自色珠宝玉石的颜色主要由其化学成分和晶体结构特性决定。化学成分指珠宝玉石矿物所包含的化学元素，如果这些化学元素或离子带色（如Cu2+带蓝色使绿松石呈蓝色），并使珠宝玉石呈现相应的色彩，这种化学元素或离子就称为致色元素或致色离子，这种颜色称为珠宝玉石自带的颜色，即自色。另外，珠宝玉石中所含的带色杂质和晶体缺陷也是产生颜色的重要因素，在本书中，也把它们归于自色的范畴。

可见，自色珠宝玉石的颜色成因比较复杂，按化学成分及晶体结构可分为以下3类。

（1）珠宝玉石矿物本身的主要化学成分中有致色离子。由于不同矿物含有不同的化学成分或致色离子，故呈现出不同的颜色。如橄榄石（MgFeSiO4）中的Fe2+是致色离子，使它呈黄绿色（图3-3）。对于同一种类的珠宝玉石，由于所含化学成分的不同而呈现出不同颜色，如虽同属于石榴石{A2B3[SiO4]3}，（A代表Mg3+、Ca2+、Mn3+和Fe2+，B代表Al3+、Fe3+、Cr3+、V3+等），钙铬石榴石因含Cr3+而呈鲜绿色，铁铝榴石因含Fe3+而呈红色，镁铝石榴石和锰铝石榴石也各有自己特殊的颜色（图3-4）。又如孔雀石{Cu2（CO3）（OH）2}及绿松石{Cu Al6（PO4）4（OH）8·4H2O}都是因含铜而呈现蓝色—蓝绿色（图3-5、图3-6）。

图3-3　橄榄石刻面

（张蓓莉，2006）

图3-4　不同颜色的石榴石

（张蓓莉，2006）

图3-5　孔雀石剖面环纹

（张蓓莉，2006）

图3-6　绿松石素面制品(www.daowen.com)

（张蓓莉，2006）

（2）珠宝玉石中微量致色杂质元素引起珠宝玉石呈色。这类自色珠宝玉石中的杂质元素是其主要致色元素。这些致色元素主要有8种：钛、钒、铬、锰、铁、钴、镍、铜，属于《元素周期表》中第四周期的过渡金属元素，其共同点是：①价电子依次充填在次外层的d轨道中，因此这些元素也称为D区元素；②次外层电子的d轨道和最外层的s轨道相连，且d轨道还未达到稳定的结构，这就使s电子和d轨道电子都可以部分或全部参加成键，从而出现了此类过渡金属的一系列可变氧化数；③不同价态的离子都有颜色，珠宝玉石的人工改色有相当大一部分是通过改变这8种元素的价态，从而使珠宝玉石的颜色发生改变。

随着科学技术的发展，人们发现，除常见的8种元素可对珠宝玉石着色以外，痕量的稀土元素对珠宝玉石颜色的影响也很大。并且由于稀土元素能使珠宝玉石所呈现的颜色更为鲜艳，该类元素被广泛地应用在人工合成珠宝玉石中，如合成彩色立方氧化锆和稀土硅酸盐玻璃（珠宝市场上俗称“高折射稀土玻璃”或简称“稀土玻璃”）等。

（3）色心呈色。色心实际上是一种珠宝玉石晶体缺陷，可引起珠宝玉石呈色。托帕石的黄色、蓝色，水晶的紫色、蓝色、烟灰色，金刚石的绿色，某些蓝宝石中的黄色，碧玺中的某些彩色等都是由不同色心引起的。

上述3类自色珠宝玉石的颜色都是由珠宝玉石本身所固有的性质（化学成分和晶体结构）所决定的，因此，颜色相对比较稳定，且有一定的鉴定意义。特别是前两类自色珠宝玉石，在通常条件下，其颜色不会随时间发生变化，所以在珠宝玉石鉴定中常利用这一点。