红宝石、蓝宝石（Ruby and Sapphire）、钻石、珍珠和翡翠，是自古以来人们认为的、大自然所赋予的“四大珍宝”。红宝石和蓝宝石都是刚玉质（Corundum）的宝石。在刚玉质的宝石中，除红色的宝石级的称红宝石外，其他一些宝石级的刚玉皆称做蓝宝石。目前为了区别起见，人们在蓝宝石之前冠以颜色，如黄色蓝宝石、绿色蓝宝石等。
人类对红宝石、蓝宝石的开发与利用具有悠久的历史。就世界范围而论，在古代的埃及、希腊、罗马的寺院里、宫殿里都有着许许多多的红宝石和蓝宝石。著名的如公元前585年建造的缅甸“瑞光金塔”，其上就镶有红宝石和蓝宝石共2 317颗，历史上伊朗国王的王冠上曾因镶有大量珍宝而闻名。如法第·阿里国王的王冠上就镶有1 500粒红宝石及其他珍宝。又如俄国沙皇、英国女王等的王冠上也都镶有大量的红宝石、蓝宝石。
我国历史悠久，对红宝石、蓝宝石的认识亦甚久远。中国古代将红宝石、蓝宝石称为“光珠”。如《后汉书·西南类传》称：“永平十二年（公元69年），哀牢王柳貌遣子率种入内属，出铜、铁、铅、锡、金、银、光珠、水精、琉璃，”“天子嘉之，即以为永昌太守。”这说明我国可能最早在东汉时代已经认识红宝石、蓝宝石了。自此以后各朝代的历史记载中都不断出现，如元代的陶宗仪所著《辍耕录》中有“红亚姑”“青亚姑”“黄亚姑”“白亚姑”的记载。“亚姑”乃阿拉伯语中红宝石类宝石的译音，直到现在阿拉伯商人还称红宝石为“亚姑”。明朝的刚玉质宝石产地为“宝井”，即今缅甸的抹谷（Mogok），当时属云南永昌府孟密宣抚司，这在《滇德·羁縻志》《明史·地理志》等文献中均有记载。后又称红宝石类宝石为“红刺”，如清擅萃的《滇海康衡志》称“以红刺为上品”，这说明在明清时代已视红宝石为珍品。
清代亲王至一品官顶戴的标志为红宝石，三品官为蓝宝石。北京博物院现收藏的国宝级珍品中，红宝石、蓝宝石制作的工艺品有多件，美不胜数。在慈禧太后的殉葬物中已知有红宝石杏60枚、红宝石枣40枚、红宝石佛27尊，红宝石朝珠一挂，各种形态的红宝石、蓝宝石饰物共计3 790粒，蓝宝石可达68ct以上者十几粒，约重在17ct、18ct者则不计其数。
红宝石和蓝宝石的材料皆称为刚玉，也就是说达不到宝石级别称刚玉，达到宝石级方称红宝石、蓝宝石。现将刚玉的性质统述于下。
一、化学组成
刚玉的化学式为Al2O3，成分中有时含有Si、Fe2＋、V5＋、Ti、Mn、Cr、Co、Ni等混入物取代Al，所含混入物明显地导致了晶体的颜色、透明度、密度等物理性质的变化。
二、晶体结构
刚玉的晶体结构特点是O2-作六方最紧密堆积，堆积轴垂直于三次轴，Al3＋充填于O2-形成的八面体空隙的2／3，［AlO6］八面体的棱连接成层［图8-2-1（a）］。Al为六次配位，O为四次配位，在平行三次轴方向以共面或共角顶相连接，构成两个实心［AlO6］八面体和一个空心氧围成的八面体，相间排列成柱状［图8-2-1（b）］。［AlO6］八面体沿C轴呈三次螺旋状对称［图8-2-1（c）］。故刚玉有离子键向共价键过渡的性质，表现出一系列的共价键物理性质特征。
三、形态
刚玉属三方晶系，对称型L33L23PC，呈完好的桶状、双锥状或短柱状、板状晶体，常可见六方柱、六方双锥、菱面体、平行双面，在柱面上和锥面上常有斜向条纹，集合体呈分散的粒状或致密块状。晶体还常出现聚片双晶和交叉状双晶［图8-2-2（a），图8-2-2（b），图8-2-2（c）］。
四、物理特性
质纯的刚玉为白色或无色，含杂质者常可呈红、粉红、橙、褐、蓝、绿、紫、黄、棕、灰、黑等色。含Fe、Mn多者呈褐色，较为常见。一般色泽美丽达到宝石级的，含Cr3＋者红色，称红宝石；含Fe2＋、Ti4＋者呈蓝色，称蓝宝石；其他如含Co、Ni和V者呈绿色；含Fe2＋、Fe3＋或微细分布的碳质元素者呈黑色而透明，还可具星光，有黑星石之称；含Ni者呈黄色。另外某些蓝宝石还有变色效应，即日光灯下呈蓝紫色、蓝绿色，在白炽灯下则呈现紫色或紫红色。如缅甸、泰国、斯里兰卡、中国等产的蓝宝石中有时可见。这种变色现象亦为含Cr、Fe、Ti等微量元素所致。也有的如坦桑尼亚产的刚玉可能因含V而使其变色。有关一些色素离子与刚玉颜色的关系大致如表8-2-1所示。
斯里兰卡的蓝宝石颜色是由色心造成。红宝石和蓝宝石呈玻璃光泽至金刚光泽，在裂开面上呈珍珠光泽或星彩效应，透明或半透明，无解理，因双晶关系可产生平行底面或平行菱面的裂开。由于其晶体结构为离子键向共价键过渡，这种紧密结合的晶体化学特点，使得晶体的硬度很高，摩氏硬度为9，仅次于钻石，相对密度也很大，为4.00（±0.05）g／cm3，通常随Cr2O3含量的增高而增大。熔点高为2 000～2 050℃，化学性质比较稳定，不易被腐蚀。
图8-2-1 刚玉晶体结构不同的表示方法
图8-2-2 刚玉的晶体及双晶
红宝石、蓝宝石戒面如图8-2-3所示。
在偏光显微镜下，宝石呈无色、玫瑰红、蓝或绿色，一轴晶，负光性，但是常具备异常的二轴晶光性，折射率1.762～1.770（＋0.009，-0.005），双折率0.008～0.010，色散0.018。二色性显著，如红宝石为紫红色-橙红色；蓝宝石呈带浅紫色的蓝色和带绿的蓝色，紫色或紫罗兰色，黄色及淡黄色，褐色，黄褐色或橘黄色及无色，绿色、黄绿色等。
表8-2-1 刚玉中所含色素离子与颜色的关系
图8-2-3 红宝石、蓝宝石及黄色蓝宝石戒面
