宝石的元素组成是什么？

水晶是一种无色透明的大型石英结晶体矿物。它的主要化学成份是二氧化硅，跟普通砂子是“同出娘胎”的一种物质。

钻石的化学成份有9998%的碳。也就是说，钻石其实是一种密度相当高的碳结晶体

红宝石，是刚玉的一种，主要成分是氧化铝(Al2O3)，红色来自铬(Cr)。自然没有铬的宝石是蓝色的蓝宝石。

　　天然红宝石大多来自亚洲(缅甸、泰国和斯里兰卡)、非洲和澳大利亚，美国蒙大拿州和南卡罗莱那州也有一点。天然红宝石非常少见珍贵，但是人造并非太难，所以工业用红宝石都是人造的。

一、宝石与地壳中的化学元素

1 地壳中的化学元素

宝石矿物是由不同元素组成的，地壳中的化学元素有 100 多种，各种元素在地壳中的平均含量 (即元素在地壳中的丰度) 有很大的差异。O、Si、Al、Fe、Ca、Na、K、Mg 8种元素就占了地壳总质量的 98 59%，其中 O 几乎占了地壳质量的一半，Si 占了四分之一强。表 1 -1 -1 列出了地壳中 20 种丰度最高的元素，同时也列出了一些常出现在宝石矿物中的稀有元素或宝石学家比较感兴趣的元素。

表 1 -1 -1 地壳中元素的丰度

(据 Hurlbu，1991)

从表 1 -1 -1 中可以看到 O 占地壳体积的 93% 以上，从原子的角度来看，地壳基本上是由氧的阴离子堆积而成，Si 和金属离子 (如 Al、K、Na、Ca 等) 充填在其空隙之中。

宝石矿物的形成不仅与元素的相对数量有关，还决定于元素的地球化学性质，有些元素的丰度虽然很低，但趋向于集中，可以形成独立的矿物种，并可以富集成矿床，如 Sb、Bi、Hg、Ag 和 Au 等，称为聚集元素; 有些元素的丰度虽然远比上述元素高，但趋向于分散，不易聚集成矿床，甚至很少能形成独立的矿物种，而是常常作为微量的混入物赋存于主要由其他元素组成的矿物中，如 Rb、Cs、Ga、In、Se 等，称为分散元素。

2 元素的离子类型

元素在宝石矿物中的结合，主要取决于元素本身与原子外电子层有关的性质。各种元素的原子得到电子的能力 (电负性) 和失去电子的能力 (电离势) 以及它们成为离子后的性质，包括离子的电子层结构 (离子类型) 、离子半径等，都是支配元素之间能否结合形成化合物的重要因素。元素之间化合时，离子的外电子层以 2、8 或18 个电子的结构最稳定，各种元素都有力图使自己达到这种结构的趋势。一些元素之所以结合形成矿物，正是通过彼此间得失电子的方式来满足各自的要求。根据离子的最外电子层结构，可将离子分为 3 种基本类型 (表 1 -1 -2) 。

表 1 -1 -2 元素的离子类型

注: ① TR 与 Ac 分别为镧系及锕系元素。

1—惰性气体型原子; 2—惰性气体型离子; 3—过渡型离子: 3a—亲氧性强，3b—亲硫性强; 4—铜型离子。

(1) 惰性气体型离子

元素周期表左边的碱金属和碱土金属以及一些非金属元素的原子，失去或得到一定数目的电子成为离子时，其最外电子层结构与惰性气体原子的最外电子层结构相似，具有 8个 (s2p6) 或 2 个 (s2) 电子，称为惰性气体型离子。碱金属和碱土金属原子的电离势较低，容易失去电子变成阳离子，而非金属元素 (主要是氧和卤素元素) 的电负性较高，容易接受电子而变成阴离子，氧是地壳中含量最多、分布最广的元素，极易接受两个电子变成 O2-而达到稳定的外电子壳层。所以它们极易与氧结合生成氧化物和含氧盐 (主要是硅酸盐) ，形成大部分造岩矿物。因此，地质上常将这部分元素称为造岩元素，也称亲石元素或亲氧元素。碱金属和碱土金属元素的离子半径较大，极化性能较低，与氧和卤素元素形成以离子键为主的化合物。

