宝玉石学基础：红宝石与蓝宝石的比较

第二节　红宝石和蓝宝石

一、概　述

红宝石和蓝宝石都属于刚玉矿物，基本化学成分为Al₂O₃。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。红色的刚玉称为红宝石，而其他色调的刚玉在商业上统称蓝宝石。

红、蓝宝石均为古老的宝石品种，早在公元前，人们就认为颜色红艳的红宝石具有超凡的“神灵”，可消除百病并保佑个人和财产不受侵犯，被视为吉祥物。传说戴红宝石的人会健康长寿、聪明智慧、爱情美满，而且，左手戴上红宝石戒指或者左侧戴一枚红宝石胸饰，就会有一种逢凶化吉、变敌为友的魔力。而蓝宝石据说它能保护国王和君主免受伤害和妒忌，是最适宜于做教士皇冠的宝石。基督教徒常常把基督教的十诫刻在蓝宝石上，作为镇教之宝。

图6-9　红宝石和蓝宝石（彩图42）

在刚玉族中还有星光红宝石、星光蓝宝石，被誉为“宝石之岛”的斯里兰卡流传着关于星光宝石的故事：很久以前， 有一个名叫班达的青年，他勇敢而仗义，为了百姓的安宁，在一次与魔王的搏斗中， 他把自己变成了一只巨大的飞箭，深深地刺入魔王的咽喉，凶恶的魔王在临死之前拼命挣扎，以致把天撞碎了一角，使天上的许多星星纷纷坠落，其中一些沾染魔王的鲜血的星星便变成了星光红宝石，没有染血的星星则成了星光蓝宝石。

蓝宝石与红宝石被国际珠宝界列为五大名贵宝石。红宝石象征仁爱、热情和尊严，为七月生辰石和结婚40周年的纪念石；蓝宝石沉稳而高雅的色调被现代人赋予慈祥、诚实、宽容和高尚的内涵，识其为冷艳的“贵妇人”，列为九月生辰石。

二、红、蓝宝石的基本性质

1.化学成分

刚玉族宝石的主要化学成分为Al₂O₃，纯净时为无色，含有杂质元素Cr（红）、Fe、Ti（蓝）等，属于他色宝石。

2.结晶特征

属三方晶系（U），晶体呈六边形桶状和柱状，晶面上可见横纹。常见形态为六方柱、六方双锥和平行双面。在菱面体上可具有三角生长标志，其边与菱形面平行。

红宝石：板状，短柱状，常见菱面体，平行两面，晶面有裂理，少数为桶状。

蓝宝石：六方柱+六方双锥+菱面体组成的聚形。呈桶状。

图6-10　红宝石板状晶体（彩图43）

图6-11　蓝宝石桶状晶体（彩图44）

3.物理性质

摩氏硬度为9，硬度略具方向性，平行柱面的硬度略大于垂直柱面的硬度；相对密度：常为：3.99～4.01，随宝石内杂质元素的不同，相对密度值会有变化，如山东蓝宝石相对密度可达4.17；透明至不透明，高档刻面宝石为透明，具星光效应的多为半透明；强玻璃光泽；折射率RI1.762～1.770，双折DR0.008，一轴晶负光性符号；色散0.018；多色性明显，具有二色性。一般表现为不同深浅的颜色，红宝石、蓝色蓝宝石二色性较强，其他颜色的蓝宝石稍弱。解理不发育，但可发育平行底面和平行菱面体面的聚片双晶，并产生裂理。

4.颜色与品种

按颜色和特殊光学性质分为红宝石（凡是红色调）、蓝宝石（除红色调以外）和星光宝石。

红宝石颜色：红色、粉红色、玫瑰红、暗红色、紫红色。最好是鸽血红（缅甸）。

蓝宝石颜色：除去红色系列以外的所有颜色的刚玉宝石，包括无色、黄色、橙色、绿色、蓝色、黑褐色、紫色等。定名时除了蓝色刚玉直接定名为蓝宝石外，其他各种颜色的刚玉需在蓝宝石名称前冠以颜色形容词，如黄色蓝宝石、绿色蓝宝石。

5.发光性

（1）红宝石：在紫外线下红宝石均可发现红色荧光，且长波下的强度高于短波下，日光也可激发其红色荧光，但含Fe高者荧光较弱。

（2）蓝宝石：绝大多数天然蓝宝石在紫外光下常表现为惰性，而合成蓝宝石的发光性在短波紫外光下发淡蓝—白色或淡绿色荧光。

6.吸收光谱

（1）红宝石的典型光谱特征是在其红色区692nm、690nm处有2条清晰的吸收线，476nm、475nm、468处有3条吸收线，而紫色、黄色、橙色区有吸收带。

图6-12　红宝石的典型光谱（彩图45）

（2）蓝色和绿色蓝宝石以及由Fe3+致色的黄色蓝宝石典型光谱是470、460、450nm吸收线，当颜色较深时连成一起形成一较宽的吸收带。浅灰色蓝宝石仅可在450nm处见一条模糊的吸收线。 而合成蓝宝石则缺失这些吸收线。

