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刚玉Al2O3的同质异像主要有三种变体，分别为α-Al2O3、β-Al2O3、γ-Al2O3、，根据X衍射分析确还有η-Al2O3(等轴晶系)、ρ-Al2O3(晶系不确定)、χ-Al2O3(六方晶系)、κ-Al2O3(六方晶系)、δ-Al2O3(四方晶系)、θ-Al2O3(单斜晶系)、。α-Al2O3呈三方晶系，自然条件下最稳定，是最多的一种(形成温度间距大，在500―1500℃)。β-Al2O3呈六方晶系，高温下稳定，在1500-1800℃，(α-Al2O3→β-Al2O3)。γ-Al2O3呈四方晶系(假等轴晶系)，人工焙烧铝土矿950℃形成。刚玉颜色多种，有无色、白、金黄(色素离子Ni、Cr)、黄(色素离子Ni)、红(色素离子Cr)、蓝(色素离子Ti、Fe)、绿(色素离子Co、Ni、V)、紫(Ti、Fe、Cr)、棕、黑(色素离子Fe2+、Fe3+)、白炽灯下蓝紫、日光灯下红紫效应(色素离子V)。刚玉的晶体形态是晶体结构的反映，具有L33L23PC的对要素，呈现桶状、六方柱状、六方双锥，常出现平行于柱面、锥面的色环(色带)。蓝宝石中普遍存在较完整色环(色带宽窄不一。一个晶体中有分层现现的特点)，气、气液包体不发育，红宝石中普遍存在不完整色环(色带宽而短)，气、气液包体发育。2、刚玉的成因类型在人们生活的地球上，地壳中化学成分中Al2O3是仅次于SiO2的组分，但在自然界以Al2O3结晶矿物的刚玉矿物相对却十分稀少，其内在因素由于它们的化学、物理性质所决定。Al2O3与SiO2在化学性上具有极大的亲和力，十分容易形成铝硅酸盐矿物及水化物，如岩浆岩中鲍文反应中的连续系列斜长石、钾长石；热液及沉积作用中形成的沸石类、粘土矿物类；变质作用中形成的蓝晶石、十字石、符山石。在高温、富铝、贫硅的特殊物理、化学环境中，形成于岩浆作用、接触变质作用、区域变质作用中。在常温条件下含刚玉的岩石经风化作用、搬运作用、分选富集形成刚玉砂矿。
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