新疆北部阿尔泰地区出产多种宝石矿物,碧玺矿物就是其中之一。一直以来碧玺以其丰富多彩的颜色深受世人的追捧。为了更好地研究碧玺矿物的宝石学性质,本文选取新疆阿尔泰地区碧玺作为研究对象,运用多种常规宝石学仪器测试了宝石的基本特征。再通过电子探针、红外光谱、拉曼光谱、紫外可见吸收光谱、色度图谱等分析,对阿尔泰地区碧玺的颜色和内部结构展开对比研究。通过基本宝石学特征测试表明,新疆阿尔泰地区的碧玺矿物晶体透明度较高,晶形多发育为三方柱或六方柱。实际测试的折射率为1.620~1.646,相对密度在2.93~3.11之间,并具有较强的二色性。该区域内的不同颜色碧玺的主要成分SiO2和Al2O3的含量比较接近,SiO2的含量为36.293%~38.284%,Al2O3的含量为36.378%~39.989%。Fe在不同颜色的碧玺矿物中含量差异较大,在黑色碧玺中Fe的含量最多。在碧玺矿物出现粉色时,矿物中Mn的含量增加。在红外光谱中,O-H伸缩振动的吸收带在3200cm-1~3700cm-1范围之内。出现吸收双峰推断样品类型为锂电气石。在红色碧玺中,850cm-1左右的峰位是缺失,但从绿色碧玺到黑绿色碧玺中,850cm-1位置逐渐出现明显峰位,随着颜色的加深,吸收峰更加清晰,其应该归属于Fe/[SiO4]的共同伸缩振动,归因为铁元素含量不断增加。拉曼光谱中835cm-1的吸收可能是因为SiO4的伸缩振动造成,并且Fe离子含量制约着吸收的强弱。在1200cm-1~1600cm-1都出现了较弱、位置不大相同的较复杂的振动带,仅在1320cm-1出现了强的吸收主峰,指示了C-O的伸缩振动,推测含碳物质存在于内部的气液包裹体中。紫外可见图谱表明,碧玺具有Mn3+吸收,所在的峰位是360nm和520nm附近,这导致碧玺晶体产生粉红色。Fe2+的吸收出现在720nm吸收带附近,Fe3+出现可能会对吸收造成偏移。Al-OH1-Al的断裂分解和Fe的含量没有直接关系,但能反映出电价态的变化。碧玺在晶体生长特征中,会出现特殊的角状台阶式递增生长,在生长过程中达到某种状态时,晶面生长的表现形式会相互转化。晶面粗糙和光滑程度受到温度的控制。具有色带的碧玺晶体不同位置因成矿时环境的变化而表现出不同的颜色。