珠宝学堂：锆石

珠宝生活：锆石珠宝学堂什么是锆石呢？什么是锆石呢？锆石（英文名称：zircon）是一种硅酸盐矿物，它是提炼金属锆的主要矿石。锆石广泛存在于酸性火成岩，也产于变质岩和其他沉积物中。锆石的化学性质很稳定，所以在河流的砂砾中也可以见到宝石级的锆石。锆石有很多种，不同的锆石会有不同的颜色，如红、黄、橙、褐、绿或无色透明等等。经过切割后的宝石级锆石很像是钻石。锆石过去还被叫作锆英石或风信子石。锆石可耐受3000℃以上的高温，因此可用作航天器的绝热材料。锆石基本资料简介锆石又称锆英石，日本称之为“风信子石”，它是十二月生辰石，象锆石征成功。（十二月生辰石还有绿松石、青金石）它的英文名字是Zircon，是地球上形成最古老的矿物之一。因其稳定性好，而成为同位素地质年代学最重要的定年矿物，已测定出的最老的锆石形成于43亿年以前。锆石为矿物名称，旧称锆英石，风信子石，透明者作为宝石，称锆石宝石。其来源一说可能是在阿拉伯文“Zarkun”的基础上演变而来的，原意是“辰砂及银朱”；另一说认为是来源于古波斯语“Zargun”，意即“金黄色”。第一次正式使用“Zircon”是在1783年，用来形容来自斯里兰卡的绿色锆石晶体。锆石的化学成分：硅酸锆；化学组成为Zr[SiO?]，晶体属四方晶系的岛状结构硅酸盐矿物。晶体呈短柱状，通常为四方柱、四方双锥或复四方双锥的聚形。锆石颜色多样，有无色、紫红、金黄色、淡黄色、石榴红、橄榄绿，香槟，粉红，紫蓝，苹果绿等，一般有无色、蓝色和红色品种。色散高，有金刚光泽。无解理。摩氏硬度7.5-8，比重大，达4.4-4.8。锆石主要组成化学元素锆石主要组成化学元素：锆石理论组成(wB%)：锆石的水蚀卵石ZrO?67.1，SiO232.9。有时含有MnO、CaO、MgO、Fe2O3、Al?O3、TR2O3、ThO2、U3O8、TiO2、P2O5、Nb2O5、Ta2O5、H2O等混入物。H2O、TR2O3、U3O8、(Nb,Ta)2O5、P2O5、HfO2等杂质含量较高，而ZrO2、SiO2含量相应较低时，其物理性质也发生变化，硬度和相对密度降低，且常变为非晶态。因而形成多种变种：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较高；曲晶石，含较高TR2O3、U3O8，因晶面弯曲而故名；水锆石，含H2O3~10%；铍锆石，BeO14.37%，HfO26.0%；富铪锆石，HfO2可达24.0%。锆石的物理特性锆石是无色、锆石四方柱不发育，四方锥发育的晶体淡黄、紫红、淡红、蓝、绿、烟灰色等。玻璃至金刚光泽，断口油脂光泽。透明到半透明。硬度7.5~8。相对密度4.4~4.8。因常具有放射性而引起自身的非晶化，透明度、光泽、密度、硬度均下降。X射线照射下发黄色，阴极射线下发弱的黄色光，紫外线下发明亮的橙黄色光。偏光镜下：无色至淡黄色，色散强，折射率大。No=1.91~1.96，Ne=1.957~2.04。均质体折射率降低，N=1.60~1.83。熔点2340~2550℃。氧化条件下，在1300~1500℃稳定；1550~1750℃分解，生成ZrO2SiO2。线性热膨胀系数5.0?10-6/℃（200~1000℃），且耐热震动，稳定性良好。高温下不与CaO、SiO2、C、Al2O3等反应，抗渣蚀能力强，不粘钢水。锆石按它的结晶程度分为高型（四方晶系，受辐射少或无，晶格没有或很少发生变化的锆石），低型（有多种非晶质混合物组成，结晶程度低，晶格变化大），中型（介于高和低之间），硬度由低型到高型发生变化，低型可低至6，高型可高至7.5，密度也一样从低型到高型逐渐变大，范围为3.90~4.73，锆石无解理，断口呈贝壳状，锆石较脆，常见边角有破损，称为纸蚀效应。有的锆石也可具猫眼或星光效应，只是比较罕见。锆石的鉴别特征汇总锆石在酸性和碱性岩浆岩中广泛分布，基性岩和中性岩中亦常产出。锆石的四方短柱状，四方双锥状。硬度大，金刚光泽。与金红石的区分是硬度大，金红石有完全解理。与锡石区别是锆石的密度较小。与独居石区别是锆石具四方柱状晶形，且硬度较大。锆石主要鉴定特征有：高折射率、强光泽、高双折射率、高密度、高色散和典型的光谱特征等。由于锆石色彩丰富，而且颜色深浅程度变化较大，因此，锆石可与任何颜色、透明度的宝石相混。最易于相混的宝石有钻石、尖晶石、金绿宝石、蓝宝石、红宝石、石榴子石、锆石宝石、托拍石等。锆石具有辐射性吗？锆石是常见的宝石用矿物，但是锆石往往含有放射性元素，故而有些锆石有放射性，特别是绿色的锆石，最好不要作为首饰佩戴，这样的锆石很可能有放射性。而且如果是首饰用的锆石，低型锆石也是不能接受的，低型锆石是由于放射性而晶体变为非晶体的锆石，也是有放射性的。但是，目前市面上正规销售的天然锆石首饰，基本上已经没有放射性，打击可以放心。怎样购买优质的天然锆石？怎样购买优质的天然锆石？主要依据因素是颜色、净度、切磨的款式和重量。