独居石,又称磷矿,化学成分为(Ce,Y,La,Th)PO4,是一种常见的副矿物。它主要产出于中酸性岩浆岩和
变质岩中,也存在于一些
沉积岩中。独居石
晶体为
单斜晶系,常呈板状、板柱状或楔状,颜色为黄褐色、棕色或红色,具有
没药树或玻璃光泽,
莫氏硬度为5-5.5,比重为4.9-5.5。独居石常具放射性,早先发现这种矿物会放射-232,之后会吸收慢中子而变成-233,而铀-233可作核燃料之用。独居石主要用于提取
ree和钍,产区以巴西、
印度、
斯里兰卡、
澳大利亚、
南非和
东北地区为主。其中,巴西、印度等国已禁采。
简介
概述
独居石这个名字是源于它经常以单晶体存在而来的。它是一种含有铈和镧的磷酸盐矿物,是一种
稀土矿,中文学名“磷铈镧矿”,(Ce,Y,La,Th)PO是提炼铈、镧的主要矿物,商业的主要来源。早先发现这种矿物会放射钍-232,之后会吸收慢中子而变成铀-233,而铀-233可作核燃料之用。1940合成又发现该
矿石,可合成钚-239。而钚-239常被用在核子反应炉及
核武器中。铈可用来作合金、
打火石、抛光等的材料。此外,很多时候独居石中还含有钍,因此也可用来提炼钍。
组成
Ce(PO)或(Ce、La)PO,理论含量CeO34%~99%,LaO34.74%。
性质
独居石是稀土金属矿的主要矿物之一,常含钍、锆等。
单斜晶系,
晶体呈细小板状。棕红、黄或黄绿色,油脂光泽或玻璃光泽,贝壳状至参差状断口。性脆,硬度5~5.5,密度4.9~5.5g/cm 。在紫外光照射下发鲜绿色
荧光。因常含铀、钍、镭,故具有放射性。主要产于
伟晶岩、
花岗石及其与之有关的期后矿床中,共生矿物可有
氟碳铈矿、
磷钇矿、
锂辉石、
锆石、
绿柱石、
磷灰石、
金红石、
钛铁矿、
萤石、
重晶石或
铌铁矿等。由于独居石的化学性质比较稳定、密度较大,故常形成滨海
砂矿和冲积砂矿。独居石溶于
硫酸,与
氢氧化钾溶合后加
仲钼酸铵便出现
磷钼酸铵黄色沉淀。
质量标准
砂矿经选别富集获得的干燥独居石精矿质量应符合稀土行业标准XB/T104-2000(以干矿品位计算)。
天然宝石
金属矿产之一。化学成分(Ce,La,Y,Th)PO。属
单斜晶系,单晶体呈板状或似楔形,或各向等长状。浅黄色至浅红褐色。强玻璃光泽或松脂光泽至
蜡状光泽,微透明至透明。硬度5-5.5,密度4.9-5.5g/cm 。世界上出产宝石级独居石的国家有美国、
玻利维亚等。透明宝石个体不大,已知最大者约5克拉。不透明的大
晶体用于琢磨弧面型宝石。独居石的英文名称Monazite来自希蜡文monazem,意为无伴独居之意,寓意矿物产出稀少(注:中国收藏大辞词)。
结构形态
独居石产于
花岗石、正长岩、
片麻岩中,也常形成
砂矿。它的颜色呈棕红、黄、褐黄,有油脂光泽。其晶体形状或是板状或是柱状,
单斜晶系,斜方柱晶类。晶面常有条纹,有时为柱、锥、粒状。因成分中含铀、钍元素,具一定放射性(通常量很低,无须特别保护)。独居石的颜色较艳丽,这种矿物的
晶体大都小,粗大者且透明,在国外可用作宝石(无商业价值,多为收藏品)。图中独居石晶体是一颗贯穿
双晶,极其漂亮,若晶体够大,是珍贵收藏品。
资料
产地
具有经济开采价值的独居石主要资源是冲积型或海滨砂矿床。最重要的海滨砂矿床是在
澳大利亚沿海、巴西以及
印度等沿海。此外,
斯里兰卡、
马达加斯加、
南非、
马来西亚、
东北地区为主、
泰国、
韩国、
朝鲜等地都含有独居石的重砂矿床。我国
白云鄂博矿区也是独居石的重要产地,但优良大
晶体稀少。
独居石的生产呈下降趋势,主要原因是由于