(2)铜型离子

元素周期表上右半部分的有色金属和重金属元素，失去电子成为阳离子时，其最外电子层具有18(或18+2)个电子，与一价铜离子(s2p6d10)相似，称为铜型离子。本类离子的离子半径较小，外层电子又多，极化性能很强，易与半径较大、又易被极化的S2-结合生成以共价键为主的化合物，形成主要的金属矿物。因此将这部分元素称为造矿元素，也称为亲硫元素或亲铜元素。

(3)过渡型离子

元素周期表上Ⅲ—Ⅷ族的副族元素，失去电子成为阳离子时，其最外电子层为具有8到18个电子的过渡型结构，所以称为过渡型离子，其在元素周期表上也居于惰性气体型离子与铜型离子之间的过渡位置，它们的离子半径和极化性质也介于惰性气体型离子与铜型离子之间。外电子层的电子数愈近于8者亲氧性愈强(表1-1-2中3a)，易形成氧化物和含氧盐;愈近于18者亲硫性愈强(表1-1-2中3b)，易形成硫化物;居于中间位置的Mn和Fe，则与氧和硫均能结合。

3有色宝石矿物的化学成分

有色宝石矿物与其他物质一样，都是化学元素组成的。每一种宝石矿物都有其特定的化学成分及一定的变化范围，并决定着宝石的各种特征和性质。按照有色宝石矿物成分组成类别可划分为以下几类:

1)单质:即组成元素只有一种，如钻石由单一的碳(C)元素组成。

2)化合物:由一种以上元素按一定比例组成，有色宝石中常见4种类型:

●简单氧化物:成分中阳离子为一种元素，阴离子为氧元素。如石英(SiO2)和刚玉(Al2O3)，阳离子分别为硅(Si)和铝(Al)，两者阴离子都为氧(O)。

●复杂氧化物:组成中阳离子为一种以上的元素，如尖晶石(MgAl2O4)的阳离子为镁(Mg)和铝(Al)，金绿宝石(BeAl2O4)的阳离子为铍(Be)和铝(Al)，两种宝石的阴离子都为氧(O)。

●单盐:阳离子为一种元素，但阴离子不是单一元素，而是由阴离子与阳离子组合的阴离子团，也称酸根。如方解石化学成分为碳酸钙Ca［CO3］，方括号中为阴离子团，由碳(C)与氧(O)组合而成。又如锆石的化学成分为硅酸锆Zr［SiO4］，阳离子为锆，酸根为硅酸根。

●复盐:由一种以上的阳离子组成的盐类，如白云石CaMg［CO3］2，阳离子有钙(Ca)和镁(Mg)两种。又如绿柱石就是铍和铝的硅酸盐，其化学式为Be3Al2［Si6O18］。

●卤化物:组成中阳离子为一种或以上的元素，阴离子为氟(F)、氯(Cl)、溴(Br)和碘(I)的化合物，有色宝石中最常见的是萤石(CaF2)。

二、宝石化学成分的变化———类质同像

无论是单质还是化合物，宝石矿物的化学成分都不是绝对固定不变的，通常都会在一定的范围内有所变化。引起矿物化学成分变化的原因，对晶质矿物而言，主要是元素的类质同像代替。通常说某种矿物成分中含有某些混入物，除因类质同像代替和吸附而存在的成分外，还包括一些以显微(及超显微)包裹体形式存在的机械混入物。

1类质同像的概念

晶体结构中某种质点(原子、离子或分子)为他种类似的质点所代替，仅使晶格常数发生不大的变化，而结构形式并不改变，这种现象称为类质同像。

类质同像可根据代换的多少分为两种类型，一种为完全的类质同像，其相互代换离子的量不受限制，它们可以形成一个连续的类质同像系列，如橄榄石;另一种为不完全的类质同像，其代换量不能超过一定限度，它们不能形成连续的系列，如红宝石铬离子代换铝离子最多不过百分之几就能使刚玉呈现红色。