在长波紫外光照射下，红宝石的荧光从弱到强，从红色到橘红色；在短波紫外光照射下，呈惰性或荧光较弱，从中等红色到橘红色。蓝宝石一般不发光，而泰国、柬埔寨、澳大利亚产的蓝宝石可见有绿色至蓝色荧光。粉红色的蓝宝石在长波紫外光照射下荧光较强，呈橘红色；在短波紫外光照射下荧光较弱，呈橘黄色。这种荧光性是由于含铬所致。天然蓝宝石常对紫外光呈惰性。但克什米尔、斯里兰卡和蒙塔那的蓝宝石在长波紫外光照射下呈红色到橘黄色的荧光。经热处理过的蓝宝石在短波紫外光照射下呈白垩般带黄的绿色荧光。黄色的蓝宝石常显惰性。产于斯里兰卡的天然颜色的蓝宝石，在长波紫外光照射下，呈中等橘红色至橘黄色荧光；在短波紫外光照射下，呈暗红色到橘黄色的荧光。紫罗兰色及变色的蓝宝石在长波紫外光和短波紫外光照射下呈中等至深的红色。中国产的变色蓝宝石在短波下呈暗红色，长波下呈惰性。无色的蓝宝石在长波紫外光和短波紫外光照射下，呈中等红色至橘黄色的荧光。绿色、棕色及黑色的蓝宝石一般呈惰性。
红宝石的吸收光谱在694nm和692nm处，作为荧光线出现，显示出很强的双线。在668nm和659nm处，都为特征吸收谱。从620nm到540nm有较宽吸收谱带，不过深红色较清楚，浅色红宝石此谱带不太清楚。附带吸收线为在476.5nm及475nm处有很强的双线。在468.5nm处有条弱线，紫光区全吸收。红宝石的吸收光谱如图8-2-4所示。
图8-2-4 红宝石吸收光谱
泰国产的某些紫红色的红宝石还在451.5nm、460nm和470nm处出现铁线。红宝石可具星光效应，极少数还可具有猫眼效应。
红宝石、蓝宝石等不同品种皆含Fe、Cr、Ti、V等微量色素离子，并因其种类及含量不同而导致不同的吸收光谱。
这类刚玉型晶体结构的宝石矿物作红外光谱，其光谱图如图8-2-5所示。
图8-2-5 不同产地刚玉型晶体的红外图谱
五、鉴别特征
1.红宝石的鉴别特征
1）不同产地红宝石的特征
（1）缅甸抹谷产的红宝石的鉴别特征。优质者呈鸽血红色，次为玫瑰红色、粉红色。常出现平直的色带，颜色不均匀，多色性明显，肉眼在不同方向观察即可见到两种不同的颜色。聚片双晶发育，可以有百叶窗式双晶纹（图8-2-6）。有的可见沿三组聚片双晶面裂开形成裂理。缅甸红宝石如图8-2-7所示，其含有如下几种包体及裂理。①纤维状金红石包体：可在红宝石六方柱面上观察到成平行纤维状排列，如图8-2-8所示。②乳白色絮状包体：为纤维状金红石呈不规则密集堆积而成，如图8-2-9所示。③弥漫状气液流体包体：在红宝石中呈现星散状分布，如图8-2-10所示。④指纹状气液包体：为气液包体呈指纹状集聚而成，如图8-2-11所示。⑤颗粒状固态包体：为方解石、榍石、赤铁矿等，呈粒状分布，颗粒棱角圆滑可能因受熔融所致。⑥其他还有负晶、生长纹、生长色带、双晶纹等。⑦星光红宝石：为纤维状金红石包体，当切磨成弧面红宝石时，可见六射星光（图8-2-12），偶有十二射星光。⑧其他尚有窗纱状、羽状包体赋存于合成红宝石中。
图8-2-6 缅甸红宝石中的百叶窗式双晶纹
图8-2-7 红宝石（缅甸产）
图8-2-8 缅甸红宝石中的丝绢状金红石包体
图8-2-9 红宝石的乳白色絮状包体
图8-2-10 天然红宝石中的弥漫状气液流体包体
图8-2-11 缅甸蓝宝石中的指纹状液态包体
缅甸红宝石在紫外光灯照射下有红色荧光，呈红色、半透明状。
图8-2-12 星光红宝石及各色星光红、蓝宝石
（2）斯里兰卡红宝石的鉴别特征。斯里兰卡所产的红宝石的特征与缅甸产的红宝石相似，大都颜色较浅，透明度较好，其包体中尚有锆石及磷灰石等几种特征矿物。①锆石包体：呈四方柱及四方双锥状，周围有彩色、褐色、放射性形成的晕圈。②磷灰石包体：呈六方柱及六方双锥状或呈六边形断面，棱角圆滑，分布疏密不均。③金红石包体：呈长柱状，看来较缅甸红宝石中的金红石晶体更为细长。④在紫外光灯照射下有红色荧光，呈红色半透明状。
（3）泰国尖竹纹红宝石的鉴别特征。颜色比缅甸和斯里兰卡产的红宝石深，呈带褐色的红色或玫瑰红色，色带和生长纹更平直，聚片双晶发育，常见指纹状包体，不见丝绢状金红石包体，而且包体较少，在紫外光灯下呈弱的红色荧光或无荧光。
（4）坦桑尼亚红宝石的鉴别特征。红宝石中因含铁较多，而颜色较暗，在紫外光灯下呈弱的红色荧光或无荧光性。
（5）越南红宝石（图8-2-13）。越南开采出来的红宝石约30%属上等品质、40%属中等品质、30%属低等品质。越南红宝石颜色类似于缅甸红宝石，又不同于泰国红宝石，偏向粉红色是其特征。
（6）中国红宝石（图8-2-14）。中国红宝石主要产于云南，比较著名的产地如沅江一带，质量有的超过缅甸红宝石，色泽极佳，也有的颜色中红带粉，一般1～3cm不等，大者可达20ct以上。云南红宝石产于河床冲积层中，有粒径0.5～1cm者，颜色佳美，呈透明度高的晶体，有的品质很好。黑龙江、山东及海南岛所产的红宝石一般颜色较暗。新疆所产红宝石的颜色由粉红到中红，绢丝状包体多，透明度差，仅可用作素面宝石。
2）红宝石与相似红色宝石的区别
与天然红宝石相似的宝石有红色尖晶石、红色碧玺、红色锆石、红色镁铝榴石、红柱石和蔷薇辉石等。
（1）天然红宝石与红尖晶石、镁铝榴石的区别。天然红宝石具二色性，属三方晶系。红色尖晶石、镁铝榴石皆为等轴晶系，常常可见尖晶石的八面体晶形和镁铝榴石的四角三八面体或菱形十二面体晶形，无多色性，在镜下为均质体（旋转360°不出现亮光），其他如硬度、密度、折射率及包体也有所差异。
图8-2-13 越南红宝石
图8-2-14 中国云南红宝石
（2）天然红宝石与红色碧玺、粉红色绿柱石的区别。三者虽都具多色性，但碧玺的双折射率大，用放大镜由刻面宝石戒面的台面向底部观察，可见双棱。天然红宝石与红色绿柱石则不明显，如果放入三溴甲烷中，因红碧玺、红绿柱石的折射率与三溴甲烷的折射率接近，故轮廓边界线不明显，而且浮在上面，红宝石者立即下沉，且轮廓清晰。包体方面，红色碧玺和红色绿柱石中有与天然红宝石不同的管状、星点状气液包体和片状云母包体。
图8-2-15 合成红宝石中的窗纱状、羽状包体
