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彩色锆石

锆石是一种硅酸盐矿物,它是提炼金属锆的主要矿石。锆石广泛存在于酸性火成岩,也产于变质岩和其他沉积物中。锆石的化学性质很稳定,所以在河流的砂砾中也可以见到宝石级的锆石。锆石有很多种,不同的锆石会有不同的颜色,如红、黄、橙、褐、绿或无色透明等等。

经过切割后的宝石级锆石很像是钻石。锆石过去还被叫作锆英石或风信子石。锆石可耐受3000℃以上的高温,因此可用作航天器的绝热材料。 人造锆石,化学名:cubic zirconia

基本信息

中文名; 锆石

英文名; zircon

别称; 锆英石

化学式; ZrSiO₄

密度; 3.90~4.73 g/cm³

外观; 无色、紫红、金黄色、淡黄色

基本介绍

锆石是一种硅酸盐矿物,它是提炼金属锆的主要矿石。锆石广泛存在于酸性火成岩,也产于变质岩和其他沉积物中。锆石的化学性质很稳定,所以在河流的砂砾中也可以见到宝石级的锆石。

锆石有很多种,不同的锆石会有不同的颜色,如红、黄、橙、褐、绿或无色透明等等。经过切割后的宝石级锆石很像是钻石。锆石过去还被叫作锆英石或风信子石。

锆石可耐受3000℃以上的高温,因此可用作航天器的绝热材料。 人造锆石,化学名:cubic zirconia

详细介绍

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。因其稳定性好,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。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。色散高,有金刚光泽。无解理。摩氏硬度7.5-8,比重大,达4.4-4.8。

晶体化学

理论组成(wB%):

ZrO?67.1,SiO2 32.9。有时含有MnO、CaO、MgO、Fe2O3、Al?O3、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ZrO2、SiO2含量相应较低时,其物理性质也发生变化,硬度和相对密度降低,且常变为非晶态。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%。

结构与形态

锆石

在各种火成岩中作为副矿物产出。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”。也有分为高、中、低三种的。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,且一般都经过人工热处理。市场上的许多锆石,都是经过热处理之后再拿出来销售。这是因为处理后的宝石比原来的宝石更漂亮、更好销。

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。

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,断口油脂光泽。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。

特征性能

锆石

的成分中含有放射性元素铀(U)和钍(Th)。但含量很低,远低于全系数。所以大家可以放心地佩戴锆石装饰品。

锆石是一种性质特殊的宝石。它有较高的折光率和较强的色散,无色或淡蓝色的品种加工后,象钻石一样有较强的出火现象。由于它在外观上与钻石很相似,因而被誉为可与钻石媲美的宝石。

早在古希腊时,这种美丽的宝石就已被人们所钟情。相传,犹太主教胸前佩戴的十二种宝石中就有锆石,称为“夏信斯”。据说,锆石的别名“风信子石”,就是由“夏信斯”转言而来,流行于今天的日本,我国的香港及内地。

锆石一名源于阿拉伯语的朱之意和金色之意,而古印度曾称锆石为“月食石”。这也说明这种宝石的颜色常见于红色、金黄色、无色。同时从另一个侧面说明,锆石在古时的阿拉伯、波斯和印度地区就十分受欢迎。

大家知道,许多东西经过热处理就可以变性,锆石也是如此。如果对低型的锆石加热到一定程度时,其就会变成无色透明晶体。比如:斯里兰卡的锆石多为绿色低型的,经过热处理后,颜色明显变淡,成为高型的锆石宝石。我国海南省产的红色、棕色锆石,经过热处理,可以变成无色的。

宝石界把锆石、绿松石、青金石同列为十二月生辰石,象征胜利,好运,是成功的保证。

我国有部分红色或棕红色的锆石,不经改色处理,也可直接研磨成美丽的宝石。但应该注意,我国红低型锆石也是二色性较强的宝石。如果从红锆石某一方向上看是红色,而从另一方向看,又是淡色或接近无色。所以,加工时,必须按一定方向研磨,让红色出现在磨型正面。

锆石的著名产地有斯里兰卡、泰国、老挝、柬埔寨。我国云南出产的锆石一般需经加热改色处理。


我们在商场里看到的一些钻石的替代品——营业员声称的锆石,并不是前文所说的天然锆石,而且一种人工合成的立方氧化锆(Cubic Zirconia),简称CZ,价格远低于天然锆石,是钻石的一种最常见的替代品,请勿将它与天然锆石混淆。[1]

参考文献