來源：中科院物理所

自古以來，紅寶石都被人們視作珍寶。在歐洲神話中，7月份的生辰石，便是紅寶石，它是愛情的象征，歐洲皇室的婚禮上，經常将紅寶石當作婚姻的見證。與紅寶石相關的浪漫傳說數不勝數，《聖經》中也認為紅寶石和智慧與美貌相關。那麼紅寶石為什麼會成為那麼多人的追求和向往呢？今天我們就一起來揭開紅寶石神秘的面紗~

1-紅寶石戒指（圖片來源：百度圖片）

紅寶石指紅色的剛玉，極品紅寶石的顔色為“鴿血紅”。剛玉分子式為Al2O3，純淨的剛玉為無色。天然剛玉晶體中常有少量Cr、Fe、Mn、Ti、Ni、Co、V等元素以類質同象方式替代Al，使晶體呈現多種顔色。含Cr的剛玉呈現紅色，即紅寶石；含有Fe和Ti的剛玉會呈現藍色，含有Ni的呈現黃色，含有Co、V的呈現綠色。除紅色剛玉外，其餘所有顔色的剛玉均成為藍寶石，前面可加顔色修飾，如粉色藍寶石、黃色藍寶石、綠色藍寶石等。有些珠寶商會将粉色剛玉也歸為紅寶石序列，這在礦物學分類上其實是不嚴謹的。

2-天然藍寶石單晶，為半自形晶（圖片來源：百度圖片）

3-天然綠色藍寶石單晶，為自形晶（圖片來源：百度圖片）

4-天然粉色藍寶石單晶，為他形晶（圖片來源：百度圖片）

5-天然黃色藍寶石單晶，為他形晶（圖片來源：百度圖片）

剛玉為自然界中第二硬的礦物，其磨氏硬度為9，僅次于金剛石（磨氏硬度10），也即俗稱的鑽石。因剛玉硬度大且價格相對金剛石較低，常被當做金剛石的替代品，做砂紙或研磨材料。剛玉為玻璃光澤至亞金剛光澤，反射率較高。剛玉族礦物為三方晶系，晶體多呈桶狀、柱狀，少數呈平行于（001）面的闆狀（圖6）。剛玉晶體無節理（圖2、圖3、圖4），但裂理發育（圖2、圖5），紅寶石作為剛玉的一種，也難以幸免，因此也常有“十紅九裂”的說法。當礦物晶體中存在微細包體（見下文），或者收到外力時，則沿着晶體力學薄弱面出現破裂，也即裂理。裂理不是礦物的固有性質，也不嚴格遵守晶體晶格結構。

6-理想情況下剛玉晶體光性方位（圖片來源：《結晶學與礦物學》）

自然界中的天然紅寶石，經常含有各類包裹體，一定程度上影響了紅寶石作為寶石的價值，裂理少且透明的天然紅寶石極為罕見。當紅寶石中含有大量微細針柱狀的金紅石包體，且金紅石恰好分布在0001面上沿晶體晶面交點分布，相互相交成120°時，沿晶體c軸将紅寶石加工為弧面（圖6），便可出現星光效應（圖7），常見的為六射星光，少量為十二射星光。星光效應是三方晶系的寶石級礦物所特有的。

7-六射星光紅寶石（圖片來源：百度圖片）

紅寶石的改良

天然的紅寶石大多由于顔色、透明度、裂理、包裹體等的影響不能直接作為寶石的原材料，需要一定的加工改良。

熱加工方式是紅寶石處理的最常見方式，将紅寶石至于1000℃溫度下加熱适當時間，可以去掉紅寶石内的紫色或者藍色色調。熱加工為純物理方式，不改變紅寶石化學成分，經熱處理的紅寶石仍可被認為是純天然紅寶石。熱處理也是國際珠寶協會認可的紅寶石優化方法。

為了彌補紅寶石的裂隙或内部包裹氣泡（圖8），增加其透明度，可以采用填充處理法，即用含鉛玻璃、硼砂或者有機膠充填，疊加熱處理，愈合紅寶石的缺陷。經填充處理的紅寶石，其化學成分會發生變化。

