馬達(dá)加斯加Ilakaka藍(lán)寶石的包裹體和譜學(xué)特征

梁璧馨，陳美華

(中國(guó)地質(zhì)大學(xué)珠寶學(xué)院，湖北 武漢 430074)

馬達(dá)加斯加晚太古宙至新元古宙的結(jié)晶基底在多次造山活動(dòng)中形成了不同尋常的地質(zhì)條件，由于其漫長(zhǎng)而復(fù)雜的地質(zhì)歷史，使該國(guó)擁有豐富多樣的寶石品種，藍(lán)寶石就是其中產(chǎn)量大、價(jià)值高的重要品種之一。馬達(dá)加斯加寶石級(jí)藍(lán)寶石多為變質(zhì)型，主要集中賦存于該國(guó)南部前寒武紀(jì)麻粒巖區(qū)[1]。這些巖石在造山運(yùn)動(dòng)晚期至后期基底隆升期間發(fā)生侵蝕，沿莫桑比克盆地西緣沉積形成晚古生代-中生代沉積地層，在局部地區(qū)形成大型古砂礦沉積礦床，Ilakaka藍(lán)寶石礦床便于該時(shí)期形成。Ilakaka礦床于1998年被當(dāng)?shù)鼐用癜l(fā)現(xiàn)，據(jù)估計(jì)該礦床潛在占地面約為120×100公里[2]。據(jù)Giuliani等[1,3-4]研究發(fā)現(xiàn)，該地區(qū)砂礦是不同礦床來源的紅、藍(lán)寶石的高度混合，其中產(chǎn)出的藍(lán)寶石以粉紅色為主(約占80%)，另有藍(lán)色、紫色、橙色、帕帕拉恰、黃色和無色的品種。在本文中，筆者將Ilakaka礦區(qū)的藍(lán)色藍(lán)寶石及少量淺橙色藍(lán)寶石樣品作為研究對(duì)象，通過拉曼光譜、紅外光譜、激光剝蝕等離子體質(zhì)譜分析、紫外-可見光譜、熒光光譜等譜學(xué)測(cè)試方法，對(duì)該類藍(lán)寶石樣品的包裹體特征、顏色成因及相關(guān)譜學(xué)特征進(jìn)行探究。

1 樣品及測(cè)試方法

本次實(shí)驗(yàn)所用的25顆樣品均來自馬達(dá)加斯加Ilakaka礦區(qū)的藍(lán)寶石砂礦，通過當(dāng)?shù)厣倘速?gòu)買，藍(lán)寶石樣品磨圓度較好，大多呈粒狀、板狀。根據(jù)顏色可將測(cè)試藍(lán)寶石樣品分為藍(lán)色組和淺橙色組。藍(lán)色組根據(jù)其顏色飽和度和明度進(jìn)一步分為淺藍(lán)色(M-PB)組、藍(lán)色(M-B)組和深藍(lán)色(M-DB)組；淺橙色藍(lán)寶石均帶有不同程度的藍(lán)色調(diào)，標(biāo)記為M-OR組，根據(jù)樣品透明度，該組藍(lán)寶石還可分為透明和半透明。在藍(lán)寶石原石樣品中選取7顆樣品拋磨成2～5 mm厚的雙面拋光切片，原石樣品和部分切片見圖1。

圖1 馬達(dá)加斯加Ilakaka藍(lán)寶石原石樣品(a)和部分切片(b)Fig.1 Sapphire samples from Ilakaka, Madagascar (a) and their slices (b)

