山东昌乐蓝宝石成色机理蓝宝石是世界上公认的四大名贵蓝宝石之一，具有很高的美学价值和经济价值按照国 家目前的标准，蓝宝石是指除红色以外的其它各种颜色的刚玉，甚至包括无色的刚玉通常 蓝宝石繁殖蓝色的刚玉，其它颜色的刚玉通常用其颜色来描述，如黄色蓝宝石、绿色蓝宝石 等蓝宝石主要产于变质的大理岩、玄武岩或者是伟晶花岗岩中，也有一些产于冲击层和坡 积层矿床中山东自1984年在昌乐发现蓝宝石以来，先后在潍城区、临朐、坊子等地亦发 现蓝宝石砂矿自发现并开采以来，山东蓝宝石在我国珠宝玉石市场中占据着举足轻重的地 位，为促进我国珠宝行业的发展起到了重要的作用山东昌乐蓝宝石的产量居全国第一，且其以颗粒大、晶体形态完整、内部包体少而著称 但由于其颜色过深，价格远比同等集体质量的斯里兰卡蓝宝石低，因此，山东昌乐蓝宝石的 褪色研究具有重要意义如果改色成功，将使山东昌乐蓝宝石的价格提高至十几倍人们一 直在想方设法改变昌乐蓝宝石的颜色，以获得更大的经济效益目前人们在山东昌乐蓝宝石 的改色方面已经做了许多工作，但其效果却一直不尽人意如果能过真正的确定山东蓝宝石 的颜色影响因素，对今后的改色或者改善工艺起到理论指导作用，将会产生巨大的经济效益 和社会效益。
本文通过对山东昌乐蓝宝石矿物学特征的研究以及对其微量元素测试结果的分析，进一 步确定了山东昌乐蓝宝石颜色的影响因素，为下一步的颜色的改善提供了有力的证据第一章概述第一节蓝宝石的简介及产地蓝宝石，是刚玉宝石中除红色的红宝石之外，其它颜色刚玉宝石的通称，主要成分是氧 化铝（A12O3）蓝色的蓝宝石，是由于其中混有少量钛（Ti）和铁（Fe）杂质所致；蓝宝 石的颜色，可以有粉红、黄、绿、白、甚至在同一颗石有多种颜色蓝宝石的产地在泰国、 斯里兰卡、马达加斯加、老挝、柬埔寨，其中最稀有的产地应属于克什米尔地区的蓝宝石， 而缅甸是现今出产上等蓝宝石最多的地方蓝宝石英文名称为Sapphire，源于拉丁文Spphins，意思是蓝色属于刚玉族矿物，三 方晶系宝石界将红宝石之外的各色宝石级刚玉都称为蓝宝石刚玉中因含有铁（Fe）和钛 （Ti）等微量元素，而呈现蓝、天蓝、淡蓝等颜色，其中以鲜艳的天蓝色者为最好天然蓝 宝石可以分为蓝色蓝宝石和艳色（非蓝色）蓝宝石宝石市场上把深蓝色和带有紫色的蓝宝 石称为“男性蓝宝石”，浅色蓝宝石称为“女性蓝宝石〃国际宝石界把蓝宝石定为“九月 生辰石”，象征忠诚与坚贞据说蓝宝石能保护国土和君王免受伤害，有“帝王石”之称。
世界上最大的星光蓝宝石是“印度之星”（Star of India），重563克拉其六射星 光完美无缺，而且瑕疵极少，虽然色泽不够艳丽，但是也确实不失为稀世珍宝宝石的背面 也呈现着几乎同样的星光星光蓝宝石也称星彩蓝宝石，多数是不透明至半透明宝石中的 丝绢包裹体（细长的针状金红石晶体）是产生六射星光的原因星光蓝宝石因其艳丽的星光 色彩而被称为“命运之石”，三束星光代表忠诚、希望与博爱我国在新疆天山地区发掘出 一种稀有的天然蓝宝石具有变色效应，在日光下呈紫色，在灯光下呈黄色，属天然蓝宝石的 新品种，也是蓝宝石的最佳品质之一蓝宝石以其晶莹剔透的美丽颜色，被古代人们蒙上神秘的超自然的色彩，被视为吉祥之 物早在古埃及、古希腊和古罗马、还有北欧各国，被用来装饰清真寺、教堂和寺院，和随 身携带并作为宗教仪式的贡品它也曾与钻石、珍珠一起成为英帝国国王、俄国沙皇皇冠上 和礼服上不可缺少的饰物自从近百年宝石进入民间以来，蓝宝石分别跻身于世界五大珍辰 石之列，是人们珍爱的宝石品世界宝石学界定蓝宝石为九月的生辰石日本人选其作为结 婚23周年（蓝宝石）、26周年（星光蓝宝石）的珍贵纪念品蓝宝石最大的特点是颜色不均，可见平行六方柱面排列的，深浅不同的平直色带和生长 纹。