根据相互取代的质点的电价是否相同，分别称为等价的类质同像和异价的类质同像，前者如Mg2+与Fe2+之间的代替，后者如在钠长石Na［AlSi3O8］与钙长石Ca［Al2Si2O8］系列中Na+和Ca2+之间的代替以及Si4+和Al3+之间的代替都是异价的，但由于这两种代替同时进行，代替前后总电价是平衡的。

2类质同像形成的条件

形成类质同像的原因一方面取决于代替质点本身的性质，如原子和离子半径大小、电价、离子类型和化学键性等，另一方面也取决于外部条件，如形成代替时的温度、压力、介质条件等。

(1)原子和离子半径

相互取代的原子或离子，其半径应当相近。在电价和离子类型相同的情况下，类质同像的代换能力随着离子半径差别的增大而减小。当异价类质同像代换时，代换能力主要取决于电荷的平衡，离子半径的大小退居次要地位，如在斜长石中，(rAl3+-rSi4+)/rSi4+高达50%，Al3+仍可代替Si4+。

(2)总电价平衡

在类质同像的代替中，必须保持总电价的平衡。在使总电价平衡的前提下，类质同像的代替可以为同价代替或不等价离子之间的代替。如Mg［CO3］-Fe［CO3］中Mg2+和Fe2+的代替;斜长石Na［AlSi3O8］-Ca［Al2Si2O8］系列中Na++Si4+→Ca2++Al3+的代替，或磷灰石(Ca2+，Ce3+，Na+)5［PO4］3F中的Ce3++Na+→2Ca2+。

(3)离子类型和化学键

离子类型不同，化学键不同，则它们之间的类质同像代替就不易实现。如6次配位的Ca2+和Hg2+的半径分别为0100nm和0102nm，电价相同，半径相近，但由于离子类型不同，它们之间一般不出现类质同像代替。Al3+和Si4+均为惰性气体型离子，Si-O与Al-O间距分别为0161nm和0176nm，两者较为接近，且主要是共价键，从而使Al3+可代替Si4+。

(4)温度和压力

温度增高有利于类质同像的产生，而温度降低则将限制类质同像的范围并促使离溶。如在高温下碱性长石中的K、Na可以相互替代形成(K，Na)［AlSi3O8］或(Na，K)［AlSi3O8］固溶体，温度降低则发生固溶体分离，形成由钾长石(K［AlSi3O8］)和钠长石(Na［AlSi3O8］)两个物相组成的条纹长石。

一般来说，压力的增大将限制类质同像代替的范围并促使固溶体分离。

(5)组分浓度

一种宝石矿物晶体，其组成组分间有一定的量比。当它从熔体或溶液中结晶时，介质中各组分若不能与上述量比相适应，即某种组分不足时，则将有与之类似的组分以类质同像的方式混入晶格加以补偿。例如磷灰石的化学式为Ca5［PO4］3F，从岩浆熔体中形成磷灰石要求熔体中的CaO和P2O5等的浓度符合一定的比例，若P2O5浓度较大，而CaO的浓度相对不足，则Sr、Ce等元素就可以类质同像的方式补偿，代替Ca进入磷灰石的晶格，因而磷灰石中常可聚集相当数量的稀有分散元素。

3类质同像对宝石物理性质的影响

类质同像不仅可使宝石矿物的化学成分发生一定程度的规律变化，而且也必然会导致宝石矿物的一系列物理性质的改变，主要表现在颜色、光泽、折射率、相对密度、条痕、熔点及硬度等方面。

绿柱石的化学成分为Be3Al2［Si6O18］，因类质同像的替换可呈现不同的颜色。当微量的Cr3+或V3+代替Al3+时，则称祖母绿;如果Li+代替Be2+，为保持电价平衡，Cs+会进入绿柱石的结构通道，含Cs越高，则绿柱石的折射率(No=1566～1602，Ne=1562～1594)、双折射率(0004～0009)、相对密度(260～290)也越高。一般Cs的质量分数最高可达413%，但当Cs、Li类质同像替换更多时，则物理性质会发生更大的变化，甚至被命名为新的宝石种。2003年在马达加斯加发现了一种红色宝石，经研究，它是一种含Cs、Li的绿柱石，晶体化学式是Cs(Be2Li)Al2Si6O18，折射率No=1615～1619，Ne=1607～1610，相对密度为309～311，因该宝石与绿柱石物理性质有很大差异，故以Pezzottaite命名为一种新宝石矿物。

