一、宝石矿物晶体化学的分类
从晶体化学的角度,宝石矿物可划分为含氧盐类、氧化物类和自然元素类等。
(一)含氧盐类
大部分宝石矿物属于含氧盐类,其中又以硅酸盐类矿物居多。据统计,宝石矿物中硅酸盐类矿物约占一半,还有少量宝石矿物属磷酸盐类。
1硅酸盐类
在硅酸盐类矿物的晶体结构中,硅氧络阴离子配位的四面体[SiO4]4-是它们的基本构造单元。硅氧四面体在结构中可以孤立地存在,也可以以其角顶相互连接而形成多种复杂的络阴离子(基型)。根据硅氧四面体在晶体结构中的连接方式,可分成以下几种。
(1)岛状基型
表现为单个硅氧四面体[SiO4]4-或每两个四面体以一个公共角顶相连组成双四面体在结构中独立存在。它们彼此之间靠其他金属阳离子(如Zr4+、Fe2+、Mg2+、Ca2+等)来连接,它们之间并不相连,因而呈独立的岛状。属于此类的宝石矿物有锆石ZrSiO4、橄榄石(Mg,Fe)2SiO4、石榴石A3B2(SiO4)3(其中A为Mg2+、Fe2+、Ca2+、Mn2+等二价阳离子,B为Al3+、Fe3+、Cr3+等三价阳离子)、黄玉Al2SiO4(F,OH)2、榍石CaTi(SiO4)O、十字石Fe2Al9(SiO4)4O6(O,OH)2和绿帘石Ca2FeAl2(Si2O7)(SiO4)O(OH)等。
(2)环状基型
结构中包含由三个、四个或六个[SiO4]4-硅氧四面体所组成的封闭的环(分别叫三方、四方和六方环)。环内每一个四面体均以两个角顶分别与相邻的两个四面体连接,而环与环之间则靠其他金属阳离子连接。属于此类的宝石矿物有蓝锥矿BaTiSi3O9(三方环)、绿柱石Be3Al2Si6O18(六方环)、堇青石(Mg,Fe)2Al3AlSi5O18(六方环)和电气石(六方环)等。
(3)链状基型
指每一[SiO4]4-四面体以两个角顶分别与相邻的两个[SiO4]4-四面体连成一条无限延伸的链,链与链之间通过其他金属阳离子来连接。属于此类的宝玉石有翡翠、软玉、透辉石和蔷薇辉石等。
(4)架状基型
每个[SiO4]4-四面体均以其全部的四个角顶与相邻的四面体连接,组成在三维空间中无限扩展的骨架。属于此类的宝石矿物有月光石、日光石、拉长石、天河石和方柱石等。
2磷酸盐类
该类含有磷酸根[PO4]3-阴离子。由于半径较大,因而要求半径较大的阳离子(如Ca2+、Pb2+等)与之结合才能形成稳定的磷酸盐。此类矿物成分复杂,往往有附加阴离子。属于此类的宝石矿物有磷灰石Ca5(PO4)3(F,Cl,OH)和绿松石CuAl6(PO4)4(OH)8·4H2O等。
(二)氧化物类
氧化物是一系列金属和非金属元素与氧阴离子O2-化合(以离子键为主)而成的化合物,其中包括含水氧化物。这些金属和非金属元素主要有Si、Al、Fe、Mn、Ti、Cr等。阴离子一般按立方或六方最紧密堆积,而阳离子则充填于其四面体或八面体空隙中。属于简单氧化物的宝石有刚玉矿物(Al2O3)的红宝石、蓝宝石,SiO2类矿物(SiO2和SiO2·nH2O)的紫晶、黄晶、水晶、烟晶、芙蓉石、玉髓、欧泊、蛋白石及金红石(TiO2)等。属于复杂氧化物的宝石矿物有尖晶石(Mg,Fe)Al2O4和金绿宝石BeAl2O4等。
(三)自然元素类
有些金属和元素可呈单质独立出现。属于此类的宝石矿物有钻石(成分为C)等。
二、宝石矿物的化学组成及其变化
宝石矿物的化学成分和晶体结构是决定一个宝石矿物种的两个最基本的因素。只考虑其化学成分,不考虑结构不能确定一个宝石种;同样,只考虑其结构而不考虑化学成分也不能确定一个宝石种。例如,化学成分为碳(C)的固体,只有当C以立方对称排列时,才能确定其为钻石或金刚石;而如果C以六方对称排列时,只能确定为石墨。同样,都具立方面心格子构造的固体,化学成分为NaCl时,其为石盐,而化学成分为CaF2时,只能确定其为萤石。因此,化学成分是宝石矿物存在的物质基础,晶体结构是其存在的表现形式,二者是相互依存的,离开一方,另一方也就不再存在。很显然,矿物的化学成分和结构是决定宝石矿物一切性质的最基本因素。