矿石中钍元素具有放射性,对环境有害。其中,巴西,印度等国已禁采。
特征
独居石内部经常出现复杂的分区,每一区域可能都记录了独居石所经历的结晶、变质、热液蚀变等复杂的历史过程。因此,在进行
微区分析前,详细研究独居石的形貌和内部结构对解释独居石的U-Pb年龄、微区化学成分和
同位素以及微量元素组成的成因至关重要。
矿物学研究表明,独居石为黄、褐、红褐色,
薄片中为黄色或无色,
单斜晶系,β = 104°24',常呈自形-他形粒状、短柱状
晶体,正高-极高突起,
折射率随着钍含量增多而增高,糙面显著,干涉色高达三级中至高级白。同时独居石以其独有的偏光
显微镜下亮黄色、突起高、干涉色高、多色性不明显,以及由于U-Th的放射性导致的多色晕环,背散射下为亮白色等特征,可与一般矿物区别。如独居石与
锆石的区别在于锆石的突起高,无完好解理,为一轴晶。独居石与
榍石的区别是石的双折射率比它更高,干涉色为高级白。独居石与
橄榄石、
绿帘石等的区别在于前者的光轴角较小。独居石与磷矿的区别是后者
折射率较低(No约1. 72) ,而独居石很少低于1.78,此外,紫外光下独居石呈碧绿色,而磷钇矿保持通常颜色或发浅绿黄色。
岩浆独居石呈浅黄色、棕褐色,透明或油脂光泽,具柱状、近等轴状或浑圆状晶形,属
单斜晶系,粒度大小约100 ~200μm,典型特征是独居石单颗粒的稀疏分布,颗粒以填隙形式或包含在原生矿物( 最常见的是
石英、
长石和岩浆
黑云母) 内。单偏光镜下为淡黄绿色,沿着裂隙周围分布着暗棕色到黑色的
氧化铁杂质。阴极发光图像显示独居石发紫红色或酱红色,发光较弱且发光分布不均匀,一般在裂隙附近发光较强,在氧化铁浓集最大的边缘,发光亮度大。背散射(BSE) 图像显示独居石结构均匀,通常无环带或个别颗粒存在较宽且平直的
岩浆环带,岩浆环带的宽度可能与独居石结晶时岩浆的温度有关,高温条件下微量元素扩散快,常常形成较宽的结晶环带,低温条件下微量元素的扩散速度慢,一般形成较窄的岩浆环带。
热液独居石呈灰棕色,细粒状、粒状,多呈自形-半自形,晶形细小,表面可能会有溶蚀,颗粒大小\u003c50μm,可含有细小的
石英、云母、
绿泥石等包体。典型特征是在小区域内成簇的由5~20个( 或者更多) 颗粒的不规则集合体形态存在,独居石颗粒可能与
硫化物和
氧化物交生,并形成与硫化物和氧化物成分相关的边缘,光学显微镜下以高突起、高双
折射率和微弱的黄——褐色多色性为特征,多以包裹体形式产于次生石英、
角闪石,次生
钠长石和片状
硅酸盐中,尤其是一些存在于次生的石英和钠长石中的常呈自形和
棱柱状,而片状硅酸盐中的常呈扁状和平状。
应用价值
独居石独居石化学组成为(Ce、La、Nd、Th)PO、
晶体属
单斜晶系的磷酸盐矿物。独居石是主要的
稀土矿,轻稀土(铈组)氧化物占39—74%,重稀土(钇组)氧化物占0~5%,颜色以黄色为主,次为浅黄、黄白等色。
ree在黑色和有色冶金、玻璃和陶瓷生产、电子、电气照明、电视和激光技术、化工工业、医疗和农业生产领域中得到广泛的应用。在与
花岗石有关的热液矿床中也有产出。此外,常可富集形成
砂矿。独居石是提取铈族稀土元素的重要矿物原料。由于成分中经常有钍代替铈,ThO含量最多可达30%,在提取铈时,可综合提取钍。
生成状态
产在花岗岩及
花岗伟晶岩中;稀有金属
碳酸岩中;云英岩与
石英岩中;云霞正长岩、长霓岩与碱性正长
伟晶岩中;阿尔卑斯型脉中;
混合岩中;及风化壳与砂矿中。
参考资料
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