分为岩浆型、伟晶岩型、变质型和砂矿几种类型。

1.岩浆型

主要是产于碱性玄武岩等基性火山岩中的红、蓝宝石。刚玉在地壳深部结晶，然后被玄武岩浆喷发带到地表。世界各地蓝宝石大多是这种成因，如我国产的蓝宝石(包括山东、海南、福建等地的矿床或矿点)、澳大利亚新南威尔士州的蓝宝石(其产量占世界蓝宝石产量的50%以上)；有些产地还兼产红宝石，如我国海南、泰国、柬埔寨、老挝、越南等。

美国蒙大拿州约戈谷蓝宝石矿床是惟一的碱性-基性煌斑岩型矿床。蓝宝石晶体表面往往有一层细粒镁铁尖晶石，表明刚玉是在岩浆结晶早期从岩浆中晶出，随岩浆迅速上涌，Al2O3与镁、铁质一起形成尖晶石浮生于刚玉上。

澳大利亚哈茨山红宝石矿床是惟一的斜长杂岩体中的岩浆-变质过渡型矿床。在地壳深部形成的红宝石被斜长岩带到浅部呈斑晶或巨晶分散于岩体中；岩体侵入就位后受褶皱、变形，矿物再结晶时，红宝石也再结晶、长大，从而形成所见的颜色极好的板状晶体。

2.伟晶岩型

坦桑尼亚翁巴塔尔红、蓝宝石矿床是典型的伟晶岩型矿床。刚玉产在奥长伟晶岩中，以橙红色的著名，还有天蓝—绿、天蓝—灰、褐黄、褐色者。

3.变质岩型

又可以分为区域变质型、接触交代型和热液蚀变型。这种成因类型在刚玉宝石矿床中曾是最重要的，产量最大，现在产量已退居岩浆型之后。

(1)区域变质型：最著名的缅甸抹谷红(蓝)宝石矿床即属这种成因类型。它产于邻近花岗岩的大理岩中。过去曾被认为是矽卡岩型矿床，后来研究表明，红、蓝宝石是随着石灰岩变质成大理岩时，由石灰岩中的Al2O3富集结晶而成，与后来的花岗质岩浆活动无成因联系。抹谷红宝石自古以鸽血红品种著称，20世纪30年代又以星光蓝、红宝石闻名，一般是1～10mm的短柱，有时可达5cm。同此类型的还有阿富汗哲格达列克红宝石矿床；类似此类型的有俄罗斯帕米尔地区及巴基斯坦罕萨红宝石矿床。

斯里兰卡、美国及我国新疆还有产于片麻岩、片岩中的区域变质型红、蓝宝石矿床。我国新疆阿克陶县的红、蓝宝石分布在矽线黑云斜长片麻岩或变粒岩中，刚玉被包裹于矽线石等富铝贫硅矿物中，颜色以紫蓝色、灰色为主，少数呈淡紫、紫红等色。

(2)接触交代型：斯里兰卡康迪山等蓝宝石矿床属此类型。矿体位于正长岩与大理岩的内接触带，即正长岩体中。晶体为双锥、桶、柱状，蓝色、天蓝绿色等(无黑色、褐色者)，是世界上优质蓝宝石及彩色蓝宝石(帕德马刚玉)的主要产区。

著名的克什米尔蓝宝石矿也属此类型。矿床产于花岗伟晶岩与白云岩化灰岩的内接触带(蓝宝石产于伟晶岩的长石中)或双交代的阳起石-透闪石带或伟晶岩与云母片麻岩接触带，刚玉被被认为是气成热液与伟晶岩等反应时，交代长石而形成。晶体长达几厘米，产天蓝、蓝、紫、绿、橙、黄等色蓝宝石。其中蓝中略带紫的“矢车菊”蓝宝石最负盛名，是克什米尔蓝宝石的代表。某些晶体核部无色，仅在靠近晶体表面才呈蓝色。

(3)热液蚀变型：坦桑尼亚坦噶城和俄罗斯乌拉尔地区的红、蓝宝石矿床属此类型。矿床产于蚀变超基性岩体内。刚玉形成在云母和斜长石组成的岩脉中，为热液蚀变产物。类似的还有美国北卡罗来纳州“刚玉山”等刚玉岩脉和非洲南非等国以及印度和我国青海、安徽的红、蓝宝石矿床，刚玉产于蚀变超基性岩体或其边缘接触带上。我国青海的是在刚玉云母斜长岩扁豆体中，刚玉多为深玫瑰红色，有时呈蓝色，或晶体内部为蓝宝石，外部为红宝石，半透明；安徽的则产于刚玉黑云斜长岩脉或扁豆体中，晶体为浅紫—玫瑰红色。

