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尖晶石
鎂鋁氧化物組成的礦物
尖晶石是鎂鋁氧化物組成的礦物，因?yàn)楹墟V、鐵、鋅、錳等等元素，它們可分為很多種。
基本信息
| 中文名 | 尖晶石 |
| 透明度 | 透明至不透明 |
| 化學(xué)式 | MgAl?O? |
| 分子量 | 142.26 |
| 晶系 | 等軸晶系 |
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簡介
歷史
尖晶石是一種歷史悠久的寶石品種，它的名字來源有兩種：一說是來自希臘單詞“火花”，形容其紅艷似火的色澤；另一種說法是來自拉丁語Spina、Spinells，即尖端、荊棘，因?yàn)樗慕Y(jié)晶外形為立方結(jié)晶，有一個(gè)尖銳的角，故以此命名。
尖晶石自古以來就是較珍貴的寶石。由于它的美麗和稀少，所以也是世界上最迷人的寶石之一。由于它具有美麗的顏色，自古以來一直把它誤認(rèn)為是紅寶石。目前世界上最具有傳奇色彩、最迷人的重361克拉的“鐵木爾紅寶石”(TimurRuby)和1660年被鑲在英帝國國王王冠上重約170克拉的“黑色王子紅寶石”(BlackPrince'sRuby)，直到近代才鑒定出它們都是紅色尖晶石。
世界上最迷人、最著名并富有傳奇色彩的紅色尖晶石是“鐵木爾紅寶石”。寶石重361克拉，產(chǎn)于阿富汗，顏色為深紅色，沒有切面，只有自然拋光面，幾乎沒有光澤，因而更加呈現(xiàn)出寶石的自然美。有人把這顆
寶石稱之為東方的“世界貢品”。從銘刻在寶石上的擁有者的標(biāo)記可以知道，這顆寶石曾落到過韃靼人征服者的手中。鐵木爾1398年征服了德里，得到了這塊寶石。1612年，寶石歸屬于英國王室。1851年，這顆寶石和其它幾粒較小的寶石一起在世界大展中展出，并被作為“極大的尖晶石紅寶石"記載在官方的清單中。后來它被送給了維多利亞女王，保存在英國倫敦白金漢宮的印度展覽室中。在我國清代皇族封爵和一品大官帽子上用的紅寶石頂子，幾乎全是用紅色尖晶石制成的，尚未見過真正的紅寶石制品。世界上最大、最漂亮的紅天鵝絨色尖晶石，重398.72克拉，是1676年俄國特使奉命在我國北京用2672枚金幣盧布買下的，現(xiàn)存于俄羅斯莫斯科金剛石庫中。
晶體結(jié)構(gòu)
尖晶石晶體，屬于等軸晶系，為面心立方，Z=8。基本結(jié)構(gòu)是氧按ABC順序在垂直于(111)方向堆積。四面體與八面體層相間，四面體與八面體數(shù)之比為2:1。尖晶石結(jié)構(gòu)可看作氧離子形成立方最緊密堆積，再由X離子占據(jù)64個(gè)四面體空隙的1/8，即8個(gè)A位，Y離子占據(jù)32個(gè)八面體空隙的1/2，即16個(gè)B位。由此得出尖晶石單位晶胞的通式為X8Y16O32，簡約后常寫作XY2O4〔1～5〕。
正常尖晶石型結(jié)構(gòu)：氧離子成立方緊密堆積，三價(jià)陽離子占據(jù)六次配位的八面體空隙，二價(jià)陽離子占據(jù)四次配位的四面體空隙。正尖晶石結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)通式XY2O4，X為二價(jià)陽離子，Y為三價(jià)陽離子。其中X占據(jù)四面體位置，Y占據(jù)八面體位置。
反尖晶石型結(jié)構(gòu)：二價(jià)陽離子和半數(shù)三價(jià)陽離子占據(jù)八面體空隙，另半數(shù)三價(jià)陽離子占據(jù)四面體空隙。反尖
晶石型結(jié)構(gòu)又稱倒置尖晶石型結(jié)構(gòu)。若結(jié)構(gòu)中所有的X陽離子和一半的Y陽離子占據(jù)八面體位置，另一半Y陽離子占據(jù)四面體位置，則稱反尖晶石結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)通式Y(jié)[XY]O4。磁鐵礦(FeFeO4)的結(jié)構(gòu)即屬此種類型。
