近些年，蓝宝石的PHT（高温高压）处理一直是具有争议的话题。近期，Guild宝石实验室（深圳）收到一颗7.11 ct的蓝色蓝宝石（图1）。经测试，其折射率为1.762–1.770，相对密度4.00，符合蓝宝石的物理特征。这颗蓝宝石在长波及短波紫外光下均呈惰性。显微镜下观察发现其内部模糊的色带和熔融的白色固体矿物周围被盘状裂包围，这些迹象表明该样品经过热处理（图2）。

图1 这颗椭圆形蓝宝石重7.11ct，尺寸为11.66 × 10.44 × 7.38 mm，肉眼可见白色矿物包裹体。拍摄：赵艺帜。

图2 蓝宝石中模糊的色带和被盘状裂包围的熔融白色固体矿物包裹体。拍摄：郜玉杰；视域5.26 mm。

进一步紫外-可见光光谱测试确定了该样品的变质岩成因。能量色散型X射线荧光光谱仪（EDXRF）的测试结果表明：该样品的铁含量（400-600 ppm）较低。红外光谱测试（图3）在3309 cm^-1、3181cm^-1和3373cm^-1处显示出一系列吸收峰，这与经过热处理的变质岩成因的蓝宝石所呈现的谱峰一致。同时我们还发现了以3042cm^-1为中心的宽带及2627、2412、2349、2319和2096 cm^–1处的伴随吸收峰。据前人研究（Kim et al., 2016; Peretti et al., 2018），3042cm^-1处的一系列吸收峰是蓝宝石经过高温高压处理的鉴定依据。

如图4所示，矿物包裹体熔化并渗入周围裂开的圆盘中，后又重新结晶，并呈现树枝状外观。使用473 nm激光光源对样品内部的白色矿物和重结晶的树枝状包裹体进行显微拉曼光谱测试发现，熔融的白色矿物和重结晶包裹体在1000-100 cm^-1范围内显示出几乎相同的峰位，这说明它们是同种矿物。根据RRUFF数据库，641、560、541、475、334和221 cm^–1处及188/178 cm^–1处的特征双峰与斜锆石（一种稀有氧化锆矿物）的拉曼光谱相匹配（图5）。

图3 传统热处理蓝宝石和HPHT蓝宝石的红外光谱，后者显示以3042 cm^-1为中心的宽带及2627、2412、2349、2319和2096 cm^–1处的伴随吸收峰。

图4 蓝宝石中盘状裂隙几乎沿相同方向发育。拍摄：郜玉杰；视域2.28 mm。

图5 白色矿物和树枝状包裹体的拉曼光谱均与斜锆石(ZrO₂)相匹配。

锆石在蓝宝石中是一种常见的包裹体，它在高温和/或高压的极端条件下，可能热分解为氧化锆和二氧化硅：

ZrSiO₄ (zircon) à ZrO₂ (baddeleyite) + SiO₂

斜锆石是二氧化锆在相对高压环境下形成（高达约7 GPa）的单斜晶系的同质多象矿物，Wang的研究表明（Wang et al.，2006），当蓝宝石在常压下被加热到1400-1700摄氏度后，通过拉曼光谱的188/178 cm^–1双特征峰可以指示其熔融锆石包裹体中斜锆石的存在。在使用传统热处理技术时，只有一小部分锆石可以转变成斜锆石，而大多数锆石仍可以保持完整的晶体结构，不发生相变。但是根据我们的拉曼测试结果，这颗7.11 ct的蓝宝石中并未发现锆石，包裹体中心的白色矿物和圆盘中重结晶矿物的光谱都与斜锆石一致。

此外，我们还注意到有几处圆盘中均具有相同定向的斜锆石（图4）。通过显微偏光（搭配锥光棒）观察，我们可以确认这些圆盘沿蓝宝石的底面（0001）方向分布。

这些圆盘是在热处理前就已经存在（在蓝宝石中很常见），还是在热处理过程中才形成的并不得而知。在某些情况下，如存在双晶或包裹体出溶都有可能导致蓝宝石沿底面产生裂隙。但是在该样品中并未发现双晶和包裹体出溶现象，几乎所有的裂缝均被填满。因此，我们认为这些裂隙可能是由热处理造成的。其产生和愈合过程如图6所示。

图6 蓝宝石处理过程中盘状裂隙产生和愈合的过程。A：蓝宝石中的锆石包裹体和蓝色色带。B：在高压高温环境下，锆石逐步转变为斜锆石并形成扁平裂缝。C：斜锆石渗透到盘状裂隙中并将其充满。D：如图中红线所示，斜锆石重结晶为树枝状外形。绘制：孙雪莹。

综上，我们可以推测，蓝宝石的PHT（高温高压）处理可导致其沿底面方向产生裂隙，同时促进锆石向斜锆石的转变。高含量的斜锆石可能是蓝宝石经过PHT（HPHT）处理的一个很好的指示，但仍需进一步的实验来支持这一观点。

（本文首次发表于《Gems & Gemology》，2019年第55卷第3期，第448-450页）