水热法及其合成宝石的鉴定
水热法合成宝石
随着环保意识的提高，水热法合成宝石技术也在不断向 环保和节能方向发展，减少了对环境的影响。
市场推广与认可度
消费者认知
水热法合成宝石在市场上仍有一定的认知度，需要进一步加强对 消费者的宣传和教育。
品牌推广
通过建立品牌信任度和口碑，可以增加消费者对水热法合成宝石 的认可度和购买意愿。
应用领域拓展
水热法的反应机理
溶解和结晶
高温高压下，宝石原料溶解于水，形成饱和溶液。降低温度，溶液过饱和，宝石 结晶析出。
化学反应
高温高压下，宝石原料发生化学反应，生成宝度和压力
高温高压有利于宝石原料的溶解和 反应，但也会影响晶体的结构和质 量。
反应时间
过长或过短都会影响宝石的质量和 性能。
要点三
合成蓝宝石特点
合成蓝宝石与天然蓝宝石相比，具有 颜色更鲜艳、透明度更高的特点，而 且纯净度高，不含天然蓝宝石中的瑕 疵和裂纹。
其他合成宝石
其他合成宝石简介
除了合成祖母绿、合成红宝石和合成蓝宝石之外，水热法还可以合成其他种类的宝石，如 合成钻石、合成翡翠等。
其他合成宝石生产过程
这些其他合成宝石的生产过程与上述几种宝石的生产过程类似，也包括准备阶段、水热合 成阶段、加工阶段和检测阶段。
水热法合成宝石的应用领域不断拓展，例如应用于珠宝、首饰等领 域，也将有助于其市场推广。
政策法规与行业规范
法规完善
随着水热法合成宝石产 业的发展，相关法规也 需要不断完善和更新， 以保障合法生产和经营 。
行业规范
通过行业协会和规范的 制定，可以加强行业自 律和规范经营，确保水 热法合成宝石产业的健 康发展。
02
天然宝石资源有限，价格昂贵，因此人们一直在寻找新的合成
水热法合成红宝石的宝石学特征
第19卷 第2期 桂林工学院学报 V ol.19N o.2 1999年4月 JOU RNA L OF GU ILIN IN ST ITU TE OF TECHNO LOGY A pr. 1999水热法合成红宝石的宝石学特征李隽波 张良钜(桂林工学院材料工程系 541004)摘 要 由曾骥良教授于1996年用水热法合成的红宝石晶体以六方双锥n{2243}单形最发育,其次为平行双面c{0001}和菱面体r{1011}。
合成红宝石的密度、折射率、双折射率特征与天然红宝石接近,微量元素种类和浓度影响合成红宝石的吸收光谱、荧光强弱、颜色和水头。
借助于晶体的生长纹、籽晶片、黑色文字状包裹体、针状、细纱网状、指纹状包裹体和氧化铝粉末等特征包裹体组合,可与天然红宝石、焰熔法及助熔剂法合成红宝石相区别。
关键词 水热法;红宝石;包裹体;桂林分类号 O782 2;P619 281;P585 1水热法合成红宝石于1991年由俄罗斯小批量商业生产。
1993年初,俄罗斯科学院西伯利亚分院与泰国The Pinky T rading Company组建了T AIRUS合资公司,并开始大批量生产水热法合成红宝石[1~2]。
目前的年产量约为200kg。
视重量大小和质量高低价格30~50美元/克拉不等。
我国水热法合成红宝石正处于试验阶段。
1994年起桂林矿产地质研究院晶体公司曾骥良教授等潜心研究水热法合成红宝石,经过反复试验研究,合成的红宝石颜色、水头(透明度)、净度等都达到宝石级并通过广西科委鉴定(1998年6月),目前正在进行工业实验。
由于水热法合成红宝石的实验条件是模拟天然热液矿床的成矿条件,因而用这种方法生产的红宝石其性质和包裹体特征都与天然红宝石极为相似。