聚片双晶发育，常见百叶窗式双晶纹裂理多沿双晶面裂开二色性强，世界不同产地 的蓝宝石除上述共同的特点之外，亦因产地不同各具特色世界蓝宝石产地不多，主要有缅 甸、斯里兰卡、泰国、澳大利亚、中国等，但就宝石质量而言，以缅甸、斯里兰卡质量最佳 依据地质成因不同，可分两类：一类是缅甸、斯里兰卡和印度克什米尔产的蓝宝石另一类 是澳大利亚、泰国、中国产的蓝宝石缅甸等地产的蓝宝石，因含钛致色，故呈鲜艳的蓝色， 含绢丝状金红石和指纹状液态包裹体绢丝状金红石包裹体可产生六射或十二射星光，属优 质宝石品种澳大利亚、泰国、中国产的蓝宝石因其中含有较多的铁，由铁致色，故宝石颜 色很暗，刻面宝石反光效果亦不太好，一般均需经过加热改以处理才能使用不同产地蓝宝 石的特征简述如下：印度克什米尔蓝宝石颜色呈矢车菊的蓝色，也就是微带紫的靛蓝色颜色的明度大， 色鲜艳有雾状的包裹体的具乳白色反光效应一直被誉为蓝宝石中的极品关于这种颜色 感觉产生的原因一直没有定论，有可能是金红石等细小颗粒渲染所致，也可能是一些极细小 的裂隙及相伴的出溶物对光的散射引起的，颜色不均匀，常形成界线分明的蓝色及近无色的 色带但由于矿区位于喜马拉雅山脉的西北端，海拔5000多米，终年被雾笼罩，近几年没 有产出。
缅甸抹谷蓝宝石和红宝石产在同一矿区，除颜色不同外，其它特点完全相同它的包 体如下：绢丝状金红石包体，平行六方柱面密集排列，成60度、120度交叉如果垂直绢 丝状包体切割，琢磨成弧面宝石后可呈现六射或十二射星光；指纹状液体包体的包体空隙中 的气泡所占面积较小，约30%左右；固态包体，常见有刚玉、尖晶石、铀烧绿石、磷灰石等斯里兰卡蓝宝石和红宝石同属一个矿区，除颜色不同外，其它特点完全相同其包体 如下：绢丝状包体，与缅甸蓝宝石特点相似，区别在于纤维细而长，可呈现六射星光；液体 包体，呈不定形层状属布或呈指纹状展布；固态包体，有锆石、磷灰石、黑云母等泰国蓝宝石呈带黑的蓝色、淡灰蓝色晶体中没有绢丝状包体，但指纹状液态包裹体 发育最特征的是黑色固态包体周围有呈荷叶状展布的裂纹三组聚片双晶发育，裂理沿双 晶面裂开中国蓝宝石80年代在中国东部沿海一带的玄武岩中，相继发现了许多蓝宝石矿床 其中以山东（昌乐）蓝宝石质量最佳晶体呈六方桶状，粒径较大，一般在1cm以上，最大 的可达数千克拉蓝宝石因含铁量高，多呈近于炭黑色的靛蓝色、蓝色、绿色和黄色以靛 蓝色为主宝石级蓝宝石中包裹体极少，除见黑色固态包体之外，尚可见指纹状包体。
