刚玉的晶体形态是晶体结构的反映，具有L33L23PC的对要素，呈现桶状、六方柱状、六方双锥，常出现平行于柱面、锥面的色环(色带)。蓝宝石中普遍存在较完整色环(色带宽窄不一。一个晶体中有分层现现的特点)，气、气液包体不发育，红宝石中普遍存在不完整色环(色带宽而短)，气、气液包体发育。
刚玉为玻璃光泽，但因常存在依底面或菱面体面形成的聚片双晶而出现裂理。比重3.98。产于相对贫硅的火成岩和变质岩中，并常见于冲积砂矿中。美国的北卡罗林纳州和乔治亚州，俄罗斯的乌拉尔山脉、南非特兰斯瓦等为主要产地。 红宝石是指所有红色调的刚玉宝石，包括红、粉红、橙红、紫红、褐红等颜色，其红色主要是由化学成分中所含微量元素——铬所造成的。
蓝宝石是指除了红色系列以外的所有颜色的刚玉宝石，这其中包括了蓝、天蓝、蓝绿、绿、黄、橙、褐、灰、黑及无色等多种颜色，蓝宝石的颜色多由其化学成分中所含钛、铁、钒等微量元素造成。蓝宝石通常冠以其颜色名称，如白色蓝宝石、紫罗兰色蓝宝石、黄金蓝宝石、绿色蓝宝石、黄色蓝宝石等。在各种色彩之间，以蓝色蓝宝石在世界各地最为流行。红宝石是指颜色呈红色、粉红色的刚玉。化学式为Al2O3，因含微量的杂质元素Cr而呈红色 （其它品种的红色宝石不能称作红宝石）。
在人们生活的地球上，地壳中化学成分中Al2O3是仅次于SiO2的组分，但在自然界以Al2O3结晶矿物的刚玉矿物相对却十分稀少，其内在因素由于它们的化学、物理性质所决定。
Al2O3与SiO2在化学性上具有极大的亲和力，十分容易形成铝硅酸盐矿物及水化物，如岩浆岩中鲍文反应中的连续系列斜长石、钾长石；热液及沉积作用中形成的沸石类、粘土矿物类；变质作用中形成的蓝晶石、十字石、符山石。在高温、富铝、贫硅的特殊物理、化学环境中，形成于岩浆作用、接触变质作用、区域变质作用中。在常温条件下含刚玉的岩石经风化作用、搬运作用、分选富集形成刚玉砂矿。
岩浆作用形成的碱性正长岩(刚玉正长岩、刚玉正长伟晶岩。)、刚玉斜长岩(珍珠云母化作用的刚玉斜长岩，称为刚玉珠云岩)、橄榄苏长岩、碱性橄榄玄武岩，刚玉成为一种主要付矿物，富集地段可形成刚玉矿床。
接触交代变质作用形成的大理岩，如西藏刚玉矿床产于辉长岩与大理岩接触带，缅甸刚玉矿床产于花岗岩与大理岩接触带，符山石―透辉石共生的接触交代矽卡岩带。
区域变质作用形成的刚玉片麻岩、刚玉岩，如河北的刚玉黑云母片麻岩，其岩石具眼圈构造，刚玉被肉红色钾长石包围俗称红眼圈石，刚玉被白色钾长石包围俗称白眼圈石，刚玉被黑云母包围俗称乌鸦镜。湖北的黑云母片麻岩，其岩石具眼圈构造，刚玉被白色钾长石包围俗称白眼圈石。
符山石：四方晶系，化学组成Ca10Mg2Al4[Si2O7]2[SiO4]5(OH)4，SiO2含量37%±，Ca0含量35%±，属含钙硅酸盐矿物，是典型的接触变质矿物，与含钙的石灰岩接触产生的变质作用形成的矽卡岩产物。
透辉石(透辉石―钙铁辉石)：单斜晶系，化学组成Ca(MgFe)[Si2O6]，SiO2含量53%±，Ca0含量24%±，MgO含量16%±，FeO含量l%±，属含钙及镁、铁硅酸盐矿物，一部分成因与含钙的石灰岩接触产生的变质作用形成的矽卡岩产物。符山石―透辉石―刚玉组合的形成顺序为：刚玉→符山石→透辉石。