三、宝石矿物中的水

在很多宝石矿物中含有水，根据水的存在形式以及它们在晶体结构中的作用，可以把水分为两类:一类不参加晶格，与矿物晶体结构无关，统称为吸附水;另一类参加晶格或与矿物晶体结构密切相关，包括结构水、结晶水、沸石水和层间水。

1)吸附水:以中性H2O分子的形式被机械吸附于宝石矿物集合体的颗粒表面或裂隙中，不写入化学式。吸附水在宝石矿物中的含量不定，随温度和湿度而不同，常压下110℃时全部逸出。另外，水胶凝体中含有一种特殊类型的吸附水，称为胶体水。它被微弱的联结力固着在微粒的表面，通常计入矿物的化学组成，但其含量变化很大，如蛋白石SiO2·nH2O。

2)结晶水:以中性H2O分子的形式在晶格中占有固定的位置，是矿物化学组成的一部分。结晶水的逸出温度一般不超过600℃，通常为100～200℃。当结晶水失去时，晶体的结构遭到破坏，形成新的结构，宝石矿物的一系列性质相应发生变化。如绿松石就是一种含有结晶水的磷酸盐，分子式为CuAl6［PO4］4(OH)8·4H2O，其中水(H2O)的含量可达20%左右。

3)结构水:又称化合水，是以(OH)-、H+、(H3O)+离子形式参加矿物晶格的“水”，其中(OH)-形式最常见。结构水在晶格中占有固定的位置，具确定的含量比，由于与其他质点有较强的键力联系，需要较高的温度(大约在600～1000℃之间)才能逸出，并引起结构的完全破坏。许多宝石中都含有结构水，如碧玺NaMg3Al6［Si6O18］［BO3］3(OH，F)4、黄玉Al2［SiO4］(F，OH)2、磷灰石Ca5［PO4］3(F，Cl，OH)等。在堇青石和绿柱石平行于z轴的结构通道中，常会有一定数量的水，含量有一定的变化，是一种特殊类型的结构水，它的失去需要很高的温度。

4)沸石水和层间水:在宝石中很少见。

研究水在宝石矿物中存在形式的最好方法是热分析，也可用红外吸收光谱、X射线衍射、电子衍射和中子衍射配合进行。

四、宝石矿物的化学式

宝石矿物的化学成分以化学式表达。化学式是表示矿物的组成、元素的种类、比例及某些结构特征的符号，有两种形式。

1实验式

表示宝石矿物化学成分中各组分数量比的化学式称为实验式，如祖母绿为Be3Al2Si6O18，也可用氧化物表示为3BeO·Al2O3·6SiO2。

2结构式或晶体化学式

不但可以表示出元素的种类和比例，还能表达一定的结构特征。如上述祖母绿的结构式为Be3Al2［Si6O18］，说明其成分中存在阴离子团［Si6O18］，并在晶体结构中占据特定的位置。

结构式或晶体化学式的书写原则有如下规定:

1)阳离子在前，阴离子在后。如果有一种以上的阳离子，则按碱性强弱的顺序排列，如尖晶石MgAl2O4。

2)当存在阴离子团时，一定用方括号括起来，如锆石Zr［SiO4］。

3)当成分中有附加阴离子如氟、氯及羟基等时，将其排在一般阴离子后面，如黄玉(托帕石)Al2［SiO4］(F，OH)。

4)当存在类质同像代换时，应将相互代换的离子置圆括号中，前后按多少顺序排列，离子之间用逗号分开，如橄榄石(Mg，Fe)2［SiO4］表示阳离子Mg和Fe之间有代换，黄玉Al2［SiO4］(F，OH)2表示附加阴离子F和OH之间有代换。

5)如成分中含有水分子，则排在最后，中间以居中小圆点隔开，如石膏Ca［SO4］·2H2O。水分子数如果不固定，可以用n表示，如欧泊写作SiO2·nH2O。

宝石通常是指可加以塑造、用于装饰的矿物，一般说来，具有优美、珍贵、耐磨的特性。宝石最重要的珍贵之处是其完美的外表，所以被擦伤后丧失价值。以下是我分享给大家的关于，欢迎大家前来阅读!

