锆石的化学成分

错石的化学成分-CAL-FENGHAI.NetworkInformationTechnologyCompany.2020YEAR错石的化学成分研究摘要：在分析前人资料的基础上，简要地介绍了锆石的化学成分等特征。通过X一射线荧光光谱分析和激光剥蚀电感耦合等离子体质谱仪(LA-ICP-MS)对部分矿区的锆石的化学成分进行了研究。关键词：锆石结构形态化学成分微量元素非晶质化锆石简介锆石是一种硅酸盐矿物，它是提炼金属锆的主要矿石，含有Hf、Th、U、TR等混入物。锆石的主要化学成分：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。色散为0.039(高)。光泽为强玻璃光泽至金刚光泽。无解理。摩氏硬度6〜7.5，比重大，密度：多数在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。锆石的化学成分理论化学组成(wB%)：ZrO267.22%，SiO232.78%。有时含有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等杂质含量较高，而ZrO、SiO2含量相应较低时，其物理性质也发生变化，硬度和比重降低。锆石一般具弱放射性，有些锆石英因含U、Th等，因放射性较强而产生非晶质化现象，这种锆石硬度可降至6，比重可降至3.8。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%。有些锆石因含U、Th等，由于放射性较强而产生非晶质化，变为非晶态锆石的结构形态锆石是硅酸盐类矿物，按其物理性质和化学成份可分为高型和低型两个变种。结晶完整的晶体多为“高型”；晶体极差或无晶者为“低型”。由于放射性元素，使得锆石的内部结构遭到破坏，根据内部结构特点，分为高型锆石、中型锆石和低型锆石三种。但就宝石价值来说，高型锆石价值较高。锆石的晶体属四方晶系，a0=0.662nm,c0=0.602nm；Z=4。结构中Zr与Si沿c轴相间排列成四方体心晶胞。晶体结构可视为由［SiO4］四面体和［ZrO8］三角十二面体联结而成。［ZrO8］三角十二面体在b轴方向以共棱方式紧密连接。复四方双锥晶类，D4h-4/mmm（L44L25PC）。晶体呈四方双锥状、柱状、板状，且形态与成分密切有关。主要单形：四方柱m、a，四方双锥p、u，复四方双锥*。可依成膝状双晶。可与磷钇矿成规则连生。矿区研究：山东昌乐锆石的化学成分研究1.样品来源本文锆石样品（图2）主要来源于山东省昌乐县境内的五图 北岩蓝宝石砂矿（图3）中，作为蓝宝石矿区的一种重要伴生矿物产出。样品是从对大颗粒蓝宝石进行挑选后剩下的各种矿物的混合物中挑选出来的。2.化学成分锆石的化学式为ZrSiO4，化学成分中ZrO2和SiO2的理论值分别为67.1%和32.9%，经常含有类质同象混入物Hf,也常含Th,Y,Ca,Nb,Ta,Al,Mg,Mn,U等。笔者通过X-射线荧光光谱分析和激光剥蚀电感耦合等离子体质谱仪（LA-ICP-MS）对其化学成分进行了研究。2.1X-射线荧光光谱分析表1结果显示，Zr-1,Zr-2,Zr-3三类样品中主元素ZrO2和S1O2的质量分数逐渐递减，表明一定有更多的杂质离子以类质同象替代了结构中的Zr和Si•离子°ZrO2和SiO2的质量分数逐渐降低，引起锆石的非晶质化，从而使样品的物理性质发生改变。样品中杂质元素的质量分数较高的主要是A12O3.CaO.Fe2O3.Y2O3和BaO,其中Fe2O3的质量分数从Zr-1到Zr-3逐渐递减，与其黄色调逐渐减少具有一定的关系。三类样品中Y2O3的质量分数非常相近。Zr-3中还有微量的As2O3。2.2LA-ICP-MS测试微量元素⑴杂质元素中P,Ti,Sc等的质量分数较大，尚有少量的Cu,Zn,Co,Ni,Mo等元素。其中最典型的是Sc的质量分数非常高，说明红锆石与基性岩石有成因联系。因为所有的资料研究均表明，Sc在基性和超基性岩中比在中性、酸性和碱性岩中有较高的质量分数。哀I昌乐皓石的牛射嫉菟光光谱分析Table1X-rayfluorescenceanalysisgurconsfromChangle 耻七/%样「品血ACW顿由YKJ]twi（失量Toes]Zrl旺邛0.1D00.130CU9O.&jaT351gMd,酣手%1双0.47100.100Zr36L790.朋5立海0,逐0.190.50Q.师w130.CO_⑵放射性元素主要是U和Th,其次还有少量的Ua,Ue,Sr,Nb等。大量研究表明，不同成因锆石具有不同的Th,U质量分数及Th/U比值。岩浆锆石的Th,U质量分数较高，Th/U比值一般大于0.4,变质锆石的Th,U质量分数低，Th/U比值一般小于