概述
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。
锆石又称锆英石,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 。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。
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、黄褐、淡黄、淡红、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75-8,比重大,达44-48。
晶体化学
理论组成(wB%):ZrO2 671,SiO2 329。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 1093%,P2O5 177%;大山石,TR2O3 53%,P2O5 76%;苗木石,TR2O3 912%,(Nb,Ta)2O5 769%,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 1437%,HfO2 60%;富铪锆石,HfO2 可达240%。
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=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。
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75~8。相对密度44~48。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**,阴极射线下发弱的**光,紫外线下发明亮的橙**光。
偏光镜下:无色至淡**,色散强,折射率大。No=191~196,Ne=1957~204。均质体折射率降低,N=160~183。
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5010-6/℃(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。
产状与组合
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。
[鉴定特征] 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。与锡石区别是锆石的密度较小。与独居石区别是锆石具四方柱状晶形,且硬度较大。
[工业应用] 提取Zr、Hf的主要矿物原料。锆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。
宝石
锆石的成分中含有放射性无素铀(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**、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。
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辨别方式:
1、看切工(用10倍放大镜,一般珠宝店都有)。皓石是自然界最坚硬的物质(摩氏硬度10),所以切割好的皓石面棱锋利,相临的面棱线交与一点;水晶及玻璃化学成分主要是SIO2(石英),水晶摩氏硬度7,玻璃硬度大致与水晶差不多,但是添加不同化学成份后硬度可能有较大下降;用来仿钻的锆石通常是合成立方氧化锆,后三种物质切割后的成品在放大镜下看,面棱圆滑“流水状腰棱”,每个小面不均匀,相临的面棱线不能交与一点,甚至出现多余的小面。
2、仪器鉴别--热导仪(一般珠宝店都有)。热导仪根据皓石导热性极好来鉴别皓石与大部分仿钻。
3、皓石亲油疏水,油容易粘附在皓石上使其失去光泽,而水滴在皓石上则会聚成球体;锆石,水晶,玻璃等都无此特性。
4、正规的皓石饰品都具有国家认可实验室出具的鉴定检测证书(有的还提供裸石的国际证书),核对饰品与证书的一致性也是鉴别皓石与仿钻的方法。
本质区别:
1、锆石是一种性质特殊的宝石,有较高的折光率和较强的色散性。锆石的颜色也比较多 ,有红色、橙色、**、绿色、蓝色和无色的。而且无色的锆石经过加工,会发出像钻石一样的火彩。
水晶则不同了,它的主要成分是二氧化硅。当二氧化硅结晶完美时就是水晶,不完美时就是石英了。水晶在生长过程中会有不同的矿物混入,从而呈现出多种颜色,形成不同品种的水晶。水晶和高端宝石的评价标准是不一样的,多数的高端宝石会将颜色放在评价的第一位,而对水晶来说,颜色和晶体的纯净也是近乎同等重要的因素。晶体颜色鲜艳明亮,晶体通透没有杂质都都属于品质好的。
2、水晶属三方晶系,在自然的条件下形成,生长在地壳的深处,通常要经过强烈的地壳运动才能形成。水晶和锆石都是矿产资源的产物,属不可再生资源,所以都非常的珍贵。
锆石属四方晶系的岛状结构硅酸盐矿物,含有放射性元素。而且锆石的化学性质很稳定,是非常好的装饰品。
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