锐钛矿

矿物质的一种

锐钛矿（anatase；octahedrite）是二氧化钛（TiO2）的三种矿物之一。它产于火成岩及变质岩内的矿脉中，一般还出现于砂矿床中，呈坚硬、闪亮的正方晶系晶体，并具有不同的颜色。许多锐钛矿是由榍石风化形成的，而且它本身可蚀变为金红石；TiO2类质同象替代有Fe、Sn、Nb、Ta等。此外，尚发现含Y族为主的稀土元素及U、Th。晶形一般呈锥状、板状、柱状。

定义

它产于火成岩及变质岩内的矿脉中，一般还出现于砂矿床中，呈坚硬、闪亮的正方晶系晶体，并具有不同的颜色。著名的脉状矿床产于阿尔卑斯山的许多地区。许多锐钛矿是由榍石风化形成的，而且它本身可蚀变为金红石；由锐钛矿形成的金红石的同质假象（即有相同外形的交代产物）在巴西和乌拉山的碎屑矿床中是很普遍的。类质同像替代有Fe、Sn、Nb、Ta等。此外，尚发现含Y族为主的稀土元素及U、Th。

晶体结构

晶系：四方晶系。

晶胞参数：a0=0.379nm，b0=0.379nm，c0=0.951nm；Z=4。

晶型转化温度：815℃下转变为金红石。

空间群：I41/amd。（L44L25PC）

晶形一般呈锥状、板状、柱状。

锐钛矿TiO2

晶体化学性质

锐钛矿与金红石、板钛矿为同质多象，即成分与金红石、板钛矿相同，而晶体结构不同。锐钛矿属四方晶系，晶体结构近似架状，O离子作立方最密堆积，Ti原子位于八面体空隙。[TiO6]八面体互相以两对相向的棱共用而联结，[TiO6]八面体围绕每个四次螺旋轴，形成平行于c轴的螺旋状链。Ti配位数为6，O配位数为3。Ti一O原子间距为0.1937nm和0.1964nm，O一O原子间距为0.2802nm和0.3040nm。

化学性质

锐钛矿化学成分与金红石相同，化学式为TiO2，类质同象替代Fe、Sn、Nb、Ta等。此外，还发现锐钛矿中含Y族为主的稀土元素及U、Th。

物理性质

晶形一般呈锥状、板状、柱状。颜色褐、黄、浅绿蓝、浅紫、灰黑色，偶见近于无色。条痕无色至淡黄色。金刚光泽。解理完全。莫氏硬度5.5—6.5。密度3.82～3.976g/cm3。

光学性质

薄片中呈不同的颜色，主要有褐、黄、浅绿蓝、浅紫、灰黑，偶见近于无色。一轴晶（负光性），有时为光轴角小的二轴晶。折射率很高且有明显变化，如黄色晶体，折射率：n0=2.501；而灰色晶体，n0=2.556，多色性弱，深色晶体多色性较强，强酒黄色晶体，no：暗酒黄色，ne：浅红淡褐色。在反射光下光片中锐钛矿呈灰色，内反射明显，灰带蓝色，无双反射及反射多色性，反射率比闪锌矿略高。

成因产状

锐钛矿较不稳定，在1100℃下保温1h，转变为金红石，形成条件与金红石类似。产于火成岩及变质岩内的矿脉中，一般还出现于砂矿床中，呈坚硬、闪亮的正方晶系晶体，并具有不同的颜色。锐钛矿也产于变质的热水沉积岩中，内蒙古正蓝旗羊蹄子磨石山一带的钛矿床是近几年国内所发现的新型钛矿床，羊蹄子山矿带为热液改造型富钛矿床，磨石山矿带为沉积变质型富钛矿床。这两个矿带的主要有用矿物为锐钛矿、金红石及钛铁矿。许多锐钛矿是由榍石风化形成的，而且它本身可蚀变为金红石。交代锐钛矿形成的金红石，具有锐钛矿的假象，这种金红石在巴西和乌拉山的碎屑矿床中是很普遍的。在锡石硫化矿中，常见锐钛矿与锡石共生。

光性特征

褐、黄、黑色，少数为蓝、绿灰色；薄村中无色，或浅黄、浅褐色，也可呈不均匀或环带状分布。有弱多色性：no一黄、蓝、绿；ne一褐、深蓝、天蓝。深色的变种多色性可能较强。吸收性通常none。正极高突起，糙面很显著。折射率变化明显。如黄色的锐钛矿晶体no=2.501，ne=2.431；灰色品体no=2.556。干涉色很高，达Ⅳ级或Ⅳ以上，平行消光或对称消光。双晶沿（112），少见。负延性。暗色变种可能为光轴角很小的二轴晶。

锐钛矿的转变和鉴别

变化：锐钛矿是TiO2的低温同质多象变体。它可以由其他钛矿物变成，800-900℃时可以转变金红石。

鉴定特征：尖锐的双锥状品形，正突起很高，轴负品是其鉴定特征。同金红石、板钛矿的区别是：（1）金红石为一轴正晶、柱状、针状晶形；（2）板钛矿是轴正晶、晶体呈平行（001）的板状、柱状。

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