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常见宝石--尖晶石

(2008-05-15 18:57:46)
标签:

尖晶石

焰熔法

助熔剂

nm

吸收线

斯里兰卡

杂谈

分类: 常见宝石
一、宝石学特征

   

  1.化学成分
    化学分子式为MgAl2O4,其中Mg2+可被 Fe2+、Zn2+、Co2+、Mn2+等类质同像替代,而 Al3+可被Fe3+ 和Cr3+ 等类质同像替代。
    2.晶系及结晶习性
    等轴晶系,晶体常呈八面体,有时呈八面体与菱形十二体的聚形(图11-6-1)。砂矿中的尖晶石常呈磨圆度较好的卵形(图11-6-2)。


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图11-6-1 尖晶石形态示意图
左:单晶 右:双晶

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图11-6-2 天然尖晶石晶体
左:八面体形态 右:砂矿型

    3.光学性质
    (1)颜色:有红、粉红、紫红、黄、橙、褐、蓝、绿、紫和无色等多种颜色。
    (2)光泽与透明度:强玻璃光泽,透明至半透明。
    (3)光性特征:均质体。
    (4)折射率和双射率:1.718(+0.017,-0.008)。富铬的红尖晶石可高达1.74,镁尖晶石可高达1.77-1.80,镁锌尖晶石在1.725-1.753之间或更高。无双折射率。
    (5)多色性:无。
    (6)发光性:长波紫外光下:弱至强;短波紫外光下,无至弱。
    (7)吸收光谱:红色、粉红色的尖晶石由铬元素致色的,其红区(685nm、684nm)具双线,另见一组弱吸收线,构成所谓的“风琴管状”,在黄-绿区(595-490 nm)普遍吸收,蓝区无吸收线(图11-6 -3);蓝色尖晶石主要为Fe和Zn致色(钴致色的极为罕见),橙区、黄区和绿区有三条吸收线,在蓝区有两条吸收带(图11-6 -4)。

 


    4.力学性质
    (1)解理:无解理。
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图11-6-5 尖晶石中成群的八面体包体

11-6-6 尖晶石中的八面体尖晶石包裹体

    (2)硬度:摩氏硬度为8。
    (3)相对密度:3.60(+0.10,-0.03)。
    5.包裹体

    尖晶石中常可见到小八面体尖晶石、八面体负晶等包裹体,呈点线状式或曲线排列(图11-6-5、图11-6-6)。有时还能见到锆石、磷灰石、榍石等包裹体。另外还可见到呈星云状分布的气液包裹体。
    6.特殊的光学效应
    尖晶石可显星光效应(四射星光、六射星光)和变色效应。

二、主要品种

    尖晶石常以颜色及特殊光学效应来划分尖晶石宝石的品种,常见的品种有:
    1.红色尖晶石
    主要含微量致色元素Cr3+ 而呈各种色调的红色(图11-6 -7)。其中纯正红色的是尖晶石中最珍贵的宝石品种,过去常把它误认为是红宝石。

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图11-6-7 红色尖晶石

    2.橙色尖晶石
    橙红色至橙色的尖晶石品种(图11-6-8a)。
    3.蓝色尖晶石
    含有Fe2+ 和Zn2+ 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(图11-6-8 b和c)。
    4.绿色尖晶石
     一般是含Fe2+所致,颜色发暗(图11-6-8d),有的基本呈黑色。

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a

b
c
d
图11-6-8 橙色、蓝色和绿色的尖晶石

    5.无色尖晶石
    很稀少。多数天然无色尖晶石或多或少带有粉色色调。
    6.变色尖晶石
    非常稀少。在日光下,呈蓝色,在人工光源下,呈紫色。
    7.星光尖晶石
    这种尖晶石一般呈暗紫色到黑色,数量很少。可呈四射或六射星光,主要发现于斯里兰卡。

合成尖晶石及鉴别

    合成尖晶石最初是用焰熔法合成蓝宝石过程中偶然获得的。合成尖晶石一般用作其他宝石的仿制品,但随着天然红色、蓝色尖晶石的价格不断升高,合成尖晶石也用来冒充天然的尖晶石。目前市场主要有焰熔法和助熔剂法合成尖晶石。
    1.焰熔法合成尖晶石
    焰熔法合成尖晶石的颜色有红、粉、黄绿、绿、浅至深蓝色、无色等。也可合成具有变色效应的尖晶石。合成尖晶石的主要特征为具有较高的折射率、异常双折射和内部弧形生长纹。异常双折射在偏光镜下呈现栅格状消光现象。
    (1)折射率:比天然略高,为1.728(+0.012,-0.008),合成红色尖晶石为1.722~1.725,合成变色尖晶石为1.73。
    (2)相对密度:一般为3.52~3.66,比天然尖晶石相对密度(3.60)略高。合成红色尖晶石为3.60~3.66。
    (3)异常双折射:焰熔法合成尖晶石由于加入过多了氧化铝,使其晶格多发生扭曲,而产生异常消光现象。偏光镜下常呈栅格状或者斑纹状异常消光图(11-6-9),这是天然所没有的。
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图11-6-9
栅格状、斑纹状异常消光

图11-6-10
合成尖晶石中的气泡

    (4)紫外荧光:长短波下均有荧光,且短波下常呈白垩状荧光,天然没有这种现象。浅粉色合成尖晶石呈绿白色荧光,红色尖晶石呈红色荧光,浅蓝色尖晶石呈橙红色荧光。
    (5)吸收光谱:除红色外,大多数合成尖晶石具有特征的吸收光谱:
    ①钴蓝色:在红区和蓝区全透过,在544nm、575nm、595nm和622nm有宽吸收带,而确实天然蓝色尖晶石中的458nm吸收线;
    ②绿色(带黄色荧光):425nm为强吸收线,445nm为模糊带;
    ③绿蓝色:有425nm强吸收线,443nm模糊带,及复杂的544nm、575nm、595nm、622nm极弱的钴吸收;
    ④合成变色尖晶石:400~480nm宽吸收带、580nm为中心的宽吸收带及685nm窄线。
   (6)内部特征:通常内部洁净,偶尔可见气泡(图11-6-10)、弧形生长纹或弧形色带、未融的氧化铝残余。
    2.助熔剂法合成尖晶石
    助熔剂法合成尖晶石于20世纪80年代进入市场,常见红色和蓝色,其次有浅褐黄色、粉、绿等色。
    助熔剂法合成尖晶石在化学成分上与天然尖晶石相近,MgO:Al2O3比例接近1:1,折射率、相对密度等一些物理性质常数也与天然尖晶石接近。主要区别表现在:
    (1)内部特征:助熔剂法合成尖晶石常见橙褐色至黑色助熔剂残余(图11-6-11),单独或者呈指纹状分布。
    (2)红外光谱:天然尖晶石含水,助熔剂法合成尖晶石不含水。

 

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图11-6-11 橙褐色至黑色助熔剂残余


 

    三、成因与产地

 

  尖晶石矿床主要为接触交代型(矽卡岩系)矿床,矿体赋存于镁质矽卡岩带中,与之有关的砂矿是最重要的矿床类型。
    尖晶石主要产地有缅甸抹谷、斯里兰卡、泰国、肯尼亚、尼日利亚、坦桑尼亚、巴基斯坦、越南、美国和阿富汗等。

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