　宝石的概念：

宝石是岩石中最美丽而贵重的一类。它们颜色鲜艳，质地晶莹，光泽灿烂，坚硬耐久，同时赋存稀少，是可以制作首饰等用途的天然矿物晶体，如钻石、水晶、祖母绿、红宝石、蓝宝石和金绿宝石变石、猫眼等;也有少数是天然单矿物 体，如玛瑙、欧泊。还有少数几种有机质材料，如琥珀、珍珠、珊瑚、煤精和象牙，也包括在广义的宝石之内。

玉石也是石之美者。但它也具有鲜艳色彩，坚硬而细腻的质地，抛光后具有美丽的光泽等特性。

从目前的宝石学看，宝石的概念有广义和狭义之分。

广义的概念宝石和玉石不分，泛指宝石，指的是色彩瑰丽、坚硬耐久、稀少，并可琢磨、雕刻成首饰和工艺品的矿物或岩石，包括天然的和人工合成的，也包括部分有机材料。

狭义的概念有宝石和玉石之分，宝石指的是色彩瑰丽、晶莹剔透、坚硬耐久、稀少，并可琢磨成宝石首饰的单矿物晶体，包括天然的和人工合成的，如钻石、蓝宝石等;而玉石是指色彩瑰丽、坚硬耐久、稀少，并可琢磨、雕刻成首饰和工艺品的矿物 体或岩石，如翡翠、软玉、独山玉、岫玉等，同样既包括天然的，又包括人工合成的。

玉石也有狭义和广义之分，狭义仅指硬玉以缅甸翡翠为代表和软玉以和田玉为代表;广义则包括许多种用于工艺美术雕琢的矿物和岩石。至于彩石，则是指大理石等颜色和质地较美观细腻而硬度较低、光泽不强但能符合加工工艺要求的低档工艺美术石材。有的学者主张将彩石包括在广义的玉石之中，或将彩石暂时作为玉石的同义语。

宝石的分类 ：

宝石多为单矿物晶体，透明者加工成刻面，半透明至不透明者常加工成素身饰品，后者部分具星光和猫眼效应。钻石、红宝石、蓝宝石、祖母绿、金绿猫眼为举世公认的五大珍贵宝石，具保值和收藏价值，其余属中低挡宝石。

1、钻石

矿物名金刚石，是自然界最硬的物质，被誉为“宝石之王”，以无色透明者为佳，无色微带蓝色者称为“水火钻”价值最高。粉、蓝、绿、金黄等色因罕见也为珍品。产于南非、澳大利亚、俄罗斯及我国辽宁、山东等地。世界上最大的宝石金刚石库里南产于南非，重3106克拉。我国国宝“常林钻石”产于山东，重158786克拉。

2、红宝石

天然水晶宝石的完美加工

矿物名刚玉，是仅次于钻石的珍贵宝石，硬度9，仅次于钻石。产于缅甸、泰国、斯里兰卡等东南亚各国。缅甸是世界上首屈一指的优质红宝石产地，以“鸽血红”最佳，次为石榴红，玫瑰红等。红宝石是七月诞辰石，象征热情奔放和品德高尚，千百年来为世人所喜爱。

宝石的共性 ：

宝石按其价值特征可分为三大类，即高档宝石、中档宝石及低档宝石。每一类宝石由于生长环境条件等方面的差异，形成各自独有的特性。但这些宝石都是晶体，因而具有晶体共性，这些共性也就构成了宝石的特征标志—宝石共性。宝石的共性内容如下：

一、宝石均为单晶体

宝石在自然界主要以单晶体形式出现，个别会出现双晶体。在形成环境比较理想的条件下，会呈现相对完好的晶体形态，如海蓝宝石往往形成完整的六方柱状体。这些完整的晶体形态展示一种美

