余曉艷

在賦予寶石美麗的諸多因素中，顏色是一個主要因素。凝重潔白的羊脂白玉、翠綠幽深的翡翠、艷若“鴿血”的紅寶石、五彩繽紛的碧璽、色彩斑斕的歐泊，無不令人眼花繚亂，目不暇接。人們在驚嘆寶石的顏色如此美麗多彩的同時，也一定想探個究竟：為什么寶石是五顏六色的呢？

什么是寶石的顏色

顏色是具有一定波長的電磁波。實際上，寶石的顏色是人眼對可見光的一種反應(yīng)。在整個電磁波譜中，能引起人眼視覺的可見光只是一小部分，一般取 400～700納米（nm）波長作為可見光的范圍，由于個體的差異，有的人可能會比其他人能見到的波長更長或更短一些，可觀察到的可見光范圍可達 380～780nm。不同波長的可見光，對應(yīng)著不同的顏色，從700～400nm的可見光波長分別與紅、橙、黃、綠、青、藍(lán)、紫色相對應(yīng)。

而寶石的顏色是寶石對可見光在400～700nm范圍內(nèi)的光波進行選擇性的吸收后,透射或反射出的光波的混合色。

當(dāng)白光到達寶石的表面，一部分被反射，另一部分被折射進入寶石。如果寶石選擇吸收了某些波長的色光，則透射或反射色光的混合色，就是我們所觀察到的寶石的顏色，相當(dāng)于被吸收色光的補色或補色的混合色。因此，盡管兩顆寶石可能選擇性吸收的色光不同，最終卻有可能呈現(xiàn)相同的顏色。

若寶石普遍均勻的吸收所有色光，則隨吸收程度不同，寶石呈黑、灰或白色；如果所有的色光都通過寶石，則寶石為無色透明的。

寶石中的致色元素

寶石以美麗的顏色深受人們的喜愛，自然界產(chǎn)出的寶石或多或少含有各種產(chǎn)生顏色的致色元素，這些常見的元素有：鈦（Ti）、釩（V）、鉻（Cr）、錳（Mn）、鐵（Fe）、鈷（Co）、鎳（Ni）、銅（Cu）以及一些稀土元素，如釔（Y）、鈰（Ce）、銫（Cs）、鍶（Sr）等，它們是寶石產(chǎn)生顏色的物質(zhì)基礎(chǔ)。在寶石中，有一類寶石的顏色與其化學(xué)組成的某一主要元素有關(guān)，這種元素出現(xiàn)在它的化學(xué)式中，而且其顏色往往比較穩(wěn)定，這類寶石叫自色寶石（即由作為寶石主要化學(xué)成分的過渡族元素致色的寶石）。如：含錳的薔薇輝石和菱錳礦總是呈紅色、橙黃色；含銅的孔雀石和透視石總是呈綠色；含銅的藍(lán)銅礦總是呈藍(lán)色。盡管孔雀石、透視石和藍(lán)銅礦這三種礦物都含Cu2+，但由于藍(lán)銅礦的結(jié)構(gòu)導(dǎo)致了銅離子在其中的吸收不同于另外的兩種寶石，因此顏色也不同。

另一類寶石叫他色寶石。他色寶石是由微量元素致色的寶石，即組成寶石的主要元素不產(chǎn)生特征的顏色。當(dāng)它純凈時，寶石無色透明或不透明時呈現(xiàn)白色；當(dāng)它含有不同的微量元素時，則會呈現(xiàn)紅、橙、黃、綠、青、藍(lán)、紫等不同的顏色。這些微量元素通常含量極少，百分之零點幾至百分之幾的含量，就可使寶石呈現(xiàn)鮮艷的顏色。因而，他色寶石的顏色會發(fā)生很大的變化，甚至比無色的寶石更常見，如紅寶石和藍(lán)寶石就是他色寶石。

紅寶石、藍(lán)寶石的礦物名稱是剛玉，剛玉的化學(xué)式為Al2O3。當(dāng)它純凈時是無色的，若微量的鉻代替鋁時，剛玉就呈紅色( 紅寶石)，當(dāng)剛玉中含微量的鐵和鈦時，就呈藍(lán)色(藍(lán)寶石)。如果剛玉中混入其他的雜質(zhì)元素，還可呈現(xiàn)黃色、綠色、橙色等不同的顏色。

由于不同寶石的內(nèi)部結(jié)構(gòu)不同，同一種致色元素在不同寶石中對光波的選擇性吸收也會不同，因此對寶石顏色的貢獻也不一樣，這就是為什么鉻在剛玉中呈紅色，而當(dāng)它在祖母綠中出現(xiàn)時卻使祖母綠呈綠色的原因。

