锆石为四方晶系，一轴晶晶体，其理论化学式为ZrSiO4（Zr属于稀土元素），形成时因类质同象沉淀，经常混入其他稀土或稀有元素，其中包括放射性元素铀和钍。铀和钍放出的射线会产生辐射，这些辐射会造成晶体结构的破坏，称为变晶作用。根据变晶作用程度的不同，可将锆石分为高型锆石、中型锆石和低型锆石。自然界产出的锆石多为深褐色、红褐色或褐绿色，改色改性后可被改成无色、海蓝色和金黄色等晶莹透明的晶体。

图4-11　紫水晶热处理成黄水晶

图4-12　巴西紫水晶（右）加热变绿和变白（左）

锆石热处理的实质是消除因辐射引起的锆石晶体中原子的无序状态，恢复其原有的晶体结构，从而恢复其原有的特性。一般来说，变晶锆石在加热到300～400℃时会陆续失去吸附水，800～900℃时开始重结晶，至1300～1400℃时达到最大程度的重结晶，1700℃以上开始熔化。

改性实验是在900～1400℃的温度范围内完成的，实验样品产于我国海南岛（刘玉山等，1992）。实验证明，大部分颗粒完好的红褐色锆石经1000℃以上的热处理后，这些原来不透明或半透明的变晶锆石均能转变为无色透明的、具玻璃光泽的晶质锆石。经测试后可确定，热处理后，变晶现象已全部消除，锆石已恢复了应有的结晶结构。(www.daowen.com)

高型锆石改色实验要求锆石中必须含有《元素周期表》中的过渡元素，这些元素在氧化-还原条件下由于化学价的改变而使锆石的颜色发生改变。刘玉山等（1992）用海南岛产锆石改色，由于锆石中含Fe，故在氧化条件下热处理时，Fe2+变Fe3+，锆石变成金黄色；在还原条件下进行热处理时，Fe3+还原成Fe2+，锆石变为绚丽的天蓝色或海蓝色晶体。

经笔者实验证明，不同地区产的锆石在同样的实验条件下不一定出现相同的结果。笔者用非洲产锆石实验，在1420℃下恒温3h，仅70%的锆石转为无色透明的。