鋯石的化學(xué)成分

1、鋯石的化學(xué)成分研究摘要：在分析前人資料的基礎(chǔ)上，簡要地介紹了鋯石的化學(xué)成分等特征。通過射線熒光光譜分析和激光剝蝕電感耦合等離子體質(zhì)譜儀（）對部分礦區(qū)的鋯石的化學(xué)成分進(jìn)行了研究。關(guān)鍵詞：鋯石 結(jié)構(gòu)形態(tài) 化學(xué)成分 微量元素 非晶質(zhì)化鋯石簡介鋯石是一種硅酸鹽礦物，它是提煉金屬鋯的主要礦石，含有Hf、Th、U、TR等混入物。鋯石的主要化學(xué)成分：硅酸鋯；化學(xué)組成為ZrSiO，晶體屬四方晶系的島狀結(jié)構(gòu)硅酸鹽礦物。晶體呈短柱狀，通常為四方柱、四方雙錐或復(fù)四方雙錐的聚形。鋯石顏色多樣，有無色、紫紅、金黃色、淡黃色、石榴紅、橄欖綠，香檳，粉紅，紫藍(lán)，蘋果綠等，一般有無色、藍(lán)色和紅色品種。色散為0.039（高）。

2、光澤為強(qiáng)玻璃光澤至金剛光澤。無解理。摩氏硬度67.5，比重大，密度：多數(shù)在3.904.73 g/cm³。高型：4.604.80 g/cm³。中型：4.104.60 g/cm³。低型：3.904.10 g/cm³。鋯石的化學(xué)成分理論化學(xué)組成(wB%)：ZrO267.22%，SiO2 32.78%。有時(shí)含有MnO、CaO、MgO、Fe2O3、Al2O3、TR2O3、ThO2、U3O8、TiO2、P2O5、Nb2O5、Ta2O5、H2O等混入物。H2O、TR2O3、U3O8、(Nb,Ta)2O5、P2O5、HfO2等雜質(zhì)含量較高，而ZrO、SiO2含量相應(yīng)較低

3、時(shí)，其物理性質(zhì)也發(fā)生變化，硬度和比重降低。鋯石一般具弱放射性，有些鋯石英因含U、Th等，因放射性較強(qiáng)而產(chǎn)生非晶質(zhì)化現(xiàn)象，這種鋯石硬度可降至6，比重可降至3.8。因而形成多種變種：山口石，TR2O3 10.93%，P2O5 17.7%；大山石，TR2O3 5.3%，P2O5 7.6%；苗木石，TR2O3 9.12%，(Nb,Ta)2O5 7.69%，含U、Th較高；曲晶石，含較高TR2O3、U3O8，因晶面彎曲而故名；水鋯石，含H2O 310%；鈹鋯石，BeO 14.37%，HfO2 6.0%；富鉿鋯石，HfO2 可達(dá)24.0%。有些鋯石因含U、Th等，由于放射性較強(qiáng)而產(chǎn)生非晶質(zhì)化，變?yōu)榉蔷B(tài)。

4、鋯石的結(jié)構(gòu)形態(tài)鋯石是硅酸鹽類礦物，按其物理性質(zhì)和化學(xué)成份可分為高型和低型兩個(gè)變種。結(jié)晶完整的晶體多為“高型”；晶體極差或無晶者為“低型”。由于放射性元素，使得鋯石的內(nèi)部結(jié)構(gòu)遭到破壞，根據(jù)內(nèi)部結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，分為高型鋯石、中型鋯石和低型鋯石三種。但就寶石價(jià)值來說，高型鋯石價(jià)值較高。鋯石的晶體屬四方晶系，a0=0.662nm，c0=0.602nm；Z=4。結(jié)構(gòu)中Zr與Si沿c軸相間排列成四方體心晶胞。晶體結(jié)構(gòu)可視為由SiO4四面體和ZrO8三角十二面體聯(lián)結(jié)而成。ZrO8三角十二面體在b軸方向以共棱方式緊密連接。復(fù)四方雙錐晶類，D4h-4/mmm（L44L25PC）。晶體呈四方雙錐狀、柱狀、板狀，且形態(tài)與

5、成分密切有關(guān)。主要單形：四方柱m、a，四方雙錐p、u，復(fù)四方雙錐x。可依成膝狀雙晶?？膳c磷釔礦成規(guī)則連生。礦區(qū)研究：山東昌樂鋯石的化學(xué)成分研究1. 樣品來源本文鋯石樣品（圖）主要來源于山東省昌樂縣境內(nèi)的五圖北巖藍(lán)寶石砂礦（圖 ）中，作為藍(lán)寶石礦區(qū)的一種重要伴生礦物產(chǎn)出。樣品是從對大顆粒藍(lán)寶石進(jìn)行挑選后剩下的各種礦物的混合物中挑選出來的。2. 化學(xué)成分 鋯石的化學(xué)式為，化學(xué)成分中和的理論值分別為和，經(jīng)常含有類質(zhì)同象混入物 ，也常含 ， 等。筆者通過 射線熒光光譜分析和激光剝蝕電感耦合等離子體質(zhì)譜儀（）對其化學(xué)成分進(jìn)行了研究。2.1 X射線熒光光譜分析表結(jié)果顯示，三類樣品中主元素和的質(zhì)量分?jǐn)?shù)逐漸遞

6、減，表明一定有更多的雜質(zhì)離子以類質(zhì)同象替代了結(jié)構(gòu)中的和 離 子。和 的 質(zhì) 量 分 數(shù) 逐 漸 降低，引起鋯石的非晶質(zhì)化，從而使樣品的物理性質(zhì)發(fā)生改變。樣品中雜質(zhì)元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)較高的主要是， 和 ，其中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)從到逐漸遞減，與其黃色調(diào)逐漸減少具有一定的關(guān)系。三類樣品中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)非常相近。Zr-3中還有微量的As2O3。2.2 LA-ICP-MS測試微量元素(1) 雜質(zhì)元素中P, Ti, Sc等的質(zhì)量分?jǐn)?shù)較大，尚有少量的Cu,Zn,Co,Ni,Mo等元素。其中最典型的是Sc的質(zhì)量分?jǐn)?shù)非常高，說明紅鋯石與基性巖石有成因聯(lián)系。因?yàn)樗械馁Y料研究均表明，Sc在基性和超基性巖中比在中性、酸性和堿性巖中有較高的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。(2) 放射性元素主要是U和Th，其次還有少量的Ua, Ue, Sr, Nb等。大量研究表明，不同成因鋯石具有不同的Th, U質(zhì)量分?jǐn)?shù)及Th/U比值。巖漿鋯石的Th, U質(zhì)量分?jǐn)?shù)較高，Th/U比值一般大于0. 4，變質(zhì)鋯石的Th, U質(zhì)量分?jǐn)?shù)低，Th/U比值一般小于0. 1。3.1 結(jié)論 昌樂錯(cuò)石化學(xué)成分主要為ZrOz和SiO