板钛矿

更新时间:2022-08-26 11:35

板钛矿是二氧化钛的另一种同质异象矿物。化学成分为TiO2,含钛59.95%。斜方晶系。与金红石和锐钛矿成同质三象。晶体呈板状、叶片状。淡黄、褐到黑色,条痕浅黄色、浅灰至褐色,透明或半透明,金刚光泽或半金属光泽。

简介

提炼矿物原料二氧化钛的另一种同质异像矿物。化学成分为TiO2。含钛59.95%。斜方晶系。与金红石和锐钛矿成同质三象。晶体呈板状、叶片状。淡黄、褐到黑色。条痕浅黄色、浅灰至褐色。透明半透明金刚光泽半金属光泽莫氏硬度5.6~6。密度3.9~4.1g/cm3。产于区域变质岩系的石英脉中,或作为火成岩副矿物,有时产于接触变质岩石中,也是沉积岩的一种造岩矿物。主要产于变质岩中的阿尔卑斯型矿脉,也见于热液蚀变、接触变质作用及砂矿中。著名产地有美国阿肯色州磁铁矿湾(magnet cove)、瑞士蒂洛尔(tirol)、俄国乌拉尔以及巴西、英国等。透明-半透明晶体,因色散高、出火强,少数鲜红色者色泽胜过红宝石;而一些浅黄色者可用作钻石代用品。

板钛矿TiO2

晶体化学性质

板钛矿属斜方晶系,在板钛矿晶体结构中,O形成歪曲的四层最紧密堆积,层平行(100)晶面,Ti在八面体空隙中,每个[TiO6]八面体有三个棱角同周围三个[TiO6]八面体共用,这些共用的棱角比其他棱角要短些,Ti微偏离八面体中心,形成歪曲的八面体。[TiO6]八面体平行c轴组成锯齿形链,链与链平行(100)联结成层。

化学性质

板钛矿的分子式也与金红石相同,化学式为TiO2,Ti 59.95%,O 40.05%。成分中含有少量的Fe3+,有时Fe2O3可达4.5%;含少量Nb2O5及Ta2O5。仅以板状晶体与金红石、锐钛矿相区别。成分中Ti可被Fe3+、Nb5+、Ta5+代替。富含Fe者称铁板钛矿,富含Nb者称铌板钛矿。

物理性质

板钛矿晶体呈板状、叶片状。颜色淡黄、褐到黑色。条痕浅黄色、浅灰至褐色。透明或半透明。金刚光泽或半金属光泽。莫氏硬度5.6~6。密度3.9~4.1g/cm3。

光学性质

薄片中呈淡黄褐色、金黄褐色或淡红褐色,具异常干涉色,很高的突起。二轴晶(正光性),平行消光。折射率很高:np=2.583,nm=2.584~2.586,ng=2.700~2.741,ng一np=0.117~0.156,多色性弱,ng:亮黄色、浅绿褐色,nm:亮黄色、橙黄褐色,np:无色、橄榄色、黄褐色。在反射光下光片中板钛矿呈灰色,可根据较暗的颜色分出特有的生长锥。

光性特征

黄褐色、红褐色或褐黑色;薄片中黄褐色或金褐色。多色性弱np一橙色、浅黄褐色,nm—橙色紫褐色,ng一柠檬黄色、紫褐色。吸收性:ng> nm>np 或nm>ng>np。正极高突起。糙面极显著。干涉色高级白,有时可见异常干涉色,以至在任何位置都不见真正消光。双晶沿(120)面。光率体色散极强,为交叉轴面色散。对于红光、黄光光轴面平行于(001),光轴角色散r< v;对于蓝光、绿光,光轴面平行于(010),光轴角色散r>v;而对于黄绿色光,光轴角为0°。

光性方位和2V随温度变化。在固定波长的光源照射下,光轴面平行于(001)时,温度下降,2V减小;光轴面平行于(010)时,温度下降,2V增大。

成因产状

板钛矿是热液矿物,与石英、钠长石、榍石、金红石、锐钛矿等共生,比金红石形成晚,比锐钛矿形成早。板钛矿在自然条件下稳定,在矿砂中常见。

板钛矿的XRD图

谱图说明:

晶系:斜方,空间群:Pcan, Z:8

晶胞参数:a0=0.5448,b0=0.9184,c0=0.5144

辐射条件:CoKα

图谱来源:武汉工业大学材料研究与测试中心

板钛矿的转化

变化:在高温700℃左右时,板钛矿可变为金红石

鉴定特征:特殊的光性、极高的折射率和双折射率、异常强的色散,是板钛矿极好的鉴定特征。金红石有较好的解理和棱状的外形;铁板钛矿(Pseudoarkansite)的折射率较低,光轴角较大,不出现显著的色散;针铁矿为红褐色、负光性,均与板钛矿不同,可以区别。

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