因此,研究水热法合成红宝石的性质,掌握其鉴定特征并与天然红宝石、其它方法合成的红宝石相区别则显得极为重要。
1 结晶学特征水热法红宝石的晶形与天然红宝石相似,呈厚板状,最发育的单形是六方双锥面n {2243},其次为平行双面c{0001}和菱面体r{1011}。
课件：水热法
水热法生长祖母绿的鉴别
（1）折射率、双折射率和相对密度：水热法合成祖母 绿与天然祖母绿相同。
（2）查尔斯滤色镜：通常显强红色，但也有些变色效 应较弱，如俄罗斯的呈弱红色。
水热法合成祖母绿
水热法生长红色绿柱石的鉴别 吸收光谱
合成红色绿柱石为钴（Co²+）谱与天然红色绿 柱石明显不同，即530-590nm之间几个模糊到清晰 的吸收带。而天然红色绿柱石是Mn致色，为 450nm以下和540-580nm之间的宽的吸收。
强红色荧光，滤色镜下强红色 黑色底衬下，强光照射会出现红色
如何鉴别？ 4. 水热法生长宝石晶体的鉴定特征？ 5. 影响水热法生长宝石晶体的因素是什么？
水热法
水热法是利用高温高压的水溶液溶解矿物质， 控制高压釜内溶液的温差产生对流和形成过 饱和状态，使溶解在溶液中的矿物质在种晶 上析出，生长成较大的晶体。 自然界热液成矿就是在一定的温度和压力下， 成矿热液中成矿物质从溶液中析出的过程。 水热法合成宝石就是模拟自然界热液成矿过 程中晶体的生长。
⑤ 面包屑状包裹体：在暗域下呈白色，形态上 与面包屑相似的包裹体，较小而且通常数量不 多。 ⑥ 尘埃状包裹体和种晶残余：尘埃状包裹体成 片地分布在无色种晶片与橙红色部分的交界面 上。
§5 水热法生长祖母绿晶体与鉴别
1960年澳大利亚人约翰.莱奇特纳首次获得 成功，后被林德公司购买了销售权
1969－1970年达高峰期，年产量2万克拉 我国1987年开始研究，1989年获得成功，
色绿柱石等其它颜色绿柱石及合成刚玉也纷纷面市。 因此，水热法合成的宝石品种有：
水热法合成蓝绿色绿柱石的宝石学及光谱学特征
Fig. 1 Hydrothermal synthetic blue-green beryl samples
1.2测试条件与方法 宝石学常规测试在中国地质大学（武汉）珠宝学院完成"
利用宝石显微镜等常规宝石学仪器对样品的基本宝石学性质 进行观察和测试。
化学成分测试采用激光剥蚀电感耦合等离子体质谱仪 （LA-ICP-MS）进行% LA-ICP-MS测试在武汉上谱分析科技 有限责任公司完成％使用仪器为美国Agilent公司生产的 Aglent7900 电感耦合等离子体质谱仪和 Geolas HD 准分子
关键词 合成绿柱石&水热法&紫外-可见光谱&红外光谱&拉曼光谱
中图分类号：P575. 4 文献标识码：A
DOI： 10.3964力.issn.1000-0593 （2021 ）07225805
引言
绿柱石（beryl）是含铍的六方环状铝硅酸盐矿物,晶体化 学式是Be3A12（SiO3）6,是常见的一种宝石矿物％自然界蕴藏 的宝石级绿柱石矿产资源并不能满足市场逐渐扩大的需求, 因此合成绿柱石很早就出现在市场上％目前合成绿柱石的商 业化生产主要采用水热法，除祖母绿以外，红色、粉红系列、 黄色系列、蓝色系列及与Paraiba碧玺颜色相似的水热法合 成绿柱石都已经出现在市场上，掺杂不同的致色元素可以合 成颜色各异的绿柱石％前人对水热法合成的红色、Paraiba色 绿柱石的宝石学和谱学特征进行过系统研究[1-2],但尚未见 有关蓝绿色合成绿柱石的文献报道％本文对市场上新出现的
