什么是锆石锆石的特征与类型

2017-02-27

什么是锆石

锆石又称锆英石，日本称之为“风信子石”，它是十二月生辰石，象征成功。(十二月生辰石还有绿松石、青金石)它的英文名字是Zircon ，是地球上形成最古老的矿物之一。锆石为矿物名称，旧称锆英石，风信子石，透明者作为宝石，称锆石宝石。其来源一说可能是在阿拉伯文“Zarkun”的基础上演变而来的，原意是“辰砂及银朱”;另一说认为是来源于古波斯语“Zargun”，意即“金黄色”。第一次正式使用“Zircon”是在1783年，用来形容来自斯里兰卡的绿色锆石晶体。

锆石的主要化学成分：硅酸锆;化学组成为Zr[SiO₄]，晶体属四方晶系的岛状结构硅酸盐矿物。晶体呈短柱状，通常为四方柱、四方双锥或复四方双锥的聚形。锆石颜色多样，有无色、紫红、金黄色、淡黄色、石榴红、橄榄绿，香槟，粉红，紫蓝，苹果绿等，一般有无色、蓝色和红色品种。色散为0.039(高)。光泽为强玻璃光泽至金刚光泽。无解理。摩氏硬度6～7.5，比重大，密度：多数在3.90～4.73 g/cm³。高型：4.60～4.80 g/cm³。中型：4.10～4.60 g/cm³。低型：3.90～4.10 g/cm³。

锆石的化学成分

理论化学组成(wB%)：

ZrO267.22%，SiO2 32.78%。有时含有MnO、CaO、MgO、Fe2O3、Al2O3、TR2O3、ThO2、U3O8、TiO2、P2O5、Nb2O5、Ta2O5、H2O等混入物。H2O、TR2O3、U3O8、(Nb,Ta)2O5、P2O5、HfO2等杂质含量较高，而ZrO、SiO2含量相应较低时，其物理性质也发生变化，硬度和比重降低。锆石一般具弱放射性，有些锆石英因含U、Th等，因放射性较强而产生非晶质化现象，这种锆石硬度可降至6，比重可降至3.8。因而形成多种变种：山口石，TR2O3 10.93%，P2O5 17.7%;大山石，TR2O3 5.3%，P2O5 7.6%;苗木石，TR2O3 9.12%，(Nb,Ta)2O5 7.69%，含U、Th较高;曲晶石，含较高TR2O3、U3O8，因晶面弯曲而故名;水锆石，含H2O 3~10%;铍锆石，BeO 14.37%，HfO2 6.0%;富铪锆石，HfO2 可达24.0%。有些锆石因含U、Th等，由于放射性较强而产生非晶质化，变为非晶态。

锆石结构形态

锆石在各种火成岩中作为副矿物产出;锆石的化学性质稳定，因而经常保存与漂砂中，并作为碎屑物出现与沉积岩和沉积变质岩中，并且真正有开采价值的锆石是沙型锆石矿床。在碱性岩和碱性伟晶岩中可富集成矿，著名的产地有挪威南部和俄罗斯乌拉尔。锆石也常富集于砂矿中。世界上重要的宝石级的锆石产于老挝、柬埔寨、缅甸、泰国等地。中国东部的碱性玄武岩中也有宝石级的锆石。锆石是提取锆和铪的最重要的矿物原料，也用于国防和航天工业。

锆石是硅酸盐类矿物，按其物理性质和化学成份可分为高型和低型两个变种。结晶完整的晶体多为“高型”;晶体极差或无晶者为“低型”。由于放射性元素，使得锆石的内部结构遭到破坏，根据内部结构特点，分为高型锆石、中型锆石和低型锆石三种。但就宝石价值来说，高型锆石价值较高。

锆石是天然宝石中折射率仅次于钻石、色散值很高的宝石，无色透明的锆石酷似钻石，是钻石很好的代用品。常用的锆石多呈无色、红褐色、褐红色、绿色等。但最流行的颜色是蓝色和无色两种，其中以蓝色价值较高，且一般都经过优化热处理改色。市场上的许多锆石，都是经过热处理之后再拿出来销售。锆石经常用热处理以提高其质量，或改变颜色或改变锆石的类型，因其在优化过程中未添加任何其他物质，故在珠宝鉴定上，仍旧将其认定为天然宝石。经过优化处理，锆石会变得更漂亮、易于销售。

锆石的晶体属四方晶系，a0=0.662nm，c0=0.602nm;Z=4。结构中Zr与Si沿c轴相间排列成四方体心晶胞。晶体结构可视为由[SiO4]四面体和[ZrO8]三角十二面体联结而成。[ZrO8]三角十二面体在b轴方向以共棱方式紧密连接。

复四方双锥晶类，D4h-4/mmm(L44L25PC)。晶体呈四方双锥状、柱状、板状，且形态与成分密切有关。主要单形：四方柱m、a，四方双锥p、u，复四方双锥x。可依成膝状双晶。可与磷钇矿成规则连生。

锆石的理化性能

无色、淡黄、紫红、淡红、蓝、绿、烟灰色等。玻璃至金刚光泽，有时呈油脂光泽。{110}不完全解理。透明到半透明。硬度7.5~8。相对密度4.4~4.8。因常具有放射性而引起自身的非晶化，透明度、光泽、密度、硬度均下降。

X射线照射下发黄色，阴极射线下发弱的黄色光，紫外线下发明亮的橙黄色光。

偏光镜下：无色至淡黄色，色散强，折射率大。No = 1.91~1.96，Ne = 1.957~2.04。均质体折射率会降低，N = 1.60~1.83。

熔点2340~2550℃。氧化条件下，在1300~1500℃稳定;1550~1750℃分解，生成ZrO2 SiO2。线性热膨胀系数5.0?10-6/℃(200~1000℃)，且耐热震动，稳定性良好。高温下不与CaO、SiO2、C、Al2O3等反应，抗渣蚀能力强，不粘钢水。

锆石按它的结晶程度分为高型(四方晶系，受辐射少或无，晶格没有或很少发生变化的锆石)，低型(有多种非晶质混合物组成，结晶程度低，晶格变化大)，中型(介于高和低之间)，硬度由低型到高型发生变化，低型可低至6，高型可高至7.5，密度也一样从低型到高型逐渐变大，范围为3.90~4.73，锆石无解理，断口呈贝壳状，锆石较脆，常见边角有破损，称为纸蚀效应。有的锆石也可具猫眼或星光效应，只是比较罕见。

锆石稳定性好，晶体结构可以轻易锁住铀原子，但对铅原子不然。因此在熔融的岩浆中形成的这种晶体已设定好放射性时钟的指针，而铀衰变产生的铅可提供精确的时间，而且锆石晶体一旦形成就无比坚硬，因而而成为同位素地质年代学最重要的定年矿物，已测定出的最老的锆石形成于43亿年以前。

什么是锆石锆石的特征与类型

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