锆石基础知识

　锆石又称锆英石，锆英石是一种硅酸盐矿物，它是提炼金属锆的主要矿石。那么你对锆石了解多少呢以下是由我整理关于锆石知识的内容，希望大家喜欢!

　锆石的介绍

　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，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，已测定出的最老锆石形成于43亿年以前。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

　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。按锆石的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。就宝石价值来说，高型锆石价值较高

　锆石的形态特征

　锆石的结构形态

　锆英石在各种火成岩中作为副矿物产出;锆英石的化学性质稳定，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英石是沙型锆英石矿床。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。锆英石也常富集于砂矿中。世界上重要的宝石级的锆英石产于老挝、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英石。锆英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。

　锆英石是硅酸盐类矿物，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，使得锆英石的内部结构遭到破坏，根据内部结构特点，分为高型锆英石、中型锆英石和低型锆英石三种。但就宝石价值来说，高型锆英石价值较高。

　锆英石是天然宝石中折射率仅次于钻石、色散值很高的宝石，无色透明的锆英石酷似钻石，是钻石很好的代用品。常用的锆英石多呈无色、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。市场上的许多锆英石，都是经过热处理之后再拿出来销售。锆英石经常用热处理以提高其质量，或改变颜色或改变锆英石的类型。如此，锆英石变得更漂亮、易于销售。

　锆英石的晶体属四方晶系，a0=0662nm，c0=0602nm;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。

　锆石的相关特征

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

　锆英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英石，称为“夏信斯”。据说，锆英石的别名“风信子石”，就是由“夏信斯”转言而来，流行于日本，我国的香港及内地。

　锆英石一名源于阿拉伯语的朱之意和金色之意，而古印度曾称锆英石为“月食石”。这也说明这种宝石的颜色常见于红色、金**、无色。同时从另一个侧面说明，锆英石在古时的阿拉伯、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，锆英石也是如此。如果对低型的锆英石加热到一定程度时，其就会变成无色透明晶体。比如：斯里兰卡的锆英石多为绿色低型的，经过热处理后，颜色明显变淡，成为高型的锆英石宝石。我国海南省产的红色、棕色锆英石，经过热处理，可以变成无色的。

　宝石界把锆英石、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英石，不经改色处理，也可直接研磨成美丽的宝石。但应该注意，我国红低型锆英石也是二色性较强的宝石。如果从红锆英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。

　锆英石的著名产地有斯里兰卡、泰国、老挝、柬埔寨。我国云南出产的锆英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——营业员声称的锆英石，并不是前文所说的天然锆英石，而且一种人工合成的立方氧化锆(Cubic Zirconia)，简称CZ，价格远低于天然锆英石，是钻石的一种最常见的替代品，请勿将它与天然锆英石混淆。

　锆英石在酸性和碱性岩浆岩中广泛分布，基性岩和中性岩中亦常产出。

　四方短柱状，四方双锥状。硬度大，金刚光泽。与金红石的区分是硬度大，金红石有完全解理。与锡石区别是锆英石的密度较小。与独居石区别是锆英石具四方柱状晶形，且硬度较大。

　锆英石主要鉴定特征有：高折射率、强光泽、高双折射率、高密度、高色散和典型的光谱特征等。

　由于锆英石色彩丰富，而且颜色深浅程度变化较大，因此，锆英石可与任何颜色、透明度的宝石相混。最易于相混的宝石有钻石、尖晶石、金绿宝石、蓝宝石、红宝石、石榴子石、锆英石宝石、托拍石等。

　锆石的应用价值

　提取Zr、Hf的主要矿物原料。锆英石的主要工业用途如下：耐火材料;型砂材料;陶瓷原料;宝石原料。

　锆英石极耐高温，其熔点达2750。并耐酸腐蚀。世界上有80%的锆英石直接用于铸造工业、陶瓷、玻璃工业以及制造耐火材料。少量的锆英石用于铁合金、医药、油漆、制革、磨料、化工及核工业。极少量的锆英石用于冶炼金属锆。