(1)400〜1 500 cm-1指纹区红外光谱(图3)主要表现为 绿柱石晶体结构中［S1OJ的振动特点％其中1 230 cm-1处较 强红外吸收谱带归属于 堆(Si—O—Si), 1 092 cm-1以及 1 022 cmt附近两个较弱吸收谱带归属于！s (O—Si—O), 972 cm-1处的强红外吸收谱带归属于！(O—Si—O# 820, 761 , 687和654 cm-1四处中等至弱红外吸收峰由！(Si— O—Si)所致。594 cm-1附近及小于594 cm-1的四个小吸收峰 归属于Q(Si—O)和！(M—O) (M为金属离子)及二者耦合振 动工%
珠宝知识287：珠宝考研考证篇（九十三）：水热法合成宝石方法简介
珠宝知识287：珠宝考研考证篇（九十三）：水热法合成宝石方法简介水热法合成宝石方法是一种从溶液中结晶方法，合成宝石的原理主要是模仿自然界中的热液成矿作用的，首先我们先简单了解一下热液成矿的基本过程。
【热液成矿作用】地球的内部具有很高的温度，同时地球的深部也是含有水的，当地球深部的水受到一定的热源（例如岩浆、断裂活动等）温度升高形成热液，因此在温度和压力较高的环境中，水对于一些溶质的溶解度会大大的提升。
但是岩石是存在有裂隙的（例如断裂），热液可以沿着这些裂隙会向地表运移，随着温度和压力的下降，溶解度逐渐降低，溶质就会在合适的空间中沉淀下来形成晶体。
这就是热液矿床形成的大致过程，但是具体过程会更加复杂。
无论具体的成矿左右有多复杂，简单来讲，热液成矿过程可以总结为【在高温下溶解溶质，在低温下沉淀结晶】，水热法合成宝石同样是根据这样的原理合成宝石晶体的。
也正是由于合成过程中模拟了宝石在自然界中的生长环境，因此宝石的质量也相对较好，与天然宝石有着较为相似的鉴定特征。
【优点】1、能生长存在相变(如α石英等) 的材料；以石英为例，石英在不同的温度压力下会形成不同的晶体结构，从下面的相图中我们可以很清楚的看到，石英在较低的温度535℃时就会发生相变，因此在合成过程中是需要严格控制形成环境的，但是二氧化硅的熔点高达1700摄氏度以上，若采用熔体直接冷却结晶的方法是无法直接得到α-石英（水晶的晶体结构）的，而是优先形成其他晶体结构的石英（例如β-方石英或β-石英），最终通过相变的方式转化成为α-石英，在实验室的环境中快速的发生转化，必然会形成过大的内应力，不容易得到高质量的合成宝石。
但是水热法可以通过精确的控制温压条件，以得到目标宝石晶体。
2、可以生长在接近熔点时蒸汽压高的材料（例如ZnO）。
材料的蒸汽压高意味着材料在接近熔点时极容易发生挥发，若使用熔体直接冷却形成矿物晶体的方法会导致原料大量的挥发，在腐蚀设备的同时，也会造成不必要的浪费，但是水热法合成宝石是在高压釜内进行，属于一个较为封闭的环境；另外，水热法是利用【溶质在不同温度下溶解度的差异】进行合成宝石的，所使用的温度远低于材料的熔点，因此可以避免大量挥发的现象的发生。
水热法合成宝石
工作条件和工艺参数
(4) 种晶（⊥Z轴，//Y轴，X+50，VO.A=700，YZ) (5) 培养料 （熔炼石英，粒度2cm左右，质地均匀） (6) 生长速度（//Z轴 ≈ 0.6-1.2mm/day，受种晶取向、 充填度、温差、结晶温度、溶液浓度、种晶面积等 因素影响).
