第二节　宝石的化学成分

宝石的化学成分可以分为两种类型：一类是由同种元素的原子自相结合而成的单质（如钻石等）；另一类是由元素组成的化合物。化合物又可分为简单化合物（如红宝石等）和复杂化合物（如碧玺等）。

一、宝石的晶体化学分类

按照晶体化学分类，宝石分为自然元素类、氧化物类和含氧盐类。

1.自然元素类

自然元素类是以单元素成分形式存在的宝石，如成分为碳（C）的钻石。

2.氧化物类

氧化物类是一系列金属和非金属元素与氧离子化合而成的化合物。如成分为Al2O3的红宝石和蓝宝石，成分为SiO2的水晶、紫晶、黄晶、芙蓉石、玉髓、欧泊等。属于复杂氧化物的宝石有尖晶石（Mg，Fe）Al2O4和金绿宝石BeAl2O4等。

3.含氧盐类

大部分宝石属于含氧盐类，其中又以硅酸盐类矿物居多，宝石中硅酸盐类矿物约占宝石的一半。还有少量宝石属磷酸盐和碳酸盐类。

（1）硅酸盐类　硅酸盐类宝石的晶体结构中，硅氧四面体（SiO4）是基本的构造单元。硅氧在结构中可以孤立地存在，也可以角顶相互连接而形成多种复杂的络阴离子。如橄榄石、石榴石、托帕石、碧玺、翡翠、岫玉等。

（2）磷酸盐类　含有磷酸根（），此类宝石成分复杂，如磷灰石Ca5（PO4）3（F，Cl，OH）和绿松石CuAl6（PO4）4（OH）8·4H2O等。

（3）碳酸盐类　这类宝石晶体结构中的特点是具有碳酸根（），如菱锰矿、孔雀石、方解石等。

二、类质同象

晶体结构中某种质点A（原子、离子、络离子或分子）被其他性质类似的质点B所代替，而能保持原有晶体结构不改变，只是其晶格常数发生不大的变化，这种现象称为类质同象。代替某一元素A的物质B称为类质同象混入物。

类质同象替代是引起宝石化学成分变化的主要原因，也是导致宝石致色的主要原因之一。例如碧玺的化学成分为（Na，Ca）R3Al6Si6O18（O，OH，F）4，式中R主要为Mg、Fe、Mn、Cr、Li、Al等，这些元素之间复杂的类质同象替代，既造成了碧玺的化学成分十分复杂，也导致了碧玺具有多种颜色。