作为一个宝石矿物种,其化学成分可分为主要化学成分和次要或微量成分。主要化学成分是指能保持其结构的化学成分,如果缺某个成分,其结构便不能存在或保持。但在保持其结构和物化性质基本不变的条件下,主要化学成分是可以有一定变化的,或者说它可以有一个变化范围。因此我们说,宝石矿物的化学组成并不是固定不变的,而是可以有一定的变化幅度的。如刚玉宝石矿物,是具三方对称的Al2O3,不含任何次要或微量成分时,呈无色透明,Al和O均为其主要化学成分。但Al可以被少量的Cr所替代,而呈现红色,这时的Cr就可称为刚玉的次要化学成分或微量元素。但Cr的替代量是有限的,更不能全部替代Al,否则就不能保持其三方对称的结构,刚玉也就不能存在了。引起矿物化学成分变化的原因很多,主要是类质同象替代(下一节将详述)和一些微细组分的机械混入(可以以显微包体形式存在)。对宝石矿物而言,杂质组分的介入是极其重要的,它可使宝石矿物呈现各种漂亮迷人的颜色(如祖母绿因含有微量Cr元素而呈现美丽的翠绿色),也可使部分宝石矿物具有特殊的光学效应(如星光效应和猫眼效应等)。
三、宝石矿物中的水
许多宝石矿物含有水,根据矿物中水的存在形式及它们在晶体结构中的作用,可以把水分成以下几大类。
1吸附水
吸附水不参加晶格,是渗入在矿物集合体中,为矿物颗粒间隙或裂隙表面机械吸附的中性水分子(H2O)。吸附水不属于矿物的化学成分,不写入化学式。它们在矿物中的含量不定,随温度和湿度变化而不同。常压下温度达到100~110℃时,吸附水就基本上从矿物中逸出,而不破坏晶格。吸附水可以呈气态、液态或固态。
另外,水胶凝体中含有一种特殊类型的吸附水,称为胶体水。它被微弱的联结力固着在微粒的表面,通常计入矿物的化学组成,但其含量变化很大。例如蛋白石,其分子式为SiO2·nH2O(n为H2O分子数,不固定)。
2结晶水
结晶水以中性水分子(H2O)存在于矿物中,在晶格中占有固定的位置,起着构造单位的作用,是矿物化学组成的一部分。水分子的数量与矿物其他成分之间有固定的比例。结晶水从矿物中逸出的温度一般不超过600℃,通常为100~200℃。当结晶水失去时,晶体的结构将被破坏并形成新的结构。
比如绿松石就是一种含结晶水的磷酸盐,分子式为CuAl6(PO4)4(OH)8·5H2O,其中H2O含量达1947%。
3结构水
结构水(也称化合水)是以OH-、H+、H3O+等离子形式参加矿物晶格的“水”,其中OH-形式最为常见。结构水在晶格中占有固定的位置,在组成上具有确定的比例。由于与其他质点有较强的键力联系,结构水需要较高的温度(通常在600~1000℃之间)才能逸出。当其逸出后,晶体结构完全破坏。
许多宝石矿物都含有这种结构水,例如:碧玺NaMg3A l6(Si6O18)(BO3)3(OH)4、十字石Fe2Al9(SiO4)4O6(O,OH)2、黄玉Al2SiO4(OH,F)2和磷灰石Ca5(PO4)3(F,Cl,OH)等。
此外,在堇青石和绿柱石平行Z轴的结构通道中,常会有一定数量的水,含量有一定的变化。其存在形式和结构状态到目前仍不太清楚。它是一种特殊类型的结构水,它的失去需要很高温度。
黄玉,氟铝硅酸盐矿物,
它是由火成岩在结晶过程中排出的蒸气形成的,一般产于流纹岩和花岗岩的孔洞中。由于它经常与锡矿石伴生在一起,因此可作为寻找锡矿石的标志。黄玉一般呈柱状或不规则的粒状或块状,一般为黄、蓝、绿、红、褐等浅色,有玻璃光泽,有的无色透明。
刚玉,系矿物学名称
刚玉是一种由氧化铝(Al2O3)的结晶形成的宝石。掺有金属铬的刚玉颜色鲜红,一般称之为红宝石;而蓝色或没有色的刚玉,普遍都会被归入蓝宝石的类别。
滑石,最软的矿物
滑石是一种常见的硅酸盐矿物,它非常软并且具有滑腻的手感。人们曾选出10个矿物来表示10个硬度级别,称为摩斯硬度,在这10个级别中,第一个就是滑石。柔软的滑石可以代替粉笔画出白色的痕迹。
白云石晶体,碳酸盐矿物
化学成分为CaMg(CO3)2。常有铁、锰等类质同象(代替镁)。当铁或锰原子数超过镁时,称为铁白云石或锰白云石。三方晶系,晶体呈菱面体,晶面常弯曲成马鞍状,聚片双晶常见。集合体通常呈粒状。纯者为白色;含铁时呈灰色;风化后呈褐色。玻璃光泽。是组成白云岩 的主要矿物。