丽的魅力，可以供人们欣赏、收藏，但大多数情况下，晶体的形态是不完美的。

二、宝石的颜色具有均匀单一性

宝石由于是单晶体，其组成的化学元素比较严格地遵守成分组成定律，对杂质离子有相对排他性，因而化学成分相对均匀、纯净，所以宝石颜色具有单一性，即一种宝石的颜色是由一种或两种比较固定的离子所引起的，如红宝石的颜色是由cr离子引起的，蓝宝石的颜色是由铁与钛离子所引起的。宝石的颜色是相对均匀的，即一种宝石的颜色基本上分布于整个晶体中。一种宝石由一种或两种色素离子构成一种较均匀的颜色。

三、宝石多呈透明体

宝石是单晶体，其组成的化学元素主要是惰性气体型离子和部分过渡型离子，其化学键主要是离子键、共价键及其二者的混合或复合键，这些化学键所形成的晶体呈透明状，因而宝石大部分为透明体。如钻石晶体由碳原子以共价键形成，所以钻石是透明的。

四、宝石的光泽

宝石的光泽是宝石表面的反光能力，它的特征取决于宝石晶体化学键的性质及晶体的相对密度等因素。不同种类的化学键的宝石晶体引起的光泽不同，如钻石的化学键为典型的共价键，形成的光泽为金刚光泽;钻石晶体的化学键为共价键与离子键的复合键，形成的光泽为半金刚光泽;水晶晶体的化学键为共价键，但晶体的密度小，光通过容易，所形成的光泽为玻璃光泽;黄金的化学键为典型的金属键，形成的光泽为金属光泽。

五、宝石的密度变化具有很小范围性

宝石晶体由于形成环境比较复杂，形成的温度压力相对要高，对其化学元素的组成相对要求严格，成分比较纯净，所以宝石的密度值比较稳定，变化范围相对要小得多，如钻石的相对密度值为352左右，变化范围较小，352值可作为鉴别钻石的标志。

六、宝石的导热性

宝石晶体对热的传导能力相对较强，即传热的速度较快，作为首饰使人们感到有凉爽的感觉。不同的宝石由于化学组成和化学键及其他因素的影响，它们之间的导热性差异也较大，如钻石晶体是自然界导热能力最大的—种晶体;而水晶晶体的导热能力相对要低。但与非晶体、玉石和有机宝石相比，宝石的导热能力要远远大于它们。

七、宝石的加工具有标准性

宝石是由各种晶面组成的几何体，宝石的美丽主要是通过面对光的反射、折射或透射表现出来的。要使光线照在宝石上呈现最佳的光学效果，对宝石刻面的加工则要求特别严格。不同的宝石晶体由于化学组成与化学键的差异，所形成的晶体特征也不同，同时也形成不同光性特征与光学方位。宝石的加工要求则体现在对每一种宝石必须按一定的光学方位来加工，具体反映在对宝石的晶面数目、大小、形状、面之间的夹角等要求上，形成一定的加工标准，这样才能保证其呈现出最佳的光学效果。如钻石的晶面数目要加工成57或58，刻面的形状要有八边形、三角形、邻边相等的四边形及三角扇形等，这些面要按照一定方式进行规律的分布，同时还要求各面的大小及面之间的夹角保持一定角度，即形成了很严格的规范。否则，则为加工失误，会影响宝石的美丽与价值。

八、宝石的体积相对要小，重量也轻。

宝石由于是单晶体，在自然界的条件与环境下，其生长的速率很慢，生长的时间很长，所形成的晶体体积相对玉石则要小得多，其重量同样也小得多。如钻石晶体在自然界形成1克拉o2g，就被称为大宝石晶体。

九、宝石硬而脆

宝石 纯天然水晶戒指

宝石是单晶体，化学键多为共价键、离子键或二者组成的复合键，这些化学键的特征是键的强度特大，形成的晶体硬度也大，抗击外力的打击和研磨的能力强，所以宝石的硬度都比较大。但由于这些化学键都是离子或原子在晶体结构中呈平衡的结果，其握力大小、离子或原子的位置都是固定不变的，因而其弹性系数低，导致晶体的弹性特差，容易超过弹性界限，使晶体呈现出脆性特征，即怕碰怕摔，容易碎裂。如钻石就是最硬最脆的晶体。

