变色蓝宝石是什么

变色蓝宝石非常珍贵，一般不常见。

　　1、蓝宝石与红宝石一样名贵，如果色泽、净度、切割好，价格很高，小小的一颗，往往要几万元。但市场上假冒的蓝宝石不少，因此务必谨慎，花很少的钱就买到一颗高质量的蓝宝石。

　　2、市场上充当蓝宝石的，最常见的是玻璃。其实鉴定玻璃还是较容易的。玻璃是高温下压模而出来的，冷却后自然收缩，平面向内凹陷。这凹陷现象肉眼不易发现，必须借助放大镜，使用放大镜时，不能直线聚焦，应该斜向聚焦，就易发现凹面，凹陷的，通常是玻璃。而宝石的打磨抛光，通常达到十分平整的效果。另外一个鉴定方法是，玻璃中的包裹体种类繁多，最常见的就是气泡，而宝石没有气泡。玻璃里的气泡，用10倍的放大镜观察，就能发现。

　　3、还有一个充当蓝宝石的，是人工合成的蓝宝石，鉴别方法是，先看质地，质地的结构是否天然结晶，天然结晶往往是凌乱的、无序的，因而通常是真品。而合成的蓝宝石，结晶往往十分有序。当然不少合成的蓝宝石里面洁净无瑕，这通常也是假货。因为天然的宝石总是有些杂质，洁净无瑕的几乎没有。这种合成的蓝宝石，往往色泽刺眼，光彩非常肤浅，没有天然色泽的深沉感。而天然的宝石颜色纯度高、不刺眼，光彩自里向外自然射出。

　　4、人们通常所说的红宝石、蓝宝石是泛指红色、蓝色的宝石，实际上真正的红宝石(Ruby)和蓝宝石(Sapphire)是达到宝石级的刚玉（刚玉是矿物名称），红、蓝宝石的硬度在自然界所有矿物中仅次于金刚石，它们的化学成分为氧化铝(Al2O3)，纯净时无色，含有09%-4%的铬元素时呈红色，含铁和钛时呈蓝色；形状呈三方晶系，自然界中的晶体形态常为柱状(两端稍细，中间稍粗)或板状的六边形，外观多似桶状；颜色主要有无色、红色及蓝色，红宝石主要呈深紫红色或橙红色，蓝宝石主要呈蓝色或蓝绿色，其它还有绿、黄、粉、褐等颜色；硬度为9；相对密度为399-40；由于常见聚片双晶、接触双晶，会有裂理；整体为透明至半透明，光泽呈现出玻璃光泽至亚金刚光泽，红宝石在紫外灯下有明显的红色荧光，蓝宝石大多数无荧光；通常红、蓝宝石的折射率能达到1762-1778，对于含有三组定向排列的纤维状内含物的红、蓝宝石，采用弧形的素面切割，能产生星光效应。

　　5、红、蓝宝石天然品与合成品在外形上有很大区别，首先，观察宝石内的生长纹，焰熔法合成的多为弧形，而天然结晶形成的是直的折线。再次，观察宝石内的包体，助熔剂法合成宝石中常含有未能熔化的熔质小点和致色熔剂的残留物，在20倍放大镜下为“蠕虫状”；有时有圆形的气泡和微小的气泡群，有时可见坩埚上脱落下来的六边形或三角形铂金片。天然宝石中的包裹体多是一些细小的金红石晶体，或是指纹状气液包体；还常见小裂隙。最后是观察它的颜色，合成品的颜色过于艳丽，非常均匀，看起来有点呆板、刺眼，天然品则色泽相对柔和。

　蓝色，象征着真理、高贵、恬静、纯真、希望它是天空的颜色，是圣经中神之居所的颜色，它的寓意似乎永远无法用文字准确地描述。蓝宝石一经现世便被赋予神秘和无可比拟的神圣光环，被认为会带来神的祝福与恩典而被异常地珍视和尊崇，就这样，它闪耀的光芒和色彩被谱写成一首“蓝色赞美诗”，表达着世人对天神无限的感恩与爱戴。接下来就跟着我一起去看看吧。