角闪石,族矿物的总称
角闪石属闪石族中一员。镁、铁、钙、钠、铝等的硅酸盐或铝硅酸盐。与辉石族形态、组成相近,而以含OH为区别。单晶体比较常见,为长柱状,横切面为六边形。集合体常呈纤维状。绿黑色或黑色。玻璃光泽。硬度50~65。发育平行柱状的两组解理,解理夹角为56°。
石英,石英族矿物
广义的石英还包括高温石英(β-石英)、柯石英等。主要成分是SiO2,无色透明,常含有少量杂质成分,而变为半透明或不透明的晶体,质地坚硬。石英是一种物理性质和化学性质均十分稳定的矿产资源,晶体属三方晶系的氧化物矿物。
矿物:
矿物是指在各种地质作用中产生和发展着的,在一定地质和物理化学条件处于相对稳定的自然元素的单质和他们的化合物。矿物具有相对固定的化学组成,呈固态者还具有确定的内部结构;它是组成岩石和矿石的基本单元。
科学发展史上,矿物的定义曾经多次演变。按现代概念,矿物首先必须是天然产出的物体,从而与人工制备的产物相区别。但对那些虽由人工合成,而各方面特性均与天然产出的矿物相同或密切相似的产物,如人造金刚石﹑人造水晶等,则称为人工合成矿物。
火星陨石,它是在行星火星上形成的岩石,但因为被小行星或彗星撞击而从火星抛射出并坠落到地球上的岩石。这些陨石被认为来自火星,是因为它们与探测器在火星上分析的岩石和气体有着相似的化学组分等。火星陨石脱离火星地表后的一些过程与经历也如同月球陨石一样,它们都是受到外力撞击的影响而脱离了行星母体,一些火星岩石被溅出火星引力外后,在太空中漂浮游荡了很长时间,它在经过地球时被地球的磁场引力所捕获。火星陨石通常也被称为SNC化学群陨石,因为它们之间的同位素比值几乎是相互一致的。但它们和地球成因的一些岩石看似相同却不同,因为在陨石岩相中捕获的气体成分与火星探测器测定的火星大气成分基本相符,该混合气体中最主要的成分是二氧化碳CO2,所以确信它们都是从火星上来的,因为它们具有火星大气岩石成因的一些显著特征。如果其它类型陨石中没有高浓度的二氧化碳存在,它可能就不是来自火星上岩石。火星陨石的种类也是根据其不同的岩相、结构、物理与化学性质进行划分的,已被划分的SNC化学群火星陨石类型有:辉玻无球粒陨石、辉橄无球粒陨石与纯橄无球粒陨石,以及其它斜方辉石类型的火星陨石等。
各种SNC化学群类型的火星陨石其元素丰度十分相似。各火星陨石之间它们都有着紧密的共性关系,比如它们包含的一些次相物质中,都常含有一些少量的磁铁矿、铬铁矿、钛铁矿等铁氧化物矿物。它们也含有硫化铁矿物为磁黄铁矿和陨硫铁等。其中辉石和橄榄石矿物中具有富Fe(铁)与Mn(锰)也是比较独特的。火星陨石是火山或次火山和火成岩类型的岩石,其年轻的结晶年龄(13Ca及可能为~180Ma)和高度分馏物质组成表明,认为它们可能是来自一颗较大且地质活跃的行星体,其独特的氧同位素组成及FeO/MnO比值,表明它们不是来自地球和月球上的岩石。一些辉玻无球粒陨石冲击产生的玻璃之氮和稀有气体同位素组成与火星大气相似,所以可以推测它们都是来自火星上的岩石。辉玻无球粒火星陨石又称休格地陨石,因为第一颗辉玻无球粒火星陨石是于1865年坠落在印度的休格地。因岩相中的辉石与长石及玄武岩结构与构造特征明显,所以它们很类似地球火山成因玄武岩,它通常被划分为玄武岩质和二辉橄榄岩质辉玻无球粒火星陨石。玄武岩质火星陨石,是富镁-铁质到超镁铁质的火成岩,其主要矿物由单斜辉石(易变辉石和普通辉石)及残留的斜长石(冲击产生的玻璃或熔长石)组成。辉玻无球粒火星陨石具有辉绿岩结构特点,其橄榄石较缺失且比较贫镁,表明它们是由分馏的岩浆结晶而成的。许多玄武岩质火星陨石含堆积状的辉石,并呈叶状结构,认为它们是在火星近表面岩脉或岩流中晶体的堆积作用而造成,但有一些玄武岩质火星陨石的斜长石含量较高,可代表火星陨石中的大部分物质组分。