　含ZrO265～66%的锆英石砂因其耐熔性(熔点2500℃以上)而直接用作铸造厂铁金属的铸型材料。锆英石砂具有较低的热膨胀性、较高的导热性，而且较其他普通耐熔材料有较强的化学稳定性，因此优质锆英石和其他各种粘合剂一起有良好的粘结性而用于铸造业。锆英石砂也用作玻璃窑的砖块。而锆英石砂和锆英石粉与其他耐熔材料混合还有其他用途。

　锆英石和白云石一起在高温下反应生成二氧化锆或锆氧(ZrO2)。锆氧也是一种优质耐熔材料，虽然其晶形随温度而变。稳定的锆氧还含有少量的镁、钙、钪或钇的氧化物，稳定的锆氧熔点接近2700,它抗热震，在一些冶金应用中比锆英石反应差。稳定的锆氧导热性低，在工业锆氧中，二氧化铪作耐熔物使用是无害的。

　金属形式存在的锆，主要用于化学工业和核反应堆工业，以及用于要求耐蚀、耐高温、特殊熔合性能或吸收特殊中子的其他工业，在美国，锆总消耗量中约有8%用于这些工业，而铪金属的唯一有意义的应用是用在军舰的核反应堆。

锆石晶体由于含有微量放射性元素，在漫长的地质历史时期中它们发生衰变而导致晶体构造严重破坏，在锆石内部分解为二氧化硅和锆的氧化物的混合物，这种混合物基本上为非晶质体，称为低型锆，没被分解的称为高型锆，稍微受到放射性破坏的称为中型锆，在高、低型之间存在着连续的过渡。

1高型锆

结晶完整，硬度高，折射率为193～199，即高出了标准折射仪的测量范围，双折射率为0059，在琢型的刻面型宝石中能见到刻面棱的双影线，呈一轴晶正光性，相对密度为468。

颜色有红色、褐色、**、绿色、紫色和无色，其中以无色、蓝色和红色为佳。锆石的光谱很典型，吸收谱线有2至40条，位于红光区6535 nm和659 nm吸收线，为高型锆石的特征谱线（图9-10-2）。红色锆石无吸收线。

锆石发光性变化无常，有些锆石发荧光，有些则不发荧光。深**锆石在短波紫外光照射下能发出黄橙色的荧光。有些锆石在长波紫外光照射下发暗淡的**光，有些锆石还可发磷光。

2中型锆

介于高型锆和低型锆之间，颜色为带褐的绿色、深红色，折射率183～197，双折射率0008～0043，相对密度408～460，它是高型锆与低型锆之间的过渡产物。

3低型锆

主要指来自斯里兰卡和缅甸的滚圆卵石，其晶格已被破坏，无结晶外形，锆石成分由氧化锆和氧化硅的非晶质混合物组成，颜色为绿色、褐色和橙色，折射率178～1815，单折射，光性特点几乎为均质体，双折射率0000～0008，相对密度39～41，硬度为6。

在低型锆中，有时有多边形环带及条纹，除了受氧化铁污染的张裂纹及后生裂纹外，偶尔还有一些丝绢包体，蜕晶质锆石中可以有明亮的裂缝，称为角形包体。

图9-10-2 锆石的吸收光谱

加热能促使蜕晶质锆石局部重结晶，并使其密度增高，同时吸收光谱也变清晰。斯里兰卡的绿色锆石加热后颜色变浅，红褐色锆石加热后变为无色锆石。

4热处理型

颜色不好的宝石级锆石经过热处理可使颜色得到改善。如褐红色锆石在空气中加热到900℃时可转变成无色和金**，在真空中降温时可转变为蓝色和无色。通常无色，蓝色和金褐**的宝石都经过了热处理，除在6535 nm处有一细吸收线外，还可有一条659nm吸收线。