大多數(shù)天然尖晶石都具有介于這兩種極端間的陽離子分布，其A、B位離子化合價(jià)比為2：3。在現(xiàn)有百余種尖晶石結(jié)構(gòu)化合物中，除2：3外電價(jià)比最常見的是4：2，其結(jié)構(gòu)多為反尖晶石結(jié)構(gòu)，如TiMg2O4，TiZn2O4，TiMn2O4。反型結(jié)構(gòu)可看作8個(gè)A位離子與16個(gè)B位離子中的8個(gè)進(jìn)行相互換位，即8個(gè)Y離子進(jìn)入四面體間隙（A位），而剩下8個(gè)Y離子與8個(gè)X離子復(fù)合占據(jù)正常情況下B位的八面體間隙。除正反兩種極端情況外，還可能有混合型中間狀態(tài)分布。這樣可用反分布率α定量表示X離子占八面體上的分?jǐn)?shù)，從而將各種尖晶石結(jié)構(gòu)通式擴(kuò)充如下：
正型：（X）四面體〔Y2〕八面體O4，α=0；
反型：（Y）四面體〔X，Y〕八面體O4，α=1；
混合型：（Yα，X1－α）四面體〔Xα，Y2－α〕八面體O4，0<α<1。
正與反型的屬性及反位的程度對于化合物材料的性能有較大影響。對于常見的2∶3和4∶2電價(jià)比的尖晶石結(jié)構(gòu)，似乎前者趨正型，后者趨反型。但縱觀全部物種，不僅有相當(dāng)數(shù)量趨于混合型，且范圍程度不能確定，而且還有若干品種完全不遵從這一規(guī)律。影響這種分布的因素極其復(fù)雜，有離子鍵的靜電能、離子半徑、共價(jià)鍵的空間分布、晶體場等諸多方面。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)可將大部分二、三價(jià)離子的優(yōu)先順序排出：Zn，Cd，Ga，In，Mn，F(xiàn)e，Mn，F(xiàn)e，Mg，Cu，Co，Ti，Ni，Cr。越往前傾向于四面體填隙，反之傾向于八面體填隙。陽離子的分布對尖晶石型材料的性能也有重大影響〔1，4〕。
性質(zhì)
光學(xué)性質(zhì)
(1)顏色：有紅色、橙紅色、粉紅色、紫紅、無色、黃色、橙黃、褐色、藍(lán)色、綠色、紫色等多種顏色。
(2)光澤及透明度：玻璃至亞金剛光澤，透明至半透明。
(3)光性特征：均質(zhì)體。
(5)色散：0.02
(6)發(fā)光性：紅色、橙色尖晶石在長波紫外光下呈弱至強(qiáng)紅色、橙色熒光，短波下無至弱紅色、橙色熒光；黃色尖晶石在長波紫外光下弱至中等強(qiáng)度褐黃色，短波下無至褐黃色；綠色尖晶石長波紫外光下無至中的橙-橙紅色熒光。無色尖晶石無熒光。
(7)吸收光譜：紅色和粉紅色尖晶石山鉻致色，在黃綠區(qū)以550nn，為中心有寬吸收帶，紫區(qū)吸收，紅區(qū)有多條熒光線，被描述為風(fēng)琴管狀。藍(lán)色尖晶石由鐵或偶由鉆致色，主要吸收帶在藍(lán)區(qū)，以458 nm吸收帶為最強(qiáng)，還有478nm等幾條較弱的帶。鋅尖晶石的吸收光譜與藍(lán)色尖晶石的相似，只是弱些。合成藍(lán)色尖晶石：鈷致色，綠、黃和橙黃區(qū)有3條較強(qiáng)的吸收帶，綠區(qū)吸收帶最窄。630nm、580nm、543nm，其中間580nm吸收帶最寬
(9)結(jié)晶特點(diǎn)：晶體常呈八面體晶形和磨蝕卵石，有時(shí)為八面體與菱形十二面體和立方體聚形，具特征的尖晶石律雙晶，即以{111}為雙晶結(jié)合面構(gòu)成的接觸雙晶。
熱學(xué)性質(zhì)
尖晶石可用熱處理改善顏色。藍(lán)色者在900℃加熱變成綠色，加熱到1200℃變成黃色。這種改色效果穩(wěn)定。也有將紅色尖晶石加熱去掉棕色成分獲得純紅色的報(bào)道。