另一種具有欺騙性的處理方式為擴散處理，即将外部色素導入寶石表層，增加紅寶石色彩的鮮豔度，或者制造浮于表面的星光效應。

8-紅寶石的氣泡包裹體，經填充處理可愈合（圖片來源：搜狐網）

紅寶石的鑒别

紅寶石由于其特殊的顔色和優越的性能，具有極高的觀賞價值和經濟價值，深受人們喜愛。但随着優質紅寶石礦産資源的大量開發，天然高質量紅寶石越來越稀少。這就一方面導緻紅寶石改良日益普遍，另一方面也會使有些商家用紅色锆石、尖晶石、電氣石、石榴石等來冒充紅寶石出售。在工業用紅寶石中，人工合成也成為天然紅寶石的替代生産方式。這就給紅寶石鑒定帶來一些難題。

紫外線照射是一種行之有效的鑒别方式，且工具容易獲得，驗鈔機上一般都帶有紫外線。紅寶石具有熒光性，在長波和短波紫外線照射下，均會産生弱的紅色熒光（圖9）。锆石和石榴石在紫外線下一般無熒光。紅色電氣石在紫外線下為淺粉色。尖晶石在紫外線照射下的顔色類似中國紅。

9-紫外線下紅寶石的熒光色（圖片來源：搜狐網）

激光拉曼是另一種高效、無損、精确的鑒定方法，不僅可以鑒定出紅寶石的真假，還可以鑒定出紅寶石是天然的還是人工的、紅寶石是否經熱處理和填充。

10-紅寶石拉曼光譜（圖片來源：《拉曼光譜在紅寶石檢測中的應用研究》）

剛玉族礦物拉曼光譜特征類似，其峰值分别為378、417、430、447、576、645、750cm-1，不同礦物拉曼峰值相對強弱不同，同一種礦物激光入射角度不同，特征峰值也會發生變化。對于紅寶石而言，當入射光平行于c軸時（圖6），除417cm-1外，645cm-1為最強峰值（圖10a）。當入射光垂直于c軸時，645cm-1峰值消失，取而代之的是576和750cm-1（圖10b）。激光入射角度不同，拉曼特征峰發生變化，是紅寶石晶體各相異性導緻的。

合成紅寶石常在拉曼光譜中出現一組強且對稱的熒光背景，這在天然紅寶石中是不會出現的。此外合成紅寶石會出現785cm-1的特征峰，該峰值與過渡族或稀土元素的存在有關，在天然紅寶石中不會出現。在合成紅寶石時，常在原料中加入Mo、Bi、W的氧化物做助熔劑，這些元素成為合成紅寶石晶體的組成部分。此外，合成紅寶石還可通過彎曲生長紋、拉長的氣泡（圖11）、未熔解的原材料顆粒等來辨别。

11-具有彎曲生長紋和拉長氣泡的人工合成紅寶石（圖片來源：搜狐網）

除以上特征峰外，在800-2000cm-1區域，紅寶石在1353cm-1存在一個強度不大且較寬泛的特征峰，如果紅寶石中充填玻璃質，則會在1356cm-1處出現特征峰（圖12）。若紅寶石中填充有機膠，則在2300-3500cm-1範圍内出現特征峰。經過熱加工的紅寶石的激光拉曼方法鑒别，具有一定的偶然性。如紅寶石中出現710和1085cm-1的特征峰，表明紅寶石内含有方解石包裹體，且此紅寶石未經熱處理。因為方解石熔點為825℃，紅寶石熱處理的溫度為1000℃，經過熱處理的紅寶石中方解石包裹體發生熔融，不會以晶體形式存在。但這種鑒定方式具有局限性，因為隻能判定含有方解石包裹體的紅寶石未經熱處理，而不能判别不含方解石包裹體的都經過了熱處理。

12 a-紅寶石1353 cm-1及1501 cm-1特征峰；b-充填的玻璃制品的1356 cm-1特征峰（圖片來源：《拉曼光譜在紅寶石檢測中的應用研究》）

因此，大家在購買紅寶石時，請一定注意分辨商家對所出售寶石的誇大贊譽。若個人缺少鑒定的專業知識和專業設備，最可靠的方式是索要鑒定證書。紅寶石在世界範圍通用的具有權威性的是瑞典的GRS證書。國内最具權威性的則是國檢證書，即NFTC證書。兩種證書标準和描述内容稍有差異，但均可作為紅寶石品級的官方認證。

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