额，你的红宝石是真的吗？

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图红色宝石戒指(图片来源:百度图片)

红宝石是指红刚玉。最好的红宝石的颜色是“鸽子红”。刚玉的分子式是Al2O3，纯刚玉是无色的。天然刚玉晶体往往有少量的铬、铁、锰、钛、镍、钴、钒等元素以类质同象取代铝，使晶体呈现出多种颜色。含铬刚玉是红色的，即红宝石。含铁和钛的刚玉呈蓝色，含镍的刚玉呈黄色，含钴和钒的刚玉呈绿色。除了红刚玉，其他颜色的刚玉都变成蓝宝石，前面可以添加颜色修饰，如粉色蓝宝石、黄色蓝宝石、绿色蓝宝石等。一些珠宝商也将粉红刚玉归类为红宝石序列，这实际上在矿物学分类上并不严格。

图天然蓝宝石单晶，半自同构晶体(照片来源:百度照片)

图天然绿色蓝宝石单晶，自晶(图片来源:百度图片)

图天然粉色蓝宝石单晶，异形晶体(照片来源:百度照片)

图天然黄色蓝宝石单晶，异形晶体(照片来源:百度照片)

刚玉是自然界中第二种坚硬的矿物。它的莫氏硬度是9，仅次于钻石(莫氏硬度是10)，也被称为钻石。由于其高硬度和相对较低的价格，刚玉经常被用作金刚石的替代品来制造砂纸或磨料。刚玉具有玻璃光泽到亚金刚石光泽和高反射率。刚玉族矿物为立方晶系，大部分晶体呈桶状和柱状，少数呈平行于(001)面的板状(图6)。刚玉晶体没有接头(图2、图3和图4)，但解理机制得到发展(图2和图5)。红宝石，作为刚玉的一种，也很难逃脱，所以它常被称为“十红九乳沟”。当矿物晶体中存在微夹杂物时(见下文)，或者当受到外力时，裂纹沿着晶体力学的弱面(即解理机制)发生。解理不是矿物的固有属性，也不严格遵循晶格结构。

图理想条件下刚玉晶体的光学取向(照片来源:结晶学和矿物学)

自然界中的天然红宝石通常含有各种各样的内含物，这在一定程度上影响了红宝石作为宝石的价值。几乎没有裂缝和透明度的天然红宝石极为罕见。当红宝石包含大量具有细针状柱状物的金红石夹杂物，并且金红石正好沿着晶面的交点分布在0001平面上并且彼此以120度相交时，当红宝石沿着晶体的c轴加工成弧形表面时(图6)，会出现星光效应(图7)。普通的星光是六射星光，少量是十二射星光。星光效应是三角系统中宝石级矿物所独有的。

图六张明星红宝石照片(图片来源:百度图片)

红宝石的改进

由于颜色、透明度、解理、内含物等的影响，大多数天然红宝石不能直接用作宝石原料。，并需要一定的加工改进。

热加工是处理红宝石最常见的方法。红宝石中的紫色或蓝色可以通过将红宝石在1000℃加热适当的时间来去除。热处理是一种纯物理方法，不会改变红宝石的化学成分。热处理后的红宝石仍可视为纯天然红宝石。热处理也是国际珠宝协会认可的红宝石优化方法。

为了弥补红宝石的裂纹或内部包裹的气泡(图8)并增加其透明度，可以采用填充处理方法，即用含铅玻璃、硼砂或有机胶填充，并叠加热处理来修复红宝石的缺陷。填充红宝石的化学成分将会改变。

另一种欺骗性的处理方法是扩散处理，即在红宝石的表层引入外部颜料以增加红宝石颜色的亮度，或者在表面产生一种星光效果。

图红宝石的气泡内含物在填充处理后可以愈合(照片来源:Sohu.com)