二辉橄榄岩质火星陨石,为富镁橄榄石、单斜辉石与铬铁矿堆积岩,并以包裹橄榄石及铬铁矿的镶嵌状易变辉石为特征,斜方辉石和斜长石的比例低,其橄榄岩矿物比大多数其它玄武质火星陨石中的Mg/Fe比值要高。二辉橄榄岩质火星陨石的岩相中有细粒富铁橄榄石、易变辉石、普通辉石、熔长石及其它晚期形成的玻璃态等间隙充填物,其主要矿物学与早期岩浆结晶作用是一致的。它们具有玄武岩质火星陨石的结晶顺序,故划分为二辉橄榄岩质火星陨石或火星二辉橄榄岩。玄武岩质火星陨石,常由两个不同的岩性组成,一个岩性为不同于玄武岩质的火星陨石,也不同于二辉橄榄岩质火星陨石,但它们具有斑状结构,常由橄榄石巨晶、斜方辉石、铬铁矿及细粒易变辉石与斜长石基质构成。另一个岩性为单斜辉石与斜长石岩石,但很类似其它一些类型的玄武岩质火星陨石。后发现的一些玄武岩质火星陨石由于富橄榄石及具斑状的岩性组成,它已经被命名为橄榄石-斑状辉玻无球粒陨石,即橄辉无球粒火星陨石。大多数的玄武岩质类型火星陨石其矿物组成很类似于火星表面的组合物,因此这些玄武岩质火星陨石也是比较具有代表性的样品,因为它们是能反映火星地壳与地表性质的样品。它们的矿物组成特征,如低Al含量和高Fe含量反映出了火星和地球化学成分的差异性。
辉橄无球粒陨石又称单斜辉石岩类型火星陨石,它们主要由普通辉石及少量的富铁橄榄石矿物组成,其粗粒结构和普通辉石中常具有出溶层纹特征,这种现象多是岩浆缓慢冷却的结果。它们具有堆积岩的特征与性质,辉橄无球粒陨石常含由一些辐射状晶质的斜长石,次相矿物有易变辉石、富铁普通辉石、富钛磁铁矿、黄铁矿、陨硫铁、氯磷灰石等,也常有少许的富硅玻璃物质充填在一些矿物的间隙中。在个别风化型辉橄无球粒陨石样品的岩相细脉中,也发现过有少许的粘土与菱铁矿存在,有学者认为火星陨石中发现了铁的碳酸盐矿物,说明其火星上的母岩曾存在被水化过的迹象,但岩相细脉中的碳酸盐矿物也有可能是坠地后期形成的,因为一些风化型陨石坠入地球地表土层中后,在低氧的地球土层中长期受地表水的浸蚀与风化作用下,其岩相裂隙中也常会出现少许外生成因的碳酸盐矿物。纯橄无球粒陨石又称纯橄榄岩类型火星陨石,它们主要由橄榄石、铬铁矿与橄榄岩基质组成的堆积岩,常由85%左右的橄榄石,6%左右的辉石,3%左右的长石(熔长石)及3%左右的其它次相矿物组成,橄榄石熔融包体中常有含水的角闪石,它们可能是在相对较高的氧化条件下形成的。
斜方辉石岩类型火星陨石又称ALH类型火星陨石,它是依一颗在南极艾伦山发现的ALH84001陨石而命名的,该陨石曾划分为HED族的辉石岩。ALH84001是一个独特的火星堆积型斜方辉石岩,研究发现其结晶年龄在45亿年左右,因此,它具有古火星地壳物质熔融形成的岩石特质,所以认定它是一块来自火星上的古老岩石。因研究人员在ALH84001陨石中发现了纳米级的生物化石物质,被发现者称之是第一块来自其它星球上的生物化石样本。ALH84001陨石中发现的细菌生物体化石是非常微小的,是几乎看不见的类似于原始细菌的生物体化石,有些化石呈卵形,有些呈管状,但令人惊奇的是,它们同地球上的一些细菌及其他微生物化石非常相似。ALH84001陨石中发现的化石非常小,最大者尺度也只有人的头发丝宽度的1/100,而且大多数都只及最大者的1/10大小。ALH84001陨石中发现了细菌化石在学术界也存在很大的争议,也有一些学者认为该陨石岩相中的细菌化石可能是坠地后期形成的,争议来争议去ALH84001陨石却成了一颗轰动世界的火星陨石。有学者评价“不管怎样争议,它也是人类第一次在陨石中发现了与火星相关的有机分子”。
ALH84001火星陨石为粗粒岩石,主要由可达5~6毫米长的斜方辉石晶体构成,晶体呈多边形粒状镶嵌在基质中,全岩斜方辉石矿物含量可高达95%左右,辉石组分中还含有15%左右的氧化钙成分,片晶镜下观察辉石矿物没发现有出溶特征。ALH84001火星陨石中的次相矿物主要有铬铁矿、斜长石、熔长石、磷酸盐、橄榄石、普通辉石、黄铁矿与碳酸盐等矿物组成。ALH84001陨石的岩相有一部分矿物已出现了氧化特征,一些较小呈黑色不规则斑块状的铬铁矿颗粒杂乱分散在整个岩相基质中,且岩相中有许多细小的裂缝存在。较粗粒的辉石矿物呈碎裂状,许多斜方辉石和铬铁矿晶体出现了沿裂缝偏移现象。ALH84001陨石的矿物学和岩石学特征与其它SNC类型的火星陨石非常一致。ALH84001被认为是太阳系最古老的石头,形成于40亿年之前左右,大概在15亿年之前受撞击脱离火星,在经历漫长的星际旅行之后,在13000年之前到达地球。当时,它呼啸穿过地球的大气层,坠落在南极洲的冰天雪地上,冰层运动将其带上了地表,终于在1984年12月27日被探险家发现。根据一项对其宇宙射线暴露情况的研究表明,在坠落之前,它一直以紊乱的轨道环绕太阳运行了1600万年左右。一开始以为这块陨石是来自一颗灶神星,但后来研究证实其是来自火星上的。
