生活中,我们身边的铝及其合金制品十分常见,大至飞机外壳,小至型材玩具,比比皆是,数不胜数。可是,您知道吗,您家里那件祖传的、价值连城的红宝石或蓝宝石,其化学成分与生活中的铝是一类物质。所以,说起刚玉家族的宝石,还得从铝说起。
铝
红宝石之极品——鸽血红
在自然界,铝通常以化合物氧化铝的形式存在,其化学式为Al2O3。在不同的热力学条件下,同是氧化铝的成分,却能形成不同的晶体结构,表现出不同的物理、化学性质。目前已知氧化铝的同质多晶体可达十余种,但常见的主要有α-Al2O3、β-Al2O3和γ-Al2O3三种晶体,在1300℃以上的高温时,氧化铝晶体几乎完全转化为α-Al2O3。天然存在的α-Al2O3晶体叫做刚玉,其摩氏硬度为9,仅次于金刚石。优质的天然刚玉就是红宝石或蓝宝石。
红宝石的颜色级差
按照中国珠宝玉石国家标准,红宝石限指红色,橙红色、紫红色、褐红色等多种刚玉质宝石,红色产生的原因是含有铬离子(Cr3+)及镍离子(Ni3+)等杂质,杂质含量及比例的差异,造就了色度不同的多种红宝石。在红宝石中,颜色纯正、红如鸽血的晶体被称为鸽血红宝石,是红宝石中的极品,红色艳丽,十分少见,市场价格甚至高于钻石。
石榴石
有一种成分为A2B2[SiO4]3(A、B为金属元素)的硅酸盐矿物,称为石榴石,也有与红宝石类似的漂亮红色,其摩氏硬度为6.5—7.5,价值远不及红宝石,二者有硬度和光性上的差异,有些不良商家将其当作红宝石卖给消费者,购买需谨慎。
各色蓝宝石
刚玉家族中的蓝宝石与红宝石虽然是亲兄弟,但蓝宝石由于资源量较大,所以在珍贵程度上与红宝石相差较多,人们赋予它的含义也与红宝石大不相同。也许是红宝石太珍贵了,所以将除红宝石之外的所有颜色的刚玉质宝石都称为蓝宝石,其颜色有蓝、蓝绿、绿、黄、橙、粉、紫、黑、灰、白、无色等,真是色彩缤纷。
“矢车菊蓝”蓝宝石
在蓝宝石中,较为珍贵的是蓝色蓝宝石,致色元素为铁和钛,铁含量越高,蓝色越深,直至黑蓝色。蓝色蓝宝石中以“矢车菊蓝”最为珍贵,即朦胧的略带紫色调的浓蓝色;另有蔚蓝、鲜蓝、浓蓝、海蓝、湖蓝、水蓝等色调。
黄色、绿色、紫色蓝宝
在蓝宝石家族中,还有黄色蓝宝石(又称黄宝石)——与氧化铁的存在有关;紫色蓝宝石——与钒和铬的含量有关,深紫色被加热可得美丽的玫瑰色;绿色蓝宝石——因含铁、钴、钒而呈绿色,较为少见,颗粒质量很少有超过几克拉的;无色蓝宝石——成分中不含色素离子,火彩较弱,主要用作钻石的代用品;久达蓝宝石——因含网状包裹体而呈乳白色蛋白光,又称牛奶石。
刚玉家族的宝石主要以来自地幔的深源包体形式赋存于碱性玄武岩中,在气化-热液型矿床和变质地质体中也可形成刚玉宝石。当含刚玉的原岩遭受风化破坏后,可使其转入砂矿之中。
刚玉宝石的著名产地有缅甸、泰国、斯里兰卡、柬埔寨、澳大利亚等,我国的海南、福建、山东、江苏等地也有产出。
斯里兰卡宝石开采现场
作者:中国地质学会生物演化与地史学团队
来源: 吉林大学