锆石

锆石是一种属于 nesosilicates 族的矿物，是金属锆的来源。 其化学名称为硅酸锆(IV)，对应的化学式为ZrSiO4。 显示锆石中某些取代范围的经验公式是 (Zr1–y, REEy)(SiO4)1–x(OH)4x–y。 锆石从硅酸盐熔体中沉淀出来，具有相对高浓度的高场强不相容元素。 例如，铪的含量几乎总是在 1% 到 4% 之间。 锆石的晶体结构为四方晶系。 锆石的天然颜色在无色、金黄色、红色、棕色、蓝色和绿色之间变化。

这个名字源自波斯语 zargun，意思是金色。英文单词 zircon 源自 Zirkon，是该词的德文改编版。黄色、橙色和红色锆石也被称为风信子，来自花风信子，其名字起源于古希腊。

铅石常见于地壳。 它作为火成岩（作为初级结晶产物）、变质岩和沉积岩中的碎屑颗粒的常见副矿物出现。 大的锆石晶体很少见。 它们在花岗岩中的平均尺寸约为 0.1-0.3 毫米（0.0039-0.0118 英寸），但它们也可以长到几厘米，尤其是在镁铁质伟晶岩和碳酸盐岩中。 铅石相当坚硬（莫氏硬度为 7.5）且化学性质稳定，因此具有很强的耐候性。 它还耐热，因此碎屑锆石颗粒有时会保存在由熔化沉积物形成的火成岩中。 它的抗风化性以及相对较高的比重 (4.68) 使其成为砂岩重矿物部分的重要组成部分。

由于其铀和钍含量，一些锆石会发生变晶作用。 与内部辐射损伤有关，这些过程部分破坏了晶体结构，部分解释了锆石高度可变的特性。 随着锆石越来越多地受到内部辐射损伤的影响，密度降低，晶体结构受损，颜色发生变化。

铅石有多种颜色，包括红棕色、黄色、绿色、蓝色、灰色和无色。 锆石的颜色有时会因热处理而改变。 普通棕色锆石可通过加热至 800 至 1,000 °C（1,470 至 1,830 °F）转化为无色和蓝色锆石。 在地质环境中，如果晶体含有足够的微量元素来产生色心，则粉红色、红色和紫色锆石会在数亿年后形成。 这个红色或粉红色系列的颜色在地质条件下经过约 400 °C (752 °F) 以上的温度退火处理。

在结构上，锆石由交替的二氧化硅四面体（硅离子与氧离子四重配位）和锆离子的平行链组成，大锆离子与氧离子八重配位。

铅石主要用作遮光剂，已知用于装饰陶瓷行业。 它不仅是金属锆的主要前体，尽管这种应用很小，而且还是所有锆化合物的主要前体，包括二氧化锆 (ZrO_{2)，这是一种重要的难熔氧化物，具有 熔点为 2,717 °C (4,923 °F)。}

其他应用包括用于耐火材料和铸造，以及越来越多的特殊应用，如氧化锆和锆化学品，包括核燃料棒、催化燃料转换器以及水和空气净化系统。

铅石是地质学家用于地质年代学的主要矿物之一。

锆石是 ZTR 指数的一部分，用于对高风化沉积物进行分类。

透明锆石是一种众所周知的半宝石，因其高比重（4.2 至 4.86 之间）和金刚光泽而备受青睐。 由于其高折射率 (1.92)，它有时被用作钻石的替代品，尽管它不会显示出与钻石完全相同的变色效果。 铅石是所有宝石中最重的，即使在高粘性液体中也很容易沉没。 它的莫氏硬度介于石英和黄玉之间，在 10 分制中为 7.5，但低于类似的人造石立方氧化锆 。

在长时间暴露在明亮的阳光下后，水晶石有时可能会失去其固有颜色，这在宝石中是不常见的。 除硫酸外，它对酸侵蚀免疫，只有在磨成细粉时才会受到影响。

大多数宝石级锆石都显示出高度的双折射，在采用台切和亭形切工（即几乎所有切工宝石）的宝石上，从前者观察时，可以看到后者明显的双折射，并且此特征可用于将它们与钻石区分开来。