一些火星陨石中富含的橄榄石、辉石和斜长石等主要矿物,它们受各种形成因素影响其在化学组分上也存在一些变化,每个火星陨石中的矿物组成和化学组分上都存在一些差异性,因为它们都经历了类似相同而又不同的成因变化,比如各种不同类型的火星陨石,它们从母体成因、演化、逃逸、遨游、坠落、熔融与冲击,再到分离结晶与冷却凝固等过程中,其在形成条件与演化过程上的不同,它们各自在岩相结构、矿物组成、化学组分、物质变化和成岩机理上也存在一些差异性。已知的四种火星陨石其岩石类型、矿物组成与结构模式上都有着明显的不同之处。辉玻岩石类型火星陨石主要由近似等量的易变辉石和普通辉石,再加熔长石组成,并含有少量橄榄石和粒间充填物。该类火星陨石中富含的橄榄石含量明显大于辉石的总量。此外,个别由A、B两种岩性组成的辉玻无球粒陨石,其中岩性A以含cm级大小的俘虏体为特征,该俘虏体由粗粒斜方辉石、橄榄石及少量铬铁矿组成。辉橄岩类型火星陨石主相矿物由普通辉石、橄榄石和粒间充填物组成,另含有少量熔长石及易变辉石。纯橄火星陨石主要含有橄榄石,次相矿物含有少量的辉石、熔长石和铬铁矿等,但粒间充填物相对较少。斜方辉岩火星陨石(ALH84001类型)主要由斜方辉石以及少量的铬铁矿、熔长石、普通辉石和橄榄石等组成。
火星陨石中均含有少量的不透明矿物相,最常见的是磁铁矿或铬铁矿,前者主要分布于辉玻岩和辉橄岩类型火星陨石中,而后者主要分布于纯橄岩及斜方辉岩类型火星陨石中,也极少量出现于部分辉玻火星陨石中。火星陨石中含有的其它副矿物有白磷钙矿、磷灰石、磁黄铁矿、陨硫铁、镍黄铁矿、黄铜矿、钛铁矿、金红石、铁尖晶石、铁闪石和斜锆石等。部分火星陨石中还发现了极少量的碳酸盐和硫酸盐类物质,一些碳酸盐和硫酸盐类物质它们存在有两种形成的可能,一种是坠落到地球后期风化作用成因的,另一种有学者主张可能是地外成因的,目前一些碳酸盐和硫酸盐类物质在火星中的形成原因还尚存争议。有的辉橄火星陨石中还出现有少许的伊丁石,它们多是沿橄榄石边缘、裂隙或粒间充填物中可见伊丁石产出。黄铁矿在其它无球粒陨石中极少见,但它常少许产于辉橄无球粒火星陨石、纯橄无球粒火星陨石和斜方辉石岩类型火星陨石中。火星陨石在结构上以火成堆积最常见,堆积晶主要为毫米级粗粒、自形或半自形的辉石、橄榄石与熔长石及各种不透明矿物相充填于粒隙中。在一些火星陨石中(如辉橄岩类火星陨石)柱状辉石还具有定向排列趋势。在ALH84001陨石中橄榄石呈5~10微米级细粒分散包裹于斜方辉石晶体中。此外,部分火星陨石除火成堆积结构外,在其它区域还可见镶嵌结构或变质结构,如在ALHA77005和纯橄岩等火星陨石的一些部分岩相中,自形、半自形橄榄石和毫米级大小的铬铁矿包裹于毫米级粗粒辉石晶相中,纯橄无球粒火星陨石部分区域中的橄榄石、ALH84001陨石中的斜方辉石以120°夹角接触。
所有火星陨石中的斜长石因高温熔融而出现熔长石化,但在部分火星陨石中熔长石也有重结晶现象。在各种不同类型的火星陨石岩相中,还呈现出不同程度的冲击与变质特征。在辉玻火星陨石中,岩相中的硅酸盐矿物常出现有破碎、波状消光、机械双晶以及冲击熔融等现象。在ALHA77005及LEW
88516陨石中还存在有冲击熔融瘤体及脉体,它们是该岩石类型中受冲击最强烈的样品。纯橄火星陨石中的硅酸盐类矿物多具有波状消光现象。一些辉橄火星陨石除出现熔长石化外,基本上不具有其它明显的冲击特征。冲击破碎带结构仅见于斜方辉岩类型火星陨石中(如ALH84001陨石),其破碎带是由细粒斜方辉石和呈30微米级左右的铬铁矿组成,由于ALH84001火星陨石的岩相结构与化学组分比较特殊,其通常也被放置在特别的“OPX”陨石群中。此外,斜方辉岩类型火星陨石其岩相中的硅酸盐矿物还有波状消光现象。尽管火星陨石均受到不同程度的冲击与变质作用,但尚未见到具有角砾构造的火星陨石出现,而具有角砾构造的陨石多为月球陨石,但具有角砾构造的陨石在其它无球粒陨石中也很常见。EET
