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尖晶石

尖晶石是一种由镁和铝的氧化物组成的矿物,因为它含有镁、铁、锌、锰和其他元素,它们可以分为很多种。意思是有尖角的水晶。它是镁和铝的氧化物,所以尖晶石与刚玉有关。尖晶石有各种颜色,包括红色、粉红色、紫红色、无色、蓝色、绿色等。尖晶石作为一种宝石,几乎是透明的镁尖晶石。

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尖晶石是矿物的一个家族,在自然界中,当熔融岩浆侵入不纯的石灰岩或白云石时,通过接触变质作用形成。有些产于富铝的基性岩浆岩中。宝石级尖晶石主要指镁铝尖晶石,是镁铝氧化物的一种。晶体形态是八面体和矩形的八面体和菱形的十二面体。五颜六色,无色、粉红色、红色、紫红色、浅紫色、蓝紫色、蓝色、黄色、褐色等。尖晶石的品种按颜色分,包括红色、橘红、蓝紫、蓝色尖晶石等。玻璃光泽,透明。贝壳状断口。浅红色和红色尖晶石在长、短波紫外光发出红色荧光。

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目录

基本介绍 编辑本段

尖晶石化学分子式为(Magnesium, iron, zinc and manganese)Aluminum, chromium, iron)Y2O4的成分复杂,包括铝尖晶石铬尖晶石等亚族。含铁尖晶石亚族是不透明磁铁矿、磁赤铁矿等。大多数尖晶石属于铝尖晶石亚族,其中镁和铁可以以任何比例混合。晶体系:属于等轴晶系,具有结晶习性:常为八面体晶体,有时为八面体和菱形十二面体、立方体成聚形。可人工合成,熔点2135℃,耐火性约1900℃。

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尖晶石的质量评价主要从颜色上进行、透明度、净度、裁剪和尺寸,其中颜色最重要。深红色最好,其次是紫色、橙红、浅红色和蓝色,要求纯色、鲜艳。透明度越高,瑕疵越少,质量越好。尖晶石最好的颜色是深红色,其次是紫红色、橙红、浅红和蓝色。要求色泽纯正、鲜艳。 www.qwbaike.cn

尖晶石的透明度影响色泽,同时也受净度的影响一般来说,尖晶石的透明度较好,内含物较少。过多的包裹体或晶体结构的强烈变形都会影响尖晶石的透明度。透明度越高,质量越好。大多数尖晶石相对干净如果尖晶石显示 缺陷,价格相对较低。 www.qwbaike.cn

尖晶石切割也是影响其价格的一个因素。优质尖晶石往往以刻面切割的形式出现,切磨比要求正确,尤其是祖母绿切工。在切割尖晶石的时候,不需要过多考虑方向性,切割越大越好,需要精细打磨。对于尺寸来说,10 mt以上的尖晶石很少,所以每克拉的价格比普通尖晶石要高。 www.qwbaike.cn

颜色、透明度、重量是评价和购买尖晶石的主要依据,优质的尖晶石要求颜色好、透明度高、净度好、良好的切割比和抛光度。尖晶石颜色多样,通常含有较多的包裹体,呈层状分布,透明度好。红色尖晶石是最受欢迎的,鲜红色,高透明度和重量是其最好的产品。有星光效果的尖晶石也比较贵。深红、大红、艳蓝、绿色尖晶石也比较好。 www.qwbaike.cn

发现历史 编辑本段

尖晶石是一种历史悠久的宝石,它的名字有两个来源:一个来自一个希腊单词“火花”,形容它火红的颜色;另一种说法来自拉丁语Spina、Spinells,即尖端、荆棘因其晶体形状为立方体且有尖角而得名。

尖晶石尖晶石
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尖晶石自古以来就是珍贵的宝石。由于它的美丽和稀有,它也是世界上最迷人的宝石之一。因其色泽艳丽,自古就被误认为是红宝石。2]目前,世界 这是最富传奇色彩的、最迷人的一颗重达361克拉“铁木尔红宝石”Tim ruby)并且在1660年,它被镶嵌在大英帝国国王的皇冠上,重约170克拉“黑色王子红宝石”The Black Prince'sRuby)直到近代才全部被鉴定为红色尖晶石。