（3）天然红宝石与合成红宝石的区别。合成红宝石颜色均一，无瑕疵或很少瑕疵，块大。天然红宝石色带生长纹平直，合成红宝石则生长线成弧形。合成红宝石无天然矿物包体，可有窗纱状、羽状包体和圆形或梨形气泡（图8-2-15），一般荧光性特强（少数有弱者），在紫外光灯下呈透明的红色，仅在台面方向可见二色性。合成红宝石与天然红宝石的红外图谱亦有所差异，合成红宝石红外图谱如图8-2-16所示。
（4）天然红宝石与红色玻璃的区别。红色玻璃为非晶质体，颜色均一，无二色性，可见圆形气泡包体，有的还可见到流动构造，或表面有浇铸的痕迹，天然红宝石则否。
值得注意的是，在观察以上所述特征的基础上，最好再做一些硬度、密度、折射率等常数的测定，以确定其种属。
关于天然红宝石与相似红色宝石的物理特性对比，择其要者列于表8-2-2中。
3）优化处理过红宝石的特征
（1）扩散处理。①放大检查，铬扩散的红宝石，可见裂隙或缺陷、凹坑处、边缘有颜色明显集中；铍扩散的红宝石可见表面微晶化，锆石包体有重结晶现象。②油浸放大检查，可见颜色在刻面棱线处集中，呈网状。③铬扩散红宝石折射率值可高达1.788～1.790，甚至还可超过折射仪上的极限。④表层所扩散的元素（如铍等）含量异常高，由表层向内颜色浓度逐渐减少。
图8-2-16 红宝石红外图谱
表8-2-2 红宝石与相似红宝石的物理特性对比
（2）热处理。可见宝石表面被部分熔融，在固体包体周围出现片状、环状应力裂纹，丝状、针状包体呈不连续的白色云雾或微小点状，负晶外围呈溶蚀状或浑圆状，也可产生双晶纹和指纹状包体。
（3）浸有色油。表面可见油迹，颜色集中于裂隙中，可见流动纹，紫外光下呈橙色、黄色荧光。
（4）染色处理。颜色集中于裂隙中，表面光泽弱，紫外光下呈橙红色荧光，红外光谱出现染料吸收峰。
（5）充填处理。10×放大镜下可见裂隙或表面空洞中有玻璃状充填物、残留气泡，光泽弱，可用红外光谱或拉曼光谱测定其成分、结构与红宝石有所不同。
染色处理为化学着色，是将着色剂充填到裂隙中；充填处理则是在红宝石裂隙中充填玻璃和树脂，由于这种充填物的不同也可使二者相区别。如为高铅玻璃充填，可见其网脉状或斑块状裂隙分布，出现蓝-蓝紫色闪光，这表明强蓝色荧光或分析出铅的含量过高。红外光谱测试，可出现2 260cm-1、2 600cm-1吸收峰。
2.蓝宝石的鉴别特征
世界不同产地的蓝宝石各有其不同的特点。蓝宝石与红宝石如果是同一产地、同一成因，就会有很多共同点。
蓝宝石的形态及物理性质在论述红宝石的章节中已有过对比叙述。它的特点是化学成分除为Al2O3之外，还含有Fe、Ti、Cr、V、Mn等元素，为三方晶系，晶体主要为六方柱状、桶状，少数呈板状或片状。蓝宝石一般为除红色之外的蓝色及各种颜色的刚玉质宝石，如蓝绿、黄橙、粉紫、绿黑甚至无色。它们的共同点是颜色不均匀，色带及生长纹平直，如图8-2-17所示。而且，其颜色深浅不一，呈平行六方柱面排列，裂理沿双晶面裂开，聚片双晶发育可见百叶窗式双晶纹，一轴晶，负光性，二色性很强。折射率为1.762～1.770（＋0.009，-0.005），双折率为0.008～0.010。紫外荧光蓝色者长波呈无—强橙红，短波呈无—弱橙红。粉色者长波呈强橙红，短波呈弱橙红。橙色者一般无，有的长波下可呈强橙红。黄色者长波呈无—中橙红、橙黄，短波呈弱橙黄。紫色、变色者长波呈无—强红，短波呈无—弱红。无色者呈无—中红—橙。黑色、绿色者无。热处理的蓝宝石有的有弱蓝或弱绿白色荧光。蓝宝石吸收光谱如图8-2-18所示。
图8-2-17 蓝宝石中平直色带
图8-2-18 蓝宝石吸收光谱
蓝宝石的特征吸收为451.5nm的铁线。产自澳大利亚及泰国、柬埔寨和尼日利亚的暗蓝色蓝宝石、高铁蓝宝石在450nm、460nm及471nm处有3条吸收带，如图8-2-18所示。中国产的变色蓝宝石可见450nm吸收带，而未经处理过的斯里兰卡蓝宝石只在450nm处有弱线。克什米尔蓝宝石及经热处理的蓝宝石经常没有特征谱线或仅在450nm处有弱线。富铁的黄色及绿色的蓝宝石与富铁蓝宝石有同样的谱线。黄色及绿色的蓝宝石有特征的451.5nm的铁线，而斯里兰卡产的含铁少的蓝宝石铁线则无或弱。紫色蓝宝石的光谱为红宝石和蓝宝石两种吸收光谱的组合。
将蓝宝石放大检查可见色带，负晶，气液包体，针状、雾状、丝状包体，指纹状包体，矿物包体，双晶纹等，具变色效应、星光效应（可见六射星光，偶见十二射星光）。
1）不同产地蓝宝石特征
（1）缅甸、斯里兰卡和克什米尔产的蓝宝石，成分中含钛，呈现鲜艳的蓝色，具绢丝状金红石包体和指纹状液态包体，所切磨成的素面宝石可产生六射或十二射星光，属优质宝石。
①克什米尔蓝宝石，颜色呈矢车菊蓝（即微带紫的靛蓝色）。色鲜艳，蓝得透，蓝得可爱，有雾状包体的呈乳白色反光，属最优质的蓝宝石，但近年来产量极微。
图8-2-19 具六射星光的蓝宝石
②缅甸抹谷蓝宝石与红宝石产于同一地区，也与红宝石有很多共同点，如丝绢状金红石包体，平行六方柱面排列成60°、120°交角，可产生六射（图8-2-19）或十二射星光。有指纹状液态包体，有刚玉、尖晶石、磷灰石、铀烧绿石等固体包体颗粒。
③斯里兰卡产的蓝宝石和红宝石产自同一矿区，特点相同，并和缅甸蓝宝石相似，但其纤维状金红石包体，纤维细而长，可呈现六射星光。呈不定形层状的或指纹状的液态包体和锆石、磷灰石及黑云母等的固态包体，大部分色浅而通透，如图8-2-20所示。
图8-2-20 斯里兰卡蓝宝石及其戒面
（2）中国、澳大利亚、泰国产的蓝宝石，成分中含有Fe和Ti，而且铁较多，蓝宝石的颜色深，有的已呈暗黑色而达不到宝石级。一般刻面宝石的反光效果较差，很多需经过加工处理后方可用作饰品，如图8-2-21所示。
图8-2-21 含铁和钛较多的蓝宝石戒面（山东蓝宝石）
①中国蓝宝石。
