Ross Sedawie

发布时间1st Dec 2023

修改时间7th Jan 2024

锆石宝石：特性、含义、价值等

石英矿是一种独特的稀土矿物或矿物系列，主要呈黑色或棕色。石英矿组的主要成员通常简称为“石英矿”，是含钇的石英矿-(Y)。

这种矿物相当重，密度甚至比黄铁矿还要高。

虽然石英矿物相当常见，但作为宝石却相当稀有。石英在很大程度上被认为是收藏家的宝石。

想要了解更多？我们为您准备好了！今天，了解一下石英的特性、用途、价格、历史等等！

石英宝石 上图：北卡罗来纳州扬西县汤姆罗斯矿的石英矿-(Y) 晶体簇；Richard Hauck 收藏 | 图片来源：Kelly Nash， CC-BY-SA-3.0

关于硅青铜

石英石是一种稀有的半宝石，主要为珍稀宝石收藏家所熟知。

这块石头有许多绰号，例如：

阿德尔叶石 / 阿德尔福石
安潘加贝特
安纳洛石
绿柱石
水辉石
水硅铝石
努埃维特
铀铌矿
乌拉诺坦塔尔/乌拉诺坦塔尔石
钇铁矿

但石英砂最出名的用途却是在宝石世界之外。

石英的用途

钐矿是一种含有钐的矿石矿物，钐是一种重要的稀土元素，也存在于独居石和氟碳铈矿中。钐是这三种矿物中的杂质。

钐的重要用途有：

钐钴永磁体——耐腐蚀和退磁性能强；常用于电机、扬声器、耳机、核磁共振成像仪、发电机
核反应堆控制棒——高中子吸收
药物的有机合成——还原剂和偶联剂；用于制造治疗癌症的药物紫杉醇和治疗骨癌疼痛的药物 Quadramet
地质年代仪——确定岩石的年龄和起源
化学反应催化剂— 用于电化学氮还原反应 (NRR)，这是一种实现碳中和的可持续能源替代品，以及从乙醇中去除水和氢

钐的其他次要用途包括：

碳弧灯（用于电影和电视）
打火机火石
光学及红外吸收玻璃

镱矿（Yb）是少数几种镱矿物来源之一，其他来源包括独居石、镱钇矿和磷钇矿。

1992 年进行了一项关于硅灰石的著名研究，当时 NASA 尝试在移动溶剂浮动区 (TSFZ) 法条件下生长硅灰石晶体，如下图所示。

美国宇航局于 1992 年进行的石英砂合成实验 上图：Paylod 指挥官 (PLC) Mark Lee 在日本太空实验室进行实验 M20（微重力条件下的硅锌矿晶体生长）| 图片来源：美国国家档案馆 - 静态图片，公共领域

锆石规格和特性

从技术上讲，石英矿是一系列矿物，其中主要的两种是石英矿-(Y)和石英矿-(Yb)，它们是唯一以“石英矿”命名的矿物。

石英砂的化学成分是什么？

石英矿-(Y)含有钇、三价铁、铌和氧。石英矿-(Y) 的化学式为 YFe3+Nb2O8。
石英镱含有镱、三价铁、氧和铌，有时还含有钽。石英镱的化学式为 YbFe3+(Nb,Ta)2O8 或 YbNbO4。

镱钇矿中常见的杂质有铀、钍、钙、亚铁、钽、铒、钇和镝。钐、铀、二氧化钛和铈是镱钇矿中常见的杂质。

铌铁矿组（铌铁矿超组的一部分）的化学式为 A3+B3+C5+2O8，其中：

A 可以是镱、钇、镧系元素、铀、钍或钙
B 可以是三价铁或锰（Mn2+）
C 可以是铌、钽或钛，但铌必须超过钽和钛

石英砂-(Y) 晶体呈棱柱状和短柱状、板状或细长状，末端呈金字塔形。更常见的是，矿物呈粒状、致密状和/或块状。

许多铌钇矿（Yb）晶体都是变晶，这意味着它们由于放射性衰变而失去了晶体结构，通常是由于铀杂质含量高造成的。

石英特性

这些是石英-(Y) 和石英-(Yb) 的性质，并在适用时注明了区别：

莫氏硬度：5-6
颜色：（Y）- 黑色、棕黑色；表面通常为棕色或黄棕色；（Yb）- 黑色；变质物质 - 棕色至黄棕色
晶体结构：单斜或斜方
光泽：（Y）- 玻璃状、树脂状或亚金属状；Yb - 玻璃状；变质材料 - 暗淡
透明度：不透明；有时薄碎片是透明的
折射率：(Y)-2.10-2.20；(Yb)-超过2.10
密度：(Y)-5.25-5.69；(Yb)-7.03
解理：（Y）- {010} 上不明显/较差；（Yb）- 无
断口：贝壳状
条痕：（Y）- 深红棕色、黄棕色或黑色；（Yb）- 棕色至黑色；变生物质 - 灰色
发光：无
多色性: 无
双折射：无（由于异晶化）
分散性：无