没有 绢丝状金红石及弥漫状液体包体蓝宝石中平直色带明显，聚片双晶不发育大的晶体外缘 可见平行六方柱面的生长线山东蓝宝石因内部缺陷少，属优质蓝宝石澳大利亚蓝宝石澳大利亚是产量丰富的蓝宝石产地但由于铁的含量高，宝石颜色暗 多呈近于炭黑的深蓝色、黄色、绿色或褐色含尘埃状包体其宝石特点与泰国、中国相同， 均需改色后才能使用第二节产地地质概况昌乐县位于山东地台的中部，其地层分布及岩性特征如下图所示在大地构造上，昌乐属鲁西台背斜沂降落之昌乐凹陷，东侧近邻为沂沐断裂带的鄌郚- 葛沟断裂，其走向北北东，倾向南东，倾角70°—90°，延伸约160km，属新华夏构造带 词断裂带在新生代的活体与本区第三纪玄武岩的多次喷发密切相关昌乐地区新生代基性、 超基性火山岩活动强烈，多期多旋回喷发的玄武岩遍布全国根据喷发时代的不同，分为三 期：牛山期、山旺期、尧山期区内以牛山期和尧山期玄武岩为主，山旺期玄武岩仅见于荆 山、李家河、南音三处尧山期的玄武岩零星分布于昌临地区，是火山锥顶的主要组成部分其产出特征为后层 水平状、近水平状，柱状节理发育该玄武岩为灰黑色，风化面位土黄色，斑状结构，致密 块状构造，或少量杏仁构造，杏仁主要成分为白色方解石。
岩石镜下特征：斑状结构，基质 为拉玄结构斑晶主要成分为橄榄石，自形，轻微蚀变基质主要成分是基性斜长石、辉石 和玻璃质、橄榄石等牛山期玄武岩，分布广泛，喷发旋回较多在昌临地区该期玄武岩常构成低缓的熔岩台 地或盾状火山锥、马蹄状破火山口，后层近水平状产出，节理发育，斑状结构，气孔杏仁状 构造气孔杏仁大小不一，多呈不规则状杏仁主要成分是方解石、绿泥石和沸石类矿物 岩石多发生强烈的绿泥石变其镜下特征与尧山期玄武岩相似，但橄榄石斑晶多已绿泥石化， 常见成橄榄石假象的绿泥石此外，玻璃质较少，长石含量较高昌乐地区主要以火山作用形成的火山地貌为格局因长期的剥蚀，山坡往往成坡积裙 在火山锥之间流动的火山熔岩相互联接，形成平坦的熔岩台地，其上发育河谷地貌纵观本 区，呈南高北低之势，南部以火山锥为主，北部以熔岩台地及河谷地貌为主蓝宝石主要产于玄武岩中，此层玄武岩最主要的特点是呈黄绿色，含有大量的幔源捕掳 体及各种矿物巨晶捕掳体主要为二辉橄榄岩、橄榄岩，约占玄武岩总体积的15%左右 风化强烈，结构松散矿物巨晶常为刚玉和普通辉石辉石巨晶粒度一般为0.5〜1.5cm，黑 色，解理不明显，常见贝壳状断口对该玄武岩层中深1〜80m的矿坑进行观察，发现该岩 层厚度不均，靠近山体的核部，厚度由1.5〜2.0减少至0.5〜0.8cm，同时岩层倾角也增大，岩 层位置也逐渐上移。
岩石镜下特征：斑状结构，基质为填间或填隙结构斑晶为橄榄石（14%）、斜长石（1%）， 偶见富钛普通辉石橄榄石斑晶约0.3〜0.8mm，无色，正高突起，糙面显著，（010）解理不 发育，常见裂纹，最高干涉色为二级蓝，二轴（一），2V近于90°，为贵橄榄石所有橄 榄石都发生了伊丁石化蚀变，有的全部蚀变为具有橄榄石假象的伊丁石这种假象的伊丁石 约占岩石中矿物总含量的5%伊丁石呈褐红色，多色性不明显，正高突起;辉石斑晶0.15mm， 浅褐色〜淡紫色调，2V=48°〜62°，为富钛普通辉石基质成分主要为斜长石（20%）、富 钛普通辉石（35%）、伊丁石化橄榄石（5%）、碱性长石（8%）、方沸石（5%）、火山玻璃（2%）、 不透明铁矿物（10%）富钛普通辉石半自形一自形，浅褐一浅紫色，弱多色性；碱性长石 呈板状或不规则状产出，波状消光，可见简单双晶，种属为歪长石；方沸石多呈不规则状， 可见解理，均质性，负高突起；不透明矿物多为磁铁矿，自形一它形；火山玻璃无色透明， 分布广泛第三节蓝宝石成因分析蓝宝石化学成分是AWO3,铝在地壳中的克拉克值为7.51%，属高含量的亲氧亲石元素， 大量集中于地球外层，地壳中ALP3是仅次于SIO2分布最广的氧化物，但自然界中结晶的 AL2O3却为数不多，这是因为AL2O3对SIO2的化学亲和力很大，易于形成硅铝硅酸盐。