图6-13　蓝宝石的典型光谱（彩图46）

7.内含物

常含有三组金红石针、色带。不同产地的红蓝宝石其内部均含有不同的特征。

图6-14　红宝石色带（彩图47）

（1）缅甸产红宝石是世界上优质红宝石的主要产地，其价值最高。呈红色、玫瑰红色，鲜艳、柔和而明亮，透明但不清澈，最高品级称为“鸽血红”，即红色纯正，且饱和度很高。内含物常含有三组金红石针。

（2）泰国红宝石：是世界上红宝石主要的产出国，因其含有微量的铁质，颜色偏暗，多呈暗红色。红宝石透明，内含物比较洁净。

（3）印度：多呈玫瑰红色，粒度较大，透明度差，呈半透明，常用来制作弧面型宝石和雕刻制品。

在越南产的红宝石其外观特征与缅甸较相似，颜色多呈粉红色，裂纹较发育，透明度好的少，差的多。我国产的红宝石发现于云南、安徽、青海等地，其中云南红宝石稍好。

总之，天然红宝石极少有完美无瑕的，或多或少都含有包裹体，即所谓“十红九裂”。

世界上优质蓝宝石产于印度喀什米尔地区，发现于1881年，产量很少。喀什米尔地区的“矢车菊”蓝宝石，一直被誉为蓝宝石中的极品，它为一种朦胧的、略带紫色调的浓重的蓝色。给人以天鹅绒般的外观。由于武装冲突及恶劣的自然环境，目前市面上已见不到该品种。

（4）斯里兰卡：产透明蓝宝石和星光蓝宝石两种，是目前市场优质蓝宝石的代名词。其内含物：常含有三组金红石针、指状包体和色带。

（5）山东蓝宝石：是我国质量最好和产量最多，山东蓝宝石以粒度大、晶体完整而著称。最大达155克拉，但颜色过深、透明度较低。常需要经过优化处理，将其颜色变浅后再进入市场，与蓝宝石相比，黄色蓝宝石大多透明度较好。

8．特殊光性

（1）星光效应：许多产地的刚玉宝石含有丰富的定向排列的金红石针状包裹体，它们在垂直光轴的平面内呈现出120°角度相交，构成三组不同的包裹体方向，当加工成弧面形 宝石后可显示六射星光。偶尔可见十二射星光现象。

图6-15　星光宝石（彩图48）

（2）变色效应：少数蓝宝石具变色效应，它们在日光下呈蓝紫色、灰蓝色，在灯光下呈红紫色，颜色变化不明显，颜色通常也不鲜艳。

三、红宝石及仿制品的鉴别

广义上所有红色宝石都可能成为红宝石的仿制品，但在外观上与红宝石相似的宝石主要有红色尖晶石、红色石榴石、粉红色电气石、及红玻璃等。

表6-7　红宝石与仿制品

1.红宝石与红色尖晶石的区别

红色尖晶石颜色与红宝石极为相似，但红尖晶石常常带有褐色色调，没有多色性，折射率值（1.718）与红宝石（1.76～1.78）不同，没有双折射率，相对密度值（3.60）小于红宝石（3.99）吸收光谱缺少蓝区的三条吸收谱线，荧光呈红色但通常较红宝石弱。显微镜下可见八面体晶体或负晶。

2.红宝石与红色石榴石的区别

铁铝榴石颜色通常较红宝石深，呈褐红-暗红色，镁铝榴石有时呈浅黄红，石榴石无二色性也无荧光。镁铝榴石和铁铝榴石光谱都与红宝石的光谱不同。显微镜下石榴石的二组针状金红石近直角相交，另一组不在该平面内，而红宝石内三组金红石针呈现出120°或60°夹角。

3.红宝石与红色碧玺的区别

红色碧玺为粉红色，有时有深桃红和浅桃红之分，带有褐色或橙色色调，二色性极为明显，为深红/浅红的形式与红宝石呈红/橙红的形式不同。红色碧玺的折射率值（1.620～1.640）和相对密度值（3.05）明显小于红宝石，而双折射率（0.014～0.020）大于红宝石，在显微镜甚至放大镜下的适当方向可见到红色碧玺的后刻面棱重影。红色碧玺还具有针状和管状包体，以及不规则状的扁平状液态包体。

4.红宝石与红玻璃的区别

玻璃为常见的仿制品，在偏光镜下全消光或黑十字异常消光。折射率值不定，通常为1.45～1.70之间，偶尔会大于1.70。相对密度多变，在2.60左右，吸收光谱可能除红色外全吸收，也可能在黄、绿区吸收显示稀土谱。显微镜下可见气泡，漩涡纹等内部特征。

