第5章8锆石

制作人：刘金海材料学院第八节锆石（Zircon）锆石是天然无色透明的宝石中折射率仅低于钻石，色散值很高的宝石，光学效果酷似钻石，是钻石最好的天然替代品。锆石作为12月份的生辰石，象征着成功。制作人：刘金海材料学院一、锆石的基本特征二、锆石的主要品种三、锆石的优化处理四、锆石的质量评价五、锆石的成因和产地主要内容制作人：刘金海材料学院1.化学成分化学式为ZrSiO4，可含微量Fe、Mn、Ca、U、Th等。因U、Th等放射性元素的存在，可使其结晶程度有不同程度的降低，而分成高型、中型和低型锆石。2.晶系及结晶习性四方晶系，常呈四方柱、四方双锥状及板柱状。有时可见膝状双晶，也有磨圆或水蚀卵石。一、锆石的基本特征锆石晶体形态示意图制作人：刘金海材料学院3.光学性质（1）颜色种类很多，常见有无、蓝、黄、绿、棕、橙、红等色，无、蓝和金黄色常由热处理产生。（2）透明-半透明-不透明，强玻璃～亚金刚光泽。（3）非均质体，U（＋）。（4）折射率和双折射率：高型：1.925～1.984，0.059中型：1.875～1.905，0.010～0.040低型：1.810～1.815，0.001～0.010（5）色散：高，0.039。制作人：刘金海材料学院（6）多色性：主要限于高型锆石，一般不明显，但热处理产生的蓝色锆石多色性较强，为蓝和棕黄至无色。（7）紫外荧光：无～强，不同颜色品种有差异，且荧光色常带有不同程度的黄色。绿色锆石：一般无荧光蓝色锆石：无～中等，浅蓝色荧光橙至褐色锆石：弱～中等，棕黄色荧光红色锆石：中等，紫红～紫褐色荧光（8）吸收光谱：除红区653.5nm特征诊断线外，还伴有不同色区多达40条清晰的黑色吸收线。（9）特殊的光学效应：可具猫眼效应和星光效应。制作人：刘金海材料学院4.力学性质（1）解理和断口：无解理，断口呈贝壳状。性脆，棱线处较容易磨损，甚至较硬的包装纸也会使它产生破损。（2）硬度：6～7.5。高型7～7.5，低型可低到6。（3）密度：3.90-4.80g/cm3高型：4.60-4.80g/cm3中型：4.10～4.60g/cm3低型：3.90-4.10g/cm3锆石刻面棱磨损制作人：刘金海材料学院5.内含物特征锆石可含愈合裂隙及矿物包体，如磁铁矿、黄铁矿、磷灰石等。愈合裂隙中的“指纹状”包体锆石中的磷灰石包体制作人：刘金海材料学院二、锆石的主要品种因锆石中含有放射性元素U、Th，在其衰变过程中会使晶体结构遭到破坏。根据结晶程度的好坏将锆石划分为高型、中型、低型三种类型。1.高型锆石锆石中最重要品种。颜色多呈深黄、褐、深红褐色，经热处理变成无色、蓝色或金黄色。该类锆石受辐射少，晶格完整，具有较高的折射率、双折射率，能看到明显的后刻面棱重影现象，相对密度、硬度也较高。制作人：刘金海材料学院2.中型锆石介于高型和低型之间的锆石，是两者的过渡产物。颜色多为带褐的绿色、黄绿色及深红色。在加热至1450℃时，可向高型锆石转化。3.低型锆石由氧化硅和氧化锆的非晶质混合物组成，其结晶程度低，几乎呈非晶态。该类锆石折射率、双折射率、相对密度和硬度均较低，后刻面棱重影也极不明显。该类锆石常见颜色为绿色、橙色、褐色等。低型锆石经加热后可重新转变为高型锆石。制作人：刘金海材料学院三、锆石的优化处理1.改变颜色在氧化条件下加热，可产生金黄色、无色的锆石，有些可产生红色；在还原条件下加热，可产生天蓝色和无色锆石。其中最重要的是越南（世界唯一出产）红褐色锆石，热处理后产生无色、蓝色和金黄色。2.改变类型持续长时间的加热处理可引起硅和锆重结晶，将低型锆石转向高型。相应可提高相对密度、硬度、折射率、透明度等。同时，热处理引起重结晶可产生纤维状微晶，形成猫眼。制作人：刘金海材料学院四、锆石的质量评价一般从颜色、透明度、净度、切工和重量等方面进行评价：1.颜色：最流行的是无色和蓝色，其中蓝色价值高。优质的锆石在颜色上要求纯正、均匀、色调亮丽。2.透明度：优质锆石要求具较好的透明度。3.净度：无瑕的锆石供应量较大，所以对锆石净度的要求也较高。无色和蓝色的锆石评价要求肉眼观察样品无瑕。特别要观察样品刻面棱线有无磨损，有磨损的锆石需要重新抛光，价值将下降较多。制作人：刘金海材料学院4.切工：重点考虑切磨比例、方向和抛光程度。锆石之美主要基于锆石具有高RI、高色散和较强光泽等，为了充分体现锆石的美，须进行精心设计，严格按比例切磨，精心抛光，否则会严重影响其质量。因锆石（特别是蓝色锆石）具明显多色性，且易出现后刻面棱重影，故切磨时应使台面垂直C轴。5.重量：市场上供应的蓝色和无色锆石，常见从几分到数克拉，超过10ct的不多见，特别是颜色好的大颗粒不多见，因此，大于10ct的优质锆石应为锆石中的珍品。制作人：刘金海材料学院五、锆石的成因和产地1.成因宝石级锆石主要作为副矿物产于玄武岩和变质岩中，而真正有开采价值的是砂矿型锆石矿床。2.产地主要有柬埔寨、泰国、缅甸、斯里兰卡、法国、澳大利亚、美国等。中国主要产自福建明溪、海南文昌、山东，与蓝宝石共生于砂矿中。