尖晶石

尖晶石

鎂鋁氧化物
尖晶石是一類礦物的總稱,因為含有鎂、鐵、鋅、錳等等元素,它們可分為很多種,如鋁尖晶石、鐵尖晶石、鋅尖晶石、錳尖晶石、鉻尖晶石等。由于含有不同的元素,不同的尖晶石可以有不同的顔色,如鎂尖晶石在紅、藍、綠、褐或無色之間;鋅尖晶石則為暗綠色;鐵尖晶石為黑色等等。尖晶石呈堅硬的玻璃狀八面體或顆粒和塊體。它們出現在火成岩、花崗偉晶岩和變質石灰岩中。有些透明且顔色漂亮的尖晶石可作為寶石,有些作為含鐵的磁性材料。用人工的方法已經可以造出200多個尖晶石品種。
  • 中文名:尖晶石
  • 外文名:spinel
  • 用途:
  • 分類:
  • 别名:尖晶石
  • 類别:氧化鎂鋁
  • 顔色:顔色及其豐富,紅,藍,綠,紫,橙紅,橙黃,黑
  • 光澤:玻璃光澤
  • 硬度:摩氏硬度8
  • 主要成分:鎂、鐵、鋅、錳等

簡介

尖晶石是一族礦物,在自然界中形成于熔融的岩漿侵入到不純的灰岩或白雲岩中經接觸變質作用形成的。有些出現在富鋁的基性岩漿岩中。寶石級尖晶石則主要是指鎂鋁尖晶石,是一種鎂鋁氧化物。晶體形态為八面體及八面體與菱形十二面體的聚形。顔色豐富多彩,有無色、粉紅色、紅色、紫紅色、淺紫色、藍紫色、藍色、黃色、褐色等。尖晶石的品種是依據顔色而劃分的,有紅、橘紅、藍紫、藍色尖晶石等。玻璃光澤,透明。貝殼狀斷口。淡紅色和紅色尖晶石在長、短波紫外光下發紅色熒光。特征n尖晶石與相似寶石、人造尖晶石的區别。紅色尖晶石與紅寶石十分相似,區别在于:紅寶石有二色性,顔色不均勻,有絲絹狀包裹體。尖晶石是均質體,無二色性,顔色均勻,固态包體為八面體。藍色、灰藍色、藍紫色、綠色尖晶石與藍寶石容易相混,區别在于:藍寶石二色性明顯,色帶平直,有絲絹狀包裹體和雙晶面。兩種寶石的密度、折光率、偏光性都不同。

性質

光學性質

(1)顔色:有紅色、橙紅色、粉紅色、紫紅、無色、黃色、橙黃、褐色、藍色、綠色、紫色等多種顔色。(2)光澤及透明度:玻璃至亞金剛光澤,透明至半透明。(3)光性特征:均質體。(4)折射率:1.718(+0.017,-0.008),鋅尖晶石為1.805,鐵尖晶石為1.835,鉻尖晶石可高達2.00,無雙折射率。(5)色散:0.02(6)發光性:紅色、橙色尖晶石在長波紫外光下呈弱至強紅色、橙色熒光,短波下無至弱紅色、橙色熒光;黃色尖晶石在長波紫外光下弱至中等強度褐黃色,短波下無至褐黃色;綠色尖晶石長波紫外光下無至中的橙-橙紅色熒光。無色尖晶石無熒光。(7)吸收光譜:紅色和粉紅色尖晶石山鉻緻色,在黃綠區以550nn,為中心有寬吸收帶,紫區吸收,紅區有多條熒光線,被描述為風琴管狀。藍色尖晶石由鐵或偶由鑽緻色,主要吸收帶在藍區,以458nm吸收帶為最強,還有478nm等幾條較弱的帶。鋅尖晶石的吸收光譜與藍色尖晶石的相似,隻是弱些。(8)特殊光學效應:星光效應(四射星光、六射星光)稀少,變色效應。