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世界上最迷人、最著名和最富传奇色彩的红色尖晶石是“铁木尔红宝石”这颗宝石重361克拉,产自阿富汗它呈深红色,没有切面,只有自然抛光的表面,几乎没有光泽,从而表现出宝石的自然美。有人把这颗 www.qwbaike.cn

宝石被称为东方宝石“世界贡品”从业主 宝石上刻有s标记,我们可以知道这颗宝石曾经落入鞑靼征服者手中。帖木儿在1398年征服了德里,得到了这块宝石。1612年,这块宝石属于英国王室。1851年,这颗宝石与其他几颗较小的宝石一起在世界博览会上展出,被认为是“一颗巨大的尖晶石红宝石'记录在官方名单中。后来,它被送给了维多利亚女王,保存在英国伦敦白金汉宫的印度展览室。在中国,几乎所有清朝皇室爵位和高官帽子上使用的红宝石陀螺都是用红色尖晶石制成的,没有见过真正的红宝石制品。世界上最大、最美丽的红色天鹅绒尖晶石,重398.72克拉,是1676年俄国使节用2672枚金币和卢布在北京买下的,现在在俄罗斯莫斯科的钻石库中。 www.qwbaike.cn

世界与中国世界上最大的尖晶石产于缅甸,重955.7克拉,黑红相间,半透明,雕有双狮和锈球。威武雄狮摇头摆尾,十分难得,热闹非凡。

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晶体结构 编辑本段

尖晶石晶体,属于等轴晶系,Z=8的面心立方。基本结构是氧的ABC级垂直于(111)方向堆积。四面体和八面体层数交替,四面体与八面体数之比为2:1。尖晶石结构可以看作是氧离子最密集的立方堆积,然后X离子占据了64个四面体间隙中的1个/8,即8个A位,Y离子占据了32个八面体间隙中的1个/2,即16个b位。尖晶石晶胞的通式为X8Y16O32,简化后常写成XY2O4〔1~5〕 www.qwbaike.cn

尖晶石晶体包括正常的尖晶石结构、反尖晶石型结构。

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正常尖晶石结构:氧离子紧密堆积,三价阳离子占据八面体间隙,有六个配位时间,二价阳离子占据四面体间隙,有四个配位时间。正尖晶石结构,结构通式XY2O4,x为二价阳离子,y为三价阳离子。其中x占据四面体位置,y占据八面体位置。

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反尖晶石型结构:二价阳离子和一半三价阳离子占据八面体空隙,另一半三价阳离子占据四面体空隙。反尖

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晶体结构也叫倒尖晶石结构。如果结构中所有X阳离子和一半Y阳离子占据八面体位置,另一半Y阳离子占据四面体位置,则称为反尖晶石结构,结构式为Y[XY]O4。磁铁矿(FeFeO4)的结构属于这种类型。

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大多数天然尖晶石的阳离子分布在这两个极端之间,其中a、B位离子的价比为2:3。在100多种尖晶石化合物中,除了2:最常见的外部电价比率是4:2其结构多为反尖晶石结构,如TiMg2O4TiZn2O4TiMn2O4。反式结构可以认为是8个A位离子和8个B位离子相互换位,即8个Y离子进入四面体间隙(A位)而剩下的8 Y离子和8 X离子在正常情况下结合占据了B位的八面体间隙。除了正负极端情况外,还可能存在混合中间状态分布。这样就可以用逆分布率α来定量表示X离子在八面体中的分数,从而将各种尖晶石结构的通式推广如下: www.qwbaike.cn

正型:X)四面体〔Y2〕八面体O4,α=0; www.qwbaike.cn

反型:Y)四面体〔X,Y〕八面体O4,α=1;

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混合型:Yα,X1-α)四面体〔Xα,Y2-α〕八面体O4,0α1。 www.qwbaike.cn