因 此，只有在高温富铝贫硅的特殊条件下才能形成结晶体，或结晶体才能保存在碱性玄武岩中，蓝宝石是作为巨晶矿物与普通辉石、锆石等共同产出的因此，有人 就认为其属于同时晶出，可以用辉石的形成条件近似地代表蓝宝石的形成条件，即与玄武岩 同源，是岩浆早起高压熔离的矿物相，形成时的温度条件均很高，大致相当于上地幔 60〜100km深度但是，蓝宝石和辉石是否属于共生关系，并无确切的证据，仅有其经常同 时产出不能得出其形成条件相近这一结论昌乐蓝宝石与玄武岩的接触关系截然明显在蓝宝石晶体的外缘常有一层厚度约 0.01〜0.03mm的黑色不透明外壳，用放大镜可初步将壳分为两大类：①熔饰壳，有明显的熔 蚀坑；②熔蚀“微晶”壳，壳上有大量不规则排布的微小似微晶物质探针分析表明，熔蚀壳成分为AL2O3，熔蚀“微晶”壳上的“基质”和“斑晶”成分仍为 AL2O3用扫描电镜对熔蚀“微晶”壳进行观察，得知叶片状物质并非细小晶体，其熔蚀现 象也十分明显蓝宝石表面壳质成分图蓝宝石的产出特征：①薄层碱性玄武岩；②玄武岩中含有大量幔源捕掳体；③与上、下 层不含蓝宝石玄武岩岩石学、岩石化学特征等极为相似；④与深大断裂相伴生；⑤山东省局 曾观察到幔源捕掳体中产有蓝宝石晶体。
可以推断，蓝宝石巨晶并非由玄武岩浆所析离晶出， 而是形成于上地幔，由于构造和岩浆活动，被碱性玄武岩浆捕获而带出地表在捕获及上升 运移过程中，温压条件的改变使蓝宝石发生熔蚀，但由于新的体系富铝贫硅，因此熔蚀作用 较轻微，蓝宝石晶体易于保存同时，橄榄玄武岩浆中的橄榄石与氧化硅铝发生反应形成细 小的a-AL2O3晶体附着在幔源蓝宝石晶体表面，形成熔蚀“微晶”壳的雏形上述反应， 用热力学数据加以论证，反应自由能为-6.052J/mol，表明在岩浆的温压条件下，反应向右进 行岩浆继续演化和运移，温压条件不断改变，蓝宝石晶体在低压下不稳定，再次发生熔蚀， 大部分蓝宝石表面的微晶刚玉全部熔掉，仅部分蓝宝石表面还残存有早期“微晶”壳的某些 特征蓝宝石是幔源成因的观点，可以很好地解释昌乐蓝宝石的各种产转特征，同时也使人们 意识到，岩石学特征及岩石化学特征不能成为蓝宝石母岩的判别依据，蓝宝石的形成既有必 然性，也有偶然性，避免了找矿的盲目性第四节山东昌乐蓝宝石现状山东昌乐蓝宝石矿区位于鲁西北背斜泰沂隆断之昌乐凹陷中，东侧紧邻沂沐断裂带的鄌郚- 葛沟断裂矿区广泛分布新第三纪火山岩，其中：中新世牛山组主要为蚀变玄武岩、杏仁状 玄武岩、橄榄玄武岩，夹少量的玻基辉榄岩，地貌上形成平坦的熔岩台地；上新世尧山组孤 立分布于丘体的顶部，是火山锥的主体部分，岩性为黑色后层橄榄玄武岩，柱状节理发育， 夹少量玻基辉榄岩和高铝玄武岩。
蓝宝石原生矿贮存于火山喷发的中心部位，其寄主岩为玻 基辉榄岩，SIO2不饱和，小于45%，为钠质系列，属超基性岩类寄主岩多含深源捕掳体 和捕掳晶等碱性橄榄玄武岩中虽然也含有蓝宝石，但含量极少区内各种成因类型的第四 纪皆含蓝宝石，但以冲击层底部的砂砾层和位于基岩面上的洪坡积粗碎屑对基层为主蓝宝石形成于地壳下100KM左右的上地幔，是来自深度达到蓝宝石结晶环境饿幔源玄 武岩质岩浆携带着蓝宝石，沿深切上地幔的临沐断裂带迅速上升，至地表喷发形成橄榄玄武 