顯微觀察及圖像采集使用Leica M205 A顯微鏡，設(shè)置拍攝飽和度1.0，增益1.0×，伽馬值0.64。拉曼光譜測(cè)試使用Bruker Senterra R200L共聚焦激光拉曼光譜儀，測(cè)試條件：激光光源波長(zhǎng)532 nm，激光輸出功率20 mW，分辨率3～5 cm-1，積分時(shí)間5 s，積分次數(shù)10次，光闌孔徑50×1 000 μm。紅外光譜測(cè)試使用Bruker Vertex 80型傅里葉變換紅外光譜儀完成，顯微紅外測(cè)試配合Hyperion 3000型檢測(cè)器使用，測(cè)試條件：透射法，測(cè)試范圍4 000～1 500 cm-1，分辨率4 cm-1，掃描次數(shù)32次， 掃描速度10 kHz。LA-ICP-MS分析用激光剝蝕系統(tǒng)為Geolas HD，等離子質(zhì)譜儀為Agilent 7900，激光能量為80 mJ，頻率5 Hz，激光束斑直徑44 μm，微量元素校正標(biāo)準(zhǔn)樣品NIST 610、BHVO-2G、BIR-1G和BCR-2G。紫外-可見吸收光譜分析使用PerkinElmer UV Winlab Lambda 650型儀器，測(cè)試條件：透射法，測(cè)試范圍350～800 nm，數(shù)據(jù)間隔1 nm，掃描速度800 nm/min。熒光分析使用JASCO FP-8500型熒光光譜儀，測(cè)試條件：激發(fā)帶寬20 nm/5 nm，發(fā)射帶寬1 nm/2.5 nm，響應(yīng)時(shí)間50 msec，激發(fā)電壓880 V/800 V/790 V，測(cè)試范圍385～750 nm，數(shù)據(jù)間隔0.2 nm/1 nm，激發(fā)波長(zhǎng)410 nm/365 nm，掃描速度1 000 nm/min。低溫退火實(shí)驗(yàn)使用電熱鼓風(fēng)干燥箱進(jìn)行，設(shè)置實(shí)驗(yàn)溫度為150、200、250、300 ℃，恒溫30 min后即刻取出置入常溫酒精中退火降溫。

2 測(cè)試結(jié)果與討論

2.1 包裹體特征分析

通過顯微觀察、拉曼光譜及顯微紅外等測(cè)試方法，對(duì)Ilakaka藍(lán)寶石的包裹體特征進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)Ilakaka藍(lán)寶石內(nèi)部具有大量板片狀負(fù)晶包裹體、愈合裂隙相關(guān)的假次生包裹體以及石墨、金紅石、高嶺石、金云母、方解石等固體包裹體。

2.1.1 負(fù)晶包裹體

在Ilakaka淺藍(lán)色藍(lán)寶石中發(fā)現(xiàn)大量具有規(guī)則形狀的負(fù)晶包裹體(圖2)，大部分負(fù)晶包裹體呈薄板狀，板狀平面相互平行，且皆平行于剛玉底軸面(0001)面，部分負(fù)晶呈柱狀、球狀和片狀。

圖2 馬達(dá)加斯加Ilakaka藍(lán)寶石中的負(fù)晶包裹體：a.呈板狀的負(fù)晶板面與剛玉底軸面平行；b.負(fù)晶包裹體成群出現(xiàn)Fig.2 Negative crystals in sapphire from Ilakaka， Madagascar:a.Platelike negative crystals are paralleled to the basal pinacoid of corundum; b.Negative crystals appear in group

使用拉曼光譜對(duì)該類負(fù)晶包裹體進(jìn)行測(cè)試分析，可以得到明顯的1 282 cm-1和1 387 cm1處與CO2相關(guān)的譜峰(圖3)，而由于Ilakaka藍(lán)寶石在3 631 cm-1(659 nm)的熒光峰過強(qiáng)，本可能在3 200～3 500 cm-1處存在的水分子拉曼寬峰無法在譜圖中體現(xiàn)。用顯微紅外光譜對(duì)負(fù)晶包裹體進(jìn)行檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，負(fù)晶包裹體在3 400～3 600 cm-1中不存在與水分子相關(guān)的紅外吸收峰，但在3 601 cm-1和3 705 cm-1處有與液態(tài)CO2相關(guān)的紅外譜峰(圖4)，3 705 cm-1為液態(tài)CO2分子對(duì)稱和非對(duì)稱伸縮振動(dòng)合峰，3 601 cm-1處為液態(tài)CO2分子對(duì)稱伸縮及其倍頻振動(dòng)的組合峰[5]。因此可推測(cè)，負(fù)晶包裹體中不存在水分子，其內(nèi)部由液態(tài)CO2充填。

