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尖晶石

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。

中文名:尖晶石 外文名:spinel 成分:镁、铁、锌、锰等
晶体系:等轴晶系 熔点:2135度 耐火度:1900度

1什么是尖晶石

尖晶石化学分子式为(Mg,Fe,Zn,Mn)(Al,Cr,Fe)2O4,成分比较复杂,包括了铝尖晶石和铬尖晶石等亚族。含铁的尖晶石亚族即为不透明的磁铁矿、磁赤铁矿等。大部分尖晶石为铝尖晶石亚族,其中Mg2+和Fe2+可以任意比例混合。晶体系:属等轴晶系,结晶习性:常呈八面体晶形,有时八面体与菱形十二面体、立方体成聚形。可以人工合成,其熔点为2135度,耐火度约为1900度。

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。

光学性质

(1)颜色:尖晶石的颜色范围很宽,从近于无色到各种色调的橙色和粉红色、红色,淡蓝到深蓝、深蓝绿和黑色。化学纯的尖晶石是无色的。大多数看来无色的尖品石实际上有非常淡的粉红或淡紫色调。铬产生粉红或红色。当有铁存在时尖晶石显蓝色。

(2)光泽及透明度:玻璃至亚金刚光泽,透明至半透明。

(3)光性:均质体。

(4)折射率:1.718(尖晶石),1.74(富铬的红色尖晶石),1.77一1.80(铁镁尖晶石),1.725一1.753(镁锌尖晶石)。色散为0.020

(5)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;蓝绿色尖晶石在长波紫外光下无至极弱蓝绿色,短波下无。无色尖晶石无。

(6)吸收光谱:红色和粉红色尖晶石山铬致色,在黄绿区以550 nn,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478 nm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。

特殊光学效应

有四射和六射星光的尖晶石,有时还出现变色的尖晶石。

解理:无解理。

断口:贝壳状断口。

光泽:玻璃光泽至亚金刚光泽。

透明度:透明至不透明。

色散:0.020中等色散。

吸收光谱:红色尖晶石由铬致色,具有典型的光谱在红光区686nm,675nm可见2条主要吸收线,有时可伴其他吸收线,多时可达8条,绿区和紫区普遍吸收;蓝色尖晶石因为低价Fe的存在,而显示复杂的光谱。

颜色:颜色及其丰富,红,蓝,绿,紫,橙红,橙黄,黑。

发光性:红色或粉红色尖晶石在长,短波下有暗红色的荧光;蓝色因为Fe,不发荧光。

多色性:无。

内含物:常含呈八面体状的尖晶石,柱状的锆石及磷灰石等固体包体及较多的气液状或八面体负晶包体。有时锆石周围有盘状应力裂纹。

琢型:无光学效应的宝石一般磨成刻面型。

力学性质

(1)解理:解理不发育。

(2)硬度:摩氏硬度8。

(3)密度:3.58一3.61、cm3(尖晶石),3.63一3.90/cm3(铁镁尖晶石),3.58-4.06、cm3(镁锌尖晶石)。

显微特征

见尖晶石、方解石、磷灰石等矿物包裹体以及气液充填的孔洞,还有生长带、双晶纹和出溶的捐石针状体、错石晕等。铁染裂缝常见。尖晶石包裹体多呈微小的八面体,单独或成行排列,周围可有张力裂缝形成的指纹状包裹体。

2尖晶石晶体结构

化学成分为MgAl2O4、晶体属等轴晶系的氧化物矿物。尖晶石的晶体结构中,折光率:1.715-1.830,硬度:8,密度:3.58-4.62克/立方厘米。氧离子成立方紧密堆积,三价阳离子占据六次配位的八面体空隙,二价阳离子占据四次配位的四面体空隙。这种结构称为正常尖晶石型结构。如果二价阳离子和半数三价阳离子占据八面体空隙,另半数三价阳离子占据四面体空隙,则构成所谓反尖晶石型结构,或称倒置尖晶石型结构。磁铁矿(Fe2+FeO4)的结构即属此种类型。尖晶石化学成分中类质同象替代很普遍,常可含铁、锌、铬、锰等。八面体晶形很常见;还常以八面体面为双晶面和接合面构成双晶,称为尖晶石律双晶。无色,含色素离子时可呈红、蓝、绿、褐、黄等色,玻璃光泽。尖晶石由接触变质作用形成,或由岩浆结晶而产于基性、超基性火成岩中。透明而色泽艳丽的尖晶石是高档宝石材料。

