锆石

高折射率高双折射率高色散高密度众多的吸收谱线•(一)矿物名称锆石(Zircon)，在矿物学上属于锆石族。(二)化学成分ZrSiO4，可含有微量Mn、Ca、Fe、Mg、A1、P、Hf以及放射性微量元素U、Th等。根据结晶程度可将锆石分为高、中、低三种类型，其中高型、中型为结晶态，低型接近于非晶态。一、锆石的基本性质(三)晶系及结晶习性四方晶系，四方柱与四方双锥，可以不同倾斜角度结合。晶体可呈假八面体状，但四方柱常较发育(四)光学性质1．颜色常见有无色、蓝色、绿色、黄绿色、黄色、棕色、褐色、橙色、红色、紫色等2．光泽、透明度、色散抛光面为金刚光泽至玻璃光泽，断口为油脂光泽。透明度为透明至半透明。色散：强，0．038。3．光性特征中、高型锆石为一轴晶，正光性。低型锆石接近于非晶态。4．折射率和双折射率折射率从高型至低型逐渐变小，高型：折射率1．925～1．984(±0．040)，双折率0．040～0．0603中型：折射率1．875～1．905(±0．030)，双折率0．010—0．040，介于高型与低型之间；低型：折射率1．810～1．815(±0．030)，双折率无至很小。5.多色性锆石的双折射率虽然很大但其多色性表现一般不明显，热处理产生的蓝色锆石除外。•6．发光性•紫外灯下一般无荧光，但有些具很强荧光，荧光颜色总带有不同程度的黄色。•蓝色锆石长波下无至中，浅蓝色荧光；短波下无。•绿色锆石一般无荧光，有些可有很弱的绿、黄绿色荧光。•棕、褐色锆石无至极弱的红色荧光。•红、橙红色锆石无至强的黄、橙色荧光。•X荧光。在X射线下，不同颜色和不同类型的锆石具有不同的荧光色和荧光强度。多数锆石具白或蓝紫色X荧光，也有些可具绿色、黄色X荧光。•7．吸收光谱•锆石的可见光吸收谱中可具2～40多条吸收线，特征吸收谱为653．5nm•(五)力学性质•1．解理•无解理。断口呈贝壳状。锆石较脆，常见边角有破损(纸蚀)。•2．硬度•摩氏硬度为6～7．5，高型为7—7．5，低型可低至6。•3．密度•从高型至低型逐渐变小，范围3．90—4．73g／cm3•(六)内外部显微特征•高型锆石常具愈合裂隙及矿物包体如磁铁矿、磷灰石、黄铁矿等。高型锆石的后刻面重影十分明显；中低型锆石常具平直或两个方向的角状色带，还可见少量絮状包体。另外锆石中还可见平行的生长管道，切磨成弧面型可呈现猫眼效应•(七)特殊光学效应•可具猫眼效应、星光效应，罕见。•••(一)按照结晶程度划分•锆石根据其结晶程度分为高型、中型和低型三种。二、锆石的品种•1．高型锆石•属四方晶系，受辐射少或未受辐射，晶格没有或很少发生变化的锆石。具较高的折射•率、双折射率、密度和硬度，是锆石中最重要的宝石品种。常呈四方柱四方双锥聚形，颜•色多呈深黄色、褐色、深红褐色，经热处理可变成无色、蓝色或金黄色。主要产于柬埔寨、•泰国等地。•2．低型锆石•由不定型的氧化硅和氧化锆的非晶质混合物组成，其结晶程度低、晶格变化大，折射率、•双折射率、密度和硬度均较低。低型锆石经一段时间的高温加热，可重新获得高型锆石的特•征。宝石级的低型锆石主要产于斯里兰卡，内部有大量的云雾状包体，常见颜色有绿色、灰•黄色、褐色等。•3．中型锆石•结晶程度介于高型和低型之间的锆石，其物理性质也介于高型和低型锆石之间。目前中•型锆石仅出产于斯里兰卡。常呈黄绿色、绿黄色、褐绿色、绿褐色，深浅不一，主要呈现黄•色和褐色的色调。中型锆石在加热至1450℃时，可向高型锆石转化，部分可具有高型锆石的物理特征，但处理后的中型锆石，常呈混浊、不透明状，不太美观，所以市场上很少出现这类锆石，仅供收藏。•(二)按照颜色划分•商贸中常根据锆石的颜色划分品种，主要晶种有：•1．无色锆石•锆石中常见品种，为高型锆石，可带一些灰色色调，主要产于泰国、越南和斯里兰卡。有天然产出的，也有经热处理转变的。•2．蓝色锆石•常是经热处理而成。可有纯蓝色、铁蓝色、天蓝色、浅蓝色、稍带绿的浅蓝色。以铁蓝色为最好，这是其他宝石中所没有的颜色，但不常见。