第2章 红宝石和蓝宝石 2.1 概述 红宝石（Ruby）和蓝宝石（Sapphire）都是以矿物刚玉（Corundum）为原料的宝石。由于形成条件不同，刚玉中可含有不同的微量元素，并因而呈现出不同的颜色，其中呈红色者为红宝石，呈其它颜色者统称为蓝宝石。红宝石和蓝宝石都是人们十分珍爱的高档宝石，红宝石鲜红似火，蓝色蓝宝石清澈透蓝，她们与钻石、祖母绿和猫眼石同被列为世界五大名贵宝石。无论西方和东方，自古对红宝石和蓝宝石均十分珍爱，并认为她们有十分神奇的力量。一本名叫《Lapidaie》的古老著作中说道：“瑰丽、清澈而华贵的红宝石是宝石之王，是宝中之宝，其优点超过所有其它宝石”。另一本名叫《Lapidire en Vers》的古老著作认为，红宝石是“上帝创造万物时所创造的12种宝石中最珍贵的宝石”。在我国，相传元朝皇帝忽必烈曾想用一座城池换取僧伽罗君主所拥有的一枚异常大的红宝石，不想这位君主丝毫不为其所动，声称即使把全世界的财富都放在他脚下，他也不愿与这颗大红宝石分开。我国清朝红宝石是帝王和一品大员的佩戴物。可见红宝石在人们心目中拥有至高无上的地位。 对于蓝宝石，古代波斯人认为，大地是由一颗巨大的蓝宝石支撑的，正是由于蓝宝石的反光才使天空映成美丽的蔚蓝色。古罗马人则相信，蓝宝石具有神奇的力量，能避邪除恶。据说《一千零一夜》一书的译者理查德·伯顿拥有一颗巨大的星光蓝宝石，他把这颗宝石视为自己的护身符而随身携带，因此，他总是能交好运。 到底什么是红宝石和蓝宝石？这得从这两个词的历史演变说起。在古代，人们由于缺乏 2.2 基本性质 2.2.1 结晶学性质 （1）晶系：三方晶系。 （2）结晶习性：晶体常为六边形桶状或柱状，有时呈板状或双锥状，具双晶(见图2-2-1)。   图2-2-1 刚玉的晶体及双晶   （3）表面特征：在锥和柱面上常有横的条纹，加上特征的三角生长标志，为红宝石和蓝宝石的原石晶体鉴定提供了良好的识别标志。 2.2.1 化学成分 （1）主要化学成分：铝的氧化物，化学分子式为Al2O3。 （2）微量组分：当刚玉不含杂质元素时，为无色；当含其它杂质元素时则呈现各种不同的颜色，并构成不同的宝石品种。如含Cr2O3 0.01-0.05%者为浅红；含Cr2O3 0.1-0.2%为桃红；含Cr2O3 2-3%为深红色；含Cr2O3 0.2-0.5%+ NiO 0.5%为橙红色；含TiO2 0.5% + Fe2O3 1.5% + Cr2O30.1%为紫色；含TiO2 0.5% + Fe2O31.5%为蓝色；含NiO 0.5% + Cr2O3 0.01-0.05%为金黄色；含CoO 1.0% + V2O3 0.12%+NiO 0.3%为绿色；含V2O5在日光灯下为蓝紫色，在钨丝白炽灯下红紫色，即具变色效应。 2.2.3 物理性质 1、光学性质 （1）颜色：变化大，并决定宝石的品种，红色者为红宝石，其它颜色者为蓝宝石。 （2）光泽：亮玻璃光泽。 （3）透明度：透明-不透明。 （4）折射率：1.76-1.78。 （5）双折射率：0.008。 （6）色散：低，为0.018。 （7）多色性：中等到强，具体取决于品种。 （8）光学效应：最重要的是星光效应，极少见猫眼效应。也有似变石的变色效应。 （9）发光性：红宝石在长波紫光下具弱至强的红色荧光，短波紫外线下微弱至中等的红色荧光；蓝色蓝宝石一般无荧光；斯里兰卡的一些黄色蓝宝石可具杏黄橙黄色荧光。 （10）吸收光谱：红宝石为典型的铬光谱；蓝色蓝宝石为典型的铁光谱。 2、力学性质 （1）解理和断口：刚玉解理差，但由于叶片状双晶的原因，常发育有平行底面和菱面体面的裂开。断口呈贝壳状。 （2）硬度：9，在天然材料中仅次于钻石。不同的产地的红宝石和蓝宝石，硬度稍有不同。 （3）韧度：极好，蓝宝石一般要好于红宝石。 （4）密度：3.9-4.1g/cm3，平均为4.0 g/cm3，具体视纯净度而变。 2.2.3 包裹体 刚玉类宝石内部含有十分丰富的包裹体，不同产地的宝石具有不同的包裹体特征。 缅甸的刚玉类宝石，特别是红宝石，常含有三个方向排列的短金红石针，针状内含物常发育不完整而呈现出“丝光”光泽。缅甸红宝石富丽鲜明的红色往往呈漩涡状，颇似糖浆搅拌时的效果，称为“糖浆”状包裹体。 斯里兰卡的红、蓝宝石常含粗而长的金红石针状包裹体，具应力晕圈的锆石包裹体，六边形色带等。 克什米尔蓝宝石含有极细的纱状羽状体和液态内含物包裹体，并造成这种蓝宝石具有特征的轻淡乳白色。 泰国红、蓝宝石常含网脉状的羽状体，中心为黑色晶体，往往含有管状液态内含物及交切双晶面等包裹体。 2.3 真假鉴别 红宝石和蓝宝石的鉴别较为复杂、较为困难的问题，不仅大量涉及仿冒品等问题，还有大量的合成品冲击市场。更重要的是，许多红宝石和蓝宝石虽然产出是天然的，但在进入市场前已经过各种技术处理，这些处理红宝石和蓝宝石虽然其中一些在商业上是可以接受的，但与未经处理的天然品相比，其价值相差较大，要求对它们作出正确的鉴别。基于此，红宝石和蓝宝石的鉴别除必须依据常规的仪器测定对其作出初步判断外，许多情况下还需借助于大型仪器的分析测试，方能为其正名。从目前的实际情况看，红宝石和蓝宝石的鉴别需要正确解决下列三方面问题： （1）宝石的材料是否是刚玉？ （2）若是刚玉，是合成的还是天然的？ （3）若是天然的，是否经过优化处理？是用什么方法进行的优化处理？ 2.3.1 材料属性的鉴别 鉴别方法相对较简单，只需测定有关物理性质即可作出正确鉴定。 （1）用折射率仪：可测得折射率为1.762—1.770，双折射率为0.008。 （2）用比重天平：可测得比重为3.99—4.05。 （3）用分光镜：红宝石是典型的铬光谱，蓝宝石是铁光谱。 （4）放大观察：不同产地的红宝石和蓝宝石由于其形成的地质条件和环境存在差异，因而具有不同的包裹体。训练有素的宝石鉴别师，不仅可以这些内含物特征来鉴别红宝石和蓝宝石的真伪，还能鉴别产地。 （5）二色镜和偏光镜：可测其多色性和光性，从而对红宝石和蓝宝石作出鉴别。 通过上述测试，再比较2-2-1和表2-2-2，较容易地将红宝石和蓝宝石与其仿制品区分开来。 