板钛矿

二氧化钛的另一种同质异象矿物

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

提炼钛的矿物原料。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。产于区域变质岩系的石英脉中，或作为火成岩的副矿物，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。