鋯石的化學(xué)成分

錯(cuò)石的化學(xué)成分-CAL-FENGHAI.NetworkInformationTechnologyCompany.2020YEAR錯(cuò)石的化學(xué)成分研究摘要：在分析前人資料的基礎(chǔ)上，簡(jiǎn)要地介紹了鋯石的化學(xué)成分等特征。通過(guò)X一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(LA-ICP-MS)對(duì)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(jiǎn)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Zr[SiO],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(wú)色、紫紅、金黃色、淡黃色、石榴紅、橄欖綠，香檳，粉紅，紫藍(lán)，蘋(píng)果綠等，一般有無(wú)色、藍(lán)色和紅色品種。色散為0.039(高)。光澤為強(qiáng)玻璃光澤至金剛光澤。無(wú)解理。摩氏硬度6?7.5，比重大，密度：多數(shù)在3.90?4.73g/cm3。高型：4.60?4.80g/cm3。中型：4.10?4.60g/cmP。低型：3.90?4.10g/cmP。鋯石的化學(xué)成分理論化學(xué)組成(wB%)：ZrO267.22%，SiO232.78%。有時(shí)含有MnO、CaO、MgO、Fe2O3、AI2O3、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，TR2O310.93%，P2O517.7%；大山石TR2O35.3%，P2O57.6%；苗木石，TR2O39.12%，(Nb,Ta)2O57.69%，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H2O3~10%；鈹鋯石，BeO14.37%，HfO26.0%；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)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(wú)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(lái)說(shuō)，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*。可依成膝狀雙晶。可與磷釔礦成規(guī)則連生。礦區(qū)研究：山東昌樂(lè)鋯石的化學(xué)成分研究1.樣品來(lái)源本文鋯石樣品（圖2）主要來(lái)源于山東省昌樂(lè)縣境內(nèi)的五圖 北巖藍(lán)寶石砂礦（圖3）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(duì)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(lái)的。2.化學(xué)成分鋯石的化學(xué)式為ZrSiO4，化學(xué)成分中ZrO2和SiO2的理論值分別為67.1%和32.9%，經(jīng)常含有類質(zhì)同象混入物Hf,也常含Th,Y,Ca,Nb,Ta,Al,Mg,Mn,U等。筆者通過(guò)X-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（LA-ICP-MS）對(duì)其化學(xué)成分進(jìn)行了研究。2.1X-射線熒光光譜分析表1結(jié)果顯示，Zr-1,Zr-2,Zr-3三類樣品中主元素ZrO2和S1O2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)逐漸遞減，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Zr和Si?離子°ZrO2和SiO2的質(zhì)量分?jǐn)?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A12O3.CaO.Fe2O3.Y2O3和BaO,其中Fe2O3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)從Zr-1到Zr-3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Y2O3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)非常相近。Zr-3中還有微量的As2O3。2.2LA-ICP-MS測(cè)試微量元素⑴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(shuō)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)。哀I昌樂(lè)皓石的牛射嫉菟光光譜分析Table1X-rayfluorescenceanalysisgurconsfromChangle 恥七/%樣「品血ACW頓由YKJ]twi（失量Toes]Zrl旺邛0.1D00.130CU9O.&jaT351gMd,酣手%1雙0.47100.100Zr36L790.朋5立海0,逐0.190.50Q.師w130.CO_⑵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