　蓝宝石的形成：

　蓝宝石的形成是一个很长的过程。这种特殊的蓝宝石形成于斯里兰卡高地的岩石中。岩石大多是花岗岩，由熔融的岩浆冷却凝固下来，受到酷热和高压而形成。

　“这里的花岗岩已被确定有近20亿年的历史。而后5亿多年前，大规模的变质岩山脉形成，其中的岩石被挤压重组。这些山脉根源处的温度已经超过900摄氏度，压力超过9000大气压。”

　蓝宝石可能在花岗岩重组之前就在内部形成了，或者后来当岩石被加热和压缩时形成。

　Redfern说：“不管是哪种情况，温度和压力在一个又一个百万年间的变化是非常缓慢的。这样晶体才能长得这么大。”

　宝石形成后就蹲在岩石中，地壳隆起成山，岩石被抬升，后被侵蚀。“于是岩石被带到地表，经过雨水的冲刷和风化作用，将之送到河中，到达拉特纳普勒的宝石砂场。”

　蓝宝石这样的矿物能在这样的旅途中幸存下来是因为它们足够坚硬。相对软些的岩石会侵蚀成泥和沙子，有利于斯里兰卡强降雨形成的河床。

　蓝宝石之所以这么坚硬，是因为它们由刚玉、铝氧化物组成。“刚玉是硬家伙，可以用作砂纸上的研磨剂。”

　“如果你添加微量的铁和钛到正在成长的刚玉铝氧混合物中，就能形成蓝宝石。蓝宝石是‘有杂质的’刚玉——有铁和钛的痕迹。”

　蓝宝石的文化价值：

　魔力帝王之石

　自古以来蓝宝石就有“帝王之石”之称。蓝宝石让几乎每一个时代的皇室被其吸引，并将之视为保佑圣物和典藏珍品。传说蓝宝石可让佩戴者免于遭人妒忌，并可蒙受神灵垂爱，于是古代国王就在颈间配戴蓝宝石，作为避免受伤的强力防御物。当听说蓝宝石可以除去眼中污物或异物时，在查理五世收藏的宝石中，就又多了一颗治眼疾的椭圆形东方蓝宝石。 19世纪，正是由于一颗被世人誉为“拥有它者必为王”的卡鲁大帝的护身蓝宝石，改变了拿破仑一世和爱妻约瑟芬的命运。它也曾与钻石、珍珠一起成为英帝国国王、俄国沙皇皇冠上和礼服上不可缺少的饰物。从彼得大帝开始俄国君王就充满了对蓝宝石的疯狂热爱，著名的“俄罗斯钻石宝库”即使在75%的宝石被盗流入民间的情况下，库存中还依然拥有总重1700克拉大颗粒蓝宝石和总重2600克拉小粒蓝宝石。

　著名的路易十四蓝宝石则是一枚13580克拉澄清明湛、完美无瑕的宝石，德国公主获得它之前，路易十四将它买下作为“法国之耀”，并装饰于帽子或领巾上。这颗似有神佑的宝石，在之后1792年法国皇冠珠宝遭窃时，只有它好好地躺在密封盒子里幸免于难，目前陈列于巴黎自然历史博物馆。 而当年罗马尼亚费迪南德国王送给玛利亚王后作礼物的一颗异常珍贵的重达478克拉的蓝宝石，在经历了一系列跌宕起伏的物是人非之后，被收藏家哈里·温斯顿于2003年在日内瓦以149万美元的价格售出，蓝宝石就这样继续上演着新的命运之戏。

　不朽爱情之证

　不知从何时起蓝宝石和爱情结下了不解之缘，常常被看作是纯爱的结晶和对感情坚贞忠诚的象征。对于恋人，蓝宝石更是检验感情的试金石，传说热恋会让蓝宝石的光彩更夺目，而当其中一方变心时，光泽就会随之黯淡、消失，而如果将蓝宝石镶成戒指佩戴，将带来幸运和美满。