A79001虽然由
A、B两种岩性组成,但它们之间呈火成接触关系。火星陨石中磷酸盐是一种重要的副矿物,主要有磷灰石和白磷钙矿。在辉玻岩和辉橄岩类型中以磷灰岩为主,而在纯橄岩和斜方辉石岩类型中以白磷钙矿为主。磷灰石在化学组成上以富Cl为特征。
火星陨石轻元素及捕获稀有气体同位素组成特征,一些火星陨石中含有少量的角闪石、伊丁石以及碳酸盐和硫酸盐,表明火星上曾有液态水的存在。在一些纯橄和辉玻无球粒陨石的熔融包裹体中,其角闪石的氢同位素分析结果表明,纯橄无球粒陨石中的角闪石δD值变化很大,并具富氘组分(+501~1420‰),明显不同于辉玻无球粒陨石铁闪石的δD值(-
80±31‰)。纯橄火星陨石中的角闪石氢同位素组成特征及其与辉橄火星陨石中夹杂的一些地外风化产物,其氢同位素组成具有非常相似性,表明含水流体对纯橄火星陨石的影响。有学者通过阶段加热(150℃,350℃,600℃,1000℃)研究了部分火星陨石全岩析出水的氧同位素组成,分析结果表明,除
EET
A79001陨石岩性A及辉玻无球粒陨石外,其它火星陨石样品≥350℃析出的水均含有明显的16O过剩(Δ17O=-04~-08‰),表明有地外来源水的存在。火星陨石大都是来自同一氧同位素源区,其Δ17O值高于地球和月球样品,但低于各类普通球粒陨石。对辉玻岩类火星陨石的分段燃烧实验结果表明该类陨石具有十分复杂的碳组分。其低温产物(200~500℃)由两种类型组分构成,一种富13C,可能与母体风化产生的碳酸盐有关,另一组分较轻,其来源不清楚,可能与冲击事件相关。对于高温组分,全部样品均含岩浆成因的碳组分(δ13C=-27~-33‰),并且部分样品含火星大气中捕获的CO2(δ13C≥+15‰)。有陨石研究学者指出,虽然火星陨石的大部分碳可能是来自地球的污染,但
EET
A79001陨石岩性A中的俘虏体含46ppm富δ13C组分(δ13C=+36‰),其组成落在海盗号对火星大气的测量误差范围之内,并且其相对于稀有气体和N2的丰度也与火星大气相一致。
此外,辉橄火星陨石中还发现富13C的低温碳组分,可能为火星大气风化形成的碳酸盐(δ13C=+12-
+24‰)。通过对ALH84001火星陨石的研究表明,该陨石中同样存在有机碳(δ13(δ13C=+08‰)和岩浆岩碳(δ13C=+401‰)三种类型的碳组分。EET
A79001陨石中捕获N2及稀有气体Ar的同位素比值(15 N /14 N-40 Ar/14N)
落在火星大气与地球大气的混合线上,这也是SN
C陨石火星成因最直接的证据之一。此外,14N,40Ar,36Ar,20Ne,84Kr,132Xe等相对丰度均落在火星大气的组成范围之内。然而,有陨石研究学者随后对EETA79001岩性A及辉玻火星陨石的研究却未发现火星大气组分存在的证据,这可能反映了火星大气组分在火星陨石中的不均一分布。也有陨石研究学者对一些火星陨石中捕获稀有气体的研究表明,EET
A79001陨石玻璃36Ar/132Xe-84Kr/132Xe比值落在火星与地球大气的混合线上,但辉橄火星陨石及纯橄火星陨石则要求火星大气比其表面岩石含更高的放射性成因129Xe和散裂成因Xe,这种情况与地球上正好相反。LEW
88516和辉玻火星陨石的129Xe/132Xe-84Kr/132Xe比值可解释为火星大气与纯橄火星陨石的简单混合,但Zagami和LEW
88516火星陨石在1200℃析出的组分明显低于该混合线,特别是LEW 88516陨石在1200℃析出的组分,几乎不含放射性成因129Xe。