刚玉颜色玫瑰红色，结晶呈粗大的六方柱状晶体，从标本的另一面还生长有一个连生的小晶体，晶体边缘局部被溶蚀成港湾状、孤岛状。符山石颜色翠绿色，结晶呈显微细柱状、板状集合体，包含及交代刚玉。透辉石颜色墨绿色，结晶呈显微细柱状集合体，呈斑点状不规则外形交代充填在符山石中，少量已深入到刚玉晶体的边部。
符山石―透辉石―刚玉组合说明，在同一地质体中，矿物结晶物理化、学环境的不断变化，通过对矿物形成机制的研究，分析形成模式。当结晶阶段处于一种高温高铝贫硅刚玉相中，刚玉以自形晶体生长，当硅含量增高转为符山石相，同时要对早期形成的刚玉产生局部的溶蚀交代作用，当铁镁含量增高时则转变为透辉石相，环境中“某一因素”的改变，导致透辉石的结晶能量的变化，形成斑点状外形(这是接触变质岩的特征之一)。
红宝石的主要产地有缅甸，泰国，斯里兰卡，越南，坦桑尼亚，中国的云南，安徽，青海等省也有产出，其中以云南产红宝石质量较 好。下面分别一一介绍：1 、缅甸红宝石：颜色纯正，色泽鲜艳，饱和浓烈，其“鸽血红”品种为世界上最珍贵的红宝石，市面上几乎很难见到。另外在缅甸的孟索矿区新近发现的一种红宝石矿，其颜色呈暗红、褐红，中间呈不透明的乳白色、蓝色色调，通常它们都要经过热处理后，颜色变得较鲜艳，市场上有很多这样的红宝石。2、泰国红宝石：红宝石颜色较深，透明度较低，呈暗红色调。3、斯里兰卡红宝石：颜色品种多，包括各个系列，从浅红到红，透明度高，其中的樱桃红也很有名，它是红色中略带一点粉色调。4、越南红宝石：颜色呈紫红色、暗粉紫色，总体颜色介于缅甸红宝石和泰国红宝石之间，是八十年代发现的。裂隙发育。5、坦桑尼亚红宝石：颜色为红到紫红，较暗，具黄色色调。裂隙发育。6、中国红宝石：目前发现的红宝石总体来说，质量较差，无论是颜色、粒度，还是透明度。相比较而言，云南的红宝石质量较好，颜色有紫红色，玫瑰红色，浅红色，但是其裂隙较发育，因而影响其透明度。 蓝宝石蓝宝石的英文名称为Sapphire，源于拉丁文Spphins，意思是蓝色。蓝宝石的矿物名称为刚玉，属刚玉族矿物。目前宝石界将红宝石之外，其余各色宝石级刚玉统称为蓝宝石。 物理性质折射率：1.762～1.770，双折率为0.008～0.010；密度：4.00g/cm3；具典型的吸收谱线；硬度与蓝宝石并排在钻石其后，为第二大硬度9，因此只有钻石才能在其表面刻划，用它的一个棱角可以很轻松的在玻璃的表面划一道线（玻璃的硬度为6以下）；裂理较发育，常见的红宝石其内部有很多的裂纹，即所谓红宝石的“十红九裂”；具有较明显的二色性，有时肉眼从不同角度就能看出其颜色变化；加工之前的红宝石原形为桶状，板状。
化学性质
蓝宝石的化学成分为三氧化二铝（Al2O3），因含微量元素钛（Ti4 ）或铁（Fe2
）而呈蓝色。属三方晶系。晶体形态常呈筒状、短柱状、板状等，几何体多为粒状或致密块状。透明至半透明，玻璃光泽。折光率1.76-1.77，双折射率0.008，二色性强。非均质体。有时具有特殊的光学效应-星光效应。硬度为9，密度3.95-4.1克/立方厘米。无解理，裂理发育。在一定的条件下，可以产生美丽的六射星光，被称为“星光蓝宝石”。
蓝宝石具有脆性，佩带时应避免摔打、磕碰。
