類質(zhì)同象對寶石礦物物理性質(zhì)的影響

1、類質(zhì)同象對寶石礦物物理性質(zhì)的影響類質(zhì)同象對寶石礦物物理性質(zhì)的影響 1對寶石礦物顏色的影響 類質(zhì)同象對于寶石礦物具有非常重要的意義，因為大部分寶石礦物是由于少量類質(zhì)同象 混人物而呈現(xiàn)各種美麗誘人顏色的?，F(xiàn)舉幾個具代表性的實例。 (1)剛玉 純凈的剛玉礦物是無色的，其化學(xué)成分為A12O3當(dāng)其中A13+被微量Cr3+替代(即Cr3+A13+)時則呈現(xiàn)玫瑰紅紅色色調(diào)，稱紅寶石；當(dāng)其中A13+被微量Ti4+和Fe2+等替代(即Ti4+Fe2+2A13+)時則呈現(xiàn)漂亮的藍(lán)色，稱藍(lán)寶石。Fe2+和Ti4+含量越高則藍(lán)寶石的藍(lán)色越深，反之越淺。我國山東藍(lán)寶石的深藍(lán)色就是其中含有過多的Fe所致。 (2)綠柱石

2、綠柱石的化學(xué)成分為Be3A12Si6O18，純凈的綠柱石是無色的。當(dāng)綠柱石的Be、A1被不同元素替代時，可以呈現(xiàn)不同的顏色，如綠色、黃綠色、藍(lán)色、黃色和粉紅色等。當(dāng)綠柱石中含有Cr、V等元素時，就呈現(xiàn)美麗的翠綠色，這就是祖母綠；當(dāng)含有Fe和Sc等元素時，呈現(xiàn)漂亮的藍(lán)色，這就是海藍(lán)寶石；當(dāng)含有Cs、Mn等元素時則呈現(xiàn)粉紅色紅色；當(dāng)含有Fe或U時則呈現(xiàn)黃色色調(diào)或黃綠色色調(diào)。 (3)電氣石 電氣石的化學(xué)成分為(Na,Ca)R3A16Si6O18 (O,OH,F)4，式中R主要為Mg、Fe、Cr、Li、A1、Mn等，這些元素之間復(fù)雜的類質(zhì)同象替代導(dǎo)致了電氣石的化學(xué)成分十分復(fù)雜，也導(dǎo)致了電氣石具有各種各

3、樣的顏色。在電氣石化學(xué)組成中，Mg2+Fe2+之間和Fe2+Li+、A13+之間呈完全類質(zhì)同象，其中3Fe2+2A13+Li+替代的負(fù)電荷不足，由附加陰離子中OH-被O2-替代來補償；Mg和Li之間的替代，以及Mg、Fe和Cr、Mn之間的替代都是不完全的。當(dāng)電氣石化學(xué)組成中R位以Fe為主時，則電氣石呈深藍(lán)色甚至黑色；當(dāng)R位以Mg2+為主時則電氣石呈黃色褐色；當(dāng)電氣石富含Li和Mn時則呈玫瑰色或淺藍(lán)色；當(dāng)電氣石富含Cr時則呈深綠色。(4)翡翠翡翠主要由硬玉礦物組成，硬玉的化學(xué)組成為NaAISi2O6。純凈的硬玉巖是白色的，但當(dāng)硬玉化學(xué)組成中的A1被不同元素替代時，則顯示不同的顏色：當(dāng)硬玉化學(xué)組成

4、中的A1 被Cr、V替代時，則翡翠呈誘人的綠色，綠色的深淺與替代程度有關(guān)，當(dāng)Cr的質(zhì)量分?jǐn)?shù)在12之間時，翡翠的顏色最美麗，呈濃艷的綠色，且為半透明，但當(dāng)Cr含量很高時，翡翠則呈不透明的黑綠色，即所謂的干青種翡翠；當(dāng)硬玉化學(xué)組成中的A13+被Fe3+替代時，則翡翠呈發(fā)暗的綠色(不像含Cr翡翠那么鮮艷、明快，而是呆板、缺乏靈氣)，若Fe3+只是少量替代A13+，翡翠呈淺綠色，若Fe3+大量替代A13+，則翡翠呈暗綠色，甚至墨綠色；當(dāng)硬玉化學(xué)組成中的A13+同時被Fe3+和Cr3+替代時，翡翠的顏色則視Fe3+和Cr3+相對比例而定。Cr3+較多則綠色鮮艷一些，F(xiàn)e3+較多時則綠色偏暗一些；當(dāng)硬玉化

5、學(xué)組成中的A13+同時被Fe2+和Fe3+替代時，則翡翠呈紫色，也有人認(rèn)為翡翠的紫色是由于含有Mn或K造成的。 2對寶石礦物折射率、相對密度和硬度的影響 類質(zhì)同象不但使寶石礦物的化學(xué)成分發(fā)生一定程度的改變，而且也在一定程度上影響它 的折射率和相對密度等物理性質(zhì)?，F(xiàn)舉幾個實例加以說明。 (1)電氣石 如前所述，電氣石的顏色基本上受類質(zhì)同象的種類和程度的影響，實際上電氣石的相對 密度和折射率也與類質(zhì)同象有密切聯(lián)系。鎂電氣石NaMg3A16Si6O18(BO3)3(OH)4中的Mg2+和鋰電氣石Na(Li,A1)，AI6O18 (BO3)3 (OH,F) 4中的Li+、A13+都有可能被Mn2+和F

6、e2+替代。研究表明，隨著電氣石成分中Mn、Fe的增加，電氣石的相對密度(303325)、折射率(n0=16351675，ne=16101650)和雙折射率(00160033)都隨之增大。 (2)綠柱石 在綠柱石Be3A12Si6O18。組成中，當(dāng)Be被Li替代(即Li+Be2+)時，所虧損的電荷主要由半徑較大的Cs+進(jìn)入綠柱石的結(jié)構(gòu)通道來平衡。含Cs越高，則綠柱石的相對密度(2629)、折射率(n0=15661602，ne=15621594)和雙折射率(00040009)也越高，Cs(Cs2O)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)最高可達(dá)413。 (3)橄欖石 在橄欖石(Mg,Fe) 2SiO4組成中，F(xiàn)e和Mg可以呈完全類質(zhì)同象(Mg2+Fe2+)，隨著其中Fe含量增加，不但橄欖石的顏色加深，而且它的相對密度(332337)和折射率(165 169)也逐漸增大，摩氏硬度(HM=657)也略有增加。 (4)黃玉 在黃玉Al2SiO4 (F,OH) 2的化學(xué)組成中，