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尖晶石
尖晶石为八面体形态、硬度大、尖晶石律双晶为特征。相似矿物锆石密度较大，一轴晶；石榴子石硬度小于尖晶石，常产于镁质灰岩与花岗岩类的接触变质带，与镁橄榄石、透辉石等共生。基性岩、超基性岩中的尖晶石，由岩浆直接结晶形成，与辉石、橄榄石、磁铁矿、铬铁矿及铂族矿物等伴生。在富铝贫硅的泥质岩石的热变质带亦可形成尖晶石，常与堇青石或斜方辉石共生。镁尖晶石是镁质耐火材料的主要结合相，也是尖晶石质耐火材料的主要物相。透明无暇、色泽美观者可作宝石。
目录
基本概述
结构组成
形态特征
历史
性质
工业应用
鉴定与评估
相关词条
参考资料
基本概述
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镁铝尖晶石
尖晶石是镁铝氧化物组成的矿物，因为含有镁、铁、锌、锰等等元素，它们可分为很多种，如铝尖晶石、铁尖晶石、锌尖晶石、锰尖晶石、铬尖晶石等。由于含有不同的元素，不同的尖晶石可以有不同的颜色，如镁尖晶石在红、蓝、绿、褐或无色之间；锌尖晶石则为暗绿色；铁尖晶石为黑色等等。尖晶石呈坚硬的玻璃状八面体或颗粒和块体。它们出现在火成岩、花岗伟晶岩和变质石灰岩中。有些透明且颜色漂亮的尖晶石可作为宝石，有些作为含铁的磁性材料。用人工的方法已经可以造出200多个尖晶石品种。
尖晶石是一族矿物，在自然界中形成于熔融的岩浆侵入到不纯的灰岩或白云岩中经接触变质作用形成的。有些出现在富铝的基性岩浆岩中。宝石级尖晶石则主要是指镁铝尖晶石，是一种镁铝氧化物。晶体形态为八面体及八面体与菱形十二面体的聚形。颜色丰富多彩，有无色、粉红色、红色、紫红色、浅紫色、蓝紫色、蓝色、黄色、褐色等。尖晶石的品种是依据颜色而划分的，有红、橘红、蓝紫、蓝色尖晶石等。玻璃光泽，透明。贝壳状断口。淡红色和红色尖晶石在长、短波紫外光下发红色荧光。历史上尖晶石的著名产地主要是缅甸、斯里兰卡、柬埔寨、泰国及中国的河南、河北、福建、新疆等。原苏联、非洲也有发现。特别是斯兰卡。
结构组成
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尖晶石砖化
化学成分为MgAl2O4、晶体属等轴晶系的氧化物矿物。尖晶石的晶体结构中，折光率：1.715-1.830，硬度：8，密度：3.58-4.62克/立方厘米。氧离子成立方紧密堆积，三价阳离子占据六次配位的八面体空隙，二价阳离子占据四次配位的四面体空隙。这种结构称为正常尖晶石型结构。如果二价阳离子和半数三价阳离子占据八面体空隙，另半数三价阳离子占据四面体空隙，则构成所谓反尖晶石型结构，或称倒置尖晶石型结构。磁铁矿(Fe2+FeO4)的结构即属此种类型。尖晶石化学成分中类质同象替代很普遍,常可含铁、锌、铬、锰等。八面体晶形很常见;还常以八面体面为双晶面和接合面构成双晶，称为尖晶石律双晶。无色，含色素离子时可呈红、蓝、绿、褐、黄等色,玻璃光泽。尖晶石由接触变质作用形成，或由岩浆结晶而产于基性、超基性火成岩中。透明而色泽艳丽的尖晶石是高档宝石材料。
等轴晶系，a0=0.8103nm(合成镁尖晶石)；Z=8。基本结构是氧按ABC顺序在⊥(111)方向堆积。四面体与八面体层相间，四面体与八面体数之比为1:2。正尖晶石结构，结构通式XY2O4，X为二价阳离子，Y为三价阳离子。其中X占据四面体位置，Y占据八面体位置。若结构中所有的X阳离子和一半的Y阳离子占据八面体位置，另一半Y阳离子占据四面体位置，则称反尖晶石结构，结构通式YO4。大多数天然尖晶石都具有介于这两种极端间的阳离子分布。六八面体晶类，Oh-m3m(3L44L36L29PC)。常呈八面体晶形，有时与菱形十二面体和立方体成聚形。常依(111)为双晶面和接合面构成尖晶石律双晶。