4.砂矿

由于刚玉有相当大的稳定性，因而常常富集于砂矿中。砂矿是优质红、蓝宝石的主要来源，经济价值比原生矿重要得多。上述各种成因类型原生矿都有相应的次生砂矿。砂矿有残积、坡积和冲积等类型。

迄今，进入国际市场的红、蓝宝石来自以下国家：缅甸、泰国、柬埔寨、克什米尔、巴基斯坦、斯里兰卡、澳大利亚、美国、纳米比亚(不透明的红宝石)、哥伦比亚(蓝宝石和紫罗兰色蓝宝石)、日本(透明晶体)、苏格兰(蓝宝石)、坦桑尼亚(红宝石和装饰石)、津巴布韦(各色蓝宝石和黑色星光蓝宝石)、马拉维(蓝宝石)、肯尼亚(带粉色红宝石)、阿富汗、印度(红宝石、星光红宝石)、巴西(蓝宝石)、越南和中国山东(蓝宝石)。

刚玉的主要成分是Al2O3，常含微量的杂质元素Cr、Ti、Fe、V等。

这些杂质的存在方式为：

①以类质同象替代Al

。

②机械混入的氧化物。

化学上的“刚玉”是什么物质,有何用途.

刚玉的主要成分是Al2O3.刚玉Al2O3的同质异像主要有三种变体,分别为α-Al2O3、β-Al2O3、γ-Al2O3.刚玉硬度仅次于金刚石,主要用于高级研磨材料,手表和精密机械的轴承材料,色彩绚丽的晶体作为宝石,作为激光发射材料的红宝石系人造晶体.

刚玉的成分是什麽物质？元素化学式是啥？

刚玉就是alpha结构的氧化铝(Al2O3)，是Al2O3中最致密的一种，因此其硬度、密度都是最大的，化学活泼性最小的。

氧化铝中的Al和O的结合方式构成了不同的氧化铝晶体结构，总计目前发现有八种之多，如gama型、theta型等，平时所说的beta型氧化铝其实不是真正的氧化铝，其组成为NaAl11O17，是一种钠离子固体电解质。

天然刚玉中往往含有少量杂质，如含有少量Cr(3+)替代Al(3+)，则形成红宝石；若同时含有少量Fe(3+)和Cr(3+)则形成蓝宝石；含少量Fe(3+)则形成黄玉；这些都是宝石。

刚玉的硬度确实较大，莫氏硬度达到9；但硬度比它大的或与它相近的物质多得很，除金刚石外，如SiC、BN、B4C、B6O等硬度都比它大；而ZrO2、ZrC、WC等硬度都与它相当。

刚玉的主要成分是什么？

刚玉的主要成分：Al₂O₃（三氧化二铝）。

刚玉，名称源于印度，系矿物学名称。刚玉Al₂O₃的同质异像主要有三种变体，分别为α-Al₂O₃、β-Al₂O₃、γ-Al₂O₃。刚玉硬度仅次于金刚石。

刚玉主要用于高级研磨材料，手表和精密机械的轴承材料。作为激光发射材料的红宝石系人造晶体。红宝石和蓝宝石都属于刚玉矿物，除星光效应外，只有半透明-透明且色彩鲜艳的刚玉才能做宝石。红色的称为红宝石，而其他色调的刚玉在商业上统称蓝宝石。

扩展资料：

刚玉的成因主要由如下几种：

1、形成于地幔的高温高压条件，随岩浆喷出地表。

如泰国、澳大利亚、中国、美国等国家。

2、形成于接触变质作用

如缅甸、克什米尔、中国安徽等地。

世界上的红蓝宝石主要来自砂矿。是由各种原生红宝石、蓝宝石经风化作用富集而成，分布广，易开采、分选。

由于刚玉具有优良的高温性质及机械强度等性能，因而被广泛应用到了冶金、机械、化工、电子、航空和国防等众多工业领域。其主要用途如下所述。

1、由于有耐高温、耐腐蚀、高强度等性能，故用做浇钢滑动水口，冶炼稀贵金属、特种合金、高纯金属、玻璃拉丝、制作激光玻璃的坩埚及器皿；各种高温炉窑，如耐火材料、陶瓷、炼铁高炉的内衬（墙和管）；理化器皿、火花塞、耐热抗氧化涂层。

2、由于有硬度大、耐磨性好、强度高的特点，在化工系统中，用作各种反应器皿和管道，化工泵的部件；作机械零部件、各种模具，如拔丝模、挤铅笔芯模嘴等；作刀具、磨具磨料、防弹材料、人体关节、密封磨环等。

3、由于有高温绝缘性，故被用作热电偶的套丝管和保护管，原子反应堆中用得绝缘性依旧优良，加之损耗不大，介电常数也不大，在电子工业中被广泛用于固体集成电炉基板管座、外壳、瓷架、微薄窗口、导弹雷达天线保护罩等。

