似长石族矿物

似长石族矿物_结晶矿物学

三、似长石族矿物

（一）综述

晶体结构与长石族矿物特别相似，不含水的架状结构铝硅酸盐矿物被称为似长石族矿物，它包括的矿物种主要有霞石、白榴石、方钠石、日光榴石、方柱石等矿物。

（二）似长石族矿物特征

与碱性长石族矿物相比较，似长石族矿物具有以下特征：

（1）SiO₂含量比较低，约为碱性长石含量的2/3。Na、K∶Si、AL值为1∶2或1∶3。一般似长石形成于富碱贫硅的环境中，所以不与石英共生。

（2）似长石结构更开阔、松弛，易形成巨大的空洞，容易接纳半径比较大的金属元素K、Na、Ca、Li、Cs等及附加阴离子F^－、Cl^－、（OH）^－、［CO₃］^2－、［SO₄］^2－等。

（3）与长石族矿物相比，似长石族矿物的相对密度较低，一般在2.3～2.6之间。硬度较低，Hm=5～6.5。折射率低。这些性质与沸石族矿物相比又比较高。

（三）主要矿物种

似长石族矿物包括的矿物种主要有霞石、白榴石、方钠石、香花石、日光榴石、方柱石等矿物，它们的主要特征见表18－5－3、18－5－4，其他特征如下：

1.化学成分

霞石：成分中K与Na呈类质同象替换，可形成端员矿物钠霞石（Ne）与钾霞石（Ks）。一般霞石晶体为二者的混晶，其Ks∶Ne约为1∶3。可含有与Na呈类质同象替换的Ca、Mg、Mn元素，与Al、Si呈替换的Ti、Be元素。一般情况下Si∶Al＞1∶1。比较贫铝。

白榴石：成分中可含有Na、Ca及H₂O，其中K与Na呈类质同象替换量不超过13％。

方钠石：成分中有少量的K、Ca替换Na，一般很少超过1％。方钠石中的Cl完全被［SO₄］^2－替换者，被称为黝方石；方钠石中的Cl部分被［SO₄］^2－替换者，被称为蓝方石；方钠石中的Na被Ca部分替换，Cl部分被S、［SO₄］^2－替换者，被称为青金石；方钠石中的Al被Be替换者，被称为铍方钠石。

表18－5－3　霞石、白榴石、方钠石的主要特征

表18－5－4　香花石、日光榴石、方柱石的主要特征

续表

香花石：成分中Ca可少量被Na、K、Li替换，Al、Mg、Fe在碱性热液环境下替换Si、Be。

日光榴石：成分中Fe、Zn可部分替换Mn。

方柱石：成分中的一个端员矿物为钠柱石Na₄［AlSi₃O₈］₃Cl，以Ma表示；另一个端员矿物为钙柱石Ca₄［Al₂Si₂O₈］₃［CO₃］^2－，以Me表示。二者形成类质同象系列，可分为五个矿物种：

钠柱石MarialiteMa_100～90Me_0～10；韦柱石WerneriteMa_90～60Me_10～40；

中柱石MizzoniteMa_60～40Me_40～60；针柱石DipyreMa_40～10Me_60～90；

钙柱石MeioniteMa_10～0Me_90～100。

自然界产出的方柱石成分常在韦柱石、中柱石与针柱石范围内，成分中可含有Mg、Fe、Ti、Mn等金属元素和附加阴离子Cl^－、F^－、（OH）^－、［CO₃］^2－、［SO₄］^2－等。

2.晶体结构

霞石：晶体结构类似鳞石英，当鳞石英晶体结构中1/2的Si被Al置换后，则形成霞石结构。结构中出现两种不同形态六联环，一为正六边形，围成的空隙较大，被K充填，配位数为9；另一为畸变六边形，形成的空隙较小，被Na所充填，配位数为8。Si被Al替换也可形成有序、无序之分。

白榴石：晶体结构由［（Si，Al）O₄］四面体形成四联环和六联环相互联结而形成，结构中在六联环近旁构成大空隙被K所充填，配位数为12。在四联环近旁构成小空隙，有时被水分子占据。常温常压下晶体呈四方晶系，在650℃以上转为等轴晶系。结构中也存在许多空腔，可以空着，也可被水充填。