形态特征
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红色尖晶石
宝石级尖晶石则主要是指镁铝尖晶石，化学分子式为MgAl2O4，是一种镁铝氧化物。属等轴晶系。晶体形态为八面体及八面体与菱形十二面体的聚形。颜色丰富多彩，有无色、粉红色、红色、紫红色、浅紫色、蓝紫色、蓝色、黄色、褐色等。尖晶石的品种是依据颜色而划分的，有红、橘红、蓝紫、蓝色尖晶石等。玻璃光泽，透明。折光率1.715-1.830。均质体。硬度为8，密度3.58-4.62克/立方厘米。贝壳状断口。淡红色和红色尖晶石在长、短波紫外光下发红色荧光。
尖晶石与相似宝石、人造尖晶石的区别。红色尖晶石与红宝石十分相似，区别在于：红宝石有二色性，颜色不均匀，有丝绢状包裹体。尖晶石是均质体，无二色性，颜色均匀，固态包体为八面体。蓝色、灰蓝色、蓝紫色、绿色尖晶石与蓝宝石容易相混，区别在于：蓝宝石二色性明显，色带平直，有丝绢状包裹体和双晶面。两种宝石的密度、折光率、偏光性都不同。人造尖晶石颜色浓艳，均一，包裹体少，偶而有弧形生长线，折光率高，为1.727左右。红色人造尖晶石多仿造红宝石的红色，蓝色尖晶石多呈艳蓝色。天然尖晶石还可以根据内部包裹体的特征与人造尖晶石区别。
颜色、透明度、重量是尖晶石的评价与选购的依据。尖晶石有各种颜色，通常含有较多的包裹体，呈成层分布，透明度较好。红色尖晶石最受人欢迎，鲜红色，透明度高，重量大的是其佳品。有星光效应的尖晶石也较贵重。深红、大红、艳蓝、绿的尖晶石也较好。
历史
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蓝色尖晶石
尖晶石自古以来就是较珍贵的宝石。由于它的美丽和稀少，所以也是世界上最迷人的宝石之一。由于它具有美丽的颜色，自古以来一直把它误认为是红宝石。目前世界上最具有传奇色彩、最迷人的重361克拉的“铁木尔红宝石”(TimurRuby)和1660年被镶在英帝国国王王冠上重约170克拉的“黑色王子红宝石”(BlackPrince'sRuby)，直到近代才鉴定出它们都是红色尖晶石。尖晶石名称的来源，目前还缺少足够的证据。拉丁文“Spinells”、“Spina”的字面意思是“荆棘”，使人联想到尖晶石晶体的尖锐棱角。
世界上最迷人、最著名并富有传奇色彩的红色尖晶石是“铁木尔红宝石”。宝石重361克拉，产于阿富汗，颜色为深红色，没有切面，只有自然抛光面，几乎没有光泽，因而更加呈现出宝石的自然美。有人把这颗宝石称之为东方的“世界贡品”。从铭刻在宝石上的拥有者的标记可以知道，这颗宝石曾落到过鞑靼人征服者的手中。铁木尔1398年征服了德里，得到了这块宝石。1612年，宝石归属于英国王室。1851年，这颗宝石和其它几粒较小的宝石一起在世界大展中展出，并被作为“极大的尖晶石红宝石"记载在官方的清单中。后来它被送给了维多利亚女王，现在保存在英国伦敦白金汉宫的印度展览室中。在我国清代皇族封爵和一品大官帽子上用的红宝石顶子，几乎全是用红色尖晶石制成的，尚未见过真正的红宝石制品。世界上最大、最漂亮的红天鹅绒色尖晶石，重398.72克拉，是1676年俄国特使奉命在我国北京用2672枚金币卢布买下的，现存于俄罗斯莫斯科金刚石库中。尖晶石的英文名称为Spinel，意思是有尖角的结晶体。它是一种镁铝的氧化物，因此尖晶石和刚玉有联系。尖晶石的颜色多种多样，有红色、粉红色、紫红色、无色、蓝色、绿色等。作为宝石的尖晶石几乎是透明的镁尖晶石。
性质
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尖晶石
化学性质
