紫晶及紫黄晶是重要的宝石品种,致色元素含量低、价态及占位复杂,使其致色机理研究尚需讨论,优化处理研究也受其影响。通过热处理和辐照处理实验和前后光谱学测试,对一批东非产紫晶、玻利维亚和合成紫黄晶进行致色机理研究。通过显微观察和显微光谱技术可知,紫晶中赤铁矿包体、紫色色带、布儒斯特纹等不同类型的内含物均沿着正菱面体方向分布,说明Fe元素作为紫晶致色元素会富集在特定区域,在布儒斯特纹上可见紫晶颜色浓集色带,揭示了紫晶和缺陷的依存关系。利用显微中红外光谱的线、面扫描技术,将布儒斯特纹和结构缺陷联系在一起观察研说明了这一点。随后的XAFS实验表明,合成水晶中,紫晶中Fe元素以Fe³⁺离子为主赋存于类质同象位（S位）和间隙位（I位）,说明间隙位Fe元素的重要性。热处理和辐照处理实验表明,紫外可见光范围内,540 nm吸收峰是紫晶致色原因,热处理会使该峰减弱或消失,辐照处理会使该峰随辐照剂量增加而凸显;而中红外光范围内,羟基会在受热或受辐照过程中发生变化,热处理造成羟基在紫晶中的减弱和黄晶中的聚集,产生了H⁺等阳离子的迁移,辐照则使紫晶中的部分结构水峰不断减弱,并产生新的吸收峰。以上实验通过加热褪色、辐照增色以及恢复颜色,表明红外光谱中探测到的羟基变化和紫晶的颜色之间缺乏相关性。本文肯定了布儒斯特纹对研究紫晶致色具有意义,间隙位的存在对紫色的产生影响很大。同时发现受热过程中结构水的变化具有规律性,但不会破坏紫晶、黄晶的基本谱形,和颜色没有直接联系。可以通过中红外光谱谱形来确定紫晶是否经过加热。电子辐照可以加强紫色,在东非紫晶、南美洲紫黄晶中产生了特征的吸收峰变化。随辐照剂量的增加,改色的效率下降。