科普｜金紅石Rutile：讓紅、藍寶石如星光閃耀的“小精靈”

看完上面這一段

大家能不能猜出這位神秘的被贊頌者的身份呢？

沒錯，它就是藏身于紅、藍寶石內部，宛如“絲綢之路”的絲絹狀包裹體——金紅石。

那么問題又來了，金紅石到底是什么呢？它其實是寶石在出溶作用形時成的微小晶體，出溶作用通常是指某一均勻的礦物固溶體，由于溫度、壓力或溫度與壓力兩者同時改變而分離為兩種或兩種以上不同礦物相的過程，或稱為礦物固溶體亞固相的分解反應。

金紅石是含鈦的主要礦物之一。金紅石是就是較純的二氧化鈦，一般含二氧化鈦在95%以上，四方晶系，常具完好的四方柱狀或針狀晶形,集合體呈粒狀或致密塊狀。暗紅、褐紅、黃或橘黃色，富鐵者呈黑色；條痕黃色至淺褐色。金剛光澤,鐵金紅石呈半金屬光澤。性脆，硬度6～6.5,密度4.2～4.3g/cm3 ,富含鐵、鈮、鉭者密度增大，高者可達5.5g/cm3以上。能溶于熱磷酸,冷卻稀釋后加入過氧化鈉可使溶液變成黃褐色（鈦的反應）。金紅石可產于片麻巖、偉晶巖、榴輝（閃）巖體和砂礦中。

在較高溫度下結晶的寶石，可以含有（或者溶解)濃度較高的雜質成分。溫度降低后，晶體中能容納的雜質的能力變小，促使部分雜質開始結晶。但寶石內部結構對雜質的運動有很多限制，雜質原子無法長距離活動，只能短距離內聚集成定向排列的如針狀、盤狀、顆粒狀的小晶體。

事實上，寶石內發現的所以細小的、定向的針狀，顆粒狀和板狀包裹體都是在出溶作用時形成的。正是因為這些包裹體，寶石才會呈現星光效應和貓眼效應。剛玉里的密集金紅石纖維狀包體和赤鐵礦-鈦鐵礦絲絹狀包體就是最好的證明。

剛玉最顯著的特點是呈白云狀的出溶金紅石。根據Edward Gübelin在1978年所訴，Gustav von Tschermak 是最早發現剛玉里的金紅石包裹體的。

金紅石的密度直接影響寶石臺面上白云的形態，淺淺地如輕薄的掛毯，甚者，會讓剛玉呈現色帶。有時只有細長的一條線或者細小顆粒可見，或者類似刀狀、飛鏢狀的金紅石也會出現。進一步的研究揭示，刀狀的金紅石多是V型、凹入式的孿晶體，它們平鋪于寶石底部，十分薄，當用光纖燈從寶石臺面照下去，這些顯微鏡下可見的針狀的細小礦物干擾光的折射，可以看到寶石折射出的彩色閃光。

以上描述的針狀云霧在礦物學里定義為絲絹狀包裹體，比喻他們絲狀現狀的結構導致寶石的星光和貓眼效應。不僅金紅石可以在剛玉內部形成絲狀，赤鐵礦，鈦鐵礦，或者赤鐵礦、鈦鐵礦混合體也都可以。金紅石在剛玉里平行于六方晶系的第二個平面，三組沿三個方向交叉成60/120°。而赤鐵礦、鈦鐵礦混合體則平行于六方柱的第一個平面，因此如果同一寶石內，既有金紅石和赤鐵礦、鈦鐵礦的話，我們就有可能看到12星光。

金紅石包體除了能夠影響一顆剛玉是否出現星光或者貓眼效應，更是鑒定紅、藍寶是否經熱處理與鑒定是否合成的特征之一。

高溫加熱會使金紅石部分融入到剛玉內，但纖維光照射下，還是可以看到殘留痕跡。每顆針并沒有聯合成一個小水珠，而是沿著加熱前的分布結構分解成一系列微小的水滴。這種部分溶解絲絹狀包體暗示有加熱的跡象。然而我們容易將自然形成的微小出溶粒子與加熱后部分溶解的絲狀物混淆在一起。寶石未經加熱最鮮明的特點就是細長的針狀、飛鏢、箭狀金紅石包裹體。

當一顆紅寶石或者藍寶石經過高溫加熱后，絲狀金紅石會部分融入寶石晶體內，凈度得以提高。但是金紅石并不會完全消失，雜質越多，加熱后余留的金紅石“殘骸”就會越明顯。

所以說，金紅石也是寶石內部的“寒暑表”，當人類要充當上帝時，我們得以知曉其作為。