热处理的主要原料来源于柬埔寨与越南的交界处。3．红色锆石主要呈红色、橙红、褐红等不同色调的红色。其中以纯正的红色为最佳。红色锆石称为“风信子石”，常是碱性玄武岩中的深源矿物包体或片麻岩中的变质矿物，主要产出于斯里兰卡、泰国、柬埔寨、法国等，中国海南文昌也有红色锆石产出，具高型锆石的特征。4．金黄色锆石与蓝色锆石一样，同属于热处理产生的颜色。其他色调的黄色可有浅黄、绿黄等。常切成圆形、椭圆形或混合形。具高型锆石的特征。•5．绿色锆石•常为结晶程度较低的锆石。低型锆石常见有绿色，中型锆石可具绿黄、黄色、褐绿、绿褐等不同色调的绿色。•有些热处理锆石，由于技术上控制不当，可以产生带绿色色调的样品。三、锆石的鉴定特征锆石的鉴定依据主要是锆石的高折射率、高双折射率、高密度、高色散及众多的吸收谱线等特征。•1)锆石因其高折射率和高色散，而具较强光泽、火彩也较强。•2)锆石通过顶刻面可以看到清晰的底刻面重影。•3)锆石的密度在常见宝石品种中可以说是比较高的，用手掂可以明显感到。•4)锆石的折射率高，1．81，无法用常规折射仪测量，双折射率也无法测定，但可以用反射仪来进行测试。•5)锆石众多的吸收线，是锆石鉴定的一个重要特征。•其中653．5nm强吸收带是其特征吸收，而且不同颜色不同产地的锆石的吸收线数量也不同。如在缅甸产的一种绿褐色的锆石吸收线数量最多，一个样品上可多达40多条吸收线；斯里兰卡锆石吸收线的数量要少些，一般有14条吸收线；新南威尔士Uralla的橙色锆石吸收只有几条；法国Auvergne产的红色锆石只显示几条模糊的带。热处理无色、天蓝色和金黄色的锆石吸收极弱；常只有653．5nm的强吸收带和几条细线。•四、锆石的优化处理•(一)热处理•热处理可以改变锆石的颜色，也可以改变锆石的类型。•1．改变颜色•不同产地的锆石经热处理会出现不同的颜色。•1)在还原的条件下进行热处理可产生天蓝色或无色的锆石。•其中最重要的是越南红褐色的锆石原料，经热处理后产生无色、蓝色、金黄色，这是宝石首饰中最常见的品种。•2)在氧化条件下进行热处理，温度达900℃时可产生金黄色和无色的锆石，有些样品可呈红色。•上述热处理两个步骤下来仍未达到宝石级颜色的样品也可以在这种氧化条件下热处理成无色或金黄色的锆石。•经热处理可得到无色、蓝色、黄色及橙红色锆石。但有些热处理锆石受到强烈日光照射或随时间推移会部分甚至全部恢复原色。•2．改变类型•加热至1450℃，持续长时间的热处理可引起硅和锆石重结晶，将低型的锆石转向高型锆石。经这种处理，低、中、高型的锆石都能提高密度(可达4．7g／cm3)，具有较高的折射率和清楚的吸收线，同时还可以提高透明度和明亮程度。热处理引起的重结晶还可产生纤维状微晶，形成猫眼。•经热处理的锆石表面或棱角处常容易发生碎裂和小破坑。•(二)辐照处理•锆石的辐照处理与热处理结果是相反的逆变化过程。几乎所有经热处理得到的高型锆石改善晶经辐照处理(x射线、Y射线、高能电子等)都可以恢复热处理前的颜色，甚至变深。五、锆石与相似宝石仿宝石的鉴别因为锆石的色彩较为丰富，而且颜色深浅程度变化范围较大，锆石几乎可以与任何颜色、透明到半透明的宝石相混。但一般宝石不具有锆石的高折射率、高双折射率、多条吸收谱线和较高的密度，所以比较容易鉴别。在斯里兰卡购买的“杂宝”中，常是锆石、金绿宝石、蓝宝石、尖晶石、石榴石、橄榄石、碧玺、绿柱石等宝石混杂在一起，其鉴别方法如下：1)首先在偏光镜下分出样品里为均质体的尖晶石和石榴石，尖晶石和石榴石可用折射率、可见光的吸收光谱和密度来进一步区分。2)测折射率，可以区分出金绿宝石、橄榄石、碧玺、绿柱石等一些折射率相对偏小的宝石品种。这些宝石在折射仪上可以读出相应的折射率值，而锆石则无法读出折射率值。3)观察吸收光谱，一般总能观察到特征的653．5nm吸收线，可与蓝宝石等折射率较高的宝石品种区别开。4)肉眼感觉，可据锆石的强光泽和高色散将它与其他品种区别开来；另外部分斯里兰卡的锆石，为了保重，冠部很薄，亭部却大而胖，比例失调。