A.昌乐蓝宝石。中国蓝宝石主要产于山东昌乐［图8-2-22（b）］，产量也最大，呈六方桶状晶形，晶体棱角有熔融现象，粒径一般在1～2cm以上，大者可达数千克拉，因含Fe、Ti量较高而颜色较深。山东的蓝宝石中包体极少，仅见有黑色固态包体、指纹状包体。平直色带明显，聚片双晶不发育，生长线清晰，不少学者、厂家专门研究了该深色蓝宝石的褪色问题，已收到很大成效。但有个别经过改色褪色的蓝宝石，带有灰色感，而黑色固态包体裸露明显。不过山东昌乐也产有黄色、金黄色蓝宝石，既美观又稀有，非常受人们的青睐，如图8-2-22所示。
图8-2-22 不同品种的山东蓝宝石戒面
根据朱而勤先生（1968）对山东蓝宝石的品种分类，首先将其分属于两大类、五个系列。即普通蓝宝石大类，是本区主要类型，约占本区产出总量的95%以上。本大类又可分为蓝色蓝宝石系列、艳色蓝宝石系列、星光蓝宝石系列。蓝色蓝宝石系列为本区主要品种，可占总产量的85%以上，其特点为颜色正、绺裂少、品质优良、透明度好、反光性强。艳色宝石系列品种最多，除橙、黄、绿、浅蓝单色者外，还有在同一粒宝石上出现几种颜色，或一种颜色被另一种色块所包围，如一种红或黄颜色可被蓝、绿蓝色块所包围，构成红心状。星光宝石系列包括单星光及双星光，所谓双星光，是由两套星光的星线彼此相交30°的十二射星光宝石。另一大类为特异蓝宝石大类，此大类产量极少，约占产量的1%以下，因其具有独特的画面或艳丽的彩色而价值昂贵。此大类又可分为画意蓝宝石系列和艳丽蓝宝石系列。特异蓝宝石可多种色彩共存于一石，而且色彩灵活，有色散性“火彩”，可产生变色现象，还有的从不同方向观察，可见幻景画象，变化莫测，故有“魔彩蓝宝石”之称。经研究认为，特异蓝宝石皆属包体致使光线反射的星光效应，是一种由不同的光学作用所引起的奇异光学现象，其实质均为金红石包体所致。如图8-2-23（a）和图8-2-23（b）所示。
图8-2-23 山东蓝宝石
山东昌乐地区蓝宝石赋存于碱性玄武岩，其可能来自不同的岩浆岩，因此岩石含有富铝、富钛、富铁等化学成分有差异的岩石，产出的刚玉也继承了母岩的成分特征。昌乐方山—乔山地区为富钛玄武岩分布区，故多产星光蓝宝石。当温度降低时，过量的钛从刚玉中熔离，钛呈金红石充当了蓝宝石的包体。
B.黑龙江蓝宝石。颗粒细小，颜色鲜艳，呈透明的蓝色、浅蓝色、灰蓝色、淡绿色、玫瑰色等。一般不含或很少含有包体，可直接切磨成小规格的戒面。
C.江苏蓝宝石。簿板状，呈蓝色、淡蓝色、绿色，透明，晶体有沿轴面裂开的现象。
D.海南岛和福建蓝宝石。这两地所产蓝宝石相似，一般粒径小于5mm，稍大一些的颗粒外围则往往有白色包皮，呈较深蓝色、透明，具极少的气液包体和平行的双晶纹，有时晶体中有较多的裂隙和金红石包体。
E.我国产的变色蓝宝石成分中含有铬、铁、钛等，透明度较好而且很少有瑕疵及裂纹。颜色在日光下呈蓝色，灯光下呈暗红色［图8-2-24（a）、图8-2-24（b）］。颗粒较小，一般粒径为2～3cm，放大检查可见针状、指纹状包体，产于砂矿中。(www.xing528.com)
②泰国蓝宝石。该蓝宝石呈蓝色、深蓝色，也有的呈淡灰蓝色。三组聚片双晶发育，裂理沿双晶面裂开，晶体中不见丝绢包体。指纹状液态包体发育，经常有黑色固态包体，周围有荷叶状展布的裂纹是其特征。
③澳大利亚蓝宝石。澳大利亚产的蓝宝石含铁量高，宝石颜色暗，呈近于炭黑的深蓝色，也有的呈黄色、褐色或绿色。其含星点状包体，宝石特点很多与中国产蓝宝石相似，大部分需要改色，质量较差，所以其价格也往往便宜很多，且产量很大。
图8-2-24 变色蓝宝石
（据赵光赞、刘麟，2008）
2）蓝宝石与相似蓝色宝石的区别
蓝宝石与相似蓝色宝石的物理特性择其要者对比，如表8-2-3所示。
表8-2-3 蓝宝石与相似的蓝色宝石的物理特性对比
（1）蓝宝石与蓝色尖晶石的区别。尖晶石的颜色比较均一，呈微带灰色色调，等轴晶系，呈八面体状晶形。且尖晶石为均质体，无二色性，晶体中有较多的气液包体和八面体小晶体。
（2）蓝宝石与蓝色电气石（即蓝色碧玺）的区别。蓝色碧玺的晶形为复三方柱，具纵纹，其断面近似三角形的弧面六边形，颜色为带绿的蓝色，晶体中多存在有较多的裂纹，有空管状气液包体，双折率大，在底刻面棱面处可见双影，具极明显的二色性。
（3）蓝宝石与蓝锥矿的区别。蓝锥矿粒度小，呈蓝色到紫色，具强二色性，双折率大，色散强，在短波紫外光中有亮蓝色荧光。该矿的唯一产地是美国的加利福尼亚州，产量甚小，在市场上很少见到。
（4）蓝宝石与加热处理过的蓝色锆石的区别。蓝色锆石呈鲜艳的蓝色，具强色散，双折率高、吸收光谱线密集排列。
（5）蓝宝石与坦桑石（含钒黝帘石）的区别。坦桑石经热处理后呈靛蓝色，颜色不均，具明显的三色性（深蓝、紫红、黄绿），密度、硬度较蓝宝石低，在吸收谱中无铁的吸收线，在市场上较常见到，而且很受欢迎。
（6）天然蓝宝石与合成蓝宝石的区别。合成蓝宝石颜色均一，内部洁净，一般无包体，往往可见圆形气泡，将合成蓝宝石放在白纸上或放入白杯子的水中，可见色带多呈弧形。天然蓝宝石的生长线或色带是平直的，合成蓝宝石生长线呈弧形弯曲。在刻面宝石的台面上合成蓝宝石可见二色性，而天然蓝宝石需从腰围方向观察才能看到二色性。
（7）蓝宝石与人造尖晶石的区别。人造尖晶石颜色艳丽、均一，因含Co而致色，所以在灯光下或日光照射下，会由亭部底刻面上反射出红色光。在查尔斯滤色镜下呈现红色，为均质体。
（8）蓝宝石与含钴蓝色玻璃的区别。含钴蓝色玻璃为非晶质，呈均质体，无二色性，折射率低，含有圆形气泡。含钴蓝色玻璃在查尔斯滤色镜下呈红色，因由玻璃溶液浇铸而成，故在玻璃赝品表面常有浇铸痕迹，棱角比较圆滑，不见机械琢磨的痕迹。
3）优化处理过的蓝宝石鉴定方法
（1）扩散处理的蓝宝石。