正负形态的性质和反转程度对复合材料的性质有很大影响。对于电价比为2∶3和4∶2的常见尖晶石结构,似乎前者趋于正,后者趋于负。但纵观所有物种,不仅有相当一部分倾向于混种,而且范围不确定,还有一部分物种根本不遵守这一规律。影响这种分布的因素极其复杂,包括离子键的静电能、离子半径、共价键的空间分布、晶场等诸多方面。根据经验数据,大多数第二、三价离子优先放电:Zinc, cadmium, gallium, indium, manganese, iron, manganese, iron, magnesium, copper, cobalt, titanium, nickel and chromium。越往前,四面体越倾向于填充空隙,而八面体越倾向于填充空隙。阳离子的分布对尖晶石材料的性能也有很大的影响〔1,4〕 www.qwbaike.cn

尖晶石化学成分中的类质同象替代非常普遍,常含铁、锌、铬、锰等。八面体晶体形式很常见;还有,八面体面常作为双面和接合面形成孪晶,称为尖晶石律孪晶。尖晶石是由接触变质作用形成的,或由基性岩浆结晶产生的、超基性火成岩中。透明多彩的尖晶石是一种高级宝石材料。 www.qwbaike.cn

性质分类 编辑本段

光学性质

(1)颜色:有红色、橙红色、粉红色、紫红、无色、黄色、橙黄、褐色、蓝色、绿色、紫色等多种颜色。
(2)光泽及透明度:玻璃至亚金刚光泽,透明至半透明。
(3)光性特征:均质体。
(4)折射率:1.718(+0.017,-0.008),锌尖晶石为1.805,铁尖晶石为1.835,铬尖晶石可高达2.00,无双折射率。
(5)色散:0.02
(6)发光性:红色、橙色尖晶石在长波紫外光下呈弱至强红色、橙色荧光,短波下无至弱红色、橙色荧光;黄色尖晶石在长波紫外光下弱至中等强度褐黄色,短波下无至褐黄色;绿色尖晶石长波紫外光下无至中的橙-橙红色荧光。无色尖晶石无荧光。
(7)吸收光谱:红色和粉红色尖晶石山铬致色,在黄绿区以550nn,为中心有宽吸收带,紫区吸收,红区有多条荧光线,被描述为风琴管状。蓝色尖晶石由铁或偶由钻致色,主要吸收带在蓝区,以458 nm吸收带为最强,还有478nm等几条较弱的带。锌尖晶石的吸收光谱与蓝色尖晶石的相似,只是弱些。合成蓝色尖晶石:钴致色,绿、黄和橙黄区有3条较强的吸收带,绿区吸收带最窄。630nm、580nm、543nm,其中间580nm吸收带最宽
(8)特殊光学效应:星光效应(四射星光、六射星光)稀少,变色效应。
(9)结晶特点:晶体常呈八面体晶形和磨蚀卵石,有时为八面体与菱形十二面体和立方体聚形,具特征的尖晶石律双晶,即以{111}为双晶结合面构成的接触双晶
(10)偏光镜下:颜色随成分而变,无色、浅玖瑰色(镁尖晶石)、暗绿色(铁尖晶石)、浅灰白色(锌尖晶石)。尖晶石为均质体,但锌尖晶石可有光性异常

力学性质

(1)解理:解理不发育,常见贝壳状断口。
(2)硬度:摩氏硬度8。
(3)密度:3.57-3.90,一般为3.60,含Zn高的品种(锌尖晶石)可达4.60。

热学性质

尖晶石可用热处理改善颜色。蓝色者在900℃加热变成绿色,加热到1200℃变成黄色。这种改色效果稳定。也有将红色尖晶石加热去掉棕色成分获得纯红色的报道。

内部包裹体

1、固态包体:常见八面体尖晶石包体,单独、成行排列或呈指纹状分布。有时见八面体负晶,其内局部被方解石白云石充填,其次可见片状石墨、柱状磷灰石石英等包体。在缅甸产的尖晶石中发现有细小雾状包体,刀片状石包体,密集时可形成星光效应。
2、液态包体:开放裂隙中常见液态包体。八面体晶体包体周围可有张力裂隙形成的指纹状包体。
3、生长现象:可见沿八面体晶面发育的生长带及双晶纹,在正交偏光下油浸观察最易观察。