表2-2-1 红宝石与相似宝石的特征 名称 硬度 比重 折光率 重折率 二色性  红宝石 9 3.99 1.764-1.772 0.008 明显  锆石 7.5 4.69 1.925-1.984 0.059 弱  贵榴石 7.5 3.9-4.2 1.76-1.81  无  镁铝榴石 7.5 3.7-3.9 1.74-1.76  无  尖晶石 8 3.60 1.72  无  托帕石 8 3.53 1.63-1.64 0.008 个别有  电气石 7 3.04 1.62-1.64 0.018 明显   表2-2-2 蓝宝石与相似宝石鉴别表 名称 硬度 比重 折光率 重折率 二色性  蓝宝石 9 3.99 1.76-1.77 0.008 明显  硅酸钡钛矿 6.5 3.67 1.75-1.80 0.047 明显  蓝晶石 4-6 3.69 1.75-1.73 0.016 明显  合成尖晶石 8 3.63 1.727  无  尖晶石 8 3.60 1.720  无  托帕石 8 3.56 1.61-1.62 0.008 中等  黝帘石 6.5 3.35 1.69-1.70 0.009 明显  坦桑石 6.5-7 3.355 1.69-1.701 0.009 明显  碧玺 7 3.10 1.62-1.64 0.020 明显  海蓝宝石 7.5 2.70 1.57-1.58 0.006 明显  堇青石 7 2.59 1.53-1.54 0.009 明显   2.3.2 合成红宝石、蓝宝石的鉴别 红宝石和蓝宝石可由多种方法合成。各种方法合成的红宝石和蓝宝石，其物理性质与天然品基本相同，因此，相关物理性质的鉴别意义不大。正确鉴别合成品难度较大，需专业人员借助各种先进仪器才能做到。以下提供一些线索供鉴定红宝石和蓝宝石时参考。 （1）从外观来讲：合成品大多完美无缺，颜色艳丽，十分均匀，而达到上述程度的天然品一般十分罕见。若是多颗红宝石和蓝宝石放在一起，合成品每颗质量基本相同，天然品很少能达到这样水平。 （2）用二色镜观察：由于绝大多数合成品是用维尔纳叶法生产的，用这种方法合成的晶体由于内能的释放，将使晶体沿长轴方向裂开，合成品大多台面平行光轴，与天然品正好相反，因而合成品可从台面方向看到二色性，而天然品一般从台面难以观察到二色性。 （3）荧光检查：对红宝石来讲，合成品的荧光比天然品强。 （4）放大检查：这是最有鉴别意义的。天然品有各种矿物包裹体存在，合成品一般无天然矿物包裹体。相反合成品也有自己独特的内部特征，例如，用维尔纳叶法的合成品具弯曲生长线，其形状如唱片的旋纹，有气泡等标志性特征；熔剂法合成品比较难观察到典型的内部特征，但在一些情况下可看到由坩埚上掉落进来的铂片晶，并具羽状体和熔剂小滴包裹体等。 （5）大型仪器：例如用红外光谱仪、拉曼光谱仪等，可测试宝石的成分，从而可将天然品与合成品区分开来。 需进一步强调的是，要获得准确的鉴别，最好把各种特征结合起来进行综合判断。 2.3.3 处理品的鉴别 由于天然的优质红宝石和蓝宝石极少，为了满足市场需要，市场存在将质量较差的红宝石和蓝宝石原料，通过一系列处理，使其提高质量，包括改变颜色、净度和掩盖裂隙等。至今为止，市场已有的方法有： 1、热处理和扩散处理 热处理是在一定的物理化学条件下，对红宝石和蓝宝石实施加热，使其改变颜色、净度、星光效应等。目前，热处理已获得了市场的认可，销售时可以不必特别注明。扩散处理是将无色刚玉切磨成琢型宝石后，在其表面添加适当的致色剂后进行加热，使致色剂扩散到宝石表面一定深度，并使其产生颜色，从而达到改善的目的。热处理和扩散处理红宝石和蓝宝石的鉴别方法是： （1）放大观察：宝石表面在热处理过程中将产生凹坑，即便重新抛光，某些小面，特别是靠近腰棱的小面仍将残留有凹坑的痕迹，另外，重新抛光将产生多余的小面。