金红石

中文名称：金红石

矿物分类：氧化物

英文名称：Rutile

化学性质

晶体化学式：TiO₂

化学组成：TiO₂ 97.46, Fe₂O₃ 2.62, Total 100.08

结晶学特征

晶体形态：常具完好的四方柱状或针状晶形，常见单形为四方柱m{110}、a{100}和四方双锥s{111}、e{101}，有时出现复四方柱r{230}、h{120}和复四方双锥Z{231}，晶体常具平行c轴的柱面条纹；集合体有时成致密块状；常以（011）为双晶面成膝状双晶，三连晶或环状双晶，依（031）成的接触双晶稀见，针状双晶连生体成网状者称网金红石；针状、纤维状晶体有时作为包裹体见于透明水晶中。

晶系：四方晶系

晶类：复四方双锥晶类

对称型符号：D_4h-4/mmm(L₄4L₂5PC)

空间群：D¹⁴_4h-P4₂/mnm

晶胞参数 a₀：0.458nm

晶胞参数α：90°

晶胞参数 b₀：0.458nm

晶胞参数β：90°

晶胞参数 c₀：0.295nm

晶胞参数γ：90°

晶胞参数 Z：2

X射线粉晶衍射：3.245(100)，1.687(50)，2.489(41)

晶体结构：金红石型结构是AX₂型化合物的典型结构之一。O离子作为六方最密堆积，Ti离子位于相似规则的八面体空隙中，CN＝6；O离子位于以Ti离子为角顶所组成的平面三角形的中心，CN＝3。这样就形成了一种以[TiO₆]八面体为基础的晶体结构。[TiO₆]八面体彼此以棱相连形成了沿c轴方向延伸的比较稳定的[TiO₆]八面体链，链间则是以[TiO₆]八面体的共用角顶相联结。[TiO₆]的共用棱O－O＝0.246nm，非共用棱O－O＝0.295－0.278nm；而对于未扭曲的正常的[TiO₆]八面体而言，O－O＝0.277nm。共用棱的缩短，非共用棱的增长，系由于中心阳离子斥力的影响所致，从而使八面体稍有畸变。这一结构特征可以明显地解释金红石沿c轴伸长的柱状或针状晶形和平行伸长方向的解理。TiO₂的三种变体金红石、板钛矿和锐钛矿的晶体结构都是以[TiO₆]八面体共棱为基础的，但每个[TiO₆]八面体与其它[TiO₆]八面体共棱的数目在金红石中为2，在板钛矿中为3，在锐钛矿中为4。配位多面体共棱或共面使中心阳离子间距缩短，降低了晶体结构的稳定性。从多种AX₂型化合物具金红石型结构，以及自然界中金红石分布较广，而锐钛矿比较少见，也正说明了由金红石、板钛矿至锐钛矿，结构的稳定性是递减的。FeNb₂O₆和FeTa₂O₆的四方变体重铌铁矿和重钽铁矿亦具金红石型结构，它们与金红石的不同仅在于成分式和其c_o为金红石的三倍。它们的斜方变体铌铁矿和钽铁矿也与TiO₂的斜方变体板钛矿相似。

光学性质

颜色：常为暗红、褐红色，黄、桔黄，富铁者黑色

光泽：金刚光泽

透明度：透明至不透明

条痕：浅黄色至浅褐色

轴性光性：一轴晶（+）

折射率：  No=2.605-2.613 ；Ne=2.899-2.901

力学性质

摩氏硬度： 6-6.5

相对密度：4.2～4.3(测量)

解理裂理：{110}完全解理，{100}中等解理；平行{092}和{011}可见裂理

断口：不平坦状断口

成因产状及共伴生矿物

成因产状：金红石是自然界中TiO₂分布最广的变体，在TiO₂的各种变体中，它的分子体积最小，因而趋向于在高压、高温条件下形成；在岩浆岩中作为副矿物成细小颗粒产出；亦见于某些伟晶岩和热液脉；在伟晶岩中可成巨晶；有时在石英－长石脉中与白云母、钛铁矿、磁铁矿共生；在区域变质条件下，金红石常由含钛矿物（如钛铁矿）转变而成，见于角闪岩、榴辉岩、片麻岩和片岩中；在阿尔卑斯型脉中，金红石成针状晶体，并常包裹于水晶之中，漂砂中可以集中成矿；铌铁金红石在花岗伟晶岩中与独居石、绿柱石等共生；在花岗岩、正长伟晶岩中与钛铁矿、锆石、独居石、榍石、黑云母、角闪石、辉石以及有时与褐帘石、黄绿石、铌铁矿等共生；在热液型铁－铌－稀土矿床中与赤铁矿、铌铁矿、萤石、氟碳铈矿等共生；亦见于云英岩、片麻岩及砂矿中；钽铁金红石见于钠长石化花岗伟晶岩和石英－黄玉－云母云英岩中与铌铁矿、绿柱石、锡石、锆石、独居石、钛铁矿和锂辉石共生。在云英岩化和钠长石化花岗岩中。它与细晶石、黑钨矿、锡石、黄玉、钽锰矿、锆石等共生。金红石是比较稳定的矿物，有时可变为钛铁矿或榍石。在薄片中可见至钛铁矿沿金红石边缘及解理形成。在表生作用和热液作用影响下，在其表面可生成黄白色皮壳状的白钛石。

来源：矿机之家

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