水热法合成水晶生长的工艺流程图
籽晶等
高压釜为可承高温高压的钢制釜体。 水热法采用的高压釜一般可承受 1100 ℃的温度和
109Pa的压力，具有可靠的密封系统和防爆装置。 高压釜的直径与高度比有一定的要求，对内径为 100-120mm的高压釜来说，内径与高度比以 1：16 为宜。
高度太小或太大都不便控制温度的分布。
相似，因此生长出的宝石晶体与天然宝石晶体最接近。
缺点:
a、需要材料比较特殊的高压釜和相应安全防护措施。 b、需要大小适当、切向合适的优质籽晶。 c、整个生长过程无法观察。 d、投料是一次性的，因此生长晶体的大小受高压
釜容 器大小的 限制。
5. 影响宝石晶体生长的因素
溶液的过饱和度
矿化剂的性质与浓度
水热法合成的红宝石的晶体
祖母绿的水热法合成 是 由澳 大利亚的 Johann Lechleitner在 1960年研究成功的。
到九十年代 原苏联新西伯 利亚合成出了 海蓝宝石。随 后红色绿柱石 等其它颜色绿
柱石及合成刚
玉也纷纷面市。
1. 基本原理
水热法是利用高温高压的水溶液使那些在大气条件
等温法高压釜
3.2 摆动法
摆动法的装置由A、B两个圆筒组成，其中A筒 放置培养液， B 筒放置籽晶，两筒间保持一定的温 度差。定时地摆动A、B两个圆筒以加速它们之间的 对流，利用两筒之间的温差在高压环境下生长出晶 体，此法也曾用于水晶的生长。
珠宝知识290：珠宝考研考证篇(九十五)：找到“水波纹”了吗？没错,这就是水热法合成红蓝宝石的鉴定特征
珠宝知识290：珠宝考研考证篇（九十五）：找到“水波纹”了吗？没错，这就是水热法合成红蓝宝石的鉴定特征展开全文珠宝知识290：珠宝考研考证篇（九十五）：水热法合成红蓝宝石的发展与鉴定历史简介【国际发展】1、利用水热法合成刚玉类宝石是从研究Al2O3+H2O体系开始的；2、1943年，劳本盖耶和韦茨首次获得成功，随后欧文和奥斯本进一步完善了这一工作；3、20世纪50年代，美国、日本、前苏联、中国、法国、澳大利亚等国家先后从事过水热法合成红宝石晶体的实验研究；4、1976年，苏联科学家改进了水热法合成红宝石技术，生产出的红宝石与天然品极为相似，同时获得了商业性的生产；5、20世纪90年代，俄罗斯人员通过大量的实验完成了水热法合成红宝石的工艺技术；其中1991年，俄罗斯小批量商业生产水热法合成红宝石；1993年，俄罗斯西伯利亚科学院与泰国The Pinky Trading Company合资在曼谷设立了泰洛斯（TAIRAS）宝石有限公司，该公司主要进行水热法合成红宝石的生产，产品逐渐出现在国际市场上，是目前全球最重要的水热法合成红宝石的生产厂商；1995年，新西伯利亚产出了不同颜色（黄色、橘黄色、蓝绿色和蓝色）的合成蓝宝石6、1998年，澳大利亚Biron公司利用水热法成功合成红宝石及其他品类的刚玉类宝石下图为俄罗斯晶体生长实验室生产的各种颜色的水热合成红宝石和蓝宝石。
中间的蓝绿色蓝宝石(9.2×7.0 mm)重2.65 ct。