在宝石内部，若原石有矿物晶体包裹体，加热将使被熔融过的晶体变成白色，并有浑圆状的外形，其周围往往还发育圆盘状裂隙。 （2）吸收光谱：经过热处理的蓝色蓝宝石在450nm处不显吸收带。 （3）浸液观察：扩散处理的蓝宝石放在折射率为1.74的浸液中，明显可看到颜色主要集中于表面，即主要在小面边棱处。浸液也使上述表面和内部观察更加清晰。 2、充填处理 红宝石和蓝宝石（特别是红宝石）的天然品往往存在各种裂纹或裂隙，它们严重影响宝石的价值，为了掩盖其裂隙，可通过对其裂隙进行充填以达到提高净度的目的。 检测的办法是：用放大观察可见两种现象，其一，跨过充填物和刚玉的界线处可见颜色和光泽的差别；其二，还可看到充填物中的气泡。不过，做此项工作需非常仔细。 3、注油和染色 有损于红宝石和蓝宝石外观的开口裂隙可用注油的办法来将其掩盖。检测的办法是在反射光下用放大镜观察，可看到裂隙中存在干涉色。另外，用热针靠近宝石表面，可能从裂隙中吸出油来。 有时红宝石和蓝宝石还存在用染色的办法来改善其颜色的情况。这种处理宝石可以通过蘸有丙酮的棉签来检查，即用棉签擦洗宝石可使棉签呈现颜色。 除上述常见方法外，还存在其它各种处理方法，如辐射、刻划、贴箔等，鉴定时需参考其它相关资料，并借助于有关方法进行鉴别。 2.4 质量评价 由于天然优质红宝石和蓝宝石产量很少，而且每年以较快的速度衰减，因此，其保值和增值功能高于钻石。但和钻石相比，由于研究程度低，因而，红宝石和蓝宝石的质量评价比钻石要困难得多，迄今为止，国际上尚无统一公认的标准。因此，在红宝石和蓝宝石的质量评价方面，不同评价者基于各自的认识和经历，会得出不同的结果。但行业上仍有一些普遍认可的评价依据，这些依据主要包括颜色、重量、透明度、净度、加工质量等方面。 2.4.1 颜色 红宝石和蓝宝石的颜色包括色彩、色调和饱和度几个方面。 （1）色彩：分极好、非常好、好、较好、差五级； （2）色调：按深浅分很深、深、中等、浅、很浅五级； （3）饱和度：按鲜艳程度分很高、高、中等、较低、差五级。 就色彩和色调而言，天然产出的红宝石和蓝宝石不可能表现为单一的光谱色，这就会有主色和附色之分，如红宝石以红色为主，其间可带微弱黄、蓝紫色；蓝色蓝宝石以蓝色为主，其间可能有微弱的黄色、绿色色调。原则上，红宝石和蓝宝石的颜色越接近理想的光谱色，颜色质量越高，如缅甸鸽血红红宝石和克什米尔矢车菊蓝宝石就与理想光谱色较接近，因此，它们质量最好。附色所占比例越大，颜色就越不纯，颜色质量就越低。 红宝石最有价值的颜色是均匀的鸽血红，其次是较浅的紫红色。在透明红宝石中，微棕红色、玫瑰红色、粉红色均被认为是不大理想的颜色。不过在星光红宝石中，这些颜色也是十分受欢迎的。 对蓝宝石而言，一般认为理想的颜色是纯正均匀的蓝色。但对金黄色的蓝宝石而言，由于其更加稀少，加之这种蓝宝石火彩较强，亮度较大，因而也十分受欢迎。对具有变色效应的蓝宝石，由于它可仿冒变石，十分稀少，故也同样十分受人喜欢。蓝色、黄色和变色蓝宝石是目前市场上最受欢迎的几种颜色。 2.4.2 重量 天然产出的宝石级红宝石颗粒一般都很小，达到1ct者已不多见，大于5ct的则为罕见之物，因而，宝石越大，每克拉的价格增加的幅度也越大，其克拉溢价远大于钻石。