参考资料来源：百度百科-刚玉

刚玉（红宝石、蓝宝石)）Corundum

红宝石、蓝宝石与钻石、祖母绿、金绿宝石一样，是最名贵的宝石品种之一。红、蓝宝石是宝石级的刚玉。刚玉主要化学成分为Al2O3，是具有三方对称的矿物晶体。

刚玉的英文为corundum，源自印度语kurand或kuruvinda，是矿物名称，当年指颜色不纯的刚玉；也有人认为来自泰米尔语kurundum和梵文kuruvinda，意为红宝石。

红宝石的英文ruby，源自拉丁语ruber，意为“红色”，我国古代曾译为“剌子”等。在梵语中，红宝石还有许多溢美的名字，如ratnaraj(宝石之王)、ratnanayaka(宝石之冠)等，说明当时印度民族对它十分珍爱。蓝宝石的英文为sapphire，来自拉丁化的希腊词sapphires，是蓝色的意思。中国古代也称蓝宝石为“瑟瑟”或“萨弗耶”，后者是英文的音译。

中文的红、蓝宝石名称是根据其颜色得来的。我国元代陶宗仪著的《辍耕录》中有红雅姑、青雅姑、黄雅姑、白雅姑之说，有人认为可能是指红、蓝、黄、白色刚玉宝石。雅姑是阿拉伯语宝石的音译。此外，我国古代文献中，还有“光珠”、“映红”、“映青”等词，指红色或蓝色的宝石，其中就包含刚玉质的红、蓝宝石。

红、蓝宝石质地坚硬，其硬度仅次于钻石。红宝石颜色鲜红、美艳，为红色宝石之冠，亦为有色宝石之首。蓝宝石颜色湛蓝，或如雨后天空一样清新辽阔，或像大海一样宽广深邃，也堪称蓝色宝石之王。因此红、蓝宝石历来深受人们的喜爱，作为饰品的历史很悠久。我国清朝官员的“顶戴”中，亲王至一品官用红宝石，而三品官用蓝宝石，客观地反映出它作为权贵、富有的象征以及人们对它的青睐。现今，世界各地都把红宝石作为7月生辰石和结婚40周年(红宝石婚)的纪念石，象征爱情、热情和品德高尚，人们又称其为“爱情之石”；蓝宝石为9月生辰石及结婚45周年(蓝宝石婚)的纪念石，象征忠诚和坚贞。

一、刚玉宝石的基本特征

矿物名称：刚玉

化学成分：理论化学式Al2O3，可含多种类质同象杂质或机械混入物。类质同象成分，尤其是替代Al的铁族元素，如Cr、Fe、Ti、V、Co等对宝石的颜色有重要影响，而类质同象分解出溶物——丝状体以及指纹状、羽状等气、液包裹体对刚玉宝石的净度、透明度影响较大。

晶系及结晶习性：刚玉属三方晶系，常呈柱状、桶状、腰鼓状、双锥状、板状晶形(图16-1-1)，并可见聚片双晶。

光学性质：刚玉可呈现多种颜色，除红、蓝色外，还有黄、紫、橙、绿、褐、灰及黑、无色者。刚玉呈现彩色主要是由于Cr、Fe、Ti、V、Co、Ni等铁族色素离子取代Al所致。表16-1-1列出了部分彩色刚玉的着色离子及含量。某些蓝宝石还有变色效应，如泰国、缅甸和斯里兰卡的变色蓝宝石，日光下呈带灰色调的蓝-绿色或蓝紫色，白炽灯下为紫红或紫色，变色是由于含微量的Cr、Fe和Ti所致；而坦桑尼亚Umba河谷的变色蓝宝石(及维尔纳叶法合成的变色蓝宝石)则是含V导致变色效应的。

图16-1-1 刚玉的理想形态

上行为单晶；下行为双晶：左图双晶面∥(

)，右图双晶面∥(0001)

刚玉为玻璃光泽或亚金刚光泽(抛光好时)；透明至不透明；一轴晶负光性；折射率No：1.767～1.771，Ne：1.759～1.763；双折射率0.008；色散0.018。多色性中等到强，不同产地或同一产地不同品级的同一宝石品种，多色性色调、强度可能不同。一般红宝石为紫红—橙红，蓝宝石为紫蓝—绿蓝或蓝绿，黄色蓝宝石多色性弱。

