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紅柱石與藍晶石、矽線石為同質多象變體。其英文名稱 (Andalusite) 來自礦物的首次發現地——西班牙的安達盧西亞(Andalusia),但直至在斯里蘭卡、特別是在巴西發現寶石級紅柱石后,人們才第一次將紅柱石歸入寶石類別中。
一、紅柱石的基本性質
(一) 礦物名稱
紅柱石(Andalusite),在礦物學中屬于紅柱石族。
(二)化學成分
紅柱石是一種島狀鋁硅酸鹽礦物,化學成分為 A12SiO5,可含有 V、Mn、Ti、Fe 等元素,其中 A13+ 常被 Fe3+,Mn2+ 替代,一些紅柱石在生長過程中還可以捕獲細小石墨及粘土礦物的顆粒,并可在紅柱石內部呈定向排列,在其橫斷面上形成黑十字,而縱斷面上呈與晶體延長方向一致的黑色條紋,這樣的紅柱石被稱為空晶石。紅柱石、矽線石和藍晶石 3 種礦物,有相同的化學組成(A12SiO5),但卻具有不同的晶體結構,因此物理性質稍有不同。
(三) 晶系及結晶習性
紅柱石為斜方晶系。通常為柱狀晶體,晶體的橫斷面幾乎呈正方形。紅柱石的柱狀集合體常呈粒狀、放射狀,形似菊花,又稱為菊花石。
(四) 光學性質
1.顏色
紅柱石顏色褐綠色、黃褐色,也有綠色、褐色、粉色、紫色等。
2.光澤及透明度
紅柱石為玻璃光澤。寶石級紅柱石透明至半透明,影響透明度的主要因素是內部的包體。
3.光性
紅柱石為二軸晶,負光性。
4.折射率與雙折射率
紅柱石的折射率值在 1.634—1.643(±0.005),近無色的紅柱石折射率較低,靠近上述范圍的低值,綠色的紅柱石折射率值則靠近高值。錳紅柱石的折射率值受 Mn3+ 類質同象替代的影響可高達 166—1.69。紅柱石的雙折射率為 0.007—0.013,錳紅柱石的雙折射率為 0.029。
5.多色性
紅柱石的多色性很強為三色性,肉眼可見。通常為褐黃綠、褐橙和褐紅色。
6.發光性
通常紅柱石在長波紫外光下無熒光。馬薩諸塞州產的紅柱石在短波紫外光下可有褐色的熒光,巴西產的褐綠色紅柱石在短波紫外光下呈深綠色或黃綠色熒光。
7.吸收光譜
綠色、淡紅褐色的紅柱石顯鐵的吸收譜,在 436nm 和 445nm 處吸收,由 Mn 致色的深綠色紅柱石可在黃一綠區 555.3nm、550.5nm,綠區 547.5nm 和藍一綠區 518nm、595nm,紫區 55nm 有吸收帶。
(五)力學性質
1.解理
紅柱石可見一組平行 (110} 方向的中等解理,斷口呈參差狀。
2.硬度
摩氏硬度為 7~7.5。
3.密度
紅柱石密度隨成分不同也有一個變化范圍,一般為 3.13~3.60g/cm3,寶石級紅柱石常見的密度實測值為 3.17(土 0.04)g/cm3。
(六) 內外部顯微特征
紅柱石包體主要為磷灰石、金紅石、白云母、石墨及各種粘土礦物。一些礦物包體還具有十分完整而特征晶形,如短柱狀磷灰石微晶和針狀金紅石等等,氣液包體也是紅柱石中常見的包體,此外在顯微鏡下還常見色帶、解理、雙晶紋等生長結構。空晶石中的包體為黑色炭質包體,呈十字形分布。
二、紅柱石的品種
根據物質組、結構特征、工藝美術等方面的差異,可將寶石級紅柱石分為兩個品種。
1.普通紅柱石
呈淺紅、肉紅、褐紅、紅褐、綠、深綠、黃、灰白等色,顯玻璃光澤,透明至半透明。質優者可以加工成刻面型和弧面型寶石,后者可顯示出貓眼效應。巴西、斯里蘭卡、西班牙、美國、中國等國均有產出。
2.空晶石
空晶石或短空晶石是紅柱石的一個變種,為不透明礦物,在白色、灰色、微紅色或淺褐色底色的中心,有十字形的暗色條帶。這種十字形條帶由炭雜質聚集而成,從晶體的一端伸向另一端,條帶的大小和形態各不相同,在截面上可以看得很清楚。
三、紅柱石與相似寶石的鑒別
1.電氣石
電氣石的密度和折射率變化范圍與紅柱石大致相同,但雙折射率高,可見明顯的重影現象;電氣石具二色性,而紅柱石具明顯三色性。
2.變石
變石折射率 1.746~1.755,密度為 3.73g/cm3,均高于紅柱石,變石在日光下可呈黃褐、灰、藍綠色,在白熾燈下可呈橙、褐紅至紫紅色,可根據變石在日光和白熾燈光下顏色的變化來區分變石和紅柱石。
3.托帕石
托帕石密度為 3.53g/cm3,高于紅柱石,且無特征吸收光譜。
4.賽黃晶
賽黃晶可能與不常見的粉紅色紅柱石相混淆,賽黃晶雙折射率較低,為 0.006,相當穩定。
四、紅柱石的產狀、產地簡介
紅柱石為富鋁的巖石在低溫高壓變質作用下的產物,主要產于板巖、片巖或片麻巖當中。與矽線石、堇青石、石榴石等礦物共生,也有少量紅柱石作為碎屑礦物產于偉晶巖和花崗巖中。紅柱石產于河床及山坡下的砂礦之中,由紅柱石的變質巖經風化搬運富集而成。紅柱石的主要產地有巴西(絕大部分為深綠色富錳的品種)、美國(加利福尼亞州、科羅拉多州、新墨西哥州、賓夕法尼亞州、緬因州和馬薩諸塞州)、東非、西班牙、斯里蘭卡、緬甸,比利時有 Fe 致色的藍色紅柱石產出。我國紅柱石儲量也較豐富,河南和山東年產量約 8000t,另外北京西山盛產放射狀紅柱石—菊花石。2003 年,我國目前最大的紅柱石礦床在新疆被發現,經初步估算,該礦床遠景資源量達 2.13 億 t。
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