　在现代，蓝宝石同样寄托着人们对婚姻的幸福和对未来的期望，被定为结婚5周年和45周年的珍贵纪念宝石，星光蓝宝石则因代表“忠诚、希望与博爱”，以及它独特星线被指定为结婚26周年的纪念宝石。作为爱的见证，蓝宝石从不逊色于其他宝石。当年温莎公爵就选择了蓝宝石作为爱的信物，那枚旷世闻名的“猎豹”胸针上就镶嵌着一颗稀有的15235克拉的喀什米尔磨圆切割蓝宝石。这枚由钻石和蓝宝石守护的爱的礼物最后在1987年那场著名的苏富比拍卖会上以154万瑞士法郎被卡地亚购回。蓝宝石的存在，为世界带来了更多美好和爱的希望。

　蓝宝石的收藏要点：

　一、蓝宝石有多少种颜色

　蓝宝石虽然以蓝字做定语，但并非只有蓝色一种颜色。其实，蓝宝石就是除红宝石之外，其他颜色刚玉的统称。所以除蓝色之外，还有粉红色、粉色、**、绿色和白色的蓝宝石。这些颜色当中，蓝色的最受欢迎。但粉红色、橙色蓝宝石也是十分稀有且价值很高的。

　二、哪里产的蓝宝石品质较好

　蓝宝石的主要产地有克什米尔、斯里兰卡、泰国、缅甸、澳大利亚，以及中国的山东昌乐。其中，斯里兰卡和克什米尔的蓝宝石一般呈微带紫的靛蓝色，颜色艳丽纯正、透明度高、品质很好，值得收藏。澳大利亚、山东昌乐的蓝宝石在市面上比较常见，但它们透明度差、杂质较多，商家会通过优化的方法，让它们颜色变浅，以提高价值。所以我们见到的昌乐蓝宝石，一般都是优化处理过的。

　三、如果商家滥竽充数，那该怎么鉴别呢

　确实有这种情况，比较常见的仿品有水晶、托帕石、锆石、萤石、玻璃。但是，仿制品是无法模仿蓝宝石的硬度和密度的。除了钻石以外，蓝宝石是最硬的矿物，钻石的硬度是10，蓝宝石的硬度是9，水晶的硬度是7。因此，蓝宝石可以拿来划玻璃，仿品则不能，可以视为鉴别方法之一。其次，官方机构的鉴定证书也是蓝宝石品质的保证。

　四、什么是蓝宝石的优化是不是优化过的蓝宝石价值不高呢

　这种方法十分常见，可以说，市面上90%的蓝宝石都是经过优化的，纯天然的极少。就是通过加热来改变宝石的颜色，也称热处理。由于优化是一种十分普遍的做法，它不会改变蓝宝石的结构质地，所以根据国际惯例，经过优化的蓝宝石在销售时可以不做说明，在鉴定证书上可以不做标注。如果单说“处理”的话，那么方法就不止加热了，还有填充染色等等，这些美化了的经过处理的蓝宝石，在鉴定证书上要标注“蓝宝石(处理)”字样。

　五、挑选蓝宝石的时候有什么标准呢

　　蓝宝颜RGB三原色光模式R红色8、G绿色37、B蓝色103。

　　蓝宝石色，英文Sapphire，十六进制#082567，CMYK印刷四分色模式C青色92、M洋红色64、Y**0、K黑色60，HSV色彩属性模式H色相222、S色度92、V明度40。

　　

　自从近百年宝石进入民间以来，蓝宝石分别跻身于世界五大珍辰石之列，是人们珍爱的宝石品。世界宝石学界定蓝宝石为九月的生辰石。日本人选其作为结婚23周年(蓝宝石)、26周年(星光蓝宝石)的珍贵纪念品。那么蓝宝石是怎么形成的呢接下来就跟着我一起去看看吧。

　蓝宝石的形成：

　(一)接触交代(矽卡岩)型

　该类型的著名产地为泰国的尖竹汶和斯里兰卡的康迪山蓝宝石矿床。

　斯里兰卡的康迪山区的蓝宝石矿床位于辉石正长岩与云白质大理岩的接触带上，与方柱石，金云母，尖晶石等矿物共生。

　(二)热液型(蚀变超基性岩型)