物理因素致色

物理因素致色是指由于寶石內(nèi)部的結(jié)構(gòu)、裂隙、構(gòu)造、包裹體等因素，對光發(fā)生物理光學(xué)作用而使寶石呈色的現(xiàn)象。這些作用主要有：干涉、衍射、散射等。

市場上的珍珠除了本身的體色外，大多數(shù)能見到漂亮的暈彩和伴色。在珍珠的結(jié)構(gòu)中具有兩種折射率不同的物質(zhì)：無機層（文石）和有機質(zhì)層，它們彼此呈同心層狀交替排列，構(gòu)成十分精美的同心放射狀結(jié)構(gòu)，當(dāng)光線照射到這種特殊的結(jié)構(gòu)上時，就會發(fā)生干涉、衍射等一系列的光學(xué)作用，使珍珠表面產(chǎn)生漂亮的暈彩。石英中若存在充填于裂隙中的氣、液薄膜，也會出現(xiàn)特殊的藍(lán)色暈彩現(xiàn)象。

歐泊的表面可見到多種光譜色，呈不規(guī)則的各種彩片分布，每個彩片的色彩隨著寶石的轉(zhuǎn)動而變幻無窮，這種現(xiàn)象叫變彩效應(yīng)。歐泊產(chǎn)生變彩的原因與其內(nèi)部規(guī)則排列的球粒結(jié)構(gòu)有關(guān)。掃描電鏡觀察證明，歐泊由直徑 150～400nm 的非晶質(zhì) SiO2 球粒在三維空間定向排列、緊密堆集而成，空隙中常有水和空氣充填，同一彩片范圍內(nèi)的球粒大小相等，球粒間的空隙形狀相同，距離相等，構(gòu)成了可以衍射可見光的空間格子，彩片的顏色取決于硅球的大小，并隨著入射光角度的變化而改變。古羅馬自然科學(xué)家普林尼說：“在一塊歐泊上，可見紅寶石的火焰、紫晶般的色斑、祖母綠般的綠海，五彩繽紛、渾然一體，美不勝收?！?/p>

包裹體致色

有些寶石可能本身并沒有顏色，但會因機械地混入了其他礦物包裹體而呈色。這種現(xiàn)象在石英中很普遍，如市場上流行的發(fā)晶，就是一種含有針狀或纖維狀包裹體的石英，石英中的針狀包裹體有金紅石、電氣石和角閃石等多種礦物，金紅石通常為紅色或金黃色、電氣石和角閃石則呈綠色或黑色，那么發(fā)晶的顏色也會依包裹體的不同而出現(xiàn)金色發(fā)晶、紅色發(fā)晶或綠色發(fā)晶、黑色發(fā)晶等多種顏色。

近年來，綠幽靈在市場上備受消費者青睞。其實，它是無色透明的石英中含有綠色的塵點狀綠泥石包裹體而呈現(xiàn)的顏色。同樣，含有綠色硅孔雀石包裹體的玉髓呈綠色，含有紅色赤鐵礦包裹體的玉髓則呈紅色。不同顏色的黏土礦物包裹體也會使碧玉呈現(xiàn)各種各樣不同的顏色。東陵石玉的綠色是由內(nèi)部的綠色鉻云母包裹體引起的；市場上的日光石也因含有赤鐵礦的片狀包裹體而呈現(xiàn)紅橙色或金黃色。

此外，所有的玉石都是由礦物集合體組成的，由于不同的玉石其礦物的組成成分不同、顏色不同，而且礦物顆粒的形態(tài)、大小、排列方式也各不相同；即使是同種礦物，其顏色又受到本身的致色元素的影響，因此玉石顏色的變化更為豐富。俗話說“千樣瑪瑙萬樣玉”，十分形象地說明了玉石顏色的變化多端。

除了上述因素使寶石呈色外，寶石晶體內(nèi)部的缺陷、塑性變形、受到輻照等因素，也能使寶石呈現(xiàn)不同的顏色。研究表明，綠色和藍(lán)綠色鉆石通常是由于長期天然輻射作用而形成的，褐色鉆石是由于內(nèi)部晶格塑性變形引起的，目前，科學(xué)家在實驗室已采用高溫高壓的方法將褐色的鉆石改善成無色的鉆石，從而提高鉆石的顏色色級。

由于天然寶石資源的不可再生性，特別是優(yōu)質(zhì)寶石資源的缺乏，自然界產(chǎn)出的一些寶石的顏色并不十分理想，為了使有限的資源得到更好的利用，目前已有多種方法對寶石的顏色進行改善，使它們看起來更加漂亮和絢麗。

[責(zé)任編輯]王亞娜