锆石的最为流行的颜色为无色和蓝色，以蓝色者价值较高。无色锆石：是宝石级锆石的最优质品种，因其色散度高，透明无色，常用做钻石的代用品。蓝色锆石：是锆石的优质品种，价值最高，以鲜艳的蓝色，透明无暇和高的色散倍受人喜爱。锆石性脆，硬度比钻石低的多，当做饰品佩带时必须小心。锆石的热处理解释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。热处理步骤如下：首先样品放在封闭的坩埚里（一般放1kg），放进炉子中，在减压还原的条件下进行加热900~1000°C，约可使30%的样品达到宝石级。剩下70%颜色差但净度好的蓝色锆石，再经进一步加热可产生无色的锆石。这一步热处的目的是去除锆石中的褐色色调，以产生无色的锆石，同时产生白雾状效果。2）在氧化条件下进行热处理，温度达到900°C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。如蓝色锆石产生不悦目的绿蓝色或褐蓝色，这种部分恢复的锆石有时放在有木炭的坩埚里，加热至800~900°C，又可完全转为蓝色。此现象与因产地不同而导致的锆石中杂质成分的差异有密切关系。2.改变类型加热至1450°C，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的锆石。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容易发生碎裂和小破坑。锆石的辐照处理解释、锆石的辐照处理解释：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变品经辐照处理（X射线、γ射线、高能电子等）都可以恢复热处理前的颜色，甚至变深。天然产出的锆石在辐照下也会发生变色，如无色锆石在X射线照射下可变成深红色、褐红色或紫色、橘黄色；蓝色锆石在X射线辐照下可变成褐色—红褐色。但这类辐照改色锆石往往不稳定，在光照或加热时很快恢复原状。锆石的工业用途介绍提取Zr、Hf的主要矿物原料。锆石的主要工业用途如下：耐火材料;型砂材料;陶瓷原料；宝石原料。锆石极耐高温，其熔点达2750。并耐酸腐蚀。世界上有80%的锆石直接用于铸造工业、陶瓷、玻璃工业以及制造耐火材料。少量的锆石用于铁合金、医药、油漆、制革、磨料、化工及核工业。极少量的锆石用于冶炼金属锆。含ZrO265～66%的锆英石砂因其耐熔性(熔点2500℃以上)而直接用作铸造厂铁金属的铸型材料。锆英石砂具有较低的热膨胀性、较高的导热性，而且较其他普通耐熔材料有较强的化学稳定性，因此优质锆英石和其他各种粘合剂一起有良好的粘结性而用于铸造业。锆英石砂也用作玻璃窑的砖块。而锆英石砂和锆英石粉与其他耐熔材料混合还有其他用途。锆英石和白云石一起在高温下反应生成二氧化锆或锆氧(ZrO2)。锆氧也是一种优质耐熔材料，虽然其晶形随温度而变。稳定的锆氧还含有少量的镁、钙、钪或钇的氧化物，稳定的锆氧熔点接近2700,它抗热震，在一些冶金应用中比锆英石反应差。稳定的锆氧导热性低，在工业锆氧中，二氧化铪作耐熔物使用是无害的。金属形式存在的锆，主要用于化学工业和核反应堆工业，以及用于要求耐蚀、耐高温、特殊熔合性能或吸收特殊中子的其他工业，在美国，锆总消耗量中约有8%用于这些工业，而铪金属的唯一有意义的应用是用在军舰的核反应堆。锆金属用多段提炼法获得。最初锆英石在电炉中和焦炭反应产生碳氢化锆，然后氯化生成四氯化锆。镁还原四氯化锆法（Thekrollprocess）包括四氯化物的还原，它把镁金属放在一种惰性的气体中，用来获得海绵状锆金属。可以用碘化物热离解法精炼高纯度锆金属，在这一过程中，依靠金属和碘蒸气在200℃的温度下发生反应，并将易挥发的碘送往连接器中，使锆成为易挥发碘的形态，从而与大多数杂质分离。大约在1300℃的温度下，碘化物在加热的灯丝上被分离。灯丝上附着高纯度的锆。释放出来的碘从灯丝中转移，这种产物称为锆晶棒。鉴别天然锆石的四大方法用偏光仪可将均质体宝石的钻石、尖晶石、石榴子石等区分开来，因为，锆石是非均质宝石，在偏光镜下呈四明四暗的消光现象，而均体宝石为全消光或斑状消光。观测比较测折射率、密度、光谱、观察刻面边棱重影以及包裹体等，易将锆石与其余相似宝石区分来。硬度法用宝石的棱角在玻璃的表面轻轻划过如能在玻璃表面轻易划出痕迹的是锆石反之则是赝品。放大检测法用十倍放大镜从不同方向观看宝石，透过宝石观察宝石另一面如发现另一面的交角线条变成了双影，那就是锆石，如果还是单线则是赝品。钻石与锆石该如何区别？很多较好的锆石与钻石用肉眼很难分辨开来一、锆石是非均质体，从琢磨好的锆石刻面石顶面往下看，可以见到底部的棱面具有清晰的双影，而钻石则无此双影。二、钻石的硬度为10，而锆石的硬度为8。用锆石来刻划硬度为9的标准硬度片刻不动，便可与钻石区别。三、钻石的比重为3．52，而锆石的比重则达4．2以上。来源：珠宝生活（）