分類
顏色
尖晶石常以顏色及特殊光學(xué)效應(yīng)來劃分寶石品種，常見的品種有：
(1)紅色尖晶石：主要含微量致色元素Cr而呈各種色調(diào)的紅色其中純正紅色的是 尖晶石中最珍貴的寶石品種，這種品種過去常把它誤認(rèn)為是紅寶石，如英國王冠上著名的紅 寶石“黑王子紅寶石”“鐵木兒紅寶石”等，直到近代才鑒定出是尖晶石。其中中紅色至深紅色的尖晶石是普遍受歡迎的紅色寶石品種，淺粉色至暗紅色的尖晶石則與石榴石相像。
(2)藍(lán)色尖晶石：它含有Fe和Zn而呈藍(lán)色。多數(shù)藍(lán)色尖晶石都是從灰暗藍(lán)到紫 藍(lán)，或帶綠的藍(lán)色。
(3)橙色尖晶石：是橙紅色至橙色的尖晶石品種。
(4)無色尖晶石：純凈無色者很稀少。多數(shù)天然無色尖晶石或多或少帶有粉色色調(diào)。
(5)綠色尖晶石：一般是含F(xiàn)e所致，顏色發(fā)暗，有的基本呈黑色，真正的黑色的尖晶石在蒙特桑瑪、泰國紅藍(lán)寶石礦等有發(fā)現(xiàn)。
產(chǎn)地及產(chǎn)狀
鑒別
形態(tài)差異
藍(lán)色、灰藍(lán)色、藍(lán)紫色、綠色尖晶石與藍(lán)寶石容易相混，區(qū)別在于：藍(lán)寶石二色性明顯，色帶平直，有絲絹狀包裹體和雙晶面。兩種寶石的密度、折光率、偏光性都不同。
評(píng)價(jià)與選購
尖晶石的質(zhì)量評(píng)價(jià)主要從顏色、透明度、凈度、切工和大小等方面進(jìn)行，其中顏色最為重要。顏色以深紅色最佳，其次是紫紅、橙紅、淺紅色和藍(lán)色，要求顏色純正、鮮艷。透明度越高，瑕疵越少，則質(zhì)量越好。尖晶石最好的顏色是深紅色，其次是紫紅、橙紅、淺紅和藍(lán)色。要求色澤純正、鮮艷。
尖 晶石的透明度影響顏色和光澤，同時(shí)受凈度影響，尖晶石的凈度一般以包體少為佳。包體多或是晶體結(jié)構(gòu)的強(qiáng)烈變形，都會(huì)影響尖晶石的透明度。透明度越高，則質(zhì)量越好。大多數(shù)尖晶石都比較干凈，倘若尖晶石出 現(xiàn)瑕疵，價(jià)格就比較低。
尖晶石切工也是影響其價(jià)格的一個(gè)因素。優(yōu)質(zhì)尖晶石常以刻面型切工出現(xiàn)，而且要求切磨比例正確，以祖母綠型切工為佳。尖晶石在切割時(shí)，不必過多考慮方向性，盡可能切磨得越大越好，并需要精細(xì)拋光。對于大小，超過10ct以上的尖晶石是較少的，因此，每克拉價(jià)格也比一般尖晶石高一些。
顏色、透明度、重量是尖晶石的評(píng)價(jià)與選購的主要依據(jù)，優(yōu)質(zhì)的尖晶石要求顏色好、透明度高、凈度好、切工比例及拋光修飾程度好。尖晶石有各種顏色，通常含有較多的包裹體，呈層層分布，透明度較好。紅色尖晶石最受人歡迎，鮮紅色，透明度高，重量大的是其佳品。有星光效應(yīng)的尖晶石也較貴重。深紅、大紅、艷藍(lán)、綠的尖晶石也較好。
參考資料
[1]
美麗又有應(yīng)用價(jià)值的礦物--尖晶石-新華網(wǎng)2020-11-20T20:17:36+08:00[引用日期2022-06-01 18:35:46]
[2]
繽紛“彩寶”作年禮，新年生活更多彩2021-01-28T08:36:01+08:00[引用日期2022-06-02 10:16:22]
[3]
美麗又有應(yīng)用價(jià)值的礦物--尖晶石-新華網(wǎng)2020-11-20T20:17:36+08:00[引用日期2022-06-02 10:16:28]
[4]
火星變地球解鎖地球宜居之謎是關(guān)鍵2020-10-12T18:46:36+08:00[引用日期2022-06-07 09:49:13]
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