岩型蓝宝石原生矿，原生矿在方山一带由于长期风化剥蚀，山坡形成坡积裙，玄武岩仅在 距山顶几十米内露头较好，山坡中下部多被残积物、坡积物及第四系覆盖蓝宝石矿分原生 矿和砂矿两大类型，原生矿位于距山顶30M附近的玄武岩中，而砂矿则多分布于方山附近 的宏积物、冲击物中，区域主要分布在昌乐县的五图、乔宫、南郝、崔家、北岩一带，以现 代河床为主，也分布在古河床、山丘及农田中，砂矿呈层状分布，埋藏浅，最大埋藏深10M， 易于开采昌乐蓝宝石矿石我国蓝宝石四大产地之一蓝宝石以砂矿为主，多富集在2M〜4M的浮 土层及古河床原生矿产在第三纪碱性玄武岩中，以含蓝宝石为主，偶见红宝石及金黄色蓝 宝石。
昌乐蓝宝石晶体颗粒大、结晶完整、大多透明，出成率高，颜色丰富多彩，以蓝色为 主，黄绿色次之，其它颜色如：玫瑰红、金黄、淡黄及棕褐色等，宝石的原料表面多被一层 灰黑色或黑色不透明薄壳包裹，包裹层多为非晶态，是蓝宝石受熔岩熔蚀并快速冷却所致虽然蓝宝石属于国内档次较高的宝石品种，但由于山东蓝宝石的颜色通常很深，透明度 低，在外观上甚至呈黑色，磨制出来的戒面反火较差，甚至不反火，从而大大影响了其观赏 及经济价值因此，人们一直想方设法减轻其颜色这方面的研究很多，但由于其颜色是由 内部含有大量的铁元素所致，改色效果一直很不理想，有的颜色改色后变浅了，但灰色调增 加了，有的则透明度大大降低了因而，到目前为止，蓝宝石的改色处理方案一直不很理想， 以至于使其工艺价值大打折扣第二章 山东昌乐蓝宝石矿物学第一节形态与物理特征刚玉属于复三方偏三角面体晶类晶体多呈桶装、柱状，少数呈板状或叶片状在锥面 和柱面上也经常有斜的或横的条纹刚玉的晶体形态与形成条件有关，沿C轴延长的六方 双锥、六方柱及菱面体的刚玉是生长于贫SIO2、富碱的岩石中；而底面发育的板状刚玉则 生成于富SIO2、贫碱的岩石中山东产出的了蓝宝石晶体一般为半自形，有桶状、六方柱状晶体及六方板状晶体外形， 还有未保留任何的它形粒状的碎粒。
粒度大小不一，通常晶体粒径在5〜20MM之间，大颗 粒的晶体则多加工成方形或长方形刻面的板戒山东蓝宝石表面熔蚀现象普遍存在，晶体产 生不同程度的浑圆形，在其表面有义熔蚀壳，呈黑色不透明状，为AL2O3的非晶质相，是 由于岩浆在上升运移过程中，温度和压力条件改变使蓝宝石颗粒外部发生熔蚀，火山喷发又 将其携带出地表快速冷凝而成蓝宝石晶体形态图蓝宝石莫氏硬度为9,仅次于金刚石硬度略具方向性，平行于光轴面的硬度略小于垂 直光轴面的硬度蓝宝石的解理不发育，贝壳状断口，但常因聚片双晶而发育有裂理，裂理 方向主要为｛0001｝、｛1011｝和｛1120｝山东蓝宝石的密度为3.95〜4.10g/cm，由于山东蓝宝 石中的含铁量较高，因而其密度相对其它产地的蓝宝石较大蓝宝石通常为透明至不透明， 抛光面具亮玻璃光泽一亚金属光泽蓝宝石为一轴晶负光性，折射率为1.762〜1.770，双折 射率为0.008〜0.010由于山东蓝宝石中的含铁量较高，而铁对荧光来说具有抑制性，因而 其紫外荧光常表现为惰性，包括其黄色的品种少量红色调者偶尔可见到弱的发光性熔点 高达2050^，一般其化学性质相对稳定除无色的蓝宝石外，其它颜色的蓝宝石均具有二 色性，二色性的强弱，以及色彩的变化均取决于自身颜色的深浅程度。