　该类型矿床以坦桑尼亚是的坦噶城，俄罗斯乌拉尔地区的马卡尔鲁蓝宝石矿床为代表。

　该类矿床 蚀变超基性岩体内。成矿作用与花岗岩侵入活动有关。刚玉类宝石(红宝石和蓝宝石)产于有云母和斜长石组成的脉体内。该脉体产在强烈蚀变的蛇纹石化和角闪石化的超基性岩中。

　蓝宝石的介绍：

　英文名：sapphire，蓝宝石以其晶莹剔透的美丽颜色，被古代人们蒙上神秘的超自然的色彩，被视为吉祥之物。早在古埃及、古希腊和古罗马，被用来装饰清真寺、教堂和寺院，并作为宗教仪式的贡品。它也曾与钻石、珍珠一起成为英帝国国王、俄国沙皇皇冠上和礼服上不可缺少的饰物。自从近百年宝石进入民间以来，蓝宝石分别跻身于世界五大珍辰石之列，是人们珍爱的宝石品。世界宝石学界定蓝宝石为九月的生辰石。日本人选其作为结婚23周年(蓝宝石)、26周年(星光蓝宝石)的珍贵纪念品。

　世界蓝宝石产地不多，主要有缅甸、斯里兰卡、泰国、澳大利亚、中国等，但就宝石质量而言，以缅甸、斯里兰卡质量最佳。

　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176-177，双折射率0008，二色性强。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395-41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”。

　蓝宝石的评价与选购。蓝宝石的评价与选购因素是颜色、重量、透明度和净度。蓝宝石的最大特点是颜色不均匀，聚片双晶不发育，二色性强。缅甸地区产的蓝宝石，呈鲜艳的蓝色(含钛致色)，因含包裹体，可产生六射或十二射星光。印度克什米尔蓝宝石，呈矢车菊蓝色，是微带紫的靛蓝色，颜色鲜艳，属优质蓝宝石。斯里兰卡、泰国、中国、澳大利亚产的蓝宝石也各具特色。蓝宝石具有脆性，佩带时应避免摔打、磕碰。

　蓝宝石最大的特点是颜色不均，可见平行六方柱面排列的，深浅不同的平直色带和生长纹。聚片双晶发育，常见百叶窗式双晶纹。裂理多沿双晶面裂开。二色性强，世界不同产地的蓝宝石除上述共同的特点之外，亦因产地不同各具特色。世界蓝宝石产地不多，主要有缅甸、斯里兰卡、泰国、澳大利亚、中国等，但就宝石质量而言，以缅甸、斯里兰卡质量最佳。依据地质成因不同，可分两类：一类是缅甸、斯里兰卡和印度克什米尔产的蓝宝石。另一类是澳大利亚、泰国、中国产的蓝宝石。缅甸等地产的蓝宝石，因含钛致色，故呈鲜艳的蓝色，含绢丝状金红石和指纹状液态包裹体。绢丝状金红石包裹体可产生六射或十二射星光，属优质宝石品种。澳大利亚、泰国、中国产的蓝宝石因其中含有较多的铁，由铁致色，故宝石颜色很暗，刻面宝石反光效果亦不太好，一般均需经过加热改以处理才能使用。

　蓝宝石扥种类：

　印度克什米尔蓝宝石

　颜色呈矢车菊的蓝色，也就是微带紫的靛蓝色。颜色的明度大，色鲜艳。有雾状的包裹体的具乳白色反光效应。属优质的蓝宝石品种。但由于矿区位于喜马拉雅山脉的西北端，海拔5000多米，终年被雾笼罩，近几年没有产出。

　缅甸抹谷蓝宝石

　和红宝石产在同一矿区，除颜色不同外，其它特点完全相同。它的包体如下：绢丝状金红石包体，平行六方柱面密集排列，成60度、120度交叉。如果垂直绢丝状包体切割，琢磨成弧面宝石后可呈现六射或十二射星光;指纹状液体包体的包体空隙中的气泡所占面积较小，约30%左右;固态包体，常见有刚玉、尖晶石、铀烧绿石、磷灰石等。