【国内发展】我们国家对水热法合成刚玉类的研究起步相对较晚，直到上世纪九十年代才开始，主要的研究单位是广西桂林的宝石研究所，大致的发展过程如下：1、1992年，我国开始研究水热法生长刚玉类宝石；2、1995年，广西宝石研究所进行了水热法合成刚玉晶体的研究和开发；3、1998年，桂林水热法合成红宝石正式生产，采用人工合成无色蓝宝石作为种晶，最终合成的尺寸为15×50×17mm，重量为克拉的的厚板状红宝石晶体；同年七月，经广西区科技厅组织的专家鉴定，认为广西宝石研究所承担的项目“工艺先进、稳定性好、填补了国内水热法合成红宝石的空白，合成出的红宝石超过了国际同类产品质量，在合成红宝石的质量上达到了国际领先水平”4、2000年，推出桃红色和浅黄色系列的蓝宝石品种【设备装置与生长过程】下图为Tairus公司用于生产合成蓝宝石的装置示意图，高60厘米、直径8厘米；该装置共包括十个部分，分别为(1)盖子；(2)推动螺母；(3)高压蒸汽的身体；(4)密封环；(5)黄金内衬；(6)合成蓝宝石种晶；(7)挡板；(8)合成无色刚玉粉料；(9) Ni/Cr 氧化物容器；(10)粉末状含氧缓冲液。
人工合成白水晶 红外光谱鉴定方法
人工合成白水晶红外光谱鉴定方法人工合成白水晶是一种广泛应用于珠宝、装饰、仪器等领域的材料。
由于其外观与天然白水晶相似，因此很难通过肉眼或简单的观察方法区分两者。
因此，红外光谱鉴定方法成为一种可靠的手段。
一、人工合成白水晶的制备方法人工合成白水晶的制备方法主要有两种：熔融法和水热法。
熔融法是将高纯度的二氧化硅和适量的助熔剂混合，加热至高温熔化，然后缓慢冷却形成白水晶。
水热法是将高纯度的二氧化硅和适量的碱金属氢氧化物混合，加入适量的水，然后在高温高压条件下反应，形成白水晶。
二、人工合成白水晶的物理化学性质人工合成白水晶的物理化学性质与天然白水晶相似。
它的硬度为7，比重为2.65，折射率为1.54，双折射为0.009，光学正性。
同时，它还具有一些独特的物理化学性质，如高温稳定性、化学稳定性等。
三、红外光谱鉴定方法红外光谱鉴定方法是一种常用的鉴定人工合成白水晶的方法。
它通过测量样品在红外光谱区间的吸收光谱，来确定样品的组成和结构。
在人工合成白水晶的红外光谱图中，主要有以下几个特征峰： 1. 3600~3200 cm-1 的宽峰：这是由于水分子和羟基的振动引起的。
2. 1640~1620 cm-1 的峰：这是由于氟离子引起的振动。
3. 1240~1200 cm-1 的峰：这是由于氢氧根离子引起的振动。
4. 800~750 cm-1 的峰：这是由于氟离子和羟基引起的振动。
通过对这些特征峰的分析和比较，可以确定样品是否为人工合成白水晶。
四、红外光谱鉴定方法的优点和局限性红外光谱鉴定方法具有以下几个优点：1. 鉴定结果准确可靠。
2. 操作简便、快速。
3. 适用于大批量样品的鉴定。
但是，红外光谱鉴定方法也存在一些局限性：1. 对于复杂的样品，可能需要结合其他鉴定方法才能得到准确的结果。
2. 需要红外光谱仪等专业设备，成本较高。
3. 可能会受到样品的制备方法、处理方式等因素的影响。
五、结语人工合成白水晶是一种广泛应用的材料，红外光谱鉴定方法是一种可靠的手段。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
早在1882 年人们就开始了水热法合成晶体的研究。
最早获得成功的是合成水晶。
二十世纪上叶，由于军工产品的需要，水热法合成水晶投入了大批量的生产。
随后，水热法合成红宝石于1943 年由Laubengayer 和Weitz 首先获得成功，Ervin 和Osborn 进一步完善了这一技术。
祖母绿的水热法合成是由澳大利亚的Johann Lechleitner 在1960 年研究成功的。