1．原始晶形：xx品具有桶状、柱状、板状晶形，晶面横纹发育，垂直于C轴的裂理发育，因此断口处呈阶梯状，部分样品具坚硬的熔融壳。而焰熔法合成品的原始晶形为梨形，有时为冒充xx品人为进行破碎、滚圆，但其无裂理，因此也无阶梯状断口，而是贝壳状断口。
2．颜色：早期焰熔法合成品的颜色过于纯正，过于艳丽，给人以不真实的感觉。但随着生产工艺的不断改进，这种感觉只能作为一种警示，而不是鉴别依据。
3．多色性：xx品的台面取向一般是垂直C轴的，用二色镜从台面观察时，无法看到二色性或二色性不明显。而焰熔法合成品的梨晶由于应力作用，常常沿C轴方 向裂开，为了充分利用原材料，其台面取向是平行于C轴的，从台面观察可看到明显的二色性。所以，当二色性观察出现异常时，应引起警觉。
4．发光性：xx红宝石和焰熔法合成红宝石在紫外光源照射下均可发红色荧光，但xx品的荧光效果弱于合成品。xx蓝宝石在紫外光下常表现为惰性，而焰熔法合成蓝宝石的发光性较活跃：无色品种在短波紫外光下可有淡蓝色荧光；绿色品种在长波紫外光下可有橙色荧光；蓝色品种在短波紫外光下可有淡蓝- 白色或淡绿色荧光。
5．吸收光谱：xx红宝石和焰熔法合成红宝石的可见光吸收光谱相同，只是xx品的吸收强度弱于合成品。xx蓝宝石中的蓝色、绿色、黄色品种的可见光光谱中可全部或部分显示三条铁的吸收线，其中450nm最强，而焰熔法合成蓝 宝石则可能缺失这些吸收线或吸收线很弱而且模糊。
6．生长纹：xx红宝石、蓝宝石中常发育围绕C轴的平直生长条带，不同方向的生长带 以一定的角度有规律的相交分布。而焰熔法合成品中仅能见到弯曲弧形生长纹，它是焰熔法合成品的重要鉴别依据。但随着生产工艺的改进或再次加热处理，生长纹的弯曲特征越来越来难以观察。
7．气泡：气泡是焰熔法合成品的另一个重要的鉴定依据。气泡虽然很小，但由于其折射率与红宝石、蓝宝石的折射率相差很大，所以有较明显的轮廓，易于观察。气 泡一般为球状，既可零星分布，也可呈带状、云雾状弥漫于整个样品中。
8．合成星光品种：其星线仅存于宝石的表层，星线完整、清晰，星线较细，另外。还可见到气泡、弯曲生长纹。而xx星光品种的星线产生于样品内部，星线可有缺失、不完整，星线较粗。
1．晶体形态：助熔剂法合成红宝石的晶形主要呈板状、粒状，单晶中的底轴面及菱面体面十分发育，而缺失xx红宝石的六方柱面、六方锥面。
2．内部特征：xx红宝石中固态包裹体品种繁多，如硬水铝石、磷灰石、金红石、金云母、锆石等，这些细小的晶体形态各异、组合不同构成了不同的产地特征。而助熔剂法 合成红宝石中最主要的固态包裹体则是“助熔剂残余”，它们在反射光下呈现浅黄色、橙红色，并具金属光泽，绝大多数是不透明的，其形态有树枝状、栅状、网状、扭曲的云状、熔滴状。另外，在助熔剂法合成红宝石中有时可见到从铂坩埚上剥落的铂片，铂片呈三角形、六边形或不规则多边形状，它们均不透明，在反射光下有银白色的金属光泽，铂片的出现可作为合成红宝石的依据。
水热法合成品
水热法合成技术是一种更接近xx宝石生长环境的新技术，因此，合成品与xx品极为相似，其鉴别依据主要是以下两个方面：
1．晶体特征：水热法合成品多为板状晶体，与xx品有较大区别。
2．内部特征：a.