蓝色蓝宝石通常呈现 为明显的蓝色-绿蓝色多色性，黄色蓝宝石的二色性可有金黄色-黄色、橙黄色-浅黄色、浅黄 色-无色等经验丰富的珠宝专家仅凭此就可以很容易地鉴别出其是否是蓝宝石，通常情况 下山东蓝宝石的正面为蓝色，而侧面观察为绿蓝色第二节晶体化学特征蓝宝石属于三方晶系，在其晶体结构中，O-2作六方最紧密堆积，堆积层垂直于三次轴， AL3+充填了由O-2形成的八面体空隙数的2/3，［ALO6］八面体稍有变形，它们以棱连接构 成层；O为四次配位，为四个AL所围绕在平行于三次轴方向上，以八面体共面的方式构 成两个实心的［ALO6］八面体和一个空心的由氧围成的八面体排列的柱体［ALO6］八面体沿 C轴方向构成三次螺旋对称轴由于相邻AL3+之间的排列，使［ALO6］八面体三方畸变的特 点，部分AL-O键长为0.1856nm，部分为0.1969nm，相邻的O-O键长为0.252〜0.287nm， 垂直C轴方向的异向性，导致了蓝宝石对光波吸收的差异，在颜色上表现出明显的异向性蓝宝石晶体结构图蓝宝石的晶体化学式为AL2O3,其质量分数为99%左右，还含有FE TI CR NI MN SI MG KNA V等多种微量元素。
主要以类质同象存在于刚玉的晶格中化学成分与刚玉矿物基本 一致，其理论值AL为53.2%，O为46.8%，但由于形成蓝宝石的地质环境的复杂性，其化 学成份尤其是微量元素的含量具有较大的差异性第三节昌乐蓝宝石的穆斯堡尔谱分析穆斯堡尔效应，即原子核辐射的无反冲共振吸收这个效应首先是由德国理学家穆斯堡 尔于1958年首次在实验中发现的，因此被命名为穆斯堡尔效应应用穆斯堡尔效应可以研 究原子核与周围环境的超精细相互作用，是一种非常精确的测量手段，其能量分辨率可高达 10-13，并且抗干扰能力强、实验设备和技术相对简单、对样品无破坏由于这些特点，穆 斯堡尔效应一经发现，就迅速在物理、化学、生物学、地质学、冶金学、矿物学、以及近代 新兴的材料科学和表面科学领域等得到广泛应用由于穆斯堡尔谱学方法可以确定造岩矿物中铁的存在状态：价态、配位数、电子组态和 键性、有序-无序以及FE2+和FE3+在晶体结构上的分配情况为了较精确地测定蓝宝石中 铁的含量和不同价态间的比值及占位情况，用穆斯堡尔谱仪对不同样品进行了常温的测试由谱图可知：在昌乐蓝宝石中存在FE3+、A-FE，由于FE2+的含量低未测出在蓝宝石晶体结构中，AL3+充填由O2-形成的八面体空隙数的2/3，［alo6］八面体略有 变形。
由四极矩参数可知，FE3+代替AL3+时，可能存在两种能级，表现为双1峰、双2峰.山东蓝宝石穆斯堡尔谱曲线图7蓝宝石中二价铁的低浓度是可以理解的二价铁离子的半径为0.83A，明显大于三价铝 离子，而且两者离子价态不同二价铁离子能以异价形式代替刚玉中的三价铝离子，主要是 借助TI4+的异价取代，四价的钛离子取代三价铝离子产生一个正价的电荷差，因而倾向于 与二价铁离子组成离子对，同步替代两个AL3+以保持电荷平衡由于山东蓝宝石中四价钛 离子的固溶量并不高，这对进入刚玉的二价铁数量起着控制作用据此，我们认为山东蓝宝 石中二价铁的量大体上与TI4+/FE2+=1的比例要求一致三价的高铁离子FE3+不但离子半 径与AL3+相近，而且价态相同，显然易于以等价类质同象的形式取代刚玉晶格中的AL3+ 这就并不奇怪山东蓝宝石中总铁量的90%以上是三价铁。