淘洗河砂时,盘底常留下一小撮无色、透亮、亮得有点扎眼的小颗粒,多数只有零点几毫米。它们可能是石英,也可能是锆石。分别的关键在光泽:锆石反光强得多,像刚擦过的金属,石英只是温润的玻璃感,并排一放就差开了。
金刚光泽是第一条:亮得发硬,不像玻璃
锆石的折射率在 1.92–1.96 之间,是常见透明矿物里最高的一档,反光强,表面呈金刚光泽。石英折射率只有 1.54 左右,光泽是玻璃型。同样粒径的两颗砂粒并排,锆石那一颗边缘更亮,内部有细碎的闪光,斜着看最明显,这一步不费事。
光泽判断要在干燥、有侧光的条件下做。颗粒打湿后表面覆一层水膜,光泽差别被抹平,两者看起来接近。把砂样摊在纸上晾干,用手机手电从低角度照,锆石会先跳出来,这一步不需要放大镜也能完成,比泡在水里看有效。
顶端那圈小晶面,是四方双锥留下的
锆石属四方晶系,理想晶形是四方柱加四方双锥。柱面有 4 个,锥面有 8 个,锥面在晶体顶端围成一圈,每个面都不大,相邻面之间的棱线短而密。这一圈小晶面就是野外认锆石最直观的标志,比光泽更容易讲清楚,转一圈能看到全部。
砂粒里的锆石多已磨圆,完整晶形少见,但顶端那一圈小面常保留下来,表现为颗粒一端的一圈斜面,反光时轮流发亮。粒径多在 0.1–0.5 毫米,超过 1 毫米的个体少见。看到一端圆、一端带小面的透明颗粒,优先判锆石,这类颗粒在砂里很显眼。
硬度 7.5、密度 4.6,淘洗时沉得最快
锆石硬度 7.5,高于石英的 7,在砂中被搬运磨损得慢,因此能长期保存。密度 4.6–4.7 克/立方厘米,是石英的 1.7 倍以上,淘洗时沉在盘底最深处,与磁铁矿、石榴子石一起构成重矿物富集带,黑色条纹里最容易找到,淘洗时先看这条带。
这两条也带来副作用。锆石常含铀和钍,具放射性,晶格因辐射损伤而部分非晶化,颜色由无色转为棕红、褐黄,密度和硬度随之下降。颜色偏深、表面浑浊的锆石,硬度可能已低于 7,不能再拿 7.5 去套,深色的按 7 记更稳妥。
混进来的是金红石和独居石,前者更红,后者更黄
金红石也是金刚光泽,但颜色偏红褐,折射率更高,达 2.6 以上,颗粒边缘常有明显的黑边,密度 4.2–4.3。独居石是黄褐色,树脂到玻璃光泽,硬度只有 5–5.5,密度 4.9–5.3,比锆石重,且常呈扁板状而不是柱状;三者密度都在 4 以上,光靠淘洗沉底分不开。
三者都是重矿物,都会在淘洗时富集,区分要综合光泽、颜色、硬度和晶形。用钢针轻划,独居石能留下痕,锆石和金红石留不下,这一划能把最容易混的一项先排除,剩下的再看顶端那圈小晶面,两步的顺序不要颠倒。
关键数据
下列数值来自矿物学教材的光性表与物性表,同一样品因放射性损伤程度不同会有偏移。测试前最好先看颜色深浅,深色的参数要往下调一档,否则容易对不上,深色样品尤其如此,测之前先把颜色和浊度记下来。
- 莫氏硬度 7.5,高于石英的 7。
- 密度 4.6–4.7 克/立方厘米。
- 折射率 1.92–1.96,呈金刚光泽。
- 四方晶系,柱面 4 个,锥面 8 个。
- 砂中常见粒径 0.1–0.5 毫米。
边界
磨圆程度高时晶面消失。经过长距离搬运的锆石可以磨成光滑卵形,顶端那圈小面全部磨掉,只剩金刚光泽可依。此时要与金刚石、闪锌矿区分:后两者硬度差别大,金刚石 10,闪锌矿只有 3.5–4,一划即知,先把最硬的一项排除。
光泽在细粒级失效。粒径小于 0.1 毫米时,反光面积太小,人眼分辨不出金刚光泽与玻璃光泽的差别,只能靠镜下折射率或重液分离。这类样品应送实验室处理,野外目视到此为止,不要凭感觉硬下结论,也不要估数。
参考文献
- 潘兆橹 主编.《结晶学及矿物学》(第三版). 地质出版社, 1994. —— 锆石条目。
- 王濮, 潘兆橹, 翁玲宝 等.《系统矿物学》. 地质出版社, 1982. —— 重矿物数据。
- 全国科学技术名词审定委员会.《地质学名词》. 科学出版社. —— 光泽术语。