典型的内部特征是含有种晶片，种晶片与其两侧的红宝石有着明显的界限，种晶片的两侧可有一些发育不规则的晶芽和雾状包体。b.
普遍具有明显的生长纹，生长纹往往深浅不一，形态呈锯齿状、波纹状．c. 钉状包裹体：常含有一种特征的“钉状”流体包裹体。d.
金属包裹体：可能含有合金包裹体，呈三角形、四边形等多边形的形状，不透明，反射光下具金属光泽。
将色浅、裂隙发育的刚玉放进有色染料溶液中浸泡、加温，使其染上颜色。
鉴别：
1．放大检查时可发现染料在裂隙中集中。
2．虽然外表浓艳，却没有明显的多色性。这是因为染料并未进入宝石的晶格。
3．染料可能引起异常的荧光，如可有橙黄-橙红色荧光。
4．红外光谱中出现染料的吸收峰。
充填处理
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。有时可见到未逸出得气泡。
热处理这种方法历史悠久，其结果稳定、持久而被人们普遍接受。主要应用于：
1．削减蓝色：在高温氧化气氛中加热带蓝色调的红宝石或深色蓝宝石，将发生Fe2 向Fe3 的转变，使样品中Fe2 /Ti4 致色离子对数量减少，从而去除多余的蓝色。这种方法还可将浅黄色、黄绿色的样品变成橘黄色或金黄色。
2．加深或诱发蓝色：在高温还原气氛中加热色浅的蓝宝石，使宝石中原有的Fe3 转变为Fe2 ，增加了Fe2 /Ti4 致色离子对的数量，使样品由浅变深。
3．去除丝状包裹体：在空气中将红宝石或蓝宝石加热至1600-1800摄氏度，使原来以丝状、针状包裹体形式存在的金红石（TiO2）熔融，然后迅速冷却，使钛进入晶格与Al2O3形成固熔体，从而达到提高净度的目的。
4．产生星光：在空气中加热样品，然后缓慢冷却，使样品内以固熔体形式存在的钛出熔，形成金红石针状包裹体，从而产生星光。
5．愈合裂隙：将发育大量裂隙的红宝石置于硼酸钠中加热，由于硼酸钠可以降低红宝石的熔点，使其裂隙愈合。
热处理的鉴别：
1．颜色出现不均匀的扩散晕或色块。
2.内部所含的低熔点包裹体（如长石、方解石、磷灰石等）发生部分熔融，使 原来柱状晶体边缘变得圆滑。
一些丝状、针状包裹体（如金红石）变成断续的丝状、点状。
3．样品内部的原生流体包裹体在高温作用下发生胀裂，流体浸入新胀裂的裂隙中。
4．已切磨好的样品表面会发生局部熔融，产生一些凹凸不平的麻坑。为了xx麻坑而进行的第二次抛光时，常出现双腰棱、多面腰棱现象。
5．经热处理产生的黄色和蓝色蓝宝石缺失450nm吸收带。
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。
鉴别：
1．当样品浸在二碘甲烷中观察时，可见到颜色多集中于腰围、刻面棱及开放性裂隙中。
2．在短波紫外光下表面扩散处理的蓝宝石可见到白垩状蓝色或绿色荧光，而表面扩散处理的红宝石可见到斑块状蓝白色磷光。
3．表面扩散处理的红宝石具有异常的折射率，折射率可达1.80。
4．表面扩散处理的样品二色性模糊，红色品种有时表现为异常的黄色-棕黄 色二色性。
5．表面扩散处理所产生的星光品种，其星线xx、均匀，颇似合成星光品种，但显微镜下观察可发现“星光”仅局限于样品的表面。而且，没有xx星光品种中的三组定向排列的金红石细针，仅见表面由一层极薄的絮状物，它们由细小的白点聚集而成。
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