在部分負(fù)晶包裹體中可觀察到明顯的針狀、板狀的固體包裹體(圖2a)，用拉曼光譜測(cè)試發(fā)現(xiàn)，該類包裹體為硬水鋁石(圖5)。硬水鋁石在負(fù)晶中的沉淀結(jié)晶可以說明在原本的液相流體中是有水分子存在的[6]，剛玉在較低的溫度和較高的壓力條件下包裹了液態(tài)的CO2，而硬水鋁石相對(duì)剛玉是一種低溫高壓下穩(wěn)定的礦物相，因此在冷卻過程中，水分子與鋁質(zhì)發(fā)生反應(yīng)(Al3++H2O→AlO(OH))，形成硬水鋁石。

2.1.2 愈合裂隙包裹體

在馬達(dá)加斯Ilakaka藍(lán)寶石中也常見與愈合裂隙相關(guān)的包裹體，如圖6為典型的指紋狀氣液包裹體。除此之外，藍(lán)寶石中也出現(xiàn)了沿愈合裂隙充填的大量黃棕色呈脈狀(圖7)、浸染狀等的包裹體，通過拉曼光譜測(cè)試分析其主要成分為針鐵礦(圖8)，這是含鐵質(zhì)地下水侵入生長(zhǎng)晶體開放裂隙中后生沉積形成的，這種現(xiàn)象在晶體內(nèi)部的生長(zhǎng)管道中也有發(fā)現(xiàn)(圖9)。

圖6 馬達(dá)加斯加Ilakaka藍(lán)寶石樣品中典型指紋狀包裹體Fig.6 Typical fingerprint inclusions in sapphire samples from Ilakaka, Madagascar

圖8 馬達(dá)加斯加Ilakaka藍(lán)寶石樣品中黃棕色針鐵礦包裹體的拉曼光譜Fig.8 Raman spectra of yellow-brown goethite in sapphire sample from Ilakaka, Madagascar

圖9 馬達(dá)加斯加Ilakaka藍(lán)寶石樣品中生長(zhǎng)管道內(nèi)的鐵質(zhì)礦物沉淀Fig.9 Fe-mineral deposits of growth pipes in sapphire sample from Ilakaka, Madagascar

通過拉曼光譜分析在Ilakaka藍(lán)寶石樣品的愈合裂隙中也發(fā)現(xiàn)單質(zhì)硫，并伴有CO2的拉曼峰(圖10)。另在與一開放愈合裂隙相接的部位檢測(cè)到方解石，其拉曼峰的半高寬較小，說明結(jié)晶度低(圖11)。

圖10 馬達(dá)加斯加Ilakaka藍(lán)寶石樣品中愈合裂隙內(nèi)的單質(zhì)硫及其拉曼光譜Fig.10 Sulfur in healing fissure and its Raman spectra in sapphire sample from Ilakaka, Madagascar

圖11 馬達(dá)加斯加Ilakaka藍(lán)寶石樣品中愈合裂隙內(nèi)的方解石及其拉曼光譜[7]Fig.11 Calcite bonded to the healing fissure in sapphire sample from Ilakaka， Madagascar and its Raman spectra