到九十年代，原苏联新西伯利亚合成出了海蓝宝石。
随后，红色绿柱石等其它颜色绿柱石及合成刚玉也纷纷面市。
一、水热法的原理、合成装置和方法特点：1、基本原理水热法是利用高温高压的水溶液使那些在大气条件下不溶或难溶的的物质溶解，或反应生成该物质的溶解产物，通过控制高压釜内溶液的温差使产生对流以形成过饱和状态而析出生长晶体的方法。
自然界热液成矿就是在一定的温度和压力下，成矿热液中成矿物质从溶液中析出的过程。
水热法合成宝石就是模拟自然界热液成矿过程中晶体的生长。
2、合成装置水热法合成宝石采用的主要装置为高压釜，在高压釜内悬挂种晶，并充填矿化剂。
高压釜为可承高温高压的钢制釜体。
水热法采用的高压釜一般可承受1100O C的温度和109Pa 的压力，具有可靠的密封系统和防爆装置。
因为具潜在的爆炸危险，故又名“炸弹”(bomb)。
高压釜的直径与高度比有一定的要求，对内径为100-120mm的高压釜来说，内径与高度比以 1 : 16 为宜。
高度太小或太大都不便控制温度的分布。
由于内部要装酸、碱性的强腐蚀性溶液，当温度和压力较高时，在高压釜内要装有耐腐蚀的贵金属内衬，如铂金或黄金内衬，以防矿化剂与釜体材料发生反应。
也可利用在晶体生长过程中釜壁上自然形成的保护层来防止进一步的腐蚀和污染。
如合成水晶时，由于溶液中的SiO2与N H O和釜体中的铁能反应生成一种在该体系内稳定的化合物，即硅酸铁钠(锥辉石NaFeSi2O6 acmite )附着于容器内壁，从而起到保护层的作用。
矿化剂指的是水热法生长晶体时采用的溶剂。
矿化剂通常可分为以下五类：1) 碱金属及铵的卤化物，2) 碱金属的氢氧化物，3) 弱酸与碱金属形成的盐类，4) 强酸，5）酸类（一般为无机酸）其中碱金属的卤化物及氢氧化物是最为有效且广泛应用的矿化剂。
矿化剂的化学性质和浓度影响物质在其中的溶解度与生长速率。
合成红宝石时可采用的矿化剂有NaOH，Na2CO3，NaHC&KHCQ K2CQ等多种。
Al 2Q在NaOH中溶解度很小，而在N Q CO中生长较慢，采用NaHCO3+KHCO3 混合液则效果较好。
3、水热法的特点：1）合成的晶体具有晶面，热应力较小，内部缺陷少。
其包裹体与天然宝石的十分相近。
2）密闭的容器中进行，无法观察生长过程，不直观；3）设备要求高（耐高温高压的钢材，耐腐蚀的内衬）、技术难度大（温压控制严格）、成本高；4）安全性能差；二、合成品种及工艺：1．合成绿柱石A、合成祖母绿1946 年奥地利的N.Lechleitner 用水热法成功地在实验室合成出了祖母绿；1965 年美国的Linde 公司实现了水热法合成祖母绿的商业生产。
1988 年我国有色金属工业总公司广西桂林宝石研究所曾骥良等用水热法合成出质量较好的宝石级祖母绿，最大的一颗达到 6.42ct 。
各个厂家采用的具体的生产工艺不完全相同，商家对此严加保密。
而合成产品的变化也较多，Lechleitner 先后有A、B、C、D、E 等类型的合成祖母绿。
其相应的宝石学特性有细微的差异。
目前，合成祖母绿的国家或公司主要有：澳大利亚的莱切雷特纳（Lechleitner ）、美国的林德（Linde ）、中国桂林。
将培养料分放在顶、底部（图7-1），两处的物质被溶解、扩散，在中部相遇并发生反应，生成祖母绿的溶液，当祖母绿溶液达到过饱和时便会析出，在中部的种晶上生长。