等轴晶系,a0=0.8103nm(合成镁尖晶石);Z=8。基本结构是氧按ABC顺序在⊥(111)方向堆积。四面体与八面体层相间,四面体与八面体数之比为1:2。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。若结构中所有的X阳离子和一半的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,则称反尖晶石结构,结构通式Y[XY]O4。大多数天然尖晶石都具有介于这两种极端间的阳离子分布。六八面体晶类,Oh-m3m(3L44L36L29PC)。常呈八面体晶形,有时与菱形十二面体和立方体成聚形。常依(111)为双晶面和接合面构成尖晶石律双晶。

天然镁铝尖晶石(MgAl2O4)所具有的一种独特的晶体结构被称为尖晶石型结构。该结构属立方晶系,面心立方点阵。尖晶石结构可看作氧离子形成立方最紧密堆积,再由X离子占据64个四面体空隙的1/8,即8个A位,Y离子占据32个八面体空隙的1/2,即16个B位。由此得出尖晶石单位晶胞的通式为X8Y16O32,简约后常写作XY2O4〔1~5〕。

大多数尖晶石结构化合物,A、B位离子化合价比为2:3。在现有百余种尖晶石结构化合物中,除2:3外电价比最常见的是4:2,其结构多为反尖晶石结构,如TiMg2O4,TiZn2O4,TiMn2O4。反型结构可看作8个A位离子与16个B位离子中的8个进行相互换位,即8个Y2+离子进入四面体间隙(A位),而剩下8个Y2+离子与8个X4+离子复合占据正常情况下B位的八面体间隙。除正反两种极端情况外,还可能有混合型中间状态分布。这样可用反分布率α定量表示X离子占八面体上的分数,从而将各种尖晶石结构通式扩充如下:

正型:(X)四面体〔Y2〕八面体O4,α=0;

反型:(Y)四面体〔X,Y〕八面体O4,α=1;

混合型:(Yα,X1-α)四面体〔Xα,Y2-α〕八面体O4,0<α<1。

正与反型的属性及反位的程度对于化合物材料的性能有较大影响。对于常见的2∶3和4∶2电价比的尖晶石结构,似乎前者趋正型,后者趋反型。但纵观全部物种,不仅有相当数量趋于混合型,且范围程度不能确定,而且还有若干品种完全不遵从这一规律。影响这种分布的因素极其复杂,有离子键的静电能、离子半径、共价键的空间分布、晶体场等诸多方面。根据经验数据可将大部分二、三价离子的优先顺序排出:Zn2+,Cd2+,Ga2+,In3+,Mn2+,Fe3+,Mn3+,Fe2+,Mg2+,Cu2+,Co2+,Ti3+,Ni2+,Cr3+。越往前倾向于四面体填隙,反之倾向于八面体填隙。阳离子的分布对尖晶石型材料的性能也有重大影响〔1,4〕。

无色、红、蓝、黄、粉红色等。玻璃光泽。解理不完全。硬度8。相对密度3.55(镁尖晶石)、4.39(铁尖晶石)、4.0~4.6(锌尖晶石)、4.04(锰尖晶石)。硬度和密度随成分中Fe3 、Cr3 等替代量的增高而增大。熔点2135±20℃。

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。折射率:N=1.719 (镁尖晶石)、1.835(铁尖晶石)、1.78~1.82(锌尖晶石)、1.92(锰尖晶石)。

3尖晶石产地

尖晶石常产于镁质灰岩与花岗岩类的接触变质带,多与镁橄榄石、透辉石等共生。而基性、超基性岩中的尖晶石,由岩浆直接结晶形成,与辉石、橄榄石、磁铁矿、铬铁矿及铂族矿物等伴生。在富铝贫硅的泥质岩石的热变质带亦可形成尖晶石,常与堇青石或斜方辉石共生。

宝石级尖晶石则主要是指镁铝尖晶石。宝石级尖晶石主要产于冲积砂矿中,一般是在寻找红宝石蓝宝石时发现的。世界上很多国家都产尖晶石,以东南亚各国最多,其中缅甸、斯里兰卡、泰国的红色尖晶石和蓝色尖晶石宝石最为著名,阿富汗则以出产大颗粒的红色尖晶石而驰名于世。此外,意大利、美国、德国、巴西、马达加斯加等地也有尖晶石产出。我国古代的尖晶石多来自于西南紧邻的各国,近三十年来,在江苏、河南、新疆等地也陆续发现了一些尖晶石矿点。

4尖晶石有什么用

尖晶石功效作用

尖晶石型复合金属氧化物作为一类重要的无机功能材料具有一系列重要特性,广泛应用于高温材料、半导体光电材料、磁性材料、生物和医学、传感器以及催化剂和催化剂载体等诸多领域。目前,制备该类尖晶石型复合金属氧化物材料的方法主要是传统的高温固相反应法,但由于该方法通常需要长时间的高温焙烧,产物特别容易团聚和烧结,整体均一性也较差,比表面积很小,严重地影响了该类材料的应用。