2.1.3 固體包裹體

馬達(dá)加斯加Ilakaka藍(lán)寶石的固體包裹體較為豐富，有石墨、金云母、金紅石、赤鐵礦和高嶺石等。石墨結(jié)晶度較好、粒度大，尺寸可達(dá)0.5 mm(圖12)，通過拉曼光譜檢測(cè)有明顯1 586、2 725 cm-1處的石墨特征峰，并伴有1 355、2 449 cm-1和3 253 cm-1處的弱峰。金云母目前僅在淺橙色組的藍(lán)寶石中有發(fā)現(xiàn)，通過放大觀察，具有明顯的階梯層狀結(jié)構(gòu)(圖13)，見198 cm-1、656 cm-1處金云母的特征拉曼位移峰；另在淺橙色組的藍(lán)寶石中還發(fā)現(xiàn)有三向規(guī)則排列的長(zhǎng)針狀金紅石針(圖14)。另在淺藍(lán)色藍(lán)寶石表面發(fā)現(xiàn)有紅褐色的赤鐵礦，見有226、297、413 cm-1的尖鋒及1 313、610 cm-1和661 cm-1處的拉曼寬峰(圖15)。

圖12 馬達(dá)加斯加Ilakaka藍(lán)寶石樣品中片狀石墨包裹體及其拉曼光譜Fig.12 Graphite inclusion in flake shape in sapphire sample from Ilakaka, Madagascar and its Raman spectra

圖13 馬達(dá)加斯加Ilakaka藍(lán)寶石樣品中具層狀結(jié)構(gòu)的金云母包裹體及其拉曼光譜Fig.13 Phlogopite inclusion with layered structure in sapphire sample from Ilakaka, Madagascar and its Raman spectra

圖14 馬達(dá)加斯加Ilakaka藍(lán)寶石樣品中三向排列的細(xì)針狀金紅石Fig.14 Needle-shaped rutile arranged in three directionsin sapphire sample from Ilakaka, Madagascar

圖15 馬達(dá)加斯加Ilakaka藍(lán)寶石樣品表面赤鐵礦的拉曼光譜Fig.15 Raman spectra of hematite on surface of sapphire sample from Ilakaka, Madagascar

除了肉眼和顯微鏡能夠觀察到的包裹體，大部分的原石樣品都可以通過紅外透射法觀測(cè)到高嶺石羥基伸縮振動(dòng)在3 620、3 649、3 675 cm-1和3 691 cm-1的吸收峰(圖16)。但在所有的薄片樣品中該類吸收峰不明顯，推測(cè)是因?yàn)榍衅^薄。

圖16 部分藍(lán)寶石原石樣品的紅外透射光譜Fig.16 Infrared transmission spectra of some raw sapphire samples

2.2 顏色成因分析

用微量元素分析結(jié)合紫外-可見-近紅外吸收光譜對(duì)馬達(dá)加斯加Ilakaka藍(lán)寶石樣品的顏色成因進(jìn)行分析。

2.2.1 微量元素分析

從切片和原石樣品中挑選12顆進(jìn)行激光剝蝕等離子體質(zhì)譜分析，其中藍(lán)色組7顆(M-PB組樣品3顆，M-B組樣品2顆，M-DB組樣品2顆)，橙色組5顆(透明樣品2顆，半透明樣品3顆)。在每顆樣品的顏色均勻部位選取兩個(gè)點(diǎn)進(jìn)行測(cè)試取平均值后，各類藍(lán)寶石微量成分測(cè)試結(jié)果整理見表1。