四、蓝宝石和仿制宝石的鉴别

与蓝宝石相似的宝石有蓝色尖晶石、蓝锥矿、堇青石、黝帘石、蓝色碧玺、蓝玻璃等。

表6-8　蓝宝石与仿制品(www.xing528.com)

五、合成红、蓝宝石的鉴别

合成红宝石方法主要有：焰熔法、助熔剂法、水热法；合成蓝宝石方法主要有：焰熔法。

（一）焰熔法合成红宝石的鉴别

焰熔法合成红宝石是市场上最常见的合成宝石之一，同时也是最早的合成宝石。自从十八世纪末，焰熔法问世以来，这种方法合成的红宝石就大量地流入市场，历时已近百年。焰熔法合成红宝石的特征比较明显，较易于鉴定。

1.外　观

焰熔法合成红宝石的颜色最常见为鲜红色和粉红色，纯正、艳丽，而且透明、洁净，通常过于完美。

2.弯曲生长纹

弯曲生长纹是合成红宝石的生长过程中，由于熔滴汇成的熔融层呈弧面状，并且逐层冷凝而造成的。早期的合成红宝石弯曲生长纹非常清楚，但随着生产工艺水平的提高，生长纹也越来越不明显。

3.气　泡

焰熔法合成红宝石的另一个重要特征是含有气泡，气泡通常很小，在低倍放大镜下成黑点状，如果气泡较大，高倍放大能分辨出气泡的轮廓，常呈球形，椭圆形或蝌蚪形，气泡多时会成群呈带状分布。

4.多色性

天然红宝石尤其是大颗粒优质红宝石，顶刻面的取向一般是垂直结晶C 轴的，用二色镜从台面观察看不到多色性。而焰熔法合成红宝石作为天然红宝石的低廉仿制品，在加工中不注意取向，从台面观察常能见到红和橙红色明显的二色性。

（二）熔焰法合成蓝宝石

焰熔法合成蓝宝石有多种颜色，产生颜色的致色元素可与天然的杂质元素不同，例如，天然绿色的蓝宝石由Fe³⁺、Fe²⁺和Ti⁴⁺所致；而焰熔法合成的绿色蓝宝石则因加入少量钴和镍元素而呈绿色。由于致色剂的不同，也导致其他某些物性的变化。

表6-9　熔焰法合成蓝宝石与天然蓝宝石的区别

（三）焰熔法合成星光红、蓝宝石

通常呈半透明状，粉红至红色和灰蓝到蓝色，目前有两种方法可以合成星光红、蓝宝石，一种是焰熔法，另一种是提拉法，两种方法合成的星光红、蓝宝石都具有典型，较易于识别的特征。

图6-16　合成星光和天然星光的星线特征的比较（彩图49）

1.星线特征

焰熔法合成星光红、蓝宝石的星线细长、清晰、完整，贯穿整个弧面型宝石表面，而天然星光红、蓝宝石的星线常常较粗，从中心向外逐渐变细，星光中部显示一团光斑，俗称宝光。天然星光的星线还可能不完整，不规则。

2.弯曲生长带

焰熔合成星光红、蓝宝石弯曲生长带或弯曲生长线相当明显，成粗大的色带，易于在宝石的侧面观察到，尤其用聚光透射照明之下，肉眼即可见到。弯曲生长带往往含有细小密集的气泡。天然星光红蓝宝石也常见色带，但色带是平直的或带弯角的。

（四）助熔剂法合成红、蓝宝石

由于助溶剂法的生产成本很高，该方法合成的红、蓝宝石的售价也相当高，因而其产量远较焰熔法合成的红、蓝宝石为少。生产的厂家也不多。目前世界上大约仅有不到十家的生产者，虽然各厂家的合成技术各异，合成的红、蓝宝石也有各自的特点。但是，这种方法合成的红、蓝宝石仍具有许多共同的特征，也是与天然宝石鉴别的重要特征。

1.外观

助溶剂合成红、蓝宝石的颜色与天然红、蓝宝石相似，可有各种色调的红色和蓝色，透明度根据合成的质量从半透明到透明，单颗宝石通常都具有内含物，尤其是各种形态的愈合裂隙。外观上与天然宝石十分相似。

2.铂金属片

助溶剂合成宝石中有时可见铂金片，它们常具有三角形、六边形、长条形或不规则的多边形， 铂金片在透射光下不透明，反射光下显示银白色明亮的金属光泽。

3.助溶剂残余包裹体

助溶剂包体可呈单个的管状包体，负晶，或者聚集成栅栏状存在于合成红宝石中，此外，还常见微小的助溶剂包体可呈雨点状、网格状等形态。微小的助溶剂包体往往很难放大到可以观察其结构的程度，故认识其可能出现的分布图式也是非常重要的。