水晶和玛瑙主要成分是二氧化硅，水晶是一种无色透明的石英结晶体矿物。它的主要化学　是二氧化硅，跟普通砂子是“同出娘胎”的一种物质。当二氧化硅结晶完美时就是水晶；二氧化硅胶化脱水后就是玛瑙；二氧化硅含水的胶体凝固后就成为蛋白石；二氧化硅晶粒小于几微米时，就组成玉髓、燧石、次生石英岩。红宝石，是刚玉的一种，主要成分是氧化铝(Al2O3)，红色来自铬(Cr)。自然没有铬的宝石是蓝色的蓝宝石。

在各种不同的环境下经历几百万年，宝石才能在地表下形成。

通常，按岩石性质，宝石可分三类：火成岩（岩浆）、变质岩与沉积岩。火成岩或岩浆岩由熔融的岩浆、熔岩或者气体结晶而成。沉积岩由地表或接近地表的水溶液结晶而成，而变质岩由受压极大、温度较高的现有物质再结晶而成。

宝石形成大致分为四个过程：

1）熔岩和相关液体

2）环境变化

3）地表水与

4）地幔的形成

但是应指出，有一点令人困惑，许多宝石的形成所经历的过程不止一种。

熔岩与相关液体:熔岩与相关液体是由岩浆或者岩浆溢出液体形成的矿物质。这些矿物质是通过地球内部深层地热形成的。熔岩与相关液体进而分为岩浆结晶、气化结晶、水热与伟晶岩。

岩浆结晶:随着岩浆冷却，其所含的各种物质结合而形成矿物质。当一种矿物形成时，当前所含成份、温度与压力逐渐将这一矿物改变为不同的矿物。当这些物质在不断结晶为美丽矿物的同时，如果条件不适宜，不能形成结晶的话，岩浆就会单一的形成聚合岩（小的固体物质，联锁结晶）。

在所有的岩浆结晶之前，岩浆将进入地壳，流向地表。当压力与温度太低不足以形成结晶时，剩余的岩浆将冷却形成精细颗粒岩石，原来的结晶变成了整个岩石内部广泛分布的 (晶) 在这种条件下形成的宝石包括，兰宝石、红宝石、月长石、石榴石以及锆石。

气化结晶:许多宝石形成于固体上，而其他的一些宝石形成气泡内部。在火山喷发过程中，随着上升岩浆受压力迅速降低而形成气泡。在温度与压力适当结合下，这些气泡常含有浓缩度较高的一些物质，在此条件下形成的宝石包括：石榴石, 黄晶（托帕石）和尖晶石。

热液:当水热与地球内部岩浆相互作用时，形成热液。这些液体包括通过裂纹与裂隙由岩浆中溢出的水、二氧化碳、特别成分（诸如氟与铍）以及挥发物（容易挥发物质）。当热液凝固，与可熔解矿物或与地下水结合而形成矿脉。如果再配以合适的温度、压力、时间与自然空间，在此条件下形成的宝石包括：紫水晶、黄晶以及祖母绿。

伟晶岩:当地幔上部岩浆开始与挥发物浓缩时，岩浆冷却形成一个空洞，此时形成的岩石称为伟晶岩。当熔岩开始凝固时，其中成份开始结晶而形成的宝石包括：黄晶、电气石、紫锂辉石、海蓝宝石以及红绿宝石。