從表1可知，與藍(lán)色藍(lán)寶石色調(diào)深淺直接相關(guān)的是Fe元素的含量，其他元素不能觀察到與顏色有明顯的相關(guān)性；而淺橙色組藍(lán)寶石樣品中透明品種的Ti元素含量明顯低于半透明品種。據(jù)Emmett J等[8-9]分析，當(dāng)剛玉中同時(shí)存在Mg、Si、Ti、Fe等微量元素時(shí)，能量高的供體會(huì)優(yōu)先與能量最低的受體配對(duì)，即Si會(huì)優(yōu)先于Ti與Mg、Fe配對(duì)，而Mg會(huì)優(yōu)先于Fe與Ti配對(duì)。因此，可以通過分析藍(lán)寶石中的有效著色離子解釋其顏色成因。由于LA-ICP-MS在分析剛玉微量元素的過程中，Al元素會(huì)與少量的H結(jié)合形成27AlH，容易與28Si混淆，導(dǎo)致Si的數(shù)據(jù)過高，因此在本次分析中僅考慮Mg元素對(duì)致色元素的影響。表1中[Ti-Mg]數(shù)據(jù)即為本次分析用有效Ti離子含量，從該列數(shù)據(jù)可知與Mg離子含量相減后的有效Ti離子含量與藍(lán)色調(diào)的深淺無直接關(guān)系。另在淺藍(lán)色樣品PB-8-1和橙色樣品OR-6、OR-5中獲得的 [Ti-Mg]含量，遠(yuǎn)高于其Fe離子含量，因此推測(cè)在部分淺藍(lán)色和淺橙色的藍(lán)寶石中的Ti元素主要以金紅石微晶體形式存在，而不與Fe離子配對(duì)形成藍(lán)色。

表1 馬達(dá)加斯加Ilakaka藍(lán)寶石樣品中重要微量元素的含量Table 1 Contents of key trace elements in sapphire samples from Ilakaka, Madagascar /ppm

2.2.2 紫外-可見-近紅外吸收光譜分析

對(duì)馬達(dá)加斯加Ilakaka藍(lán)寶石進(jìn)行紫外-可見-近紅外吸收光譜分析，結(jié)果(圖17)顯示，在藍(lán)色系列藍(lán)寶石中有明顯的377、387 nm和451 nm處的吸收銳鋒，這分別為八面體晶體場(chǎng)中Fe3+的6A1g→4Eg(D)、6A1g→4T2g(D)和6A1g→4Eg-Ag(G)的自旋禁阻躍遷導(dǎo)致[10]。據(jù)湯德平等[11]，由Fe3+電子躍遷產(chǎn)生的吸收強(qiáng)度依次為387 nm>377 nm>451 nm，該觀點(diǎn)與藍(lán)色組(M-B)和淺藍(lán)色組(M-PB)藍(lán)寶石觀察到的現(xiàn)象一致；而深藍(lán)色組(M-DB)藍(lán)寶石377 nm和451 nm處的吸收強(qiáng)度明顯增強(qiáng)，分析認(rèn)為該組藍(lán)寶石中較高的Fe元素濃度促成Fe3+-Fe3+交換耦合離子對(duì)形成，使得377 nm和451 nm的吸收增強(qiáng)[12]，以致377 nm處的吸收強(qiáng)于387 nm。以560 nm為中心的寬緩吸收帶由Fe2+-Ti4+離子對(duì)引起，這是引起藍(lán)寶石呈現(xiàn)藍(lán)色的主要原因，從圖17a中可看出，隨著藍(lán)寶石的藍(lán)色調(diào)減弱，由Fe2+-Ti4+離子對(duì)引起的吸收寬帶逐漸變得不明顯。

圖17 馬達(dá)加斯加Ilakaka藍(lán)色組(a)和橙色組(b)樣品的紫外-可見-近紅外吸收光譜Fig.17 UV-Vis-NIR absorption spectra of blue series(a) and orange series(b) of sapphire samples from Ilakaka, Madagascar

淺橙色組藍(lán)寶石對(duì)可見光范圍內(nèi)紫外區(qū)到紅光區(qū)的吸收總體呈現(xiàn)平緩的遞減趨勢(shì)，從光譜中也可發(fā)現(xiàn)不明顯的與Fe3+有關(guān)的峰，也有弱Fe2+-Ti4+離子對(duì)寬緩吸收，因此部分淺橙色組藍(lán)寶石微有藍(lán)色調(diào)。