原料：氧化铬、氧化铝和氧化铍粉末的烧结块，水晶碎块做为二氧化硅的来源；图7-1 水热法合成祖母绿装置图（点击可进入多媒体演示）矿化剂：国内采用 HCI ，充填度（充满高压釜内部空间的百分比） 80%种晶：可用天然或合成的无色绿柱石或祖母绿为原料，种晶沿与柱面斜交角度为350方向切取，生长后的晶体为厚板状或柱状， 切磨利用率较高。
也可平行柱面和底轴面切取，生长成板状晶体。
种晶用铂金丝挂于高压釜中部。
温度：600°C,工作压力：1000X105Pa 高压釜内衬铂金（或黄金）衬里；水热法合成祖母绿的基本过程是：石英碎块用铂金网桶挂于高压釜顶部，氧化铬、氧化铝和氧化铍烧结块放在高压釜底部，高压釜内充填矿化剂（通常含碱金属或铵的卤化物）。
电炉在高压釜的底部加热，溶解的原料在溶液中对流扩散，相遇并发生反应， 形成祖母绿溶液。
当祖母绿溶液达到过饱和时，便在种晶上析出结晶成祖母绿晶体。
生长速度：每天 0.5-0.8mm 。
B 、其它颜色绿柱石:也9咿上的战起应冋Al 2O 3 +* BeO+ 6 6 wr*图7-2 板状合成红色绿柱石晶体水热法红色绿柱石早在二十世纪九十年代中期就由俄罗斯合成岀。
由于有限的市场需求，使得产量不大。
合成红色绿柱石由钻致色。
合成红色绿柱石晶体为平行种晶板延长方向的板状（图7-2 ）。
种晶板厚度为0.7-1mm，通常为无色的，也有绿色或紫红色的。
折射率：非常光1.569-1.573 ，常光1.576-1.580 ;DR 0.006-0.008 ;SG 2.67-2.70多色性：中到很强，紫红到橘红或褐红色；内部特征：垂直种晶面方向可见V形臂章状生长条带；在某些方向上显示近于平行的波状生长纹理；针状包体；单相流体或气液两相包体；黑色不透明的六方板状赤铁矿包体；此外，还有合成海蓝宝石。
2. 合成石英合成水晶已经有近百年的历史。
合成彩色水晶主要岀现于二十世纪七十年代。
目前全世界每年生产约20吨彩色水晶用于珠宝业。
原料：去皮的水晶碎块；矿化剂：一般采用NaOH N Q CO、K2CO或KCl，NaCI，充填度为80%合成彩色石英时，一般采用矿化剂碳酸钾，或碳酸钾与氢氧化钠的混合液，有利于色素离子进入晶体结构。
尤其是在加入了色素离子铁时，不采用碳酸钠，以避免在溶液中形成硅酸铁钠（锥辉石晶体），影响铁进入晶体。
种晶：对合成不同颜色的石英要选用不同方向的种晶片。
合成紫晶时种晶板通常平行于菱面体面方向；合成黄水晶的种晶板平行于底轴面。
还有的与光轴夹角70°切向的种晶等。
种晶用铂金丝挂在高压釜中部。
温度：3600C左右，底部溶解区温度略高360-380，上部生长区略低，约为330-350匕压力：（1100-1600 ）X105Pa。
高压釜内部不必衬贵金属衬里，因为反应温度和压力条件不很高。
生长过程：原料放在高压釜内温度较高的下部，种晶悬挂在温度较低的上部。
釜内填以一定容量和浓度的矿化剂作溶剂。
当容器内的溶液由于上下部之间的温差产生对流时，高温区的饱和溶液饱和溶液被输送到低温区，变成过饱和状态，从而在种晶上生长。
为了获得彩色水晶，有时除了加入适当的致色元素外，还要对合成后的晶体进行热处理或辐照处理。
表7-1合成彩色水晶添加的致色元素及随后的处理3. 合成刚玉：水热法合成红宝石是二十世纪中叶成功合成的，但直到1992年才由前苏联的Tairvs 公司真正实现商业化生产。