　斯里兰卡蓝宝石

　和红宝石同属一个矿区，除颜色不同外，其它特点完全相同。其包体如下：绢丝状包体，与缅甸蓝宝石特点相似，区别在于纤维细而长，可呈现六射星光;液体包体，呈不定形层状属布或呈指纹状展布;固态包体，有锆石、磷灰石、黑云母等。

　泰国蓝宝石

　呈带黑的蓝色、淡灰蓝色。晶体中没有绢丝状包体，但指纹状液态包裹体发育。最特征的是黑色固态包体周围有呈荷叶状展布的裂纹。三组聚片双晶发育，裂理沿双晶面裂开。

　中国蓝宝石

　80年代在中国东部沿海一带的玄武岩中，相继发现了许多蓝宝石矿床。其中以山东(昌乐)蓝宝石质量最佳。晶体呈六方桶状，粒径较大，一般在1cm以上，最大的可达数千克拉。蓝宝石因含铁量高，多呈近于炭黑色的靛蓝色、蓝色、绿色和**。以靛蓝色为主。宝石级蓝宝石中包裹体极少，除见黑色固态包体之外，尚可见指纹状包体。没有绢丝状金红石及弥漫状液体包体。蓝宝石中平直色带明显，聚片双晶不发育。大的晶体外缘可见平行六方柱面的生长线。山东蓝宝石因内部缺陷少，属优质蓝宝石。

　黑龙江省蓝宝石

　颜色鲜艳，呈透明的蓝色、淡蓝色、灰蓝色、淡绿色、玫瑰红色等，不含或少含包体，不经改色即可应用。不足之处是颗粒细小。

　海南岛和福建产的蓝宝石

　特点相似，一般粒径小于5mm的晶体，色美透明，除含极少的气液包体和平直的简单双晶纹之外，很少含其它缺陷。但颗粒大于5mm晶体的外缘，均不同程度的含有一层乳白色、不透明、平行六方柱面的环带。晶体中平行菱面体的三组聚片双晶发育。晶体中还有较多的聚隙和蚕籽状金红石包体。

　江苏省蓝宝石

　色美透明，多呈蓝色、淡蓝色、绿色。但在喷出地表时，火山的喷发力较强，故蓝宝石晶体常沿轴面裂开，呈薄板状，故取料较难。

　澳大利亚蓝宝石

一、传统宝石学颜色成因

传统宝石学主要基于宝石的化学成分和外部构造特点，将宝石颜色划分为自色、他色和假色。

1自色

由作为宝石矿物基本化学组分中的元素而引起的颜色，这些致色元素多为过渡金属离子，如铁铝榴石、绿松石、孔雀石、蓝铜矿等。

2他色

由宝石矿物中所含杂质元素引起的颜色。他色宝石在十分纯净时呈无色，当其含有微量致色元素时，可产生颜色，不同的微量元素可以产生不同的颜色。如尖晶石，其化学成分主要是Mg Al2O4，纯净时无色，含微量的Co元素时呈现蓝色，含微量Fe元素时呈现褐色，而含微量Cr元素时呈现红色。另外同一种元素的不同价态可产生不同的颜色，如含Fe3＋常呈棕色，含Fe2＋则呈现浅蓝色。同一元素的同一价态在不同的宝石中也可引起不同的颜色，如Cr3+在刚玉中产生红色，在绿柱石中产生绿色。

3假色

假色与宝石的化学成分和内部结构没有直接关系，而与光的物理作用相关。宝石内常存在一些细小的平行排列的包裹体、出溶片晶、平行解理等。它们对光的折射、反射等光学作用产生的颜色就是假色。假色不是宝石本身所固有的，但假色能为宝石增添许多魅力，这一方面的具体内容已在宝石的特殊光学效应一节里进行了较详细的叙述。

二、近代科学宝石颜色的成因

随着科学的发展，人们发现宝石的颜色不仅仅取决于其化学组成，更重要的是取决于其内部结构。近代科学颜色成因理论打破了传统颜色成因理论中的自色、他色的界限，从晶体场理论、分子轨道理论和能带理论等的角度揭示了宝石颜色成因的本质。