水滑石(Layered Double Hydroxide,简写为LDHs)是一类具有特殊结构的层状材料,在高温焙烧条件下可以转化生成尖晶石型复合金属氧化物。由于LDHs存在着晶格能最低效应及晶格定位效应,层板中的金属离子和层间的阴离子以一定方式均匀分布,即在LDHs的每个结构单元中,其化学组成不变。因此,以LDHs作为前驱体可以在相对较低的焙烧温度和较短的焙烧时间下得到一系列组分可调、成分均匀、结构均匀的尖晶石型复合金属氧化物功能材料,从而大幅提高其物理化学性能。

尖晶石保健功效

橙色尖晶石灵性作用:橙色尖晶石能开启并调整脐轮,激发创造力,提升直觉,平衡情感。

生理作用:据说橙色尖晶石可治疗不育症。

黄色尖晶石灵性作用:据说黄色尖晶石可开启并调整太阳轮,开发智力和个人力量。

黑色尖晶石灵性作用:黑色尖晶石具有保护、稳固能量的作用,有助于促进灵能量的上升。

心理作用:据说黑色尖晶石可洞察问题的内在实质,帮助人们保持继续前进的毅力。

红色尖晶石灵性作用:红色尖晶石可开启并调整海底轮,激发身体活力和力量,激发灵量。

蓝色尖晶石灵性作用:据说蓝色尖晶石能开启并调整喉轮,促进交流与通灵,使人清心寡欲。

绿色尖晶石灵性作用:绿色尖晶石可开启并调整心轮,激发爱心和善心。

棕色尖晶石灵性作用:①棕色尖晶石可净化气场,连接物质体。②此种尖晶石可开启地轮,使人脚踏实地的努力。

紫罗兰尖晶石灵性作用:据说紫罗兰尖晶石能开启并调整顶轮,促进灵性的发展。

无色尖晶石灵性作用:传说,无色尖晶石有利于促进更高层次的交流,可加强精神异象和悟性。

尖晶石佩戴功效

功能:尖晶石是一种美丽的水晶,相传它能够更新人体的能量,帮助人们渡过困境,恢复活力。而且,它还能够开启轮穴,推动灵量上升(不同颜色的尖晶厂各自对应不同的轮穴。)人们相信,在心理上,尖晶石能增强个性中积极的方面,帮助人们获得成功,并谦逊地看待自己的成就。

傍黑:可以将不同种类的尖晶石按各自的功能放在不同的轮穴上,或者适当佩戴。

5尖晶石如何鉴别

形态差异

RI-1.727(单折射,比较稳定)蓝色尖晶石具典型的钴谱,在红,橙,绿区有3条强吸收带,由钴致色蓝色尖晶石滤色镜下变红,内部可见弯曲生长纹,气泡形态呈伞状,拉长状或异形状。

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、黄色、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。玻璃光泽,透明。贝壳状断口。淡红色和红色尖晶石在长、短波紫外光下发红色荧光。

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,偶尔有弧形生长线,折光率高,为1.727左右。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。

品种鉴定

尖晶石因颜色丰富,与许多宝石品种相似,故容易混淆。但利用偏光镜、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。

质量评价

尖晶石的质量评价主要从颜色、透明度、净度、切工和大小等方面进行,其中颜色最为重 要。颜色以深红色最佳,其次是紫红、橙红、浅红色和蓝色,要求颜色纯正、鲜艳。透明度越高,瑕疵越少,则质量越好。尖晶石最好的颜色是深红色,其次是紫红、橙红、浅红和蓝色。要求色泽纯正、鲜艳。

尖晶石的透明度影响颜色和光泽,同时受净度影响。大多数尖晶石都比较干净,倘若尖晶石出 现瑕疵,价格就比较低。尖晶石在切割时,不必过多考虑方向性,尽可能切磨得越大越好,并 需要精细抛光。对于大小,超过10ct以上的尖晶石是较少的,因此,每克拉价格也比一般尖晶石高一些。

优化处理

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。

评价选购

尖晶石的评价与选购。颜色、透明度、重量是尖晶石的评价与选购的主要依据。尖晶石有各种颜色,通常含有较多的包裹体,呈成层分布,透明度较好。红色尖晶石最受人欢迎,鲜红色,透明度高,重量大的是其佳品。有星光效应的尖晶石也较贵重。深红、大红、艳蓝、绿的尖晶石也较好。

6尖晶石常见品种

按颜色及特殊光学效应划分

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Cr3+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。

(2)蓝色尖晶石:它含有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。

(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: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Fe2+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。可呈四射星光或六射星 光,主要发现于斯里兰卡。

按所含矿物元素划分

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,根据这些也可以将它分类。

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。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。

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