原料：合成无色刚玉碎块，或Al (OH 3;另加致色元素;矿化剂：通常采用NaHCO和KHCO,或NaOH N Q CO等，充填度为80%;温度：500-560 °C,底部溶解区温度略高，上部生长区略低，约为470-480 °C;工作压力：750X105Pa高压釜要采用贵金属衬里。
•种晶：通常选用焰熔法合成刚玉作种晶，按Z轴方向切成圆棒或条片。
合成不同颜色的品种采用的致色元素与天然的对应品种并非完全一致。
---Cr 3+，黄色---Ni 3+，蓝色---NiColoration of Hydrothermal Synthetic CorundumRed and pink如图所示:Cr3*,|Reddi-fih violetviotet\ Blue vxJleBB3gmnBluishgrwngrew)图7-3 合成刚玉的颜色与致色元素黄色和蓝色天然蓝宝石的致色元素：黄色---Fe 3+，蓝色---Fe 2+ +Ti 4+合成品中致色元素：红色Coloration of Natural Gem Corundum图7-5水热法合成红宝石的晶体三、主要鉴定特征1.特征性包裹体有来自坩埚的贵金属的包体，如铂金片或枝ColorY allow图7-4天然刚玉的颜色与致色元素BkMi to图7-8合成祖母绿中的锯齿状纹理图7-6水热法合成宝石中的铂金片或枝2. 合成绿柱石中钉状包裹体和硅铍石晶体包体；天然绿柱石常常含有大量各种矿物的晶体包体和三相包体。
图7-7合成祖母绿中的钉子形包体及硅铍石晶体包体3. 合成水晶中常见 面包渣状包裹体合成水晶中的 面包渣状包裹体 实际是锥辉石的细小雏晶4. 合成绿柱石及刚玉常常显示锯齿状纹理、波状纹理等图7-10水热增生祖母绿的表面增生裂纹5. 表面增生裂纹以切磨好的天然浅色绿柱石为种晶生长一层薄的合成祖母绿的来改善宝石颜色外 观的方法称为水热表面增生或水热镀层。
在这种表面增生的祖母绿表面可见明显的龟裂纹 （图 7-9 ）。
6. 种晶片及多层结构图7-9 合成红宝石中的波状纹理图7-11 水热法合成祖母绿的种晶及多层结构图7-12水热法合成蓝宝石中的焰熔法合成红宝石种晶7. 合成彩色石英的色带：合成彩色水晶常常显示不同与天然品种的色带。
合成彩色水晶的色带总是平行种晶板，而合成紫晶时种晶板通常平行于菱面体面方向；合成黄水晶的种晶板平行于底轴面。
以利用偏光镜可以帮助确定。
8. 干涉图：合成水晶中一般没有复杂的双晶结构，所以通常在正交偏光下显示“牛眼干涉图” （即中空黑十字），看不到“螺旋浆状干涉图。
而天然的水晶常常出现巴西双晶，所以常常见到“螺旋浆状干涉图”。
9. 吸收光谱:合成红色绿柱石与天然红色绿柱石明显不同，为典型的钴（Co2+）谱，即530-590之间几个模糊到清晰的吸收带（400nm以下宽的吸收，以530 nm为中心的中等强度的较窄的吸收带。
545nm和560处2个强的窄带，570nm和590nm处2个弱的窄带）。
而天然红色绿柱石450 以下和540-580之间的宽的吸收。
10. 红外光谱红外光谱自1967年起就开始用于天然及合成祖母绿的鉴别了，尤其对那些内部十分干净、找不到特征生长痕迹的宝石是十分有效且无损的鉴定手段。
一般说来这种方法是基于祖母绿中两种类型水分子（I 型水，II 型水）的有无来进行鉴别的。