本区两个系列侵入岩中均含有锆石，但不同岩石类型中，锆石的特征特别是晶面的发育程度具有明显的差异。以8个有代表性的岩体为例（表61），说明如下：

表61 部分岩体中锆石主要特征

从辉长闪长岩→辉石二长闪长岩→石英二长闪长岩→花岗闪长岩→花岗闪长斑岩，锆石的偏锥面 ｛211｝ 和柱面 ｛100｝ 越来越发育，而正锥面 ｛101｝ 和柱面 ｛110｝ 越来越不发育。此外，锆石表面的熔蚀坑也越来越不明显，长宽比越来越大。这些特征表明，偏基性的岩浆有利于锆石正锥面 ｛101｝ 和四方柱面 ｛110｝ 组成的聚形发育，而偏酸性的岩浆有利于锆石的偏锥面 ｛211｝ 和四方柱面 ｛100｝ 组成的聚形发育。锆石表面熔蚀坑的形成与锆石结晶后寄主岩浆温度的升高有关，而岩浆温度的升高与分离结晶作用释放的潜热或与深部岩浆上升补给提供热量有关。

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。

水晶 (Quartz Crystal)是指发育良好的石英单晶。1676年英国人George Ravenscroft发现水晶。发育良好的石英单晶为六方锥体，所以通常为块状或粒状集合体，纯净透明的石英晶称水晶，一般为白，灰白，乳白色，含杂质时呈现紫、红、烟、茶等色，晶面玻璃光泽，断口或集合体，油脂光泽，无劈开断口，贝壳状，硬度7，比重265。

水晶与玻璃的主要区别在于：玻璃含氧化铅的比例达到了24％以上、折射度达到1545的话，就可以称之为水晶。

昌乐宝石级锆石多与蓝宝石伴生,其地质环境与蓝宝石的地质环境紧密相连。山东省内规模较大、具有开发利用价值的蓝宝石原生矿及砂矿分布在鲁西隆起东北缘,沂沭断裂带西侧的昌乐-临朐凹陷中。蓝宝石原生矿产在昌乐县东南五图街道方山,方山北麓和邱家河一带,蓝宝石砂矿多见于方山附近第四纪冲积物、洪冲积物中,主要分布在昌乐县境内的北岩和五图等地,其次为潍坊城区境内。

昌乐蓝宝石原生矿发育在新近纪临朐群中,其自下而上分为3个组:牛山组、山旺组、尧山组。据昌乐、临朐、坊子等地区域重砂测量成果统计,该区自然重砂矿物组合为:普通辉石、橄榄石、镁铁尖晶石、锆石、黄铁矿等。在昌乐方山顶发现的蓝宝石原生矿床,其原生矿体为新近纪的碱性橄榄玄武岩。所以,锆石巨晶有以下两种赋存状态:

1)直接赋存在牛山组和尧山组碱性玄武岩和碧玄岩等火山熔岩中(如方山、邱家河),巨晶往往和地幔岩包体——二辉橄榄岩关系密切(原生矿)。锆石巨晶一般为岩浆早期结晶产物,随岩浆快速上升至地表而得以保存下来。晶体多呈橘红色,粒径多在3～5mm,大者08～15cm。

2)赋存在残坡积砂矿和洪冲积砂矿中,砂矿距碱性玄武岩出露区有数十米至数百米不等,部分可分布在远达数千米的第四纪河流冲积物中。锆石往往和刚玉巨晶、铁尖晶石、歪长石、玻辉石巨晶等伴生。昌乐几个砂矿区内的第四纪沉积物中几乎都含有锆石,但主要含锆石的层位是全新世沂河组洪冲积层和更新世晚期大站组洪坡积层。

锆石产于伟晶岩和碱性岩中，高温形成的锆石晶体多发育柱面，碱性岩中锆石多以四方双锥形为特征。

宝石级锆石，大多呈碎屑砂砾状矿物产于各种砂砾层中。

泰国、斯里兰卡为锆石的主要产出国。斯里兰卡以产各种颜色锆石著称，泰国为宝石级锆石的主要来源地。其他产出国还有缅甸、法国、澳大利亚、坦桑尼亚等。

我国宝石级锆石也有产出。海南蓬莱，红色锆石是碱性玄武岩中的深源巨晶矿物。同蓝宝石共生，并呈嵌晶存在。福建明溪碱性玄武岩中可见无色或白色锆石巨晶产出。