2.3 熒光光譜分析

對(duì)馬達(dá)加斯加Ilakaka藍(lán)寶石進(jìn)行熒光光譜分析，結(jié)果(圖18)顯示，大部分藍(lán)寶石具有明顯Cr3+的熒光峰，Cr3+的熒光主要由694 nm(R1)和693 nm(R2)處兩條強(qiáng)烈尖銳的發(fā)光線組成，這是Cr3+離子的第一激發(fā)態(tài)(2E和2T1)到基態(tài)的輻射躍遷造成的，其兩側(cè)還伴有其他與Cr3+離子相關(guān)的熒光線或帶[13-14]。對(duì)比藍(lán)色系列藍(lán)寶石和淺橙色系列藍(lán)寶石的熒光光譜(圖19)發(fā)現(xiàn)，淺橙色系列藍(lán)寶石在400～480 nm和540～580 nm處有明顯熒光寬峰，可能與晶體內(nèi)部空穴心相關(guān)[15]，為此采用低溫退火的方法對(duì)此熒光寬帶的熱穩(wěn)定性進(jìn)行探究。

圖18 馬達(dá)加斯加Ilakaka深藍(lán)色藍(lán)寶石樣品DB-1-2的熒光光譜Fig.18 Fluorescence spectrum of dark blue sapphire sample DB-1-2 from Ilakaka, Madagascar

圖19 馬達(dá)加斯加Ilakaka淺橙色藍(lán)寶石樣品OR-4-1與藍(lán)色藍(lán)寶石樣品DB-1-2的熒光光譜Fig.19 Fluorescence spectra of light orange sapphire sampleOR-4-1 and blue sapphire sample DB-1-2 from Ilakaka, Madagascar

低溫?zé)崽幚韺?shí)驗(yàn)使用電熱鼓風(fēng)干燥箱進(jìn)行，將淺橙色樣品依次加熱至150、200、250、300 ℃，恒溫30 min后在短時(shí)間內(nèi)驟冷至室溫，每次熱處理實(shí)驗(yàn)之后用熒光光譜儀記錄其發(fā)射譜線變化(圖20)。為提高譜線信噪比，更好監(jiān)測(cè)400～480 nm和540～580 nm處的熒光峰變化情況，設(shè)置數(shù)據(jù)采集間距為1 nm；由于300 ℃熱處理后樣品的熒光強(qiáng)度在800 V的激發(fā)電壓下溢出量程，改用790V的電壓重新測(cè)試分析(圖21)。

圖20 不同熱處理溫度下馬達(dá)加斯加Ilakaka橙色藍(lán)寶石樣品OR-4-1的熒光光譜Fig.20 Fluorescence spectra of orange sappphire sample OR-4-1 from Ilakaka, Madagascar under different thermal experiments

測(cè)試結(jié)果可知，150～200 ℃的加熱溫度可加強(qiáng)540～580 nm處的熒光峰，并明顯削弱400～480 nm熒光寬峰；溫度加熱至250 ℃，以440 nm為中心的復(fù)合峰強(qiáng)度繼續(xù)減弱，540～580 nm熒光峰也開始變?nèi)酢．?dāng)升溫至300 ℃，與原始熒光峰相比，540～580 nm處熒光強(qiáng)度變化不明顯，而在440 nm處的復(fù)合寬峰明顯加強(qiáng)，并使得以414、438 nm和464 nm為中心的發(fā)射帶顯現(xiàn)。因此，總體上以570 nm為中心的熒光寬帶熱穩(wěn)定較好，而400～480 nm的熒光寬帶隨著加熱溫度不同，變化幅度較大。400～480 nm之間的寬峰由以414、438 nm和464 nm為中心的發(fā)射帶組成，其中464 nm的熒光線相對(duì)414 nm和438 nm峰變化較小。