力學性質

(1)解理:解理不發育,常見貝殼狀斷口。

(2)硬度:摩氏硬度8。

(3)密度:3.57-3.90,一般為3.60,含Zn高的品種(鋅尖晶石)可達4.60。

内部包裹體

1、固态包體:常見八面體尖晶石包體,有時見八面體負晶,其内局部被方解石、白雲石充填,其次可見片狀石墨、柱狀磷灰石、石英等包體。

2、液态包體:開放裂隙中常見液态包體。八面體晶體包體周圍可有張力裂隙形成的指紋狀包體。

3、生長現象:可見沿八面體晶面發育的生長帶及雙晶紋,在正交偏光下油浸觀察最易觀察。

晶體結構

化學成分為MgAl2O4,晶體屬等軸晶系的氧化物礦物。尖晶石的晶體結構中,氧離子成立方緊密堆積,三價陽離子占據六次配位的八面體空隙,二價陽離子占據四次配位的四面體空隙。這種結構稱為正常尖晶石型結構。如果二價陽離子和半數三價陽離子占據八面體空隙,另半數三價陽離子占據四面體空隙,則構成所謂反尖晶石型結構,或稱倒置尖晶石型結構。磁鐵礦(Fe2+FeO4)的結構即屬此種類型。尖晶石化學成分中類質同象替代很普遍,常可含鐵、鋅、鉻、錳等。八面體晶形很常見;還常以八面體面為雙晶面和接合面構成雙晶,稱為尖晶石律雙晶。尖晶石由接觸變質作用形成,或由岩漿結晶而産于基性、超基性火成岩中。透明而色澤豔麗的尖晶石是高檔寶石材料。

曆史

尖晶石是一種曆史悠久的寶石品種,它的名字來源有兩種:一說是來自希臘單詞“火花”,形容其紅豔似火的色澤,另一種說法是來自拉丁語Spina,即尖端,因為它的結晶外形為立方結晶,有一個尖銳的角,故以此命名。

尖晶石自古以來就是較珍貴的寶石。由于它的美麗和稀少,所以也是世界上最迷人的寶石之一。由于它具有美麗的顔色,自古以來一直把它誤認為是紅寶石。目前世界上最具有傳奇色彩、最迷人的重361克拉的“鐵木爾紅寶石”(TimurRuby)和1660年被鑲在英帝國國王王冠上重約170克拉的“黑色王子紅寶石”(BlackPrince'sRuby),直到近代才鑒定出它們都是紅色尖晶石。尖晶石名稱的來源,還缺少足夠的證據。拉丁文“Spinells”、“Spina”的字面意思是“荊棘”,使人聯想到尖晶石晶體的尖銳棱角。

世界上最迷人、最著名并富有傳奇色彩的紅色尖晶石是“鐵木爾紅寶石”。寶石重361克拉,産于阿富汗,顔色為深紅色,沒有切面,隻有自然抛光面,幾乎沒有光澤,因而更加呈現出寶石的自然美。有人把這顆寶石稱之為東方的“世界貢品”。從銘刻在寶石上的擁有者的标記可以知道,這顆寶石曾落到過鞑靼人征服者的手中。鐵木爾1398年征服了德裡,得到了這塊寶石。1612年,寶石歸屬于英國王室。1851年,這顆寶石和其它幾粒較小的寶石一起在世界大展中展出,并被作為“極大的尖晶石紅寶石"記載在官方的清單中。後來它被送給了維多利亞女王,保存在英國倫敦白金漢宮的印度展覽室中。在我國清代皇族封爵和一品大官帽子上用的紅寶石頂子,幾乎全是用紅色尖晶石制成的,尚未見過真正的紅寶石制品。世界上最大、最漂亮的紅天鵝絨色尖晶石,重398.72克拉,是1676年俄國特使奉命在我國北京用2672枚金币盧布買下的,現存于俄羅斯莫斯科金剛石庫中。尖晶石的英文名稱為Spinel,意思是有尖角的結晶體。它是一種鎂鋁的氧化物,因此尖晶石和剛玉有聯系。尖晶石的顔色多種多樣,有紅色、粉紅色、紫紅色、無色、藍色、綠色等。作為寶石的尖晶石幾乎是透明的鎂尖晶石。

鑒别

形态差異

尖晶石是一族礦物,在自然界中形成于熔融的岩漿侵入到不純的灰岩或白雲岩中經接觸變質作用形成的。有些出現在富鋁的基性岩漿岩中。寶石級尖晶石則主要是指鎂鋁尖晶石,是一種鎂鋁氧化物。晶體形态為八面體及八面體與菱形十二面體的聚形。顔色豐富多彩,有無色、粉紅色、紅色、紫紅色、淺紫色、藍紫色、藍色、黃色、褐色等。尖晶石的品種是依據顔色而劃分的,有紅、橘紅、藍紫、藍色尖晶石等。玻璃光澤,透明。貝殼狀斷口。淡紅色和紅色尖晶石在長、短波紫外光下發紅色熒光。

尖晶石與相似寶石、人造尖晶石的區别。紅色尖晶石與紅寶石十分相似,區别在于:紅寶石有二色性,顔色不均勻,有絲絹狀包裹體。尖晶石是均質體,無二色性,顔色均勻,固态包體為八面體。