理论组成(wB%)：MgO28.2，Al2O371.8。类质同像非常普遍。Mg2常可由Fe2、Zn2、Mn2类质同像替代，Mg-Fe、Mg-Zn之间可形成完全类质同像系列，其端员矿物分别称镁尖晶石MgAl2O4、铁尖晶石FeAl2O4、锌尖晶石ZnAl2O4。Al3则常为Cr3、Fe3、V3等代替；Al-Cr间为一完全类质同像系列，其二端员分别为镁尖晶石MgAl2O4和镁铬铁矿MgCr2O4。而Al3被Fe3、V3代替较为有限。Mn的类质象代替可达1%；Ti替代达0.5%。磁铁矿与钛铁晶石间为一连续固溶体，是由于2Fe3=Ti4Fe2代替形成的。
物理性质
无色、红、蓝、黄、粉红色等。玻璃光泽。解理不完全。硬度8。相对密度3.55(镁尖晶石)、4.39(铁尖晶石)、4.0~4.6(锌尖晶石)、4.04(锰尖晶石)。硬度和密度随成分中Fe3、Cr3等替代量的增高而增大。熔点2135±20℃。
偏光镜下：颜色随成分而变，无色、浅玖瑰色(镁尖晶石)、暗绿色(铁尖晶石)、浅灰白色(锌尖晶石)。尖晶石为均质体，但锌尖晶石可有光性异常。折射率：N=1.719(镁尖晶石)、1.835(铁尖晶石)、1.78~1.82(锌尖晶石)、1.92(锰尖晶石)。
工业应用
尖晶石具有陶瓷的优点，耐高温、耐磨损、耐腐蚀、抗冲击、高强度、高硬度、良好的电绝缘性能等，又具有蓝宝石晶体、石英玻璃的光学性能，在紫外、可见光、红外光波段具有良好的透过率。易制备大尺寸的光学透明尖晶石。具有比石英玻璃有更好的机械强度，高的热导率，更耐酸碱腐蚀。
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尖晶石
主要性能：
透过波段：0.2~6.5μm
抗弯强度：170MPa
抗压强度：560MPa
密度：3.58g/cm3
努普硬度：1350kg/mm2
杨氏模量：190MPa
熔点：2135℃
透过率：0.25~0.5μm＞80%,3-5μm＞85%
应用范围：
可用于导弹双波段制导（紫外、红外）光学整流罩，透明装甲光电对抗、瓦斯探测器窗口、棱镜、投影电视发光基片等。
鉴定与评估
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光学尖晶石
说尖晶石是宝石中的骗子似乎有些冤枉，却又符合实际，只要看看一些历史案例便可知。镶嵌在英国王冠中央的“黑太子红宝石”，在享受几百年的待遇后，最终被确认为红色尖晶石；一颗送给维多利亚女王的重达361克拉的“世界最迷人”的TIMUR“最终被确证为红色尖晶石；俄国女皇叶卡捷琳娜二世王冠上重389克拉的亦被确证为尖晶石等等，这类“案例”在皇室的档案中可谓比比皆是，不胜枚举。因而，红色尖晶石在古代即被称为“巴拉斯”。
这种“百年富贵，不知是谁”现象的出现，实际是由于一些尖晶石太漂亮、。尖晶石本身也有其特有的美，如光泽柔和、质地坚韧等等，更重要的是价格适中。尖晶石的区别可根据它无多色性、无偏光性；往往有八面体的晶体包裹体的特征进行。有时还要做一些仪器测试，如与石榴石的区别，要测定折光率、比重及荧光等才能区分。
无偏光性及二色性，有八面体包裹体为鉴定关键。
尖晶石中最迷人、最有价值的颜色是深红色，其次是蓝色和紫红色，其他杂色，如粉红色、紫褐色，颜色过浅或过深，价值就低。另外，瑕疵及包裹物的多少、切工好坏及大小对其价格也有一定的影响。市场上超过10克拉的高质尖晶石较少。除一些颜色好的品种外，颗粒大小不同，每克拉的差价不大。一般红色尖晶石最受欢迎。色泽鲜艳、磨工细致而无裂少瑕疵的红色尖晶石很好的代用品。
相关词条
磁黄铁矿
黄铜矿
方铅矿
辉银矿
雄黄
辉钼矿
铜蓝
锰矿
白铁矿
辰砂
黄铁矿
毒砂
闪锌矿
镍黄铁矿
斑铜矿
辉铋矿
金红石
刚玉
参考资料
http://www.jinshinc.cn/productShow.asp?id=43
http://www.risc.com.cn/readcp.asp?NewsID=1406