宝石因其绚丽多彩的颜色而受到人们的欣赏。自然界中的珍贵宝石都有特征颜色，如鸽血红、矢车菊蓝、祖母绿等。，这些都是决定宝石等级和品级的重要特征和标准。宝石纯净均匀的颜色是决定宝石价值的重要因素。在宝石鉴定中，颜色和色调有时是区分各种宝石品种、天然与合成、天然与优化处理的重要标志之一。大部分宝石的颜色是由宝石化学成分中的致色元素对光的选择性吸收造成的，也有部分宝石是由物理性质决定颜色的。

一、宝石颜色的形成

1、色彩的本质

某些物体，包括发光体，有固定的光谱特征和特定的颜色，所以颜色是客观存在的。然而，另一方面，颜色是由人眼和大脑接收和判断的，接收和判断的准确性影响着不同人对颜色的表达。形成一种颜色有三个条件:

(1)(白色)光源；

(2)反射或折射时改变这种光的物体；

(3)接收光线的人眼和解释光线的大脑。

三个条件缺一不可，否则没有色彩。

2.光辐射的特性

太阳辐射包括从红外光到宇宙射线的各种电磁辐射。人眼所能感受到的光只限于波长为400到800nm(或频率为12500到25000波)的一小段。当这个波段的电磁辐射(或光)强度大致相同时，我们看到的就是白光。

3.宝石对光的吸收

白光照射到宝石上会被宝石吸收。如果所有可见光都被均匀吸收，宝石会呈现灰色到黑色。如果只吸收部分波长的可见光，而且光吸收不均匀，宝石就会出现颜色。这种特性叫做选择性吸收。

4.宝石的颜色

宝石对白光的吸收(选择性吸收)不均匀，导致波长较弱的被吸收光和波长较强的未被吸收光混合，透射(或反射)宝石，形成颜色。这种由余光形成的颜色称为余色，余色形成的颜色称为宝石的体色。

与宝石的体色相对应的是宝石的辉光和光晕。如黑欧泊的体色为深蓝色，其颜色变化为红、黄、绿等色。

二、宝石颜色的描述方法

1.颜色的补色和加色定律

宝石光中不同的光波吸收不同，选择性吸收后的颜色遵循色光混合互补的原理。当两种色光混合后出现白色时，称为互补色光。红光和青光，绿光和品红光，蓝光和黄光是互补色。如果宝石吸收白光中的黄光较多，且与其他颜色吸收程度相近，就会呈现蓝色。

宝石的颜色取决于它吸收各种光波的总强度。总吸收强度越大，颜色越深，反之颜色越浅。

2.颜色元素

宝石的颜色特征可以通过色度学规定的色调、亮度和饱和度三个要素来描述:

(1)色调(颜色)

指的是颜色的种类。彩色宝石的色调取决于光源的光谱组成和宝石对光的选择性吸收。它也是颜色之间的区别特征，如红色、绿色和蓝色。

(2)亮度(亮度)

指人眼对颜色亮度的感知。彩色宝石的亮度取决于宝石的反射或透射能力，即宝石本身颜色的深浅和加工的光学效果。

(3)饱和度(纯度)

指的是色彩的纯度和鲜艳度。彩色宝石的饱和度取决于宝石对可见光光谱的选择性吸收。在可见光光谱中，单色光的饱和度最高，饱和度值为1，而白光的饱和度最低，为0。

3.颜色的定性描述

通常颜色的命名方法是把主色放在后面，用颜色修饰语来描述副色，如绿、黄、紫等。，并把色彩浓度的修饰词放在前面，如浅黄、绿色、浅蓝、紫色等。

4.颜色的定量描述

颜色的定量描述可以用色度学三要素的数值，但数值不够直观。现在，一种常用的方法是孟塞尔颜色系统。在孟塞尔颜色体系中，有10种色调，用英文前缀表示:红(R)、黄(Y)、绿(G)、蓝(B)、黄(YR)、绿(GY)。每种色调又细分为10个等级，分别从1到10；颜色的明度从暗到亮分为11个等级，从0到10不等。透明彩色宝石的明度在2 ~ 8级之间。

三、宝石颜色的呈色机理

1.生色元素

一些化学元素的氧化物和水合物是有颜色的。这些元素主要属于元素周期表中的过渡元素和镧系元素，称为发色元素，包括Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu和稀土。在宝石中，这些元素对宝石的颜色也起着重要的作用。然而，物体颜色的机制是非常复杂的。一些非颜色元素在特定的分子结构中可以产生颜色。同样，致色元素在不同的分子结构中具有不同的致色作用，如红宝石中的Cr3+导致红色，祖母绿中的Cr3+导致绿色。当发色元素的价态不同时，产生的颜色也不一样。比如钙铁榴石中的Fe3+导致浅黄色，而铁铝榴石中的Fe2+导致深红色。过渡元素呈色的机理可以用各种材料结构理论来解释。

2、色心

色心是一种晶格缺陷，会导致物体产生颜色。可分为电子色心和空孔色心:

①电子色心:电子占据阴离子空位置时产生的色心。也可以认为电子色心是电子被俘获时形成的，占据了正常情况下不应该有电子的位置。

② 空空穴色心:阳离子不存在时对应的电子空位置。也可以认为在应该有电子的位置缺少了一个电子，留下了一个“空空穴”和一个可以吸收光的不成对电子。这种缺陷称为“空孔”色心。

颜色是一些宝石呈色的主要原因，如萤石、紫水晶、烟晶、蓝黄玉和钻石。

色心与生色元素最大的区别是，在一定条件下(如高温)，色心形成的颜色会因晶格缺陷的改变或消失而改变色心的性质，导致颜色的变化或褪色，这种现象称为色心转移和漂白。这种机制在宝石的颜色修饰中起着重要的作用。

3.物理着色

光的干涉、衍射、色散、散射、反射等物理现象所产生的颜色，往往由于选择性吸收而叠加在宝石的体色上，进一步增加了宝石颜色的美感和神秘感。如蛋白石的变色、日光石的栗色反射、钻石的火彩等。

4.宝石颜色成因的分类

(1)自色宝石:其着色元素作为宝石的主要成分出现的，称为自色宝石。比如菱锰矿(MnCO3)的粉红色，就是由成分中的Mn元素着色的；橄榄石((Mg，Fe)2SiO4)的绿色是由其成分中的Fe元素着色的。

(2)他色宝石:其着色元素以微量元素形式出现的称为他色宝石，如刚玉(Al2O3)。成分纯净时无色，含有微量元素Cr3+时形成红色，称为红宝石；当含有微量元素铁、钛时，形成蓝色，称为蓝宝石。

(3)色心着色宝石:由电子色心或空孔色心着色的宝石。紫水晶如果用电子色心上色，加热后会变黄，变成黄玉，进一步加热会褪色成无色。

(4)物理色:光的物理现象引起的颜色。也有人称之为伪色，意思是不是选择性吸收造成的颜色。

表1天然彩色宝石和其他彩色宝石列表

宝石颜色的形成机理除了物理着色外，还可以用各种物质结构理论来解释。目前常用的能有效解释颜色现象的理论有晶体场理论、配位场理论、分子轨道理论、能带理论等。