[科普中国]-锌铁尖晶石

锌铁尖晶石（franklinite）属于尖晶石族矿物，是尖晶石亚族的典型矿物之一。

特征锌铁尖晶石的化学式为(Zn，Mn) Fe2O4，等轴晶系，a=8.08～8.13Å。 对称型m3m，晶体呈八面体，其棱线常带圆形；也常呈圆粒集合体。蓝灰色，条痕红棕至黑色，金属光泽，无解理，贝壳状断口，硬度6，相对密度5.07～ 5.22，微具磁性。系交代成因的矿物。1

成因与分布锌铁尖晶石常产于侵入岩与白云岩或镁铁质灰岩的接触交代带中，与镁橄榄石、透辉石共生。在富铝贫硅的泥质岩的热变质带中亦可产生锌铁尖晶石。作为副矿物，见于基性、超基性火成岩中。此外，亦可常见于砂岩中。1

用途锌铁尖晶石多有赋存于大别山区超基性岩中及皖东基性喷出火山岩中，晶体大而质优者可作晶宝石。也可用于磨料。并且锌铁尖晶石具有较高的熔点，经常被用作耐火材料。

影响因素尖晶石型矿物因其阳离子在氧四面体和氧八面体中所占比例的不同而分为正尖晶石、反尖晶石和过渡的无序结构尖晶石。以微米级锌铁正尖晶石(ZnFe2O4)为初始研究对象，通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、X射线吸收精细结构谱(XAFS)、差热-热重分析(DTA-TGA)、磁性测试(M-H、ZFC-FC)等矿物学、热学和磁学测试手段综合分析了温度对其阳离子配位的影响。结果显示，随着温度的升高，原正尖晶石结构中四面体的ZnⅡ会逐渐与八面体中的FeⅢ发生交换，910℃左右时阳离子的交换速率出现最大值，并在1200℃加热24 h后达到热动力学平衡，此时晶胞参数a从8.4407减小到了8.4372；同时尼尔温度(TN)由13K升到了27K，反映了由反铁磁性向亚铁磁性过渡的磁结构变化。通过研究认为，由粒径不同带来的体系能量的差异是造成微米级ZnFe2O4在高温下阳离子交换行为与纳米级颗粒截然相反的根本原因。2

本词条内容贡献者为:

屈明 - 副研究员 - 西南大学