（一）离子内部的电子跃迁呈色（晶体场理论）

晶体场理论研究的对象是处于宝石晶体结构中的过渡金属元素和某些镧系、锕系元素。它把晶体场看成一种正负离子间的静电作用，将带有正电荷的阳离子称为中心离子，把带有负电荷的阴离子和络阴离子统称为配位离子，或简称配位体。晶体场理论与其他理论的区别在于，它把配位体处理为一个点电荷，点电荷作用的实质是产生静电势场力，这种静电势电场又被称之为晶体场。晶体场跃迁包括d-d跃迁和f－f跃迁。元素周期表中第四、五周期的过渡金属元素分别含有3d和4d轨道，镧系和锕系元素分别含有4f和5f轨道。在配位体的存在下，过渡元素五个能量相等的d轨道和镧系元素七个能量相等的f轨道分别分裂成几组能量不等的d轨道和f轨道。当它们的离子吸收光能后，低能态的d电子或f电子可以分别跃迁至高能态的d或f轨道，这两类跃迁分别称为d-d跃迁和f－f跃迁。由于这两类跃迁必须在配位体的配位场作用下才可能发生，因此又称为配位场跃迁。

过渡金属元素的d-d电子跃迁引起宝石颜色变化的最好例子是红宝石、祖母绿及变石，图1-4-11为三者的紫外可见吸收光谱。

图1-4-11 红宝石、祖母绿及变石的UV吸收光谱

A——红宝石；B——变石C——祖母绿

红宝石中致色离子为Cr3＋，从Cr3+的3d3电子组态导出的自由离子谱项为：基谱项为4F，激发谱项为4P、2G、2D等。八面体场中，由基谱项4F分裂为三个能级，即4A2、4T2、4T1。红宝石的吸收光谱特征表明，在可见光区域内，出现两个强而宽的吸收带，分别由4A2→4T2、4A2→4T1能级之间的跃迁所致。d电子在4A2→4T2、4A2→4T1能级间跃迁的过程中，分别吸收225和302e V能量，其余吸收后的残余能量组合成红宝石的颜色（见图1-4-12）。

祖母绿吸收光谱特征表明（见图1-4-13），在可见光区域内，出现两个强而宽的吸收带，分别由4A2→4T2、4A2→4T1能级之间的跃迁所致。d电子在4A2→4T2、4A2→4T1能级间跃迁的过程中，分别吸收204和292e V能量，其余吸收后的残余能量组合成祖母绿的颜色。

图1-4-12 红宝石的UV吸收光谱

图1-4-13 祖母绿的UV吸收光谱

变石的化学式组成（BeAl2O4）介于红宝石和祖母绿之间，影响铝氧八面体的金属离子只有Be一种，因此Cr3＋离子与周围配位体电场强度低于红宝石而高于祖母绿，它的金属氧离子之间化学键的性质也介于红宝石和祖母绿之间。变石中Cr3＋离子4A2→4T2跃迁吸收的能量为216eV，介于红宝石（225eV）和祖母绿（204eV）之间，而4A2→4T1跃迁所吸收的能量（298eV）与红宝石和祖母绿相差不大。在可见光区域内，变石中红光和蓝绿光透过的几率近于相等，于是外部环境的光源条件（色温）就决定了变石的颜色。例如，色温较高的日光灯中蓝绿色成分偏多，导致变石中蓝绿色成分的叠加，而呈现蓝绿色。反之，白炽灯光源中色温偏低，导致变石中红色成分的叠加，而呈现红色（见图1-4-14）。

图1-4-14 变石的UV吸收光谱

（二）离子间的电荷迁移呈色（分子轨道理论）

分子中单个电子的状态函数称为分子轨道。根据分子轨道模型，认为一个分子中所有的轨道都扩展至整个分子上。占据这些轨道的电子不是定域在某个原子上，而是存在于整个分子之中。根据分子轨道理论，电子可以从这一个原子轨道上跃迁到另一个原子轨道上去，这种电子跃迁称为电荷迁移。