钇钽铁矿标本 - 萨马钛矿类型 上图：钇钽铁矿标本，小孔洞中含有砖红色黄铁矿晶体；来自典型产地（瑞典伊特比伟晶岩）；穆兰收藏 | 图片来源：Rob Lavinsky， iRocks.com – CC-BY-SA-3.0

石英砂的种类

以下是石英矿组矿物的完整列表：

钙铯铁矿: 斜方晶系； IMA 计算公式 (Ca,U4+)Fe3+(Nb,Ta,Ti)2O8 或 (Ca,Fe,Y)(Nb,Ta,Ti)O4
石川石：单斜晶系；IMA 化学式为 U4+Fe2+Nb2O8 或 (U,Fe,Y)NbO4
Samarskite-(Y) : 单斜晶系；分子式 YFe3+Nb2O8
钇铝石-(Yb) ：单斜晶系；化学式 YbFe3+(Nb,Ta)2O8
Shakhdaraite-(Y) ：单斜晶系；分子式 ScYNb2O8
斯里兰卡石：斜方晶系；IMA 测定其化学式为 ZrTi2O6 或 TiO2
钇钽铁矿-(Y) ：斜方晶系；分子式(Y,U,Fe2+)(Ta,Nb)(O,OH)4

但是谁首先发现了锆石？

锆石历史

铌铁矿最早是由德国矿物学家古斯塔夫·罗斯和德国地理学家兼博学家亚历山大·冯·洪堡发现的。他们于 1832 年左右在俄罗斯伊尔门山脉（西伯利亚）发现了这种矿物。

古斯塔夫·罗斯 (Gustav Rose) 于 1839 年首次描述了钽铁矿，但由于其含有铀和钽，因此将其称为“铀钽矿”。

1847 年，他的兄弟海因里希·罗斯 (Heinrich Rose) 发表了最新的分析结果，揭示了其主要含有铌，并称之为“铀铌矿”。

然而，海因里希·罗斯在 1847 年的描述中提出了另一个名字：samarskite。这个名字的由来？是为了纪念俄罗斯采矿工程师（兼俄罗斯采矿工程兵团参谋长）上校瓦西里·萨马尔斯基-比霍维茨，他给了罗斯高质量的样本进行研究。

1881 年，挪威地质学家 Waldemar Christofer Brøgger（或 Brögger）和瑞典化学家 Christian Wilhelm Blomstrand 发表了一种他们称之为“ ånnerödite ”的矿物的描述。

他们将其描述为“本质上是铀和钇的焦铌酸盐”，但其化学式与铌铁矿几乎相同。

但钐为何被命名为钐？

francois lecoq de boisbaudran 钐矿中钐的发现者 上图：François Lecoq de Boisbaudran，镓、钐、镝的发现者 | 图片来源： Orange.fr ，公共领域

钐的历史

瑞士化学家 Jean Charles Galissard de Marignac 于 1853 年首次利用光谱法在一种名为“氧化镝”的材料上观察到了钐。

19 世纪 70 年代末，北美发现了更多的石英矿。因此，科学家们青睐用石英矿来分离稀土元素。

1879 年，法国化学家 Paul-Émile (François) Lecoq de Boisbaudran（如上图所示）首次从钐矿中分离出并命名钐。

法国化学家 Eugène-Anatole Demarçay 于 1901 年首次分离出元素“自由基 Σ”（现称为铕）。此前，他在 1896 年发现 de Boisbaudran 的氧化钐样品受到了该元素的污染。

发现其他石英矿物

以下是随后发现的石英矿矿物列表：

钇钽铁矿-(Y) ：1802 年，德国化学家鲁道夫·赫尔曼在瑞典伊特比首次将其描述为“钇钽铁矿”， 1846 年将其描述为“钇钽铁矿”；1847 年，古斯塔夫·罗斯确定了其与铌铁矿的关系；2022 年，IMA 重新命名
石川石： 1922 年，Yuji Shibata 和 Kenjiro Kimura 在日本石川县首次发现了这种矿石，它是一种富含铀元素、稀土元素含量低的矿物，化学式为 YNbO4；1999 年，石川石被重新定义为 (U,Fe)NbO4
钙硅镁石： 1928 年，加拿大地质调查局的 Hardy Vincent Ellsworth 首次在加拿大安大略省描述了这种富含钙的硅镁石品种
斯里兰卡石： 1983 年，Alexander Willgallis、Eveline Siegmann 和 Theja Hettiaratchi 首次描述了产自斯里兰卡 Rakwana 的石种
钇铝石-(Yb) ： 2004 年由 Sarah L. Hanson 等人在美国科罗拉多州首次描述。
Shakhdaraite-(Y) ：于 2020 年首次向 IMA 提出，并于2022 年由 Pautov 等人针对来自塔吉克斯坦 Shakhdara 河的样本进行了描述