方钠石：晶体结构由6个四联环［Al₂Si₂O₈］和8个六联环［Al₃Si₃O₁₂］相互联结形成如“笼”状的骨架。每个六联环为相邻的两个笼公用，使六联环间形成一个通道，通道平行［111］。笼中心的巨大空腔为阳离子及各种附加阴离子所占据。

香花石：晶体结构为似方钠石型，只是Al被Be，Na被Ca、Li，Cl被F所替换。

日光榴石：晶体结构为方钠石型，只是Al被Be，Na被Mn，Cl被S所替换。

方柱石：晶体结构为［（Si，Al）O₄］四面体形成的四联环间以角顶联结形成架状。结构中有两种空腔，一种为卵形，平行［001］分布，被阳离子所占据，配位数为8；另一为中央大空腔，被附加阴离子所占据。

3.成因产状和矿物共生组合

霞石产于富钠贫硅的碱性岩中，为与正长岩有关的侵入岩、火山岩、伟晶岩和脉岩的主要造岩矿物。霞石常与钾长石、钠长石、碱性辉石、碱性闪石、锆石、榍石、钛铁矿、黑云母、磷灰石等矿物共生。

霞石也可产于区域变质的霞石片麻岩和交代岩石中。在热液作用下霞石可变成钙霞石、钠沸石、方钠石及白霞石集合体。风化条件下，霞石可分解为高岭石和方解石。

白榴石为富钾贫硅的熔岩及其浅成岩，包括白榴石玄武岩、白榴响岩、白榴粗面岩、白榴斑岩、白榴岩等岩石的主要造岩矿物。一般以斑晶形式出现。有时也产于火山灰和凝灰岩中。一般不与石英共生。白榴石常与碱性辉石、霞石、方钠石、蓝方石等矿物共生。

白榴石在新相的喷出岩中能保持新鲜的晶体。在古代喷出岩内则大部分发生蚀变为正长石和绢云母，也可被霞石和钠长石交代，但仍旧保留白榴石的形态呈“假象”。

白榴石在含钠热液中可蚀变为方沸石；外生条件下可变成高岭石等粘土矿物。

方钠石常产于富钠贫硅的碱性岩中，如产在霞石正长岩中的方钠石常与霞石、正长石、黑榴石、萤石等矿物共生；在正长岩中方钠石常与霞石、正长石等矿物共生；在响岩、粗面岩及火山角砾、火山弹中也产有方钠石。它也可产于接触交代作用中。

黝方石也产于硅不饱和的火山岩中，常与透长石、云母、榍石等矿物共生。

蓝方石也产于硅不饱和的火山岩中，常与白榴石、透长石、碱性辉石等矿物共生。在接触变质带中蓝方石与鳞云母、硅镁石、橄榄石等矿物共生。

香花石产于花岗岩与灰岩的接触带内，为富铍热液接触交代的产物。常与锂霞石、萤石、锂铍石、铍镁晶石、金绿宝石等矿物共生。香花石目前仅发现于我国湖南省香花岭。

日光榴石产于伟晶岩者常与石英、钠长石、天河石等共生；日光榴石产于接触交代环境下常与磁铁矿、萤石等矿物共生；日光榴石也可产于片麻岩中。日光榴石受热液改造后会褪色，在地表被风化成黑色氧化锰。

方柱石可形成于气成高温热液作用下，可与电气石、黑云母、磁铁矿等矿物共生。在火山岩空隙中可发育成无色晶簇。方柱石也常产于岩浆接触交代的矿床中，与石榴石、透辉石、磷灰石等矿物共生。

方柱石遭受热液改造和风化作用时，易为绿帘石、云母、钙长石等交代，可变为粘土类矿物。

4.鉴定特征

霞石：具有油脂光泽，无解理。易风化和易被污染。硬度低。

白榴石：色浅，常呈完好的四角三八面体形态。产于碱性火山喷发岩中。

方钠石：呈特殊的蓝或紫色，常产于霞石正长岩中。

香花石：颜色浅，呈细小的圆粒状，常产于浅色条纹岩中。

日光榴石：呈黄色或褐色，松脂光泽，具有石榴石形态。

方柱石：常呈四方柱状形态，中等解理，硬度低。

5.用途

霞石主要用于玻璃和制瓷工业中，也可制造苏打和蓝色染料。还可作为获取铝的原料。

白榴石可作为获取铝和钾的工业原料。

方钠石颜色好可作为玉石原料。

香花石可作为提取锂的矿物原料。

日光榴石可作为提取铍的矿物原料。

方柱石色好可作为宝石原料。