①使用查尔斯滤色镜观察其为中到强的红色或粉红色。鉴定扩散处理的蓝宝石的方法为将宝石浸没在二碘甲烷中（日常也可使用水），宝石浸没在水中从不同方向进行观察，可见雾状外观，深扩散处理的蓝宝石较为清澈，光泽更强。刻面宝石的刻面接合部、腰部和宝石的尖底部颜色较为富集，在二碘甲烷中用漫射光观察，可见颜色在接合部位富集形成“蜘蛛网”状。
②放大检查。由于各刻面抛光程度不同，因而在扩散处理蓝宝石上各刻面的颜色深浅不同，在其腰围呈现“黑圈”（但要注意一些腰围很厚的天然蓝宝石也可能出现“黑圈”，勿混淆）某些扩散处理的蓝宝石，在抛光面的坑穴、表面裂隙中颜色较为富集。扩散沿裂隙进行，尤其是到达表面的裂隙，抛光后在宝石表面可呈一蓝线。油浸或散射光放大检查，可见颜色呈网状分布，铍扩散蓝宝石则不明显。扩散处理过的星光蓝宝石可见短针状包体在表面富集，星线又细又直，表层有白色絮状物。铍扩散蓝宝石可见表面微晶化，锆石包体有重结晶现象，钴扩散蓝宝石可见表面有浅蓝色斑。
③用紫外可见光谱仪检测深扩散处理的蓝宝石时，在其蓝宝石的吸收光谱中，表现为比原来浅色蓝宝石565nm为中心的吸收峰增加，而不存在其他特征的吸收峰。有些扩散处理过的蓝宝石在短波紫外光下，可见有蓝白或蓝绿色荧光。
④已往扩散处理蓝宝石是用铁、钛作致色剂在高温下进行扩散处理，使无色或者浅色刚玉表面产生蓝颜色，而近来又以钴作致色剂，使宝石产生鲜艳的钴蓝色，但这种钴致色的蓝宝石往往颜色不均，故很少使用。另外用铍扩散的处理方法，使刚玉质宝石变为黄、橙、红、蓝等多种色调，一般由表及里浓度递减，但其扩散深度可至整个宝石变色。欲鉴定该扩散宝石所扩散的元素，如铍扩散，测定铍的含量即可。
⑤合成蓝宝石具有与深扩散处理蓝宝石相近的吸收谱线（即不见Fe3＋的吸收峰），而合成蓝宝石在紫外可见光谱上的最大特征是在短波紫外区透过性较高，可以此作为区别合成蓝宝石、天然蓝宝石以及深扩散处理蓝宝石的有效特征。有些扩散处理的蓝宝石可无450nm吸收带。钴扩散蓝宝石可见Co的特征吸收带。如图8-2-25（a）、图8-2-25（b）所示。
图8-2-25 蓝宝石及扩散蓝宝石的吸收光谱
（2）热处理。经过热处理的蓝宝石表面或晶体可见有局部熔融，针状包体和丝状包体不连续或有微小点状，固体包体周围出现裂纹，指纹状包体增多且沿裂理分布，负晶外围被熔蚀，有的在短波下还可呈现弱蓝绿色荧光。
经过热处理的蓝宝石如图8-2-26所示。热处理后的蓝宝石吸收光谱如图8-2-27所示。
图8-2-26 经热处理后的粉红橘黄色蓝宝石的戒面
图8-2-27 斯里兰卡无色蓝宝石及热处理蓝色蓝宝石吸收光谱（常光方向）
（3）染色处理。染色的蓝宝石放大检查，可见颜色集中于裂隙中，多色性和吸收光谱出现异常。染料还可以引起特殊的荧光。
（4）辐照处理。无色、浅黄色和某些浅蓝色蓝宝石，经辐照后可产生深黄色或橙黄色，但极不稳定，故不易检测。
3.星光红宝石、星光蓝宝石和合成星光红宝石、合成星光蓝宝石的鉴别
天然的红宝石星光、天然的蓝宝石星光和合成红宝石的星光、合成蓝宝石的星光成因都是由丝绢状平行纤维包体引起的。但是天然的星光宝石的星线，在星线交会处较粗些，而在边部较细，所以常常形成一个光线密集的中心光点。人工合成的星光宝石的星线则细而均一，十分清晰。天然宝石的六射星线往往不太明显，需在强光或单一光源照射下，才看得清晰；而人工合成星光宝石的星线在室内的自然光下，即可看得清晰。另外，天然星光宝石星线往往不能达到整个宝石边缘，而人工合成的星光宝石的星线可达到（图8-2-28）。
优质的天然星光红宝石和星光蓝宝石，要求通透，即透明度好、星线明显、星光居宝石中心点、星线完全、星光清晰，使人有星光来自宝石内部之感。色泽美丽、瑕疵不明显，如果再有明显的星光四射，则更增加了宝石的魅力。优质的天然星光红宝石和星光蓝宝石属于优质红、蓝宝石。
图8-2-28 合成蓝宝石（焰熔法）吸收光谱（常光方向）
六、关于红宝石、蓝宝石的评价
在论述钻石的章节中，提到了对钻石评价的四大要素为颜色、净度、质量和切工对红宝石、蓝宝石而言，这几个因素也是很重要。如果是镶嵌首饰，则其首饰的整体造型和其上宝石的切工、镶工都应该成为评价的因素。
红宝石的颜色最重要，以鸽血红色为最佳，依次为玫瑰红色和粉红色。通常缅甸红宝石颜色最为鲜艳，透明度较高，其价格也较高。
蓝宝石则是印度克什米尔产的矢车菊蓝为最佳，其次是深蓝色、浅蓝色、绿色和黄色的蓝宝石。
目前，鸽血红红宝石及矢车菊蓝宝石已极少见到。斯里兰卡的淡色蓝宝石常为人们所青睐。而缅甸、泰国产出的蓝宝石较多，其次是斯里兰卡、越南和柬埔寨。澳大利亚产的蓝宝石价格较便宜。而星光红、蓝宝石，中国产出的魔彩宝石、黄色蓝宝石及缅甸、泰国的星光蓝宝石，皆较为珍贵。
红宝石、蓝宝石的各种饰品如图8-2-29所示。
图8-2-29 红、蓝宝石组合成的各种饰品（选自深圳泰源公司设计作品）
七、产状及产地
红宝石和蓝宝石的宝石矿物原料是刚玉。形成刚玉的矿床成因有岩浆型、伟晶岩型、变质型和砂矿型。
岩浆成因的矿床主要产于碱性玄武岩等基性火山岩中，为刚玉在地壳深部结晶，随玄武岩浆喷发到地表。世界上很多蓝宝石矿床都是这种成因，如澳大利亚的新南威尔士州的蓝宝石矿床和我国山东原生蓝宝石矿床等。
伟晶岩型的矿床有坦桑尼亚的翁巴塔尔红、蓝宝石矿床。
变质岩型的矿床有缅甸抹谷的红、蓝宝石矿床，是区域变质形成。属于这一类型的还有俄罗斯及巴基斯坦的红、蓝宝石矿床。另外，斯里兰卡及美国和我国新疆一带还有产于片岩及片麻岩中者。接触交代作用形成的矿床有斯里兰卡的康迪山等地区的蓝宝石矿床，为正长岩与大理岩的接触带，形成了世界上著名的帕德马刚玉。著名的克什米尔蓝宝石，即产于花岗伟晶岩与白云岩化石灰岩的接触带，蓝宝石产于伟晶岩的长石中，或伟晶岩与云母片岩的接触带，为气成热液交代长石而成，形成有蓝色略带紫色的“矢车菊蓝宝石”，是世界上最著名的蓝宝石。
