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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。
目錄
基本信息
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
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，商業鈈的主要來源。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，可合成鈈-239。而鈈-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。
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。獨居石的生產近幾年呈下降趨勢，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。[1]
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熒光。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。[2]
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(以干礦品位計算)。
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）。[3]
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，極其完美漂亮，若晶體夠大，是珍貴收藏品。晶體為板狀或柱狀。棕紅色、黃色，有時褐黃色，油脂光澤，解理完全，摩斯硬度5～5.5，比重4.9～5.5。獨居石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。
成分性質
(Ce，La，Y，Th)[PO4]。成分變化很大。礦物成分中稀土氧化物含量可達50～68％。類質同象混入物有Y、Th、Ca、[SiO4]和[SO4]。獨居石溶於H3PO4、HClO4、H2SO4中。採用電子探針(EPMA)分析研究花崗岩、偉晶岩和熱液交代等三種不同成因的獨居石微粒微區成分分布的特徵。分析數據表明，花崗岩和花崗偉晶岩成因的獨居石微粒中La和Ce的含量低，而Sm、Gd、Y、Th的含量明顯較高。熱液交代成因的獨居石微粒中，La、Ce的含量高，而Gd、Th、Y的含量明顯較低。根據微區剖面(0.18mm)元素分布曲線，指出了La、Ce、Nd、P、Th、Si、Ca和U等元素表現出8～10個微環帶成分不均勻分布的特點，並認為成礦溶液的地質環境、溫壓和微量元素含量變化是不均勻分布的主要原因。 物理性質：呈黃褐色、棕色、紅色，間或有綠色。半透明至透明。條痕白色或淺紅黃色。具有強玻璃光澤。硬度5.0～5.5。性脆。密度4.9～5.5。電磁性中弱。在X射線下發綠光。在陰極射線下不發光。[4]
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，折射率隨着釷含量增多而增高，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，沿着裂隙周圍分布着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，次生鈉長石和片狀硅酸鹽中，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，而片狀硅酸鹽中的常呈扁狀和平狀。
應用價值
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、電視和激光技術、化工工業、醫療和農業生產領域中得到廣泛的應用。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。
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核能科普-獨居石/一種一個人（礦石）居住的奇葩礦石