从目前来看，红宝石的克拉溢价台阶主要出现在1ct、3ct、5ct和10ct处。迄今为止，世界上发现的最大红宝石产于缅甸，重3450ct。著名的鸽血红红宝石，最大者仅重55ct，最大的星光红宝石产于斯里兰卡，重1387ct，这是都是世界著名的珍品。 蓝宝石的产量比红宝石要多，几ct者常见，几十ct者也不稀罕，但大于100ct者仍非常珍贵。世界上发现最大的蓝宝石重达19kg，产于斯里兰卡。一颗被称为亚洲之星的巨大星光蓝宝石，重达330ct，为世界著名珍品。镶在英国王冠十字架中心的“圣爱德华蓝宝石”，也是世界著名珍品。总的来讲，天然蓝宝石的价格要比天然红宝石低得多。 和红宝石相比，蓝宝石的重量对其价值的影响要小得多，但也有较大影响。重量越大者，每克拉的价格也越高。 2.4.3 透明度和净度 对透明红宝石和蓝宝石而言，评价仍需考虑净度和透明度。越是纯净、透明的红宝石和蓝宝石，价格越高。 完全透明、无暇、无裂纹的红宝石是很难得的，因为在10倍放大镜下，红宝石总有这样、那样的小缺陷或各种的包裹体，因此，对红宝石的透明度和净度要求自然要低些。 由于相当纯净透明的蓝宝石较易找到，对于蓝宝石的评价而言，净度和透明度的要求也比红宝石要高得多。真正质量好的蓝宝石，一般都要求要纯净、透明。纯净度和透明度不高，其价格将会大受影响。 2.4.4 加工质量 评价红宝石和蓝宝石另一个值得重视的因素是宝石的加工质量，加工质量的好坏不但影响美观，而且影响颜色。优质红宝石和蓝宝石要求底部切割适中。若底部太浅，将使中心完全成为“死区”，若底部太深，则会影响透明度，比例会失调，同时影响镶嵌。出现这些情况，其价格都将大打折扣。 星光红宝石和蓝宝石应单独评价。除了必须具备理想的颜色、均匀的色调、无瑕疵、抛光精细等条件外，更为重要的是星线的亮度、形状位置、完好程度以及比例关系。星线越亮、形状越规则越好，星线的交点要求位于半球状宝石的顶点。偏离顶点，宝石的价格将大受影响。此外，星光宝石要求星线细而平直、完好，如出现缺亮线、断亮线和亮线弯曲等也都会严重影响其价格。宝石的加工比例也是重要的考虑因素，具体来说是考虑腰棱以下的重量。按理想比例，宝石腰棱以下部分占宝石总重量的1/4较为合适，太重者虽然可增加宝石的重量，但同时也将影响宝石的颜色、星光的亮度和美观等。一些珠宝商为了获取更高的利益，会将宝石腰棱以下部分保留太大，这一点务必注意。 2.5 矿床成因及产地 2.5.1 矿床成因 红宝石和蓝宝石的成因类型众多，原生矿有岩浆岩型、变质型、伟晶岩型等，次生矿有残坡积型、砂矿型等。 1、大理岩型 大理岩中的红宝石是宝石级红宝石的重要来源。缅甸抹谷、阿富汉哲格达列克、巴基斯坦的罕萨等地均属于此种类型。关于这种类型红宝石的成因，由于这种类型矿床的红宝石产在白云质大理岩中，附近有酸性岩分布，因此，有认为是接触交代的矽卡岩型矿床。但有人认为矿体的形成与矽卡岩无关，矿体是区域变质作用形成的。后期的岩浆侵入使周围大理岩进一步重结晶，并使红宝石聚集。 2、玄武岩型 玄武岩型是世界上蓝宝石矿床的主要成因类型。我国昌乐、澳大利亚的新南威尔士、柬埔寨的拜林、泰国尖竹汶及老挝、越南等地的蓝宝石都与玄武岩有关。 3、伟晶岩型 这类矿床中的红宝石和蓝宝石矿床成因直接与伟晶岩相关。