还有坦桑尼亚坦噶城和俄罗斯的乌拉尔地区的红蓝宝石矿床，矿床位于超基型岩体内，在斜长石和云母组成的岩脉中，为热液蚀变而成。南非、印度、美国及我国的青海、安徽等地区皆有这一类型的刚玉产生。产于变质岩中的刚玉，为石灰岩变质成大理岩，石灰岩中的Al2O3集聚结晶而成。
肯尼亚、坦桑尼亚、莫桑比克等地所产红、蓝宝石和一些彩色宝石，通常与新生代到更新世的火山岩，尤其与碱性玄武岩有关。为区域变质带中的产物。
由于刚玉的硬度大且化学性质比较稳定，所以常富集于砂矿中。砂矿成了优质红、蓝宝石的主要来源。如上所述，各原生矿附近都有相应的次生砂矿。
高质量红宝石最出名的产地是缅甸的抹谷（Mogok），产于变质石灰岩风化的土壤中。泰国红蓝宝石产于靠近柬埔寨边界的东部，由玄武岩分解而产生的黏土中。中国山东昌乐的蓝宝石也大量开采于原生矿附近的砂矿。
美国蓝宝石的重要产地在蒙塔那。在密苏里河附近的河砂中的几种颜色好的小晶体，早在砂金开采时就被发现了。但可回收的蓝宝石只有少量。继蓝宝石砂矿发现之后，又发现了煌斑岩型蓝宝石矿床，蓝紫色的、片状的晶体存在于煌斑岩的岩脉中，往往有镁、铁尖晶石与之伴生。
中国刚玉质红、蓝宝石在山东、海南、江苏、福建、新疆、内蒙、河北、山西、陕西、四川、云南等省都有发现。
1.山东的蓝宝石
山东的蓝宝石产于山东东部的昌乐、潍坊、临朐一带的新生代玄武岩出露区，有原生矿和砂矿两种。蓝宝石的母岩为第三纪碱性玄武岩，此岩风化后即形成了蓝宝石砂矿。蓝宝石砂矿产量大于原生矿，目前是全国最主要的蓝宝石产地。
经研究表明，山东蓝宝石主要致色离子为Fe2＋、Fe3＋、Ti4＋、Cr3＋、V5＋等。致色离子氧化物最高可达1.5%，深色蓝宝石的含量普遍高于浅色者。蓝宝石吸收一定光能就会发生电子跃迁即：Fe2＋→Fe3＋；Ti4＋→Ti3＋，结果使蓝宝石呈现蓝色。据邹进福等研究表明：（FeO＋Fe2O3）／TiO2和Fe2＋／Fe3＋的比值越高，从Fe离子跃迁到Ti离子的电子数越多，故其颜色越深。因为昌乐蓝宝石的这一比值高，所以颜色偏蓝、偏黑。昌乐蓝宝石多具较好的六方晶形，呈桶状、浑圆粒状、六方短柱状，大者可达30mm，一般有5～10mm。沿｛0001｝和｛1011｝有裂开，通常有深蓝、蓝黑、蓝、蓝绿、褐、黄等色。二色性不明显，反射率低。玻璃光泽，半透明—微透明，摩氏硬度8.5。维氏硬度1 936.5kg／mm2，密度3.98～4.1g／cm3。在透射光下多色性明显，黄色蓝宝石几乎不显二色性。一轴晶，负光性。由于其颜色深而透明度又差，故其经济价值不高。
2.海南的刚玉质红宝石和蓝宝石
海南的刚玉质红宝石和蓝宝石产于文昌蓬莱，在第三纪玄武岩风化后形成的残积、坡积砂矿中。还有的产于冲积、洪积砂矿中。至于蓬莱一带的红宝石产于残积、坡积矿床中，亦与蓝宝石、锆石、磁铁矿、钛铁矿等共生。红宝石多为不规则圆柱状，偶见六方柱状。具溶蚀现象，多裂纹，沿裂纹有褐铁矿浸染。粒径2～3mm。以玫瑰红色为主，其他尚有淡紫、紫红、褐红诸色。玻璃光泽，透明—半透明。折射率No＝1.762 5，Ne＝1.753 8（±0.000 5），双折率为0.008 7，密度为3.96～3.97（±0.02）g／cm3，压入硬度为2 655.6～2 698.7kg／mm2，摩氏硬度为9。海南文昌、蓬莱蓝宝石除产于残积、冲积、洪积层外，还有少量产于风化玄武岩的火山碎屑岩中。蓝宝石成锥状、桶状、六方柱状、不规则粒柱状等，一般大小为3～10mm，最大可达30mm。蓝颜色深浅不同，同一晶体上，颜色亦有深蓝、浅蓝、蓝绿、蓝灰变化。折射率为No＝1.764 7～1.769 9，Ne＝1.752 6～1.763 6，有的具微弱多色性。密度为3.98～4.00g／cm3，摩氏硬度为8.5～9，压入硬度为2 316～2 747kg／mm2。深蓝色蓝宝石折射率相对较大，而且具有多色性和吸收性，但蓝灰色者则相反。据石桂华、张如玉研究认为，该区与红、蓝宝石共生的矿物，有锆石磁铁矿、钛铁矿、铬铁矿等，还有铌钽稀土矿物为其特点，这可以说明物源区来自地壳深部。其蓝宝石储量之大，可能居全国首位。
3.江苏的刚玉质宝石
江苏的刚玉质宝石以蓝宝石为主，主要分布于六合县，第三纪偏碱性橄榄玄武岩中，赋存于橄榄玄武岩中风化后形成的残积、坡积砂矿和冲积、洪积砂矿中。矿体呈似层状、透镜状，厚数厘米至数米不等（茆训海、郑子骊，1989），有锆石、镁铁尖晶石、镁钛磁铁铁矿、镁铝榴石等与之共生。蓝宝石晶形多为不完整的六方短柱状、碎片状、桶状，最大颗粒为2mm×7mm×22mm。蓝宝石以蓝色为主，亦有浅蓝、深蓝之分，也有呈绿、黄、褐色者。该蓝宝石不但颗粒较小而且色不鲜艳，还有的被一层黑灰色、黑色或无色尖晶石薄膜所包裹。晶体呈玻璃光泽—珍珠光泽，多半透明。折射率蓝色者No＝1.772，Ne＝1.763，黄色者No＝1.772，Ne＝1.761，双折率为0.009±。在显微镜下观察，每个颗粒都有明显的蓝、浅蓝、乳白色相间的环带构造。具有似星光的六条放射线也是其特点。该蓝宝石在长短波紫外线照射均呈惰性，摩氏硬度为8.5～9，压入硬度为2 296～2 405kg／mm2，具脆性，储量亦相当可观，唯其粒度较小。另外，江苏其他地区超基性岩体内的块状镁铝榴石矿体中，亦发现有红宝石矿化现象，同样是粒度较小。因蓝宝石储量可观，其同样被视为我国重要的蓝宝石产地。
4.安徽的刚玉宝石
安徽刚玉宝石发现于霍山一带，矿床位于大别山古老隆起区，矿体赋存于片麻状刚玉黑云母二长岩中，呈柱状、长条状，与碱性长石、更长石、黑云母共生。刚玉主要为蓝紫色、玫瑰色。折射率No＝1.773～1.776，Ne＝1.762～1.763，色散为0.006，硬度为9，密度为3.88～3.90g／cm3，裂理发育。最近还发现有六射星线的红色宝石，值得注意。
