獨居石

獨居石是一種中酸性岩漿岩和變質岩中較常見的副礦物，在一些沉積岩中也存在。不論岩漿成因或變質成因獨居石，其同位素年齡的地質意義都較為清楚。獨居石為單斜晶系，晶體為板狀或柱狀。因經常呈單晶體而得名。棕紅色、黃色，有時褐黃色，油脂光澤，解理完全，莫氏硬度5～5.5，比重4.9～5.5。常具放射性。主要作為副礦物產在花崗岩、正長岩、片麻岩和花崗偉晶岩中，與花崗岩有關的熱液礦床中也有產出。

基本介紹

• 中文名：獨居石
• 英文名：monazite;phosphocerite
• 別稱：磷鈰鑭礦，磷鑭鈰石
• 化學式：CePO4或(Ce、La)PO4
• 密度：4.9～5.5g/cm3
• 硬度：5～5.5

簡介

概述

獨居石這個名字是源於它經常以單晶體存在而來的。它是一種含有鈰和鑭的磷酸鹽礦物，是一種稀土礦物，中文學名“磷鈰鑭礦”，（Ce，Y，La，Th）PO₄是提煉鈰、鑭的主要礦物，商業鈽的主要來源。早先發現這種礦物會放射釷-232，之後會吸收慢中子而變成鈾-233，而鈾-233可作核燃料之用。1940合成又發現該礦石，可合成鈽-239。而鈽-239常被用在核子反應爐及核武器中。鈰可用來作合金、打火石、拋光等的材料。此外，很多時候獨居石中還含有釷，因此也可用來提煉釷。

組成

Ce（PO₄）或(Ce、La)PO₄，理論含量Ce₂O₃34%～99%，La₂O₃34.74%。

性質

獨居石是稀土金屬礦的主要礦物之一，常含釷、鋯等。單斜晶系,晶體呈細小板狀。棕紅、黃或黃綠色，油脂光澤或玻璃光澤,貝殼狀至參差狀斷口。性脆，硬度5～5.5，密度4.9~5.5g/cm³。在紫外光照射下發鮮綠色螢光。因常含鈾、釷、鐳，故具有放射性。主要產於偉晶岩、花崗岩及其與之有關的期後礦床中,共生礦物可有氟碳鈰礦、磷釔礦、鋰輝石、鋯石、綠柱石、磷灰石、金紅石、鈦鐵礦、螢石、重晶石或鈮鐵礦等。由於獨居石的化學性質比較穩定、密度較大，故常形成濱海砂礦和沖積砂礦。獨居石溶於硫酸,與KOH溶合後加鉬酸銨便出現磷鉬酸銨黃色沉澱。

質量標準

砂礦經選別富集獲得的乾燥獨居石精礦質量應符合稀土行業標準XB/T104-2000(以乾礦品位計算)。

天然寶石

金屬礦產之一。化學成分(Ce，La，Y，Th)PO₄。屬單斜晶系，單晶體呈板狀或似楔形，或各向等長狀。淺黃色至淺紅褐色。強玻璃光澤或松脂光澤至蠟狀光澤，微透明至透明。硬度5-5.5，密度4.9-5.5g/cm³。世界上出產寶石級獨居石的國家有美國、玻利維亞等。透明寶石個體不大，已知最大者約5克拉。不透明的大晶體用於琢磨弧面型寶石。獨居石的英文名稱Monazite來自希蠟文monazem，意為無伴獨居之意，寓意礦物產出稀少（註：中國收藏大辭詞）。

結構形態

獨居石產於花崗岩、正長岩、片麻岩中，也常形成砂礦。它的顏色呈棕紅、黃、褐黃，有油脂光澤。其晶體形狀或是板狀或是柱狀，單斜晶系，斜方柱晶類。晶面常有條紋，有時為柱、錐、粒狀。因成分中含鈾、釷元素，具一定放射性（通常量很低，無須特別保護）。獨居石的顏色較艷麗，這種礦物的晶體大都小，粗大者且透明，在國外可用作寶石（無商業價值，多為收藏品）。圖中獨居石晶體是一顆貫穿雙晶，極其漂亮，若晶體夠大，是珍貴收藏品。

相關資料

產地

具有經濟開採價值的獨居石主要資源是沖積型或海濱砂礦床。最重要的海濱砂礦床是在澳大利亞沿海、巴西以及印度等沿海。此外，斯里蘭卡、馬達加斯加、南非、馬來西亞、中國東北為主、泰國、韓國、朝鮮等地都含有獨居石的重砂礦床。我國白雲鄂博也是獨居石的重要產地，但優良大晶體稀少。