火星陨石的颜色,有些人认为火星陨石可能是红色或绿色的,事实上没有发现火星陨石的熔壳是呈红色或棕红色的,一些新鲜的火星陨石熔壳多是呈黑色或灰黑色的。火星陨石熔壳有的还会出现龟裂、皱纹与凸斑现象。但一些坠地较久的火星陨石,因受撞击、长期受风沙磨砺与水蚀风化等作用影响下,一些陨石的熔壳也会出现大面积缺失、全部脱落或被风沙全部消融掉,熔壳脱落后的火星陨石质地多呈浅绿色、灰色、卡其灰色、黑色、淡**与粘土色等。熔壳脱落后的火星陨石很容易和一些地球火山成因的变质玄武质岩、热液接触型砂岩与斑岩等混淆,也会常把一些绿泥石、阳起石、绿帘石和蛇纹石等误认是火星陨石。火星陨石因经历了高温熔融、冲击压力与变质作用,火星陨石的破碎或残缺处常可见到一些击变形成的熔长石、斜长石或长石玻璃物质,这类长石物质在灯光或阳光的照射下常会出现闪光。在民间有一些人喜欢用磁铁来测试疑似陨石是否具有磁性吸附力,模糊的认为不管什么石头只要有磁性就可能是疑似陨石或陨石,石头没有测试出有磁性就统统扔一边,实不知一些人的做法是错误的,因为一些人用磁性盲目的判断是不是陨石是不科学的。我们知道大多数的铁陨石、石铁陨石和普通球粒陨石因金属含量较多的缘故,它们很容易被磁铁吸附住。然而,月球和火星陨石或其它一些无球粒陨石的金属含量是极低的,有的陨石中根本就没含有金属矿物,所以它们有的磁性较弱或有的则根本就没有磁性。同时,地球成因的一些各种陆地岩石中也含有大量的磁性金属矿物,所以仅用有没有磁性来区分它们是不是陨石其也是靠不住的。
火星陨石在外貌特征与成因产状上很接近一些地球成因的火山岩,如浅层火山岩、深层火山岩、喷出岩与次火山岩等。保留有一些熔壳的火星陨石被人们发现的几率比较大,但熔壳缺失与完全消融后的火星陨石被人们发现的几率相对较小,因为,熔壳缺失与完全消融后的火星陨石与地球成因的一些火山岩,其结构、构造、颜色与晶质都比较近似。虽然自然界中的岩石种类非常繁多,并且在各类之间存在许多过渡类型的岩石,但只要进行细致的观察就会有所发现。比如,我们可从疑似陨石的残缺或破损处进行初辨,即可从其结晶程度、晶质变化、新鲜面与风化面、结构与构造、熔融与冷凝迹象、岩石形态等方面进行观察,也要考虑疑似陨石的次生变化、发现的地质与地貌等因素。火星陨石的鉴定与确认最终还需要通过国家权威实验室的科学检测,我们的陨石研究人员可借助X衍射、透电镜、电子探针与同位素质谱等专业仪器进行系统的检测与分析,通过对疑似陨石的岩相结构与构造、矿物组合、化学组分与同位素值差异等方面进行特殊的鉴定分析,从而可科学有效的得出准确的鉴定结论。
尖晶石是一种红色的珍贵宝石,它是镁铝氧化物组成的晶体矿物,由于里面含有镁、铁、锌、锰等金属元素,所以尖晶石的颜色丰富多样化。常见的有红色、蓝色、褐色、绿色等,其中以满红色的为上品。
尖晶石是镁铝氧化物组成的矿物,因为含有镁、铁、锌、锰等等元素,它们可分为很多种,如铝尖晶石、铁尖晶石、锌尖晶石、锰尖晶石、铬尖晶石等。
由于含有不同的元素,不同的尖晶石可以有不同的颜色。如镁尖晶石在红、蓝、绿、褐或无色之间。锌尖晶石则为暗绿色,铁尖晶石为黑色等等。
丰富多彩
尖晶石呈坚硬的玻璃状八面体或颗粒和块体,它们出现在火成岩,花岗伟晶岩和变质石灰岩中。有些透明且颜色漂亮的尖晶石可作为宝石,有些作为含铁的磁性材料。用人工的方法已经,可以造出200多个尖晶石品种。尖晶石是一族矿物,在自然界中形成于熔融的岩浆侵入到不纯的灰岩或白云岩中经接触变质作用形成的。
有些出现在富铝的基性岩浆岩中,宝石级尖晶石则主要是指镁铝尖晶石,是一种镁铝氧化物,晶体形态为八面体及八面体与菱形十二面体的聚形。颜色丰富多彩,有无色、粉红色、红色、紫红色、浅紫色、蓝紫色、蓝色、**、褐色等。尖晶石的品种是依据颜色而划分的,有红、橘红、蓝紫、蓝色尖晶石等。
—尖晶石是什么档次的宝石
自然界已经发现的矿物及矿物集合体近3 000种。其中,可作为宝玉石的矿物及其集合体约有230余种,而较常见的宝玉石原料仅有30余种。其化学成分分别为自然元素、氧化物、氢氧化物、硅酸盐和磷酸盐等。
较常见的30余种宝玉石是:钻石(金刚石)、红宝石(刚玉)、蓝宝石(刚玉)、祖母绿(绿柱石)、猫眼石(金绿宝石)、海蓝宝石、欧泊(贵蛋白石)、托帕石(黄玉)、青金石、水晶、紫晶、碧玺(电气石)、紫牙乌(石榴子石)、坦桑石(黝帘石)、芙蓉石(蔷薇水晶)、勒子石(蛋白石)、澳洲玉(绿玉髓)、大红宝石(尖晶石)、土耳其玉(绿松石)、橄榄石、粉翠(蔷薇辉石)、孔雀石、软水紫晶(萤石)、翡翠(硬玉)、和田玉(软玉)、岫玉(蛇纹石)、独山玉(蚀变辉长岩)、信宜玉(蛇纹石)、寿山石(叶蜡石)、青田石(叶蜡石)、鸡血石(叶蜡石、辰砂)等。