5.福建的刚玉质宝石
福建的刚玉质宝石为蓝宝石，产于明溪现代河床、河漫滩或阶地砂砾层中，有晶形完好的桶状晶体，也有浑圆状及碎屑状者，颗粒一般为3～8mm，大者可达30mm，呈深蓝、浅蓝、黄绿等色，颜色较深，透明度差，质量不好，唯颗粒较大，与锆石、镁橄榄石、石榴石等共生故尚可利用。
6.新疆的刚玉质宝石
新疆的刚玉质宝石为红宝石和蓝宝石，产于阿克陶县的硅线石、黑云母二长片麻岩中。刚玉晶体以六方柱状为主，也有粒状、桶状者，粒径大者可达2.5～3mm，呈紫色、无色或淡紫、紫红、淡蓝等色，半透明，产于中、高温相变质矿床。据《中国地质矿产报》报道，天山山脉海拔6 000多米处的古生代地层与火山岩的接触变质处，发现有具多色性的变质蓝宝石，晶形呈六方柱状，色蓝紫，具蓝紫—黄的多色性，日光下呈紫色，灯光下呈红色或紫红色变色效应。南天山大理岩中，玫瑰红色红宝石块度可到1cm×1.5cm，重1～2ct，晶体完美，质量较好，晶体中的包体为金红石、黑云母等。
7.河北的刚玉质宝石
河北的刚玉质宝石有板城的绿刚玉和灵寿的红刚玉。板城的绿刚玉产于花岗伟晶岩中；灵寿的红刚玉产于古元古界五台群变质岩系中，蓝宝石呈六方柱状、桶状，晶体可长1～20cm，色绿，被包裹在长石斑晶中。据考证，清朝光绪年间就已被开采。灵寿的红宝石长5～30mm，优质者也可作宝石，有电气石与之共生。
8.山西的刚玉
山西刚玉发现于盂县。在太古界阜平群含硅线石，产于石英集合体钾长片岩及硅线石、石英集合体砂砾岩中，刚玉多呈柱状及粒状，一般为0.5～10cm，大小不等，呈棕褐色，与硅线石共生，亦存在于当地砂矿中。
9.西藏的蓝宝石
西藏的蓝宝石发现于拉萨地区，红宝石发现于曲水，晶体粗大，含宝石级刚玉量大，是极有希望的开发区。其他如江西、甘肃、青海、四川、云南、辽宁、吉林、黑龙江等地也都有所发现。很多矿点尚在勘探之中。我国的红、蓝宝石的前景还是甚为可观的。
八、芭柏石（Padparadscha）
芭柏石为蓝宝石的红色变种，产于斯里兰卡的天然鲜艳粉红色蓝宝石。芭柏石的名称来源于英文名称的译音。也有人译作“巴特帕拉德石”，为锡兰语“莲花”之意。当粉红色蓝宝石加热到1 500℃时，也可获得这种颜色的蓝宝石，所以很快出现了“合成芭柏石”。相传它对人有医疗作用，可以清洁人身体的各个器官，它既美观又稀有，所以成为了一种珍贵品种。后来在坦桑尼亚的乌姆巴（Umba）河谷也有发现。
九、红宝石和蓝宝石的合成品种
红宝石和蓝宝石的合成品种有合成红宝石和合成蓝宝石（Synthetic Ruby and Synthetic Sapphire）。
人们模仿制造宝石的思想已有几百年了，早在1819年克拉克（Clarke）就曾作过探索。1902年法国化学家维尔纳叶等人成功地运用焰熔技术合成出第一颗红宝石。1910年维尔纳叶又以焰熔法合成蓝宝石。1943年劳本盖耶（Laubengayer）和韦茨（Weitz）用水热法合成红宝石。1947年美国林德公司（Lende Company）用焰熔法合成星光红、蓝宝石。后经过诸多研究改进，用助熔剂法、提拉法、水热法、导模法都可合成红、蓝宝石。至此即可大批量生产合成刚玉（Synthetic Corundum）。加入少量各种金属氧化物，合成刚玉便会呈无色和各种颜色。
我国于1958年以氢氧焰熔法生产出刚玉彩色晶体并正式投产，随后用提拉法、助熔剂法、水热法等合成的红色刚玉及星光刚玉等，也逐渐投入市场。
2005年我国合成红、蓝宝石年产已达235t，再加上些地方性的、用焰熔法生产的总量可达430多吨，将跃居世界前茅。
1.合成红宝石（Synthetic Ruby）
合成刚玉可采用焰熔法，也可采用丘克拉斯基法、晶体提拉法和区域熔炼法、助熔剂法、水热法合成红宝石，加以琢磨即可用于首饰。
〔化学组成〕化学式：Al2O3。
化学成分为三氧化二铝，可含有Cr等元素。助熔剂法合成的还可含有Pb、Pt、Ni、W、La、Mo、Fe、V、Ti等助熔剂成分。水热法可含Ca、As、K等元素。
〔形态〕合成红宝石属三方晶系，焰熔法生产者呈棒状，助熔剂法生产者呈菱面体状，水热法生产者呈板状。
〔物理特性〕合成红宝石颜色呈红色、橙红色、紫红色，玻璃至亚金刚光泽，无解理，可具星光效应。
〔鉴别特征〕合成刚玉与天然刚玉有着相近的物理和化学性质，表现为：一轴晶，负光性，折射率No＝1.770，Ne＝1.762（＋0.009，-0.005），双折射率为0.008～0.010，色散为0.018，硬度为9，密度为4.00（±0.05）g／cm3。
放大观察可发现：①焰熔法生产者，生长纹呈弧形，有白色面包渣状氧化铝粉末、未熔或残余物包体，有气泡；②助熔剂法合成者，有断断续续的气泡群，粘滞状、指纹状包体、束状、纱幔状、球状、水滴状助熔剂残余，六边形或三角形铂金金属片；③水热法合成者，具树枝状生长纹色带、金黄色金属片，无色透明的纱网状包体或钉状包体，也有指纹状、面包状包体或云烟状裂隙，偶见籽晶片和气泡。
荧光特性和谱线特征：长波紫外荧光强，呈红色或橙红色；短波中至强，呈红色或粉红色、粉白色。吸收光谱：用红外光谱检查可见694nm、692nm、668nm、659nm吸收线，620～540nm吸收带，476nm、475nm、468nm吸收线。紫光区吸收：水热法合成的红宝石3 800～2 800nm范围内有明显的吸收，这可以和天然红宝石相区别。