某些分子既是电子给体，又是电子受体，当电子受辐射能激发从给体外层轨道向受体跃迁时，就会产生较强的吸收，这种光谱称为电荷迁移光谱。伴随电荷转移，在吸收光谱中产生强吸收带，如果电荷转移带出现在可见光范围内，则产生相应的颜色。电荷迁移有多种形式，它可以发生在同核原子价态之间，也发生在异核原子价态之间。

1金属—金属原子间的电荷迁移

金属—金属原子间的电荷迁移可分为同核原子价态之间的电荷迁移和异核原子价态之间的电荷迁移。

（1）同核原子价态之间的电荷迁移

同核原子价态之间的电荷迁移来自不同价态的同一过渡元素的两个原子之间的相互作用，当两个不同价态的同核原子分布在不同类型的格点中，且两者之间有能量差时，电子可发生转移，并产生光谱吸收带，从而使宝石呈现颜色。堇青石的蓝紫色的产生是这种情况的典型实例。在堇青石中，Fe3+和Fe2+分别处于四面体和八面体位置中，两个配位体以共棱相接，当可见光照射到堇青石时，其Fe2+的一个d电子吸收一定能量的光跃迁到Fe3+上，此过程的吸收带位于17000cm-1（相当于黄光），使堇青石呈现蓝色。蓝色、绿色电气石和海蓝宝石也是由于Fe2+-Fe3+间的电荷迁移而呈的色。

（2）异核原子价态之间的电荷迁移

图1-4-15 蓝宝石的UV吸收光谱

异核原子价态之间的电荷迁移的典型实例是蓝宝石（见图1-4-15），在蓝宝石中Fe2+与Ti4+分别位于相邻的以面相连接的八面体中，Fe、Ti离子的距离为0265nm，二者的d轨道沿结晶轴重叠，当电子从Fe2+中跑到Ti4+中时，Fe2+转变为Fe3+，而Ti4+转变为Ti3+，即Fe2++Ti4+→Fe3++Ti3+。电荷迁移的这一过程，伴随着的光谱吸收能为211eV，吸收带的中心位于588nm，其结果是在蓝宝石的c轴方向只透过蓝色，呈现蓝色。当两个八面体在垂直c轴方向上以棱相连接时，这时电荷转移吸收带略向长波方向位移，使蓝宝石在非常光方向上呈现蓝绿色。异核原子价态之间的电荷迁移，也是蓝色黝帘石、褐色红柱石呈色的原因。

2其他类型的电荷迁移

除了上述两种类型的电荷迁移外，还有非金属与金属原子之间的电荷迁移和非金属与非金属原子之间的电荷迁移。

宝石中常见的非金属与金属原子之间的电荷迁移为O2-→Fe3+。02-与Fe3+之间的电荷迁移对可见光光谱中紫色、蓝色光强烈吸收，导致宝石呈金**。金**绿柱石、金**蓝宝石的颜色均由02-→Fe3+之间的电荷迁移引起。