刚玉宝石的发光性变化较大，既与刚玉中类质同象成分的种类、含量有关，也受固态包裹体(包括次生蚀变物)的种类、分布的影响。通常长波(366nm)、短波(254nm)紫外光下红宝石呈弱、中等到强的红或橙红色荧光，但短波下荧光往往更弱。蓝宝石一般不发光，个别产地(柬埔寨、澳大利亚、泰国等)的蓝宝石和绿色蓝宝石可见弱白垩状的蓝到绿色荧光，而斯里兰卡和美国蒙大拿产的含Cr蓝宝石也见带粉红色调的红色荧光。X光下也多呈无或中等到强的红或橙红色荧光。

表16-1-1 刚玉中所含杂质与颜色的关系

红、蓝宝石各品种由于Cr、Fe、V等色素离子含量不同，吸收光谱有明显差异。红宝石特征吸收线是692.8nm和694.2nm的双线(荧光线)及668nm和659.2nm的吸收线，附带吸收线有468.5nm(弱)和475nm与476.5nm的双线。某些紫红色者，尤其是泰国的，还有铁线，在451.5nm、460nm和470nm。蓝宝石特征吸收为451.5nm的铁线，热处理过的斯里兰卡蓝宝石无此铁线，澳大利亚、泰国、柬埔寨和尼日利亚的暗蓝色品种还可能附带460nm和470nm的弱线，合成蓝宝石无或仅有451.5nm弱线。富铁的黄色蓝宝石有特征的451.5nm铁线，而含铁少者(如斯里兰卡产的)，铁线弱或无；热处理过的黄色蓝宝石，只见400nm～450nm的完全吸收带。焰熔法合成的黄色蓝宝石主要由Ni致色，在约455nm处仅见弱吸收线，但若含铬，也可见铬线。橙色蓝宝石，如坦桑尼亚Umba产的，可呈现Fe和Cr的吸收线；斯里兰卡产的则无Fe吸收线。焰熔法和Chatham助熔剂法合成的橙色蓝宝石是Ni、Cr联合致色，也无铁线。绿色蓝宝石由Fe或Fe和Ti联合致色，可见铁吸收线；焰熔法合成品由Co、V和Ni联合致色，无铁线，却有500nm、530nm、635nm和690nm处的吸收线。变色蓝宝石呈典型的红宝石型Cr和Fe吸收线谱；焰熔法合成品见473nm的钒吸收线，并有以580nm为中心的宽吸收带及690nm的荧光线。

刚玉宝石可见星光、猫眼及变色等特殊光学效应。六射星光较常见，偶尔可见十二射星光。星光的产生是由于宝石中有大小和数量合宜的出溶丝状体，通常是金红石，也有赤铁矿、钛铁矿，沿刚玉的{

}或{

}平行排列，并被切磨成弧面型，则在宝石顶面会呈现六射星光。如果丝状体既有沿{

}平行排列的，又有沿{

}平行排列的，则可显十二射星光。若丝状体只沿一个方向平行排列，垂直丝状体的延长方向就会显猫眼效应。刚玉质宝石的变色效应是由于含微量的Cr、Fe、Ti或V所致。

力学性质：刚玉摩氏硬度9；密度

。无解理，常有底面或菱面体方向的裂理，断口贝壳状或不平坦状。大多数裂理是由于出溶的杂质矿物，沿特定面网分布引起的，如美国不同矿山的刚玉表现为出溶的页片状一水软铝石沿菱面体面网方向分布引起菱面体方向裂开，而泰国Chanthaburi的黑星光蓝宝石则是出溶的赤铁矿分布于底面面网间引起底面裂开。当然也有由于双晶效应引起的裂开。

刚玉耐高温、难熔，熔点2000～2030℃，沸点2707±60℃。热导率0.0600～0.0834cal/cm℃s)，高于尖晶石、石榴子石、黄玉等，比钻石低，约相当于钻石的1/35～1/70，因此热导仪也是鉴定刚玉宝石的有效工具之一。

刚玉宝石具有较高的化学稳定性，耐普通酸、碱侵蚀，但微溶于煮沸的硝酸或热至300℃的磷酸；易溶于800～1000℃的硼砂或400～600℃的亚硫酸氢钾。

显微特征：主要指其中复杂的包裹体，包括矿物晶体、色带、气液包裹体、微裂纹等。红、蓝宝石中常见的矿物包体达十几种，如金红石、锆石、刚玉、尖晶石、石榴子石、云母、钛铁矿、赤铁矿、方解石、磷灰石等；此外，还常见色带或不规则色斑以及指纹状、羽状气液包裹体。红宝石微裂纹也常见，正如俗话所说“十红九裂”。不同产地的红、蓝宝石往往会有自己特有的包裹体或包裹体组合，对于鉴定红、蓝宝石，乃至区分产地具有重要意义，但应用时也要谨慎，注意自然界情况的复杂性。合成刚玉宝石具有不同于天然宝石的包裹体特征，如弯曲的色带(焰熔法、提拉法)、籽晶、铂金或铜合金片、残余熔剂、气泡等，可以作为与天然宝石区分的依据。