藍色、灰藍色、藍紫色、綠色尖晶石與藍寶石容易相混,區别在于:藍寶石二色性明顯,色帶平直,有絲絹狀包裹體和雙晶面。兩種寶石的密度、折光率、偏光性都不同。

人造尖晶石顔色濃豔,均一,包裹體少,偶爾有弧形生長紋,折光率高,一般為1.728±0.003左右,合成紅色尖晶石為1.722~1.725,仿青金石者為1.725,合成變色尖晶石為1.73。紅色人造尖晶石多仿造紅寶石的紅色,藍色尖晶石多呈豔藍色。天然尖晶石還可以根據内部包裹體的特征與人造尖晶石區别。

品種鑒定

尖晶石因顔色豐富,與許多寶石品種相似,故容易混淆。但利用偏光鏡、分光鏡和放大觀察以及測折射率和密度等常規方法不難把它們區分開。尖晶石的常見品種為紅色,要注意與紅寶石和紅色石榴子石特别是鎂鋁榴石相區分。

尖晶石為均質體,無雙折射,而紅寶石為一軸晶負光性。尖晶石的折射率低于紅寶石,其吸收光譜也沒有紅寶石在藍區常見的3條吸收線。

尖晶石與石榴子石均為均質體,偏光鏡下也都有異常消光,但尖晶石的折射率明顯低于石榴子石,吸收光譜也很不同。此外,尖晶石内部常見單個或成排排列的八面體包裹體,鎂鋁榴石中多見渾圓狀包裹體。

質量評價

尖晶石的質量評價主要從顔色、透明度、淨度、切工和大小等方面進行,其中顔色最為重要。顔色以深紅色最佳,其次是紫紅、橙紅、淺紅色和藍色,要求顔色純正、鮮豔。透明度越高,瑕疵越少,則質量越好。尖晶石最好的顔色是深紅色,其次是紫紅、橙紅、淺紅和藍色。要求色澤純正、鮮豔。

尖晶石的透明度影響顔色和光澤,同時受淨度影響。大多數尖晶石都比較幹淨,倘若尖晶石出現瑕疵,價格就比較低。尖晶石在切割時,不必過多考慮方向性,盡可能切磨得越大越好,并需要精細抛光。對于大小,超過10ct以上的尖晶石是較少的,因此,每克拉價格也比一般尖晶石高一些。

優化處理

尖晶石可用熱處理改善顔色。藍色者在900℃加熱變成綠色,加熱到1200℃變成黃色。這種改色效果穩定。也有将紅色尖晶石加熱去掉棕色成分獲得純紅色的報道。

評價選購

尖晶石的評價與選購。顔色、透明度、重量是尖晶石的評價與選購的主要依據。尖晶石有各種顔色,通常含有較多的包裹體,呈成層分布,透明度較好。紅色尖晶石最受人歡迎,鮮紅色,透明度高,重量大的是其佳品。有星光效應的尖晶石也較貴重。深紅、大紅、豔藍、綠的尖晶石也較好。

品種

(1)紅色尖晶石

主要含微量緻色元素Cr3+而呈各種色調的紅色其中純正紅色的是尖晶石中最珍貴的寶石品種,這種品種過去常把它誤認為是紅寶石,如英國王冠上著名的 寶石“黑王子紅寶石”“鐵木兒紅寶石”等,直到近代才鑒定出是尖晶石。

(2)藍色尖晶石

它含有Fe2+和Zn2+而呈藍色。多數藍色尖晶石都是從灰暗藍到紫藍,或帶綠的藍色。

(3)橙色尖晶石

是橙紅色至橙色的尖晶石品種。

(4)無色尖晶石

很稀少。多數天然無色尖晶石或多或少帶有粉色色調。

(5)綠色尖晶石

一般是含Fe2+所緻,顔色發暗,有的基本呈黑色,真正的黑色的尖晶石在蒙特桑瑪、泰國等有發現。

(6)變色尖晶石

非常稀少。在日光下,呈藍色,在人.工光源下,呈紫色。

(7)星光尖晶石

這種尖晶石一般呈暗紫色到黑色,數量很少。可呈四射星光或六射星光,主要發現于斯裡蘭卡。

産地及産狀

尖晶石常産于片岩、蛇紋岩及相關岩石中,大多寶石級尖晶石發現于沖積扇中。它可以産于大理岩中(矽卡岩型),與紅寶石、藍寶石等共生,也可以産于砂礦。尖晶石的主要産地有緬甸抹谷、斯裡蘭卡、肯尼亞、尼日利亞、坦桑尼亞以及塔克吉斯坦、越南、美國和阿富汗等。

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