（三）能带间的电子跃迁呈色（能带理论）

能带理论是研究宝石材料的一种量子力学模式，是分子轨道理论的进一步发展。它较好地解释了天然彩色钻石的呈色机理及其金刚光泽的产生原因。能带理论认为：固体中电子并非束缚于某个原子上，而为整个晶体所共有，并在晶体内部三维空间的周期性势场中运动。电子运动时的能量具一定的上下限值，这些电子运动所允许的能量区域就称之为能带。它与晶体场理论和分子轨道理论的区别是：晶体场理论和分子轨道理论主要适用于局部离子和原子团上的电子，电子是定域的，是局部态之间的跃迁；能带理论则与之相反，它认为电子是不定域的，是非局部态之间的电子跃迁。能带又可分为：①导带（又称空带），由未填充电子的能级所形成的一种高能量带。②带隙（又称禁带），价带最上部的面（又称为费米面）与导带最下部面之间的距离，禁带的宽度随矿物键性的不同而不同；③价带（又称满带），由已充满电子的原子轨道能级所构成的低能量带，当自然光通过宝石时，宝石将吸收能量使电子从价带跃迁至导带，所需的能量取决于带隙的宽度，即价带顶部与导带底部间的能量差，又称能量间隔，一般用ΔEg表示。不同的宝石由于能量间隔不同而呈现不同的颜色。与晶体场理论一样，电子从导带返回至价带的过程中，其吸收的能量仍以光的形式发射出来。例如，Ⅱa型钻石带隙的能量间隔（ΔEg=54e V）大于可见光的能量，即电子从价带跃迁至导带时吸收的能量为54e V，故吸收主要发生在紫外光区，对可见光能量无任何吸收，故理论上，IIa钻石为无色（见图1-4-16）；由于Ⅰb型钻石中含有微量的孤氮原子，氮原子外层电子（1s22s22p3）比碳原子（1s22s22p2）多一个，额外的电子则在禁带中生成一个杂质能级（氮施主能级），由此缩小了带隙的能量间隔，电子从杂质能级跃迁至导带所吸收的能量为22e V（564nm），故该类钻石显橙**（见图1-4-17）。

（四）晶格缺陷呈色

宝石晶体结构中的局部范围内，质点的排列偏离其格子状构造规律（质点在三维空间作周期性的平移重复）的现象，称为晶格缺陷。其产生原因与宝石晶体内部质点的热振动、外界的应力作用、高温高压、辐照、扩散、离子注入等有关。

例如，在上地幔的高温高压环境中结晶出的金刚石晶体，被寄主岩浆（金伯利岩岩浆或钾镁煌斑岩岩浆）快速携带到近地表时，温压条件的迅速改变和晶体与围岩物质的相互碰撞，则易导致侵位金刚石晶体的结构局部发生改变，并诱发晶格缺陷，使一部分原本无色的金刚石的颜色发生改变，从而形成褐黄、棕**及粉红色金刚石。

图1-4-16 Ⅱa型钻石中电子跃迁图示

图1-4-17 Ⅰb型钻石中电子跃迁图示

色心作为晶格缺陷的一种特例，泛指宝石中能选择性吸收可见光能量并产生颜色的晶格缺陷。属典型的结构呈色类型。色心的种类十分复杂，但最常见的为电子心（F心）、空穴心（V心）及杂质离子心。

1电子心（F心）

电子心（F心）是由宝石晶体结构中阴离子空位引起的。就整个宝石晶体而言，当阴离子缺位时，空位就成为一个带正电的电子陷阱，它能捕获电子。如果一个空位捕获一个电子，并将其束缚于该空位，这种电子呈激发态，并选择性吸收了某种波长的能量而呈色。因此，电子心是由一个阴离子空位和一个受此空位电场束缚的电子所组成的。例如，紫色萤石晶体中的氟离子离开正常格位，而形成一个阴离子空位（缺少负电荷），该结构位显示正电性，形成一个带正电的电子陷阱。为了维持晶体的电中性，阴离子空位必须捕获一个负电子，由此产生了颜色。

2空穴心（V心）

空穴心（V心）是由晶体结构中阳离子缺位引起的。从静电作用考虑，缺少一个阳离子，等于附近增加了一个负电荷，则附近一个阴离子必须成为“空穴”才能保持静电平衡。因此，空穴心是由一个阳离子空位捕获一个“空穴”所组成的。例如，烟晶中以类质同象形式替代Si4+的Al3+杂质，在晶格位中形成正电荷不足的位置（正电荷陷阱），为了维持暂时的电中性，Al3+离子周围必须有相应的正一价阳离子存在。当水晶受到辐照后，与最近邻的O2-将失去一个多余的电子，而残留下一个空穴，形成空穴心（V心）。利用辐照源的带电粒子（加速电子、质子）、中子或射线辐照宝石，通过带电粒子、中子或Y射线与宝石中离子、原子或电子的相互作用，最终在宝石中形成电子－空穴心或离子缺陷心。如辐照处理钻石、蓝黄玉等，辐照的本质是提供激活电子、格位离子或原子发生位移的能量，从而形成辐照损伤心。