圆气泡是焰熔法合成刚玉的特征，在弱光照射下，它们通常呈亮针状。冷却时由于收缩变化，它们有时会变大。经过改进，现在许多这种合成品已不再有气泡。其他特征表现为生长纹弯曲或弯曲的颜色分带，生长纹弯曲是由于熔融水钠矾石越过生长的刚玉的弯曲顶部所造成，色带则是由于致色离子的不均匀分布而成。弯曲生长纹常见于合成红宝石以及加钒的变色蓝宝石中，弯曲蓝色分带见于蓝色或紫色的合成蓝宝石中，而弯曲黄色带可见于黄色、橙色刚玉材料中。
沿晶面结合的裂缝，有时见于旧焰熔法合成的刚玉中。这是快速抛光导致发热引起的，有人认为是原始生长时所致。因为它们在琢磨好而抛光不好的天然刚玉中偶尔可见。
许多天然红宝石和大多数合成红宝石在长波、短波紫外光照射下发强红色荧光，为致色离子铬的存在所致。在短波光下，焰熔法合成红宝石比其相应的天然品荧光效应稍强一些，这种测试需对比观察。
助熔剂法合成红宝石及粉色、蓝色和红橙色蓝宝石具有助熔剂指纹状包体、大熔剂包体和铂片，这些特征与助熔剂法合成的祖母绿和变石相似。还有的采用稀土添加剂，使助熔剂合成红宝石的某些部分对长波紫外光呈现黄色荧光。
为克服焰熔法和提拉法合成红宝石有明显弧状生长纹和气泡，故又研制水热法。它是以天然宝石晶片为晶种，可成长出带六边形生长条纹和天然宝石结构相近的大块晶体，可磨出5～8ct以上宝石戒面。在美国、俄罗斯、印度、瑞士等许多国家都有这种红、蓝宝石上市。还有用熔体提拉法、熔体泡生法和熔体热交换法研发的无色蓝宝石，可生长出几十千克的大单晶。
所谓“再造或再生红宝石”，据称是将天然红宝石碎粒在高温下熔结起来的，有的还加氧化铬以改善颜色后使其重新结晶而成，有的还未全部再结晶，故形成由玻璃质胶结的红宝石碎片。这种方法再造的红宝石往往有旋涡痕迹和大气泡，目前已很少应用。
合成星光红宝石是1947年美国林德公司最先制造，其方法为在红、蓝宝石合成过程中加氧化钛再加热处理而成（详见合成蓝宝石）。
2.合成蓝宝石（Synthetic Sapphire）
合成蓝宝石早在1910年用焰熔法首次获得成功，经过改进，现在已经可以合成几千克重的蓝宝石晶体，但是往往颜色不均匀，外层蓝中心色浅。目前所采用的助熔剂法、水热法及提拉法合成蓝宝石皆获得成功。
〔化学组成〕化学式：Al2O3。
化学成分为三氧化二铝，可含有Fe、Ti、Cr、V等元素。
〔形态〕合成蓝宝石属三方晶系，焰熔法生产的呈梨形、大者呈萝卜状，助熔剂法生产的呈板状、菱面体形，水热法生产的亦呈板状。
〔物理特性〕合成蓝宝石常呈蓝色、白色、绿色、紫蓝（变色）、粉色、黄色、橙色或无色，因而有合成白色蓝宝石、绿色蓝宝石、红紫色蓝宝石、橙绿色蓝宝石、变色蓝宝石等之分。玻璃光泽，多色性呈蓝色、绿蓝色；绿色：绿、黄绿；变色：紫、紫蓝；粉色：粉、粉红；橙黄色：黄、橙黄。焰熔法合成的蓝宝石属一轴晶，呈负光性。折射率为1.762～1.770（＋0.009，-0.005），双折率为0.008～0.010。色散为0.018，无解理，硬度为9，密度为4.00（＋0.10，-0.05）g／cm3。紫外荧光：①蓝色者长波无荧光，短波具弱至中荧光，蓝白色或黄绿色；②绿色者长波具弱荧光，呈橙色，短波呈褐红色；③粉色者长波具中至强荧光，呈红色，短波呈粉红色；④黄色者短波呈非常弱的红色；⑤无色者至弱蓝白色在长、短波下为无荧光；⑥变色蓝宝石的紫外荧光在长、短波下皆呈中等的橙红色。
吸收光谱：①蓝色者无吸收线，助熔剂法合成的蓝宝石可有450nm弱吸收线；②绿色者有530nm和687nm吸收线；③橙色、紫色、粉色者分别有690nm吸收线，650nm、670nm吸收线，580～510nm宽吸收带；④变色者有474nm吸收线。
〔鉴别特征〕放大观察可见：焰熔法合成的蓝宝石，具弧形生长纹，有气泡及未熔面包渣状的金属残余物；助熔剂法合成的，具指纹状包体，束状、纱幔状、球状、液滴状助熔剂残余物，六边形或三角形金属片；水热法合成的蓝宝石，具树枝状生长纹、色带、金黄色金属片、无色透明的纱网状包体或钉状包体；提拉法合成的蓝宝石常有拉长的气泡、位错和弯曲生长纹、钨、铂等金属包体。合成的蓝宝石可具星光效应、变色效应及很少见到的猫眼效应。
3.合成星光红宝石及合成星光蓝宝石（Synthetic star ruby and synthetic star sapphire）
1947年，美国林德Linde公司最先合成红色和蓝色星光刚玉。后来日本、德国及以色列的一些公司也相继生产这些产品和其他颜色的同类产品。星光材料的制造采用焰熔法，即在炉料中加入0.1%～0.3%氧化钛，然后刚玉再次被加热或悬吊，在高温（1 100～1 900℃）下进行几小时至几天。氧化钛通过热处理成晶块，慢慢冷却，使氧化钛从晶体中析出，结晶成细小的金红石针晶。和天然星光刚玉一样，由于刚玉的结构特征可使金红石针晶相交成120°的三组方向排列，产生星光效应。但金红石针晶比天然的小多了，必须用至少50×的放大镜才能观察到。
我国在20世纪80年代也合成星光红、蓝宝石，也是以焰熔法合成的，所以它也常呈现着一般焰熔法合成红、蓝宝石的特征。
在亮光源照射下，合成星光刚玉含有微小气泡，呈暗色斑点并含有白色金红石粉末分散包体。这可与天然品相区别。由于它的透明度减少，因而需以光照射才能看到。更透明的合成星光红宝石可能会显现弯曲的生长纹。各色半透明材料，一般基于弧形面可显示出弯曲的同心生长纹。星线细而长，看起来不均匀，交汇点清晰、不见加宽加亮现象，星光亮而不柔和，有浮于表面的感觉。
4.合成蓝宝石变石（Synthetic Sapphire Alexandrite）
1979年美国生产出了具有变色效应的蓝宝石。它是以氧化钒作为着色剂合成的，在日光下呈绿色，在灯光下呈紫红到紫色。这与变石的变色效应相同，故有“似亚历山大石”之称。也有人将它作为变石的代用品。我国对这种合成变色蓝宝石也早已能批量生产。
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