缅甸红宝石最典型特征包体是金红石丝状体，它们和其他尖晶石、刚玉、磷灰石、锆石等自形或浑圆的晶粒一起出现，或共同构成的密集云雾并组成独特的图案，还常见六角形的色带和“糖浆”状的旋卷图案，聚片双晶发育，可见平直排列的百叶窗式双晶纹，极少见指纹状和羽状包裹体。缅甸蓝宝石也含密集云雾状金红石丝状体，可显星光效应，有时与赤铁矿、钛铁矿等丝状体分布方向成30°交角，可显十二射星光，但其他矿物包体少，富含次生液态包裹体，色带不发育。

斯里兰卡红、蓝宝石中，金红石细长、稀疏，无云雾状特征。经热处理后会全消失。还有指纹状、羽状、蛛网状、似筛网状等液态包体及由高突起的两相包裹体并呈主晶的双锥状形态的负晶。客晶可有锆石、云母、磷灰石。最重要的固态包裹体是布满细小张裂隙晕圈的锆石。绝大多数斯里兰卡宝石颜色不均匀，可在较大范围局部出现无色区。其蓝色宝石的核部常无色，蓝色集中在靠近晶面部位(有时仅集中于一薄层)。

泰国和柬埔寨产的一些红宝石来自两国边界的同—矿床，聚片双晶发育，具平直的色带和生长纹，无金红石丝状体，其他矿物包体也少，常见指纹状包体。这些指纹状包体可被白色针状一水软铝石切过，并分割出一些旗帜状图案。一些液态包裹体围绕在负晶或不透明包裹体周围，形成“土星光环”或称“圆盘”。这种“土星”指纹体在热处理后会因晶体熔成玻璃质，并将一些气体冻结在被玻璃充填的表面上，被误认成原生的熔融包体。“土星”中客晶可以是铁铝榴石、磷灰石、磁黄铁矿、斜长石、橄榄石或辉石。

泰国蓝宝石肉眼可见参差不齐的色带，矿物包体集中在蓝色色带中，可反射乳状光，特征客晶有锆石、长石和磁黄铁矿。可见相对较粗的指纹状和羽状包裹体，形成弯曲、折叠的图案。

柬埔寨的拜林蓝宝石色纯、均匀，特征客晶是烧绿石和斜长石；小液滴及逗号状的包裹体沿主晶的生长构造排列；在指纹体周围有带红色或褐色色斑的液体。

克什米尔蓝宝石丝绒般的华贵感觉是由于内部很细的沟或空管组成的雾状包裹体反光。其特征包体还有电气石、熔蚀状长石、锆石、沥青铀矿、色带和尘状微粒。

澳大利亚蓝宝石大多呈深蓝—黑蓝色，含尘状熔融包裹体、指纹状包裹体、铌铁矿、辉石、锆石等晶体并有明显的色带是其重要特征。包裹物中有的像彗星的尾巴。

美国蒙大拿蓝宝石颜色漂亮，尺寸小的无色带，特征矿物包体有石榴子石、尖晶石。

中国山东蓝宝石与澳大利亚蓝宝石类似，包裹体特征是含多种类型共存的熔融包裹体及锆石、长石、云母、铌钽铁矿等矿物。

泰国、澳大利亚及我国山东产的蓝宝石中也可有缅甸蓝宝石中的两类丝状体。

其他色彩的蓝宝石中也有与同产地的红或蓝宝石中类似的包裹体特征。

二、刚玉宝石的类型

刚玉质宝石分成红宝石和蓝宝石两大类。

(1)红宝石：国际有色宝石协会(ICA)规定以红色为主色的刚玉质宝石称为红宝石，包括鸽血红、紫红、橙红、褐红、粉红色及含其他色调成分的红色者，都是红宝石。命名时就称红宝石，不必加形容词。色调深浅、纯度如何属于具体描述的范围。

(2)蓝宝石：除红宝石之外的所有刚玉质宝石均属蓝宝石。蓝色之外的蓝宝石，命名时要加颜色前缀，如黄色蓝宝石、紫色蓝宝石、橙色蓝宝石等。

具有特殊光学效应，如星光、猫眼、变色效应的红、蓝宝石，命名时也用前缀或后缀限定，如星光红宝石、星光蓝宝石、变色蓝宝石、红宝石猫眼。

刚玉质宝石的品种划分上，颜色是第一层次，特殊光学效应是第二层次。一般分到第二层次即可。命名时宜简单，描述则应具体。一些红、蓝宝石在主色调中出现的其他色调变化，可在描述中具体阐述，如黄绿色、蓝紫色等。