典型的例子有：坦桑尼亚的翁巴塔尔红宝石和蓝宝石矿床，产在含钙长石、蛭石的奥长伟晶岩中；著名的克什米尔蓝宝石矿床产于花岗伟晶岩与白云质灰岩的接触带上。 4、矽卡岩型 这种类型的红宝石和蓝宝石矿床产于碳酸盐岩与中酸性岩浆的接触带上，赋存于矽卡岩之中。典型的矿床有斯里兰卡的蓝宝石矿床，这是世界蓝宝石的主要产区。矿床产在粗粒白云质大理岩与正长岩体接触形成的矽卡岩中。蓝宝石晶体完好，透明，呈蓝色至天蓝绿色。 5、岩浆型 美国蒙大拿州的约戈谷蓝宝石矿床是此类矿床的唯一实例，产于碱性、基性煌斑岩中。宝石级蓝宝石4ct/t，颗粒一般重2ct左右，颜色较均一，但不够鲜艳。 6、变质型 主要产于与区域变质作用有关的片岩和片麻岩中。澳大利亚哈茨山红宝石产在斜长石-角闪石片麻岩中，研究证明，它的原岩是斜长岩杂岩，红宝石以斑晶产出。我国新疆、美国、斯里兰卡都已发现有这种红宝石矿床存在，但质量较差，晶体较小，价值不大。 7、外生的残坡积型和冲积砂矿型 外生的残坡积型和冲积砂矿型是世界红宝石和蓝宝石的主要来源，分布与原岩有关，是含红宝石或蓝宝石的岩石或原生红宝石和蓝宝石矿床经后期风化作用形成。 2.5.2 产地 红宝石的著名产地有缅甸、阿富汗、巴基斯担、泰国、柬埔寨、越南、坦桑尼亚、澳大利亚等。而蓝宝石的著名产地有克什米尔、斯里兰卡、中国、印度、泰国、柬埔寨、老挝、澳大利亚、越南、美国等。 各地产出的红宝石和蓝宝石也因地质条件不同其质量和内容特征也各不相同，如缅甸产的红宝石质量较好，一般颜色艳丽，质量最好的鸽血红红宝石就产于缅甸。泰国红宝石多呈褐红或玫瑰红色，色带和生长线平直，常含流体包裹体，并多聚集成指纹状、羽状等。越南红宝石常呈玫瑰红色，裂纹较多。克什米尔产的蓝宝石呈微带紫的靛蓝色，著名的“矢车菊”蓝宝就产于此，其典型的包裹体是混浊的分带、锆石晶体等。中国山东产的蓝宝石以颗粒大、晶体完整而著称于世，色带清楚、颜色深至蓝黑也其典型的特征。 学习指导 红宝石和蓝宝石均是世界著名的珍贵宝石，因此，有关知识必须全面系统地学习掌握。本章有关红宝石和蓝宝石的基本性质（包括结晶学性质、化学成分、物理性质和包裹体特征等）必须熟记。关于红宝石和蓝宝石的真假鉴定重点需要掌握下列三个方面的内容，一是材料种属的鉴别，即宝石是否属于刚玉；二是在确定宝石材料属于刚玉的前提下，进一步确定其成因，即是合成的还是天然的；三是在确定是天然材料的前提下，进一步确定是否经过优化处理，以及是用什么方法进行的处理。对于红宝石和蓝宝石的质量评价，主要掌握影响红宝石和蓝宝石质量的因素，以及各种因素的具体评价方法。除此之外，还需要对红宝石与蓝宝石的主要区别、红宝石与蓝宝石的矿床成因及产地情况等也需要有充分的了解。 复习思考题 1、什么是红宝石？什么是蓝宝石？两者主要的区别是什么？ 2、红宝石和蓝宝石原石晶体常见的结晶习性是什么？ 3、简述红宝石和蓝宝石的化学成分。 4、简述红宝石和蓝宝石的物理性质。 5、如何鉴别红宝石与仿制品？ 6、如何鉴别蓝宝石与仿制品？ 7、如何鉴别合成的红宝石和蓝宝石？ 8、红宝石和蓝宝石常见的处理方法有哪些？各种方法处理的红宝石和蓝宝石如何鉴别？ 9、红宝石和蓝宝石的质量评价主要考虑哪些因素？具体如何评价？ 10、红宝石和蓝宝石矿床有哪些主要的成因类型？目前，世界上主要的红宝石和蓝宝石产地有哪些？