红宝石(Ruby)和蓝宝石(Sapphire)都是以矿物刚玉(Corundum)为原料的宝石,化学成分为三氧化二铝(Al 2 O 3 );晶体结构为三方晶系,晶体常呈桶状、短柱状、厚板状;成分纯时,是无色的。当宝石成分中含其他杂质元素如Cr、Fe、Ti、V、Mn、Ni时,则呈现各种不同的颜色。含微量Cr的呈红色,质量达到宝石的质量要求则称为红宝石,其红色的深浅与Cr含量成正比,如鸽血红红宝石Cr含量约1%,粉红色红宝石Cr含量小于0.3%。在国际珠宝市场上,红色饱和度中等以上称为红宝石(图1-1),粉红色者称为粉红色蓝宝石(图1-2)。除红色外,其他各种颜色的刚玉材料达到宝石质量要求者,均称为蓝宝石。含微量Fe、Ti的呈蓝色(图1-3)。此外,刚玉类宝石的颜色还有绿色、黄色、橙色、紫色、灰色、黑色、无色等多种颜色(图1-4),其正确名称是“颜色+蓝宝石”。例如,颜色为黄色的,则称黄色蓝宝石;颜色为绿色的,称为绿色蓝宝石。
图1-1 红宝石
图1-2 粉红色蓝宝
图1-3 蓝宝石
图1-4 彩色蓝宝石
红宝石和蓝宝石具有强玻璃光泽,透明至半透明,摩氏硬度为9,是迄今已知仅次于钻石的自然界第二高硬度的宝石。折射率1.759~1.771,二色性显著,低色散,相对密度3.90~4.10,熔点2000~2030℃。含有不同微量元素的刚玉宝石,在紫外光的照射下,发光的颜色颇不相同,如含铬者发亮红色光,含钛者发玫瑰色红光,含钒者发黄光等。
在红宝石和蓝宝石中,存在大量的三个方向排列的针状或丝状包裹体,亦是其重要特征之一。锆石在红宝石和蓝宝石中以粒状或球状包裹体形式出现,其四周具有黑色应力裂纹组成的晕圈。尖晶石则以细小的八面体包裹体形式出现,分布于红宝石和蓝宝石中。其他矿物包裹体还包括云母、钛铁矿、石榴石、刚玉、细小的石墨晶体;气、液两相包裹体,由大量的气、液两相包裹体组成的呈曲面状分布的包裹体,其外形似指纹,故又称“指纹状包裹体”;一部分液态包裹体,常呈云雾状、网脉状分布。