4.面纱状愈合裂隙

助溶剂法合成红、蓝宝石内发育有大量面纱状愈合裂隙，其上分布了大量的呈指纹状、网状或树枝状的助溶剂包体。天然红宝石也会出现不规则的面纱状愈合裂隙，但其上分布是气液包体。

六、红、蓝宝石的优化处理

红、蓝宝石的优化处理的方法很多，有传统的热处理、染色处理、注油处理等，新发展的处理方法有玻璃充填、加充填物的热处理、表面散处理和辐照处理等。

1.热处理

热处理的目的：使蓝宝石产生好的蓝色（变深或变浅）； 增加红、蓝宝石的透明度；将浅黄色、黄绿色的刚玉变蓝色。

图6-17　热处理前后的颜色变化特征（彩图50）

热处理红、蓝宝石不易鉴别，且不需鉴别，主要有颜色的不均匀现象；表面有坑、麻点和多面腰棱；包裹体的熔蚀现象和盘状裂隙。

2.扩散处理

在高温下使致色离子进入浅色或无色样品的表面晶格中，形成一层薄的有色扩散层。其厚度一般为0.004～0.4mm。用Cr做致色剂时可产生红色扩散层；用Fe、Ti做致色剂时可产生蓝色扩散层；用Cr、Ni做致色剂可产生橙黄色扩散层。这种扩散处理的蓝宝石在泰国是进行批量生产，也称“美国蓝宝”，在中国称“泰国蓝宝”。

鉴别：颜色多集中于腰围、刻面棱及开放性裂隙中。扩散处理的蓝宝石通常缺失450nm的吸收带。

3.充填处理红宝石

许多红宝石原石存在凹洞和较大的开放裂隙，将油、胶、玻璃等物质充填于红宝石的裂隙或空洞中，以掩盖这些瑕疵。

鉴别：（1）注油处理的红宝石放大检查时可以发现裂隙内有五颜六色的干涉色，当部分油挥发后可留下斑痕及渣状沉淀物。热针触之可有油珠析出。

（2）注胶处理的红宝石裂隙内胶的光泽明显低于红宝石主体的光泽，裂隙较大时。针尖可将其内的胶划动。红外光谱中出现胶的吸收峰。

（3）玻璃充填的红宝石往往裂隙十分发育，裂隙内玻璃的光泽明显低于红宝石主体的光泽，大的裂隙处所充填的玻璃平面往往凹陷。有时可见到未逸出的气泡。 填充在裂隙及孔洞中的玻璃可能会存在流纹、气泡、脱玻化的枝状微晶等现象，是证明其为玻璃而非天然包裹体的重要证据。

七、红、蓝宝石的质量评价

红、蓝宝石的质量主要受颜色、净度、切工及重量影响，但国际上尚无广为接受的统一的品质分级标准。

1.颜　色

颜色是评价红、蓝宝石质量最关键的因素。红宝石的颜色常见的有红色、橙红色、紫红、粉红及褐红，其中最好的颜色是所谓的鸽血红，即纯正的红色。蓝宝石有蓝色、紫蓝色、绿蓝色、黑蓝色等，其中以纯蓝色或微带紫色调的蓝色最受欢迎。色彩纯，颜色色调及饱和度要高，则颜色最佳。颜色最好的红宝石仍然产于缅甸，尤其是抹谷。泰国红宝石颜色过暗。而最优质的蓝宝石产于克什米尔，其特征的颜色是矢车菊蓝，即微带紫色调的蓝色，并具有天鹅绒般的质感。澳大利亚蓝宝石颜色深且不均匀，有明显色带。

2.净　度

红宝石和蓝宝石的净度当然越高越好。但有色宝石的净度，主要通过肉眼观察其瑕疵的明显程度来评价。肉眼在顶灯照明下见不到明显的裂隙、包体和色带则属上品，如瑕疵影响到其耐久性及透明度则品质较差。

3.切　工

红、蓝宝石的切工主要从琢型、比例、对称性、抛光程度等方面来评价。其最常见的琢型是椭圆刻面型和圆多面型及阶梯型。外观轮廓要美观、长宽比例及全深比要协调。肉眼观察没有明显的对称性缺陷和抛光痕即为上等修饰度。其切工的好坏也会影响到其颜色和亮度。

4.重　量

优质红宝石很少有大颗粒的，1～2克拉就视为珍品了。但大颗粒的优质蓝宝石则相对较多，10克拉的优质蓝宝石也不很罕见。

5.特殊光学效应

对于有特殊光学效应的红、蓝宝石，除了上述因素外，还要考虑星线是否匀称、连续，中心宝光是否强等因素。星光红宝石的价格略低于同等质量的透明红宝石品种。星光红宝石主要产自缅甸和斯里兰卡。