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金紅石

Rutile

Rutile Group下的一個物種

金紅石（英語：rutile）是一種二氧化鈦為主要成分的礦石。名稱起源於拉丁語rutilus。裡面所含的二氧化鈦晶體屬於四方晶系。是二氧化鈦最穩定的構型。此外，二氧化鈦還有板鈦礦和銳鈦礦。金紅石晶體質脆。通常略帶紅色，也有略帶黃色，藍色或紫色的晶體。金紅石具有平行於柱面的兩組不明顯的解理。主要見於砂礦中，亦見於火成岩及片麻岩等變質岩中。主要用於提取鈦和製造白色顏料。

硬度:

6 - 6.5

密度:

4.25 g/cm³

關於金紅石的一般資訊

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金紅石的物理特性

光澤

金屬光澤, 金剛光澤

透明度

透明

顏色

血紅色、棕黃色、棕紅色、黃色、灰黑色、黑色、棕色、藍紫色、紫色

磁性

無磁性

韌度

脆性

解理

明顯解理

破裂面

貝殼狀, 不均勻, 次貝殼狀

條痕

灰黑色，淺棕色，淺黃色

晶系

正方晶系

硬度

6 - 6.5 , 堅硬

密度

4.25 g/cm³, 重量明顯較重

口袋裡的AI岩石專家

金紅石的化學特性

化學分類

氧化物

化學式

TiO₂

列出的元素

O, Ti

常見雜質

Fe, Ta, Nb, Cr, V, Sn, W, Sb

金紅石的光學特性

折射率

2.609-2.903

雙折射

0.287

多色性

強

光學特性

雙光軸正向

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稀有度

不常見

金紅石的特徵

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金紅石的形成

Rutile是高溫高壓變質岩和火成岩中常見的輔助礦物。在熱力學上，金紅石是所有溫度下最穩定的TiO2多晶型物，其總自由能低於銳鈦礦或板鈦礦的亞穩定相。因此，亞穩的TiO2多晶型物向金紅石的轉變是不可逆的。由於它具有三種主要多晶型物中最低的分子體積，因此通常是大多數高壓變質岩（主要為榴輝岩）中主要的含鈦相。在火成岩環境中，金紅石是古生代火成岩中常見的輔助礦物，儘管偶爾在擠出火成岩中也發現它，特別是那些具有深地幔源的金伯利岩和鋰鐵礦。在火成岩環境中發現了銳鈦礦和板鈦礦，特別是在深成岩冷卻過程中自生蝕變的產物。在來源於金紅石的砂金沉積物中也發現了銳鈦礦。大樣品晶體的出現最常見於偉晶岩，矽卡岩和花崗岩格里森。在某些蝕變的火成岩以及某些片麻岩和片岩中發現金紅石是輔助礦物。在針狀晶體群中，經常看到滲透著石英的晶體，就像來自瑞士格勞賓登州的愛之泉。 2005年，西非塞拉利昂共和國的生產能力佔世界年金紅石供應量的23％，2008年上升到約30％。

金紅石的成份

Rutile具有四邊形晶胞，晶胞參數a = b = 4.584Å，c = 2.953Å。鈦陽離子的配位數為6，這意味著它們被6個氧原子的八面體包圍。氧陰離子的配位數為3，導致三角平面配位。當順序查看其八面體時，金紅石還顯示了一個螺釘軸。最通常觀察到金紅石晶體表現出棱柱形或針狀的生長習性，並沿其c軸即[001]方向具有優先取向。由於金紅石的{110}面表現出最低的表面自由能，因此在熱力學上最穩定，因此這種生長習慣受到青睞。金紅石的c軸取向生長明顯出現在該階段的納米棒，納米線和異常晶粒生長現像中。

金紅石的文化意義

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金紅石的用途

在沙灘沙中，金紅石的數量足夠多，是重礦物和礦床的重要組成部分。礦工提取並分離出有價值的礦物，例如金紅石，鋯石和鈦鐵礦。金紅石的主要用途是製造耐火陶瓷，作為顏料，以及生產鈦金屬。金紅石粉是一種極好的白色顏料，可用於油漆，塑料，紙張，食品和其他需要亮白色的應用中。二氧化鈦顏料是全世界鈦的最大單一用途。金紅石的納米級顆粒對可見光透明，但是在吸收紫外線方面非常有效。與塊狀金紅石相比，納米級金紅石顆粒的紫外線吸收發生了藍移，因此納米粒子吸收了更高能量的紫外線。因此，它們被用於防曬霜中以防止紫外線引起的皮膚損傷。寶石中存在的金紅石針頭是一種光學現象，被稱為星空。人造寶石被稱為“明星”寶石。明星藍寶石，明星紅寶石和其他“明星”寶石備受追捧，並且通常比普通寶石更有價值。金紅石被廣泛用作焊接電極覆蓋物。它也被用作ZTR指數的一部分，該指數對高度風化的沉積物進行了分類。金紅石作為一種大的帶隙半導體，近幾十年來一直是作為光催化和稀磁應用中的功能性氧化物的重要研究對象。研究工作通常利用少量的合成金紅石而不是礦物沉積衍生的材料。