金紅石(英語:rutile)是一種主要成分為二氧化鈦礦物,在礦物學上屬於金紅石族[2]。屬於四方晶系,是二氧化鈦最穩定的型態。此外,二氧化鈦的同質多象變體還有板鈦礦銳鈦礦赤荻石英語akaogiite等。

金紅石
基本資料
類別氧化物礦物
化學式TiO2
IMA記號Rt[1]
施特龍茨分類4.DB.05
戴納礦物分類4.4.1.1
晶體分類複正方雙錐晶族 (4/mmm)
H-M記號: (4/m 2/m 2/m)
晶體空間群P42/mnm
性質
分子量79.88
顏色暗紅色、褐紅色、綠色、黃色、黑色等
晶體慣態針狀至短柱狀、長柱狀,雙錐狀
晶系正方晶系
雙晶具有膝狀雙晶、三連晶、環狀六連晶,少見心狀雙晶
解理[110] 完全解理,[100] 中等解理
斷口參差狀至次貝殼狀
韌性/脆性脆性
莫氏硬度6 - 6.5
光澤金剛光澤至金屬光澤
條痕灰黑、淡褐、淡黃色
透明性半透明至透明
比重4.2 - 4.3 ;富鐵、鉻可至5.5
折射率2.616 - 2.903
雙折射0.288 - 0.294
發光性紫外光下惰性
熔性熔於鹼性碳酸鹽
溶解度溶於磷酸
主要品種
鈦鐵金紅石黑金紅石

名稱

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其英文名稱起源於拉丁語rutilus,由18世紀德國著名地質學家維爾納命名,意為「淺紅色」[3]

成分

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金紅石屬於TiO2的三個同質多象變體之一,也是在自然界分布最廣的那個。常含Fe2+、Fe3+CrNbTaSn類質同象混入物。其中富含Fe時被稱為鐵金紅石。Fe2+和Nb5+(Ta5+)可與Ti4+構成異價類質同象替換,當Nb含量大於Ta時,稱鈮鐵金紅石,當Ta含量大於Nb時,稱為鉭鐵金紅石。金紅石的成分可以作為標型特徵:鹼性岩中的金紅石常富含Nb;基性岩岩漿碳酸鹽中的金紅石往往含V偉晶岩中的金紅石通常含Sn;月岩中的金紅石則富含Nb和Cr[4]

形態

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金紅石晶體質脆,屬四方晶系。常見完好的四方短柱狀、長柱狀或針狀,與形成條件有關;雙晶呈膝狀雙晶和三連晶以及環狀六連晶,也可見非常少見的心狀雙晶;集合體呈緻密塊狀。金紅石具有平行於柱面的兩組不明顯的解理

光學性質

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金紅石常見褐紅色、暗紅色,也可見黃色、橘黃色、綠色,鐵含量高者呈黑色。具金剛光澤至金屬光澤,半透明至不透明。

其光性為一軸晶正光性,折射率為2.616~2.903,雙折射率為0.288~0.294[5]色散為0.280~0.330。具多色性:黃至褐色,暗紅色至暗褐色;鉭鐵金紅石為灰、黃、棕黃,綠,紅棕;鋁鐵金紅石為黃綠、紅褐,暗褐綠、褐黑。

紫外螢光燈下呈惰性。

產地&產狀

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金紅石形成於高溫條件,主要產於變質岩系的含金紅石石英脈和偉晶岩脈中,此外常在火成岩中作為次生礦物出現,或以粒狀見於片麻岩中。由於其良好的化學穩定性,在經過岩石風化後,也常見於砂礦中。

大而漂亮的金紅石晶體主要產於澳大利亞巴西美國墨西哥挪威馬達加斯加瑞士[6]。其它產地還有俄羅斯法國中國湖北山西等。

應用

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天然金紅石作為礦物包體十分常見,如金紅石發晶紅寶石藍寶石等,常常是寶石各種特殊光學效應的成因之一。合成金紅石曾被用於仿鑽,被稱為「五色鑽」[7]。黑色金紅石曾被切磨成刻面寶石以用於喪禮首飾[6]

金紅石是煉的礦物原料。鈦合金廣泛運用於軍工、化工等領域。人工金紅石可製造優質的電焊條;鈦白粉可用於製造白色顏料、油漆、塗料、人造絲的減光劑、白色橡膠和高級紙張的填料[4]

參閱

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外部連結

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參考文獻

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  1. ^ Warr, L.N. IMA–CNMNC approved mineral symbols. Mineralogical Magazine. 2021, 85 (3): 291–320. Bibcode:2021MinM...85..291W. S2CID 235729616. doi:10.1180/mgm.2021.43 . 
  2. ^ 王濮. 系统矿物学.. 系统矿物学. Di zhi chu ban she. 1984. OCLC 298797002. 
  3. ^ 金红石:宝石界低调而璀璨的“最佳助手”_金属. www.sohu.com. [2022-07-15] (英語). [失效連結]
  4. ^ 4.0 4.1 潘兆櫓. 结晶学及矿物学. 结晶学及矿物学. Di zhi chu ban she. 1984-. OCLC 15411783. 
  5. ^ 張蓓莉. 系统宝石学. 系统宝石学. Di zhi chu ban she. 2006. ISBN 7-116-04822-7. OCLC 305244774. 
  6. ^ 6.0 6.1 李婭莉. 宝石学教程. 宝石学教程. Zhong guo di zhi da xue chu ban she. 2016. ISBN 978-7-5625-3926-1. OCLC 1050881103. 
  7. ^ 钻石与五色钻的区别 如何辨别钻石与五色钻-钻石课堂-钻石小鸟官网. www.zbird.com. [2022-07-15]. (原始內容存檔於2022-07-15).