三、刚玉宝石的评价

刚玉属有色宝石，其评价从以下几个方面来考虑，有人将它归纳为“4C”加“1T(透明度)”。

(1)颜色：红宝石首推鸽血红，其次是玫瑰红、粉红；蓝宝石首推矢车菊蓝，其次是深蓝、浅蓝，然后是艳丽的绿色、黄色；色调不能过深，也不能过浅，颜色越纯、越饱和越好。

(2)透明度：包括净度。包裹体越少、越小，透明度越高，色彩越纯，越明亮或越鲜艳越好。刚玉宝石的包裹体多于钻石，净度分级只在肉眼下对比包裹体大小、多少和分布即可。

(3)切工：除顶底比例，台面大小要求比钻石切工放宽之外，不漏光又有完美对称性、规整性和光洁性等要求与钻石是一致的。闪光程度和对称程度与原石质量、形态等有关。红、蓝宝石常有随形切工的成品。为保克拉重量，力求闪光好就成。评价时，要考虑每个产地宝石独特的瑰丽性和相应的稀有程度，不应把粒重放在首位。

(4)重量：其他条件相同时，红、蓝宝石重量越大，价值越高。总的说来，红宝石比蓝宝石稀少，需求也大，不小于0.3ct就可以单独做戒面，超过5ct的罕见，而蓝宝石则要0.5ct以上。

具星光效应的红、蓝宝石主要看星光是否清晰完美。优质的应星光明显、星线交点居中、均匀、无断缺的星线，其次考虑颜色、透明度等。

四、合成刚玉宝石、优化处理刚玉宝石及刚玉宝石的仿制品

目前，合成红、蓝宝石的方法较多，除了焰熔法，还有提拉法(丘赫拉斯基Czochraski法)、熔区法、水热法和助熔剂法。合成的红、蓝宝石品质优良，尤其是助熔剂法和水热法，合成条件最接近于自然界的生长条件，因此，用这些方法合成的各种宝石晶体在外部特征及所含包裹体等都与天然宝石晶体相似，几乎可以以假乱真。这些方法的合成品与天然宝石的区分即使在专业鉴定人员面前也是不易解决的难题。

目前红、蓝宝石改善方法有：加热、扩散、辐照、染色、充填、覆膜等。

热处理，或称焙烧处理，属优化方法。在远低于刚玉熔点的温度下对其加热，以改变红、蓝宝石的颜色(去除杂色、邪色，提高、固化优质颜色)、增加其净度(去除瑕疵、提高透明度)。

95%以上的红、蓝宝石都经过了热处理。在热处理时，若单纯加热，往往需要在较高的温度下焙烧才能获得颜色的改善，且有时颜色带灰色调。目前一般是在一定的氧化或还原气氛下加热，达到需要的效果。缅甸、越南的带粉红、紫或蓝绿杂色调的红宝石焙烧可得到较纯正的鲜红色并产生明显的星彩。中国山东昌乐蓝宝石，晶体大，但色偏黑、偏灰绿，且透明度较差，热处理可以得到颜色较好的蓝色蓝宝石，但达到纯正的完全不带灰色调的处理效果还需要改进工艺技术。帕德马蓝宝石(红紫色与粉橙色)也可以经过热处理得到。斯里兰卡的“久达”刚玉(半透明乳白色刚玉)经加热可得到蓝色蓝宝石。

扩散(渗透或称表面渗透)：一种化学处理方法。将无色或浅色蓝宝石埋在粉末状着色剂中，在坩埚内加热以改善宝石表层的颜色。其价格是天然品的1/5～1/10。刻面成品可以通过浸没法观察棱(深)面(浅)的颜色差异与天然品区别。

辐照：采用γ射线、X射线，高能电子、中子、质子等高能粒子照射宝石，从而改变宝石颜色的处理方法。有时辐射与加热配合进行。辐照处理的宝石普遍存在两个问题：一是颜色不太稳定，容易褪掉；二是经放射性辐照后，会残留对人体有害的放射性，要放置一段时间(3个月至半年)，待残余放射性剂量衰减到人体可承受的程度，方可投放市场。

染色：将染色剂和宝石一起在水中煮，以加深或改变宝石颜色的处理方法。该法历史悠久。红宝石常用此法处理。因为红宝石裂多，易于染色。斯里兰卡人将一种浅黄色蓝宝石与一种树皮、树枝一起在水中煮，可使该宝石变成金黄色，然后加蜡形成保护层。染色宝石的特点是：只在裂隙中颜色较深、浓、而鲜艳，远离裂隙则会出现未染色时宝石的原色。有经验的鉴定人员在放大镜下极易识别此特征。

充填：是将石蜡、油、合成树脂等折光率与宝石相近的物质注入裂隙、裂纹明显的宝石中，以提高宝石净度、消除因裂隙造成的光线折射不均等现象的处理方法。并往往同时注入染料以改色。主要用于裂隙多的红宝石。易于鉴别。