據(jù)Moskvin等[16-17]，約以420 nm為中心的熒光區(qū)是由[VAl+O-]心引起，即VAl+O-=VAl++hvλ=420 nm+O2-，Al3+空穴的存在是因?yàn)榫Ц駜?nèi)部存在多余未與二價(jià)離子(Mg2+、Fe2+等)配對(duì)的四價(jià)離子(如Ti4+、Si4+等)；而[Mg2++O-]色心的存在可引起在2.93 eV(423 nm)的吸收[18]。由此推測(cè)414 nm和438 nm的發(fā)光峰歸屬于同一熒光峰，而424 nm處被[Mg2++O-]色心吸收。

因此，在對(duì)樣品進(jìn)行低溫加熱(150～250 ℃)時(shí)，[VAl+O-]和[Mg2++O-]心趨于消失，說明此類空穴色心熱穩(wěn)定性較差；而當(dāng)溫度加熱至300 ℃時(shí)，[VAl+O-]和[Mg2++O-]強(qiáng)度增強(qiáng)，說明未與二價(jià)離子配對(duì)的四價(jià)離子增加，從而釋放更多的Mg2+與氧離子形成空穴色心。[Mg2++O-]色心的增加應(yīng)使藍(lán)寶石呈現(xiàn)更飽和的橙黃色，這一推測(cè)與實(shí)驗(yàn)結(jié)果相一致。

3 結(jié)論

(1)馬達(dá)加斯加Ilakaka藍(lán)寶石包裹體種類豐富，根據(jù)包裹體類型可分為負(fù)晶包裹體、愈合裂隙包裹體和其他固體包裹體。負(fù)晶包裹體常呈六方板狀，板面與剛玉底軸面平行，內(nèi)部由液態(tài)CO2充填，部分伴有硬水鋁石。Ilakaka藍(lán)寶石中常見，呈指紋狀、脈狀、浸染狀等與愈合裂隙相關(guān)的包裹體，伴有針鐵礦、單質(zhì)硫和方解石。Ilakaka藍(lán)寶石中還存在石墨、金云母、赤鐵礦和高嶺石等固體包裹體。

(2)馬達(dá)加斯加Ilakaka藍(lán)寶石中的微量元素主要有Fe、Ti、Mg、Ga和Cr等。其中Fe元素的含量與其藍(lán)色調(diào)深淺呈明顯正相關(guān)性。部分淺藍(lán)色和淺橙色藍(lán)寶石中的Ti含量較高，可達(dá)2 000至5 000 ppm，推測(cè)Ti元素在這類藍(lán)寶石中主要以金紅石微晶體形式存在。

(3)藍(lán)寶石呈現(xiàn)藍(lán)色調(diào)主要原因是Fe2+-Ti4+離子對(duì)引起的以560 nm為中心的寬緩吸收，隨著藍(lán)寶石的藍(lán)色調(diào)減弱，由Fe2+-Ti4+離子對(duì)引起的吸收寬帶越不明顯；在藍(lán)色和橙色組藍(lán)寶石中都可見與Fe3+相關(guān)的377、387 nm和451 nm吸收線，并且Fe含量的增高可促成Fe3+-Fe3+交換耦合離子對(duì)形成，從而加強(qiáng)在377 nm和451 nm處吸收。

(4)馬達(dá)加斯加Ilakaka藍(lán)寶石樣品基本均可檢測(cè)到Cr3+的熒光峰，主要由694 nm和693 nm處兩條強(qiáng)烈尖銳的發(fā)光線組成。淺橙色藍(lán)寶石在400～480 nm處有明顯熒光寬峰，該熒光峰熱穩(wěn)定性差，加熱到250 ℃時(shí)趨于消失；而當(dāng)熱處理溫度升至300 ℃時(shí)，400～480 nm處的熒光峰明顯加強(qiáng)，并且以414、438 nm和464 nm為中心的峰位顯現(xiàn)，推測(cè)這一現(xiàn)象與內(nèi)部空穴心[VAl+O-]和[Mg2++O-]相關(guān)。