珠宝是珍珠与宝石的总称。珍珠是砂粒微生物进入贝蚌壳内受刺激分泌的珍珠质逐渐形成的具有光泽的美丽小圆体，化学成分是碳酸钙及少量有机物，除作饰物外，还有药用价值。而宝石一般来说是指，凡硬度在7度以上，色泽美丽，受大气及药品作用不起化学变化，产量稀少，极为宝贵的矿物。性优者如：金刚石、钢玉、绿柱玉、贵石榴石、电气石、贵蛋白石等；质稍劣者如：水晶、玉髓、玛瑙、碧玉、孔雀石、琥珀、石榴石、蛋白石等。 现对一些常见宝石的化学成份介绍如下： 金刚石 亦名金刚，俗称金刚钻、钻石或水钻，成分为C,是碳元素的一种同素异形体，常为无色透明，硬度为10，是矿物中最硬的。人工制造的又叫人造金刚石。 刚玉 透明晶体，硬度为9，仅次于金刚石，主要成分为Al2O3，有无色、红色、蓝色、星彩的。无色透明的也叫白玉；含Ti( = 4 ROMAN IV)或Fe( = 2 ROMAN II)、Fe( = 3 ROMAN III)呈蓝色的叫青玉，也叫蓝宝石；含Cr( = 3 ROMAN III)呈红色的叫红玉，也叫红宝石；面现星彩的又叫星彩宝石。 绿柱石亦称绿玉、绿宝石，透明至半透明晶体，硬度为7，多为翠绿、淡绿、亦有无色或蓝、黄、白、粉红色者，主要成分为3BeO ·Al2O3·6SiO2。其中，含CrO3呈翠绿者叫绿柱玉，又叫翠玉或祖母绿；含铁呈透明蓝色的叫海蓝宝石；含铯呈玫瑰色者叫玫魂绿柱石。 黄玉 亦名黄晶，外形类似水晶，常为**，透明，硬度为8，主要化学成分为Al2[SiO4](F,OH)2。 硬玉 与软玉通称为玉，成分为NaAl(SiO3)2,结晶或致密块状,有浓绿、淡绿或白色,绿色者常名翡翠，略透明，硬度为65～7,较软玉难溶解。软玉的成分为Ca(Mg,Fe)3(SiO3)4，硬度为55～6。 石榴石 是一荧硅酸盐，成分不定，有以下式子:3RO·R2�0�4O3·3SO2，其中R代表钙、镁、铁或锰，又代表铝、铁、铬或钴，硬度为65～75，透明至微透明，时或光性异常，呈双折射现象，色译一般美丽。组成为Fe3Al2Si3O12者名为贵石榴石，常为血红或粉红，外观略带黑色。 蛋白石 含水、二氧化硅，硬度逊于石英，表面常呈葡萄状，有白灰、黄褐等色，光泽似脂肪或珍珠，不透明至微透明。若为美丽乳房状，常呈红或绿色，光泽强，剖面能显各种美色之反光者，常称为贵蛋白石。 水晶 六方柱状纯石英晶体，无色透明，折射率大，其含有机构而显烟陶色者叫烟水晶（俗名茶晶），显黑者为黑烟水晶（俗名墨晶）。含氮的有机物呈褐色或**者叫褐石英或黄水晶。含锰而色紫者叫紫水晶。 玉髓 透明或半透明，成分为SiO2，硬度为7。有肉红、淡红、浓绿、血红等，不透明者即为玛瑙。 碧玉 是由硅质物质沉积而成，化学成分为SiO2，并含Fe2O3，因含有铁质，故常呈各种颜色。其浓绿者极似浓绿玉髓，质致密不透明， 琥珀 成分为碳氢化合物（C10H16O），非晶体,透明至半透明，有赤褐等色，硬度为2～25，摩擦能生电。 孔雀石 成分为 Cu2(OH)2CO3，由含铜矿物受碳酸及水的作用而形成，光泽似金刚石，色翠绿，间有呈孔雀尾之彩绞

在各种不同的环境下经历几百万年，宝石才能在地表下形成。按岩石性质，宝石可分三类：火成岩（岩浆）、变质岩与沉积岩。火成岩或岩浆岩由熔融的岩浆、熔岩或者气体结晶而成。沉积岩由地表或接近地表的水溶液结晶而成，而变质岩由受压极大、温度较高的现有物质再结晶而成。

宝石是岩石中最美丽而贵重的一类矿石。它们颜色鲜艳，质地晶莹，光泽灿烂，坚硬耐久，同时赋存稀少，是可以制作首饰等用途的天然矿物晶体，如钻石、水晶、祖母绿、红宝石、蓝宝石和金绿宝石（变石、猫眼）绿帘石等；也有少数是天然单矿物集合体，如乌兰_努、欧泊。还有少数几种有机质材料，如琥珀、珍珠、珊瑚、煤精，也包括在广义的宝石之内。