品种分类 编辑本段

颜色

尖晶石常以颜色及特殊光学效应来划分宝石品种,常见的品种有:
(1)红色尖晶石:主要含微量致色元素Cr而呈各种色调的红色其中纯正红色的是 尖晶石中最珍贵的宝石品种,这种品种过去常把它误认为是红宝石,如英国王冠上著名的红 宝石“黑王子红宝石”“铁木儿红宝石”等,直到近代才鉴定出是尖晶石。其中中红色至深红色的尖晶石是普遍受欢迎的红色宝石品种,浅粉色至暗红色的尖晶石则与石榴石相像。
(2)蓝色尖晶石:它含有Fe和Zn而呈蓝色。多数蓝色尖晶石都是从灰暗蓝到紫 蓝,或带绿的蓝色。
(3)橙色尖晶石:是橙红色至橙色的尖晶石品种。
(4)无色尖晶石:纯净无色者很稀少。多数天然无色尖晶石或多或少带有粉色色调。
(5)绿色尖晶石:一般是含Fe所致,颜色发暗,有的基本呈黑色,真正的黑色的尖晶石在蒙特桑玛、泰国红蓝宝石矿等有发现。
(6)变色尖晶石:非常稀少。在日光下,呈蓝色,在人工光源(白炽灯)下,呈紫色。
(7)星光尖晶石:这种尖晶石一般呈暗棕红色、暗紫色到黑色,数量很少,尖晶石内部可具有多组针状包体,使其具有四射或六射星光,主要发现于斯里兰卡

组成

尖晶石是镁铝氧化物组成的矿物,因为含有镁、铁、锌、锰等元素,根据这些也可以将它分类,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。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。

产地鉴别 编辑本段

尖晶石常产于片岩、蛇纹岩及相关岩石中,大多宝石级尖晶石发现于冲积扇中。它可以产于大理岩中(矽卡岩型),与红宝石、蓝宝石等共生,也可以产于砂矿。
尖晶石的主要产地有缅甸抹谷、斯里兰卡、肯尼亚、尼日利亚、坦桑尼亚以及塔克吉斯坦、越南、美国和阿富汗等。
尖晶石因颜色丰富,与许多宝石品种相似,特别是易与红宝石、蓝宝石、石榴石、绿柱石锆石、玻璃、人造铝榴石等相混。

形态差异

尖晶石与相似宝石、人造尖晶石的区别。红色尖晶石与红宝石十分相似,区别在于:红宝石有二色性,颜色不均匀,有丝绢状包裹体。尖晶石是均质体,无二色性,颜色均匀,固态包体为八面体。
蓝色、灰蓝色、蓝紫色、绿色尖晶石与蓝宝石容易相混,区别在于:蓝宝石二色性明显,色带平直,有丝绢状包裹体和双晶面。两种宝石的密度、折光率、偏光性都不同。
人造尖晶石颜色浓艳,均一,包裹体少,偶尔有弧形生长纹,折光率高,一般为1.728±0.003左右,合成红色尖晶石为1.722~1.725,仿青金石者为1.725,合成变色尖晶石为1.73。红色人造尖晶石多仿造红宝石的红色,蓝色尖晶石多呈艳蓝色。天然尖晶石还可以根据内部包裹体的特征与人造尖晶石区别。

光学差异

利用偏光镜、分光镜和放大观察以及测折射率和密度等常规方法不难把它们区分开。尖晶石的常见品种为红色,要注意与红宝石和红色石榴子石特别是镁铝榴石相区分。
尖晶石为均质体,无双折射,而红宝石为一轴晶负光性。尖晶石的折射率低于红宝石,其吸收光谱也没有红宝石在蓝区常见的3条吸收线。
尖晶石与石榴子石均为均质体,偏光镜下也都有异常消光,但尖晶石的折射率明显低于石榴子石,吸收光谱也很不同。此外,尖晶石内部常见单个或成排排列的八面体包裹体,镁铝榴石中多见浑圆状包裹体。

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