金刚石是一种由碳元素组成的矿物,刚玉是一种由氧化铝(Al2O3)的结晶形成的宝石。祖母绿绿柱石是铍-铝硅酸盐矿物。玉髓是一种石英,SiO₂的隐晶质体的统称,它是石英(隐晶质)的变种··· ·····。
橄榄石(单正四面体) - 岛状硅酸盐类
绿帘石(double tetrahedra) - 岛状硅酸盐类
电气石(rings of tetrahedra) - 环状硅酸盐类
辉石(single chain) - 链状硅酸盐类
角闪石(double chain) - 链状硅酸盐类
云母和白土(sheet) - 层状硅酸盐类
长石(framework) -架状硅酸盐类
石英( framework) - 架状硅酸盐类
珠宝玉石泛指一切经过琢磨、雕刻后可以成为首饰或工艺晶的材料,是对天然珠宝玉石和人工宝石的统称,简称宝石。天然珠宝玉石包括天然宝石、天然玉石和天然有机宝石,人工宝石包括合成宝石、人造宝石、拼合宝石和再造宝石。
蓝宝石和红宝石同属于刚玉族矿物,主要成分是铝的氧化物,硬度为9,仅次于钻石。蓝宝石在《系统宝石学》上的定义是:即除去红宝石以外的所有刚玉宝石,所以蓝宝石的颜色十分丰富,千万不要被“蓝宝石”这个名称给欺骗了。
蓝宝石的品质该如何判断?颜色、净度、重量、切工是判断蓝宝石品质的主要因素。皇家蓝和矢车菊蓝是蓝色系蓝宝石中非常优质且非常受欢迎的两个颜色,在彩色蓝宝石中帕帕拉恰也就是粉橙色蓝宝石是非常受欢迎的颜色,另外粉色、**、紫色等彩色蓝宝石也受到不少人的关注;净度上毫无疑问瑕疵越少越好,在蓝宝石中都是比较常见的是色带和矿物包体;重量上克拉数越大越难得,切工只要能够最好地展现蓝宝石的颜色和火彩即可。
除了品质之外,最受关注的应该就是蓝宝石的优化处理问题了,蓝宝石的主要优化处理方式就是“烧”,只经过简单的物理加热来改善蓝宝石品质就是优化,是被市场和消费者认可的。如果在加热的过程中添加了其它物质,且加热后有残留,那就是处理了,经过处理的蓝宝石是不被行业和消费者认可的,一般不建议购买。
产地也是非常受关注的问题,因为产地会在一定程度上影响蓝宝石的价值,产自著名、市场认可度和接受度高的产地的蓝宝石价格会更高。最著名的蓝宝石产地是克什米尔,不过克什米尔蓝宝石从发现到开采结束仅仅10年,已经成为市场上的一个传说了。现在市场上最主要的蓝宝石产地就是缅甸、马达加斯加以及斯里兰卡,除此之外美国的蒙大拿、泰国、越南等地都有蓝宝石的产出。
常见的宝石有很多种,我就简单的说一下几种
钻石,矿物:金刚石
红宝石,蓝宝石,矿物:刚玉
猫眼,金绿宝石,变石。矿物铍铝氧化物
祖母绿。矿物:绿柱石
如果上面没有你需要的,可以再补充一下,看你想问的宝石品种主要有哪些
宝石是岩石 中最美丽而贵重的一类矿石。它们颜色鲜艳,质地晶莹,光泽灿烂,坚硬耐久,同时赋存稀少,是可以制作首饰等用途的天然矿物晶体,如钻石、水晶、祖母绿、红宝石、蓝宝石和金绿宝石(变石、猫眼)绿帘石等;
也有少数是天然单矿物集合体,如乌兰孖努、欧泊。还有少数几种有机质材料,如琥珀、珍珠、珊瑚、煤精,也包括在广义的宝石之内。
扩展资料;
宝石的由来及发展,可谓是源远流长,可以追溯到遥远的石器时代。那个时候,虽然原始人类还不懂得何为宝石,但是,他们有了爱美之心,开始学会用各种器物来装饰自己。早期的宝石并没有我们现在所见到的那么华丽。
原始人类也没有多余的机器和先进的科技对其进行加工,故而,那时的宝石饰品其实就是有着纯天然自然美的石头而已。那时,古人们会把石头打磨成自己喜欢的样式穿孔佩戴。例如古埃及、希腊、印度、北美等地,
还有我国的山顶洞人生活区,都曾发现过大量的首饰,而这些古老的首饰,应该就是现代首饰文化的原型。
参考资料来源;-宝石
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