锆石(英文名称:zircon)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。
主要化学成分:
理论化学组成(wB%):
锆石的水蚀卵石
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。
结构形态锆石
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。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。如此,锆石变得更漂亮、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。