覆膜：在宝石表面涂一层有色物质以改变宝石表面颜色和表面性质的处理方法。红、蓝宝石用的不多。我国市场上曾出现过无色星彩蓝宝石外涂红色塑料冒充星彩红宝石的个例。

诱发或改变包裹体：应用电蚀、热处理等方法改变宝石包裹体，以改善宝石颜色的方法，也可归之于热处理。如我国山东蓝宝石的热处理就是使原黑色包体经氧化而达到宝石退色的。维尔纳叶法合成的红、蓝宝石经热处理产生裂隙，当裂隙达到宝石表面时，可用此法在该裂隙中产生“指纹”状包裹体，以假冒天然红、蓝宝石(二度处理焰熔红、蓝宝石)。

上述优化处理方法常用的是加热和扩散，其他应用较局限。而诱发或改变包裹体方法的产品容易达到以假乱真(以合成宝石冒充天然宝石)的目的，正逐步得到推广，其产品在国际、中国香港、台湾及中国大陆珠宝市场上都可以见到。消费者购买时应当心。红、蓝宝石的仿制品主要是玻璃和合成立方氧化锆，它们与红、蓝宝石在偏光性、折射率及密度等物理性质上区别明显，容易区分。

五、刚玉宝石的鉴定

1.与外观相似的其他品种宝石的区别

原石可以借助刚玉的晶形或结晶习性、硬度、裂理或断口特征与其他种类宝石原石区分；对于那些没有任何结晶习性保留的刚玉砂、砾石，还可以通过密度、导热性来鉴别。对于成品戒面或琢件，主要靠光学常数，如折光率、多色性和密度来鉴别。与红宝石颜色易混的有红色尖晶石、石榴子石、锆石、电气石、绿柱石、玻璃等，与蓝宝石颜色相似的有蓝色尖晶石、电气石、坦桑(黝帘)石、堇青石、黄玉、绿柱石、玻璃等，还有合成的钇铝榴石( YAG)、立方氧化锆(CZ)、稀土玻璃等，这些宝石的光学和力学性质常数都列于附表2，区分它们基本可以通过其间不同的物性参数来实现。对于个别物性参数与刚玉相似或部分重叠的品种，如某些红色石榴子石与刚玉折射率和密度相近，可用偏光性、多色性、荧光和导热性来区分。总之，对于刚玉质宝石与其他种类宝石的区别，综合使用其物理性质，一般总能筛选出某项或某几项可靠又简便易行的观察测试方法。

2.天然与合成刚玉质宝石的区别

刚玉质宝石的合成已有多种方法。由于天然与合成品都是刚玉，物理性质相同，所以，区分天然石与合成品主要靠包裹体和微(痕)量元素等特征。放大观察包裹体中客晶的种类及组合以及生长色带或条纹的特征是极为重要的。表16-1-2列出了天然刚玉宝石和主要合成品的区别特征。

表16-1-2 天然刚玉宝石和主要合成品的区别特征

3.天然刚玉质宝石与处理品的区别

用于红、蓝宝石改善的方法主要是热处理、扩散处理和染色。单纯热处理过的宝石可以作为天然品出售而不必特殊说明，借包裹体的变化可以判别热处理迹象，并在净度评价时参考。扩散处理者应在出售时声明。鉴别扩散处理品主要利用浸没法，即将待鉴定宝石浸没水(或其他液体)中，观察棱和刻面上的颜色差异。若棱比刻面的颜色深，则说明其极可能是扩散处理的。这种浸没法也用于区别天然石和合成品的生长层纹特征。染色处理的比较好鉴定，可以利用放大观察颜色是否主要沿裂隙分布。

六、刚玉宝石矿床类型、产状、产地简介

红、蓝宝石矿床成因可以分为岩浆型、伟晶岩型、变质型和砂矿几种类型。

1.岩浆型

主要是产于碱性玄武岩等基性火山岩中的红、蓝宝石。刚玉在地壳深部结晶，然后被玄武岩浆喷发带到地表。世界各地蓝宝石大多是这种成因，如我国产的蓝宝石(包括山东、海南、福建等地的矿床或矿点)、澳大利亚新南威尔士州的蓝宝石(其产量占世界蓝宝石产量的50%以上)；有些产地还兼产红宝石，如我国海南、泰国、柬埔寨、老挝、越南等。

美国蒙大拿州约戈谷蓝宝石矿床是惟一的碱性-基性煌斑岩型矿床。蓝宝石晶体表面往往有一层细粒镁铁尖晶石，表明刚玉是在岩浆结晶早期从岩浆中晶出，随岩浆迅速上涌，Al2O3与镁、铁质一起形成尖晶石浮生于刚玉上。