在鉴定中还会遇到象榍石、透辉石等宝石与锆石相混，鉴别方法如下：1)榍石密度近于3．52，低于任何一种锆石；榍石为二轴晶，而锆石为一轴晶；榍石三色性明显，常呈微绿黄一微红黄一无色。2)硼铝镁石常与褐黄色的锆石相混，放大检查时均可出现重影线，但其折射率为1．668—1．707，比锆石低得多。3)绿色蓝宝石易与绿色低型锆石相混，但从折射率上也较容易区别。蓝宝石的折射率较低，1．762～1．770，很少高于1．780，而低型锆石的折射率很少低于1．780。另外，蓝宝石的吸收是450nm的吸收带，而低型锆石的吸收只是以653．5nm为中心的模糊吸收带。•1)合成尖晶石有多种颜色，内部洁净，与锆石相近。但尖晶石是均质体，锆石为非均质•体一轴晶；合成尖晶石的折射率低于锆石的折射率，很容易区分。•2)合成金红石具有更高的色散和双折射率，分别为0．330和0．287；折射率亦高，为•2．616～2．903；密度稍低，为4．24～4．26g／cm3，而且合成金红石的吸收光谱特征是在430nm以下全吸收。•3)合成锆石，目前尚无商业价值，只停留于实验室研究。因为锆石能熔于大多数常见的•熔剂中，所以人们常用水热法合成锆石，用钒或稀土元素致色，一般呈紫色。•4)透辉石、翠榴石、橄榄石等可与低型锆石相混，但可通过偏光镜和折射仪区分。低型锆石近似于非晶质，在偏光镜下呈不完全消光或呈全亮，而透辉石为非均质体，在偏光镜下呈明显的四明四暗。翠榴石虽是均质体，单用偏光镜不能直接区别于低型锆石，但翠榴石的内部总含有细而弯曲的石棉纤维，可呈典型的“马尾状”包体，而在低型锆石中，仅能见一些平直或带交角的色带、骨絮状包体等，无石棉纤维。锆石的仿制品主要有合成尖晶石、合成蓝宝石、合成金红石、人造钇铝榴石、玻璃等。它们鉴别可见：4)人造钇铝榴石、玻璃与锆石的区别：①人造钇铝榴石和玻璃都为均质体，而且在偏光镜下可呈异常消光，玻璃的异常消光常呈一条阴影来回移动。②人造钇铝榴石和玻璃在紫外线下常呈中至强的荧光，而且短波的荧光强于长波的荧光锆石除蓝色之外，少有强的荧光，常呈弱或无荧光。③人造钇铝榴石和玻璃常呈内部洁净或含有细小气泡、搅动纹等。④人造钇铝榴石和玻璃均可具有较多的吸收线，因所加的致色元素而异，但锆石具653．5nm的特征吸收线。玻璃的折射率比锆石的低得多，人造钇铝榴石虽折射率常超出常规折射仪的测量范围，但在查尔斯滤色镜下常呈红色，以此可以区别。六、锆石的质量评价评价锆石一般从颜色、净度、切工和质量四个方面进行。1．颜色评价锆石的颜色最主要是观察锆石颜色的纯度、亮度和均匀度。色纯又均匀的最好，色调发暗、亮度差、颜色不均匀的锆石价值就不会太高。锆石中最流行的颜色是无色和蓝色，其中以蓝色的价值最高。蓝色锆石常带有绿色色调，比较接近海蓝宝石。无色锆石应是不带任何杂色的，它能与钻石一样透明。除无色和蓝色外，纯正明亮的绿色、黄绿色、黄色等锆石，由于其高折射率，比橄榄石、金绿宝石、黄晶等更具有光泽，更受人们的喜爱。2．净度由于无瑕疵的锆石供应量较大，所以对锆石内部净度的要求也很高。无色和蓝色的锆石评价要求为肉眼观察样品无瑕疵。特别要注意观察样品刻面棱线有无磨损，有磨损的锆石因为要重新抛光价值要下降很多。3．切工锆石的切工评价应考虑其切磨比例和切割方向。1)锆石之所以显得漂亮，主要因素是锆石具有高折射率、高色散，还在于切磨的比例、抛光程度和本身的光泽。切磨时应注意整体的明亮效果，如斯里兰卡的锆石有时颜色和质地都非常好，但由于切工差，购买时一定要重新计算重切后的重量，再算出其应有的价格。2)由于锆石的高折射率和高双折射率，光轴平行或近于平行台面时，很容易产生双折射造成的重影，而使样品出现模糊感觉。因此切割时光轴应垂直台面。观察时应从台面看下去，如果在这个方向上无双折射现象，就比较理想。3)锆石的切割方向还影响着蓝色锆石的蓝色效果。蓝色锆石的多色性比较强，通常呈蓝、灰黄一无色，最