文石族矿物

三、文石族矿物

这一族包括的矿物种有文石、碳酸锶矿、碳酸钡矿、白铅矿，这四种矿物的主要特征见表17－1－4。其他特征如下：

表17－1－4　文石、碳酸锶矿、碳酸钡矿、白铅矿主要特征

（一）化学成分

文石与方解石为同质二象关系：成分中含有与Ca呈类质同象关系的Sr、Pb、Zn、TR元素，形成文石亚种：锶文石、铅文石、锌文石、稀土文石。此外，还含有微量的Mg、Fe、Al等呈混入物进入的元素。

碳酸锶矿，又称菱锶矿：成分比较纯净，仅有少量的Ca、Ba呈类质同象关系置换Sr，形成碳酸锶矿的亚种：钙碳酸锶矿、钡碳酸锶矿。

碳酸钡矿，又称毒重石：成分比较纯净，仅有少量的Ca、Sr、Mg呈类质同象关系置换Ba。

白铅矿：成分中常有呈机械混入物形式进入白铅矿晶体的方铅矿和辉银矿包体。此外，也含有Sr、Zn、Ca、Fe、Ag、Mg、Mn、Cu、Sn、Ti、K、Sb、Tl、Ga、Co、Be等杂质元素。

（二）晶体结构

文石：晶体结构为文石型，如图17－1－3所示。在结构中Ca²⁺与［CO₃］^2－按六方似紧密堆积，每个Ca²⁺周围被6个［CO₃］^2－包围，但与Ca²⁺接触的O有9个，即Ca²⁺的配位数为9；而O与3个Ca和一个C相联结，O的配位数为4。

文石晶体结构也被认为是红砷镍矿型结构的衍生结构，即红砷镍矿结构中的Ni被Ca代替，As被垂直于c轴的［CO₃］^2－所替换。

碳酸锶矿：晶体结构为文石型，即Sr替换了文石结构中Ca的位置。

碳酸钡矿：晶体结构为文石型，即Ba替换了文石结构中Ca的位置。

白铅矿：晶体结构也为文石型，如图17－1－4所示，Pb替换了文石结构中Ca的位置。

图17－1－3　文石晶体结构（左为俯视图，右为立体图）

图17－1－4　白铅矿晶体结构（左为前视图，右为侧视图）

（三）成因产状与矿物共生组合

文石为低温热液和外生条件下形成。作为低温标型矿物之一，主要形成于现代温泉环境、低温热液条件下。当溶液中含有Sr和Mg盐类物质时，有利于文石的形成。

外生条件下，在蛇纹石化超基性岩的风化壳、硫化物矿床氧化带、石灰岩溶洞、火山岩的杏仁体和裂隙中可见文石与方解石共生出现。在近代海洋动物中，可见到文石鲕状体，构成动物贝壳和珍珠的组成部分。

自然界中，文石不稳定，易转变为方解石，且方解石常呈文石假象出现。而方解石不可能转变为文石。

碳酸锶矿主要形成于中、低温热液环境下，常呈脉状产于石灰岩或泥灰岩中。碳酸锶矿与碳酸钡矿、重晶石、方解石、天青石、萤石、硫化物等矿物共生。有时碳酸锶矿产于岩浆岩中，为天青石变化的产物。碳酸锶矿呈薄壳状产于天青石的表面。

在沉积岩中，碳酸锶矿与石膏、天青石、磷灰石等形成结核体。

碳酸钡矿成因类型有热液和外生两种。在低温热液环境中，碳酸钡矿呈脉状产出，与重晶石、方解石、白云石、方铅矿等矿物共生。外生条件下形成的碳酸钡矿呈重晶石假象，为碳酸水交代重晶石的产物。

白铅矿主要产于铅锌硫化物矿床氧化带中，为方铅矿氧化蚀变的产物，常与角铅矿、水白铅矿、硫碳铅矿、磷氯铅矿等氧化物矿物共生，与方铅矿、闪锌矿等硫化物矿物伴生。

（四）鉴定特征

文石：晶体具有板状、矛头状，以无菱面体解理，密度、硬度均大于方解石而区别。

碳酸锶矿：具有针状、柱状晶形，溶于稀盐酸起泡。

碳酸钡矿：溶于盐酸起泡而区别于重晶石；密度特大而区别于文石、碳酸锶矿。

白铅矿：具有金刚光泽，密度特大，具有特殊产状。

（五）用途

文石由于分布少，不稳定，工业价值不大。

碳酸锶矿可作为提取锶的矿石原料。锶可作为原子电池、难熔金属的还原剂及特种合金的原料。也可用于制作焰火、电光弹、信号弹等方面。

碳酸钡矿可作为提取钡的矿石原料。钡被广泛用于化工、玻璃、陶瓷、焰火等工业中，用以制作锌钡白及各种钡的化合物。

白铅矿量大时可作为提取铅的矿石原料，一般作为寻找原生铅矿床的标志矿物。