澳大利亚哈茨山红宝石矿床是惟一的斜长杂岩体中的岩浆-变质过渡型矿床。在地壳深部形成的红宝石被斜长岩带到浅部呈斑晶或巨晶分散于岩体中；岩体侵入就位后受褶皱、变形，矿物再结晶时，红宝石也再结晶、长大，从而形成所见的颜色极好的板状晶体。

2.伟晶岩型

坦桑尼亚翁巴塔尔红、蓝宝石矿床是典型的伟晶岩型矿床。刚玉产在奥长伟晶岩中，以橙红色的著名，还有天蓝—绿、天蓝—灰、褐黄、褐色者。

3.变质岩型

又可以分为区域变质型、接触交代型和热液蚀变型。这种成因类型在刚玉宝石矿床中曾是最重要的，产量最大，现在产量已退居岩浆型之后。

(1)区域变质型：最著名的缅甸抹谷红(蓝)宝石矿床即属这种成因类型。它产于邻近花岗岩的大理岩中。过去曾被认为是矽卡岩型矿床，后来研究表明，红、蓝宝石是随着石灰岩变质成大理岩时，由石灰岩中的Al2O3富集结晶而成，与后来的花岗质岩浆活动无成因联系。抹谷红宝石自古以鸽血红品种著称，20世纪30年代又以星光蓝、红宝石闻名，一般是1～10mm的短柱，有时可达5cm。同此类型的还有阿富汗哲格达列克红宝石矿床；类似此类型的有俄罗斯帕米尔地区及巴基斯坦罕萨红宝石矿床。

斯里兰卡、美国及我国新疆还有产于片麻岩、片岩中的区域变质型红、蓝宝石矿床。我国新疆阿克陶县的红、蓝宝石分布在矽线黑云斜长片麻岩或变粒岩中，刚玉被包裹于矽线石等富铝贫硅矿物中，颜色以紫蓝色、灰色为主，少数呈淡紫、紫红等色。

(2)接触交代型：斯里兰卡康迪山等蓝宝石矿床属此类型。矿体位于正长岩与大理岩的内接触带，即正长岩体中。晶体为双锥、桶、柱状，蓝色、天蓝绿色等(无黑色、褐色者)，是世界上优质蓝宝石及彩色蓝宝石(帕德马刚玉)的主要产区。

著名的克什米尔蓝宝石矿也属此类型。矿床产于花岗伟晶岩与白云岩化灰岩的内接触带(蓝宝石产于伟晶岩的长石中)或双交代的阳起石-透闪石带或伟晶岩与云母片麻岩接触带，刚玉被被认为是气成热液与伟晶岩等反应时，交代长石而形成。晶体长达几厘米，产天蓝、蓝、紫、绿、橙、黄等色蓝宝石。其中蓝中略带紫的“矢车菊”蓝宝石最负盛名，是克什米尔蓝宝石的代表。某些晶体核部无色，仅在靠近晶体表面才呈蓝色。

(3)热液蚀变型：坦桑尼亚坦噶城和俄罗斯乌拉尔地区的红、蓝宝石矿床属此类型。矿床产于蚀变超基性岩体内。刚玉形成在云母和斜长石组成的岩脉中，为热液蚀变产物。类似的还有美国北卡罗来纳州“刚玉山”等刚玉岩脉和非洲南非等国以及印度和我国青海、安徽的红、蓝宝石矿床，刚玉产于蚀变超基性岩体或其边缘接触带上。我国青海的是在刚玉云母斜长岩扁豆体中，刚玉多为深玫瑰红色，有时呈蓝色，或晶体内部为蓝宝石，外部为红宝石，半透明；安徽的则产于刚玉黑云斜长岩脉或扁豆体中，晶体为浅紫—玫瑰红色。

4.砂矿

由于刚玉有相当大的稳定性，因而常常富集于砂矿中。砂矿是优质红、蓝宝石的主要来源，经济价值比原生矿重要得多。上述各种成因类型原生矿都有相应的次生砂矿。砂矿有残积、坡积和冲积等类型。

迄今，进入国际市场的红、蓝宝石来自以下国家：缅甸、泰国、柬埔寨、克什米尔、巴基斯坦、斯里兰卡、澳大利亚、美国、纳米比亚(不透明的红宝石)、哥伦比亚(蓝宝石和紫罗兰色蓝宝石)、日本(透明晶体)、苏格兰(蓝宝石)、坦桑尼亚(红宝石和装饰石)、津巴布韦(各色蓝宝石和黑色星光蓝宝石)、马拉维(蓝宝石)、肯尼亚(带粉色红宝石)、阿富汗、印度(红宝石、星光红宝石)、巴西(蓝宝石)、越南和中国山东(蓝宝石)。