红宝石的鉴定

红宝石因其特殊的颜色和优越的性能而广受欢迎，具有极高的观赏价值和经济价值。然而，随着优质红宝石矿产资源的大量开发，天然优质红宝石越来越稀缺。一方面，这导致了ruby改进的日益流行；另一方面，它也导致一些商人使用红色锆石、尖晶石、电气石、石榴石等。作为红宝石出售。在工业红宝石中，人工合成也成为天然红宝石的替代品。这给红宝石鉴定带来了一些困难。

紫外线照射是一种有效的识别方法，并且工具容易获得。钞票探测器通常装有紫外线。红宝石是荧光的，在长波和短波紫外线辐射下都会产生微弱的红色荧光(图9)。锆石和石榴石在紫外光下通常不发荧光。红色电气石在紫外线照射下呈淡粉色。尖晶石在紫外线照射下的颜色与中国红相似。

图紫外光下红宝石的荧光颜色(照片来源:Sohu.com)

激光拉曼光谱是另一种高效、无损、准确的鉴别方法，它不仅能鉴别红宝石的真伪，还能鉴别红宝石是天然的还是人工的，红宝石是否经过热处理和填充。

图红宝石的拉曼光谱(图片来源:拉曼光谱在红宝石检测中的应用研究)

刚玉矿物的拉曼光谱相似，峰值分别为378、417、430、447、576、645和750厘米-1。不同矿物拉曼峰的相对强度不同，同一矿物的特征峰会随着不同的激光入射角而变化。对于红宝石，当入射光平行于c轴时(图6)，645cm-1是除417cm-1以外最强的峰(图10a)。当入射光垂直于c轴时，645cm-1的峰值消失，并被576和750cm-1代替(图10b)。由于激光入射角的不同，拉曼特征峰的变化是由红宝石晶体的各向异性引起的。

合成红宝石在拉曼光谱中通常有一套强烈而对称的荧光背景，这在天然红宝石中是找不到的。此外，合成红宝石的特征峰为785厘米-1，这与过渡族或稀土元素的存在有关，不会出现在天然红宝石中。在红宝石的合成中，钼、铋和钨的氧化物经常作为助熔剂加入到原料中，这些元素成为合成红宝石晶体的成分。此外，合成红宝石还可以通过弯曲的生长线、拉长的气泡(图11)、未熔化的原材料颗粒等来区分。

图1具有弯曲生长线和拉长气泡的合成红宝石(照片来源:Sohu.com)

除了上述特征峰之外，红宝石在800-2000cm-1区域的1353cm-1处有一个弱而宽的特征峰。如果红宝石充满玻璃质，在1356cm-1处将出现特征峰(图12)。如果红宝石中充满了有机树胶，在2300-3500厘米-1的范围内会出现一个特征峰。激光拉曼法鉴别热加工红宝石具有一定的可能性。例如，710 cm-1和1085cm-1的特征峰出现在红宝石中，这表明红宝石含有方解石夹杂物，并且红宝石未经过热处理。由于方解石的熔点为825℃，红宝石的热处理温度为1000℃，热处理后红宝石中的方解石包裹体熔化，不再以晶体形式存在。然而，这种鉴定方法有其局限性，因为只有含有方解石包裹体的红宝石才能被判断为没有经过热处理，而没有方解石包裹体的红宝石则不能被判断为经过热处理。

图12 a-红宝石1353厘米-1和1501厘米-1特征峰；填充玻璃制品的B- 1356 cm-1特征峰(照片来源:拉曼光谱在红宝石检测中的应用研究)

因此，当你购买红宝石时，请注意区分商家对所售宝石的夸张赞美。如果一个人缺乏鉴定的专业知识和设备，最可靠的方法是要求鉴定证书。世界上最权威的红宝石是瑞典的GRS证书。中国最权威的是国家检验证书，即NFTC证书。这两种证书的标准和描述略有不同，但都可以作为红宝石级的官方认证。

(本文中显示的图片均经过授权)