獨居石的生產呈下降趨勢，主要原因是由於礦石中釷元素具有放射性，對環境有害。其中，巴西，印度等國已禁采。

特徵

獨居石內部經常出現複雜的分區，每一區域可能都記錄了獨居石所經歷的結晶、變質、熱液蝕變等複雜的歷史過程。因此，在進行微區分析前，詳細研究獨居石的形貌和內部結構對解釋獨居石的U-Pb年齡、微區化學成分和同位素以及微量元素組成的成因至關重要。

礦物學研究表明，獨居石為黃、褐、紅褐色，薄片中為黃色或無色，單斜晶系，β = 104°24'，常呈自形-他形粒狀、短柱狀晶體，正高-極高突起，折射率隨著釷含量增多而增高，糙面顯著，干涉色高達三級中至高級白。同時獨居石以其獨有的偏光顯微鏡下亮黃色、突起高、干涉色高、多色性不明顯，以及由於U-Th的放射性導致的多色暈環，背散射下為亮白色等特徵，可與一般礦物區別。如獨居石與鋯石的區別在於鋯石的突起高，無完好解理，為一軸晶。獨居石與榍石的區別是榍石的雙折射率比它更高，干涉色為高級白。獨居石與橄欖石、綠簾石等的區別在於前者的光軸角較小。獨居石與磷釔礦的區別是後者折射率較低(No約1. 72) ，而獨居石很少低於1.78，此外，紫外光下獨居石呈碧綠色，而磷釔礦保持通常顏色或發淺綠黃色。

岩漿獨居石呈淺黃色、棕褐色，透明或油脂光澤，具柱狀、近等軸狀或渾圓狀晶形，屬單斜晶系，粒度大小約100 ～200μm，典型特徵是獨居石單顆粒的稀疏分布，顆粒以填隙形式或包含在原生礦物( 最常見的是石英、長石和岩漿黑雲母) 內。單偏光鏡下為淡黃綠色，沿著裂隙周圍分布著暗棕色到黑色的氧化鐵雜質。陰極發光圖像顯示獨居石發紫紅色或醬紅色，發光較弱且發光分布不均勻，一般在裂隙附近發光較強，在氧化鐵濃集最大的邊緣，發光亮度大。背散射(BSE) 圖像顯示獨居石結構均勻，通常無環帶或個別顆粒存在較寬且平直的岩漿環帶，岩漿環帶的寬度可能與獨居石結晶時岩漿的溫度有關，高溫條件下微量元素擴散快，常常形成較寬的結晶環帶，低溫條件下微量元素的擴散速度慢，一般形成較窄的岩漿環帶。

熱液獨居石呈灰棕色，細粒狀、粒狀，多呈自形-半自形，晶形細小，表面可能會有溶蝕，顆粒大小<50μm，可含有細小的石英、雲母、綠泥石等包體。典型特徵是在小區域內成簇的由5~20個( 或者更多) 顆粒的不規則集合體形態存在，獨居石顆粒可能與硫化物和氧化物交生，並形成與硫化物和氧化物成分相關的邊緣，光學顯微鏡下以高突起、高雙折射率和微弱的黃——褐色多色性為特徵，多以包裹體形式產於次生石英、角閃石，次生鈉長石和片狀矽酸鹽中，尤其是一些存在於次生的石英和鈉長石中的常呈自形和稜柱狀，而片狀矽酸鹽中的常呈扁狀和平狀。

套用價值

獨居石獨居石化學組成為(Ce、La、Nd、Th)PO₄、晶體屬單斜晶系的磷酸鹽礦物。獨居石是主要的稀土礦物，輕稀土（鈰組）氧化物占39—74%，重稀土（釔組）氧化物占0～5%，顏色以黃色為主，次為淺黃、黃白等色。稀土元素在黑色和有色冶金、玻璃和陶瓷生產、電子、電氣照明、電視和雷射技術、化工工業、醫療和農業生產領域中得到廣泛的套用。在與花崗岩有關的熱液礦床中也有產出。此外，常可富集形成砂礦。獨居石是提取鈰族稀土元素的重要礦物原料。由於成分中經常有釷代替鈰，ThO₂含量最多可達30%，在提取鈰時，可綜合提取釷。

生成狀態

產在花崗岩及花崗偉晶岩中；稀有金屬碳酸岩中；雲英岩與石英岩中；雲霞正長岩、長霓岩與鹼性正長偉晶岩中；阿爾卑斯型脈中；混合岩中；及風化殼與砂礦中。