钙长石是
长石的一种,为钙
铝硅酸盐矿物。它呈白色或灰色玻璃状晶体,比较脆。钙长石是岩石中重要的矿物成分,(岩石中重要的矿物成分被称为造岩矿物)。钙长石可以当作陶瓷和玻璃制品的原料。
基本介绍
含钙的
铝硅酸盐,呈白色或浅灰色,性脆,玻璃状晶体。为主要的造岩矿物,可制造玻璃和陶瓷。
产于基性
火成岩中,如意大利、
瑞典、印度、日本和美国
新泽西州。
长石矿物主要是钠、钾、钙的铝硅酸盐,属于三元系,该系中的任何矿物可由称为端员的钠铝硅酸盐(
钠长石)、钾铝硅酸盐(
钾长石,也通称
正长石)、钙铝硅酸盐3个纯化合物的百分比来划分,钙长石是三元系中含钙的端员。
钙长石与钠长石可以任意比例形成连续的
固溶体系列,系列中的成员统称
斜长石(plagioclase),其中含钙盐90-100%的均可通称钙长石。
钙长石因具有介电常数小、热膨胀系数低、体积密度小、比强度高、烧结温度低等优点,应用领域正在不断扩大,如电子工业、热交换器工业和生物医学材料等方面。但钙长石在任意温度下可以与钠长石以任意比例互溶,自然界中几乎不存在纯的钙长石,为满足工业需求必须进行人工合成。人工合成钙长石的方法主要有溶胶凝胶法和高温固相合成法,但对高温下纯钙长石晶体的形成机制及微观结构未有具体描述。
名称来源
1832年,由Rose命名,其来源于希腊语an(not)和othos(upright),指其倾斜的晶体形态。
化学组成
钙长石:CaO. Al2O3.2SiO2,其中CaO占20.1%,Al2O3占36.7%,SiO2占43.2%。
矿物特征
钙长石
晶形属
三斜晶系。颜色为灰白色、
浅灰色。钙长石的硬度为6-6.5,密度2.55-2.67g/cm3,
玻璃光泽,两组
解理完全。
钙长石
双晶比较常见,它已成为鉴定钙长石的重要特征。
矿产分布
钙长石是地壳中最丰富的矿产之一,主要形成于
基性岩中,如
辉绿岩和
辉长岩,在一些沉岩层中和几乎所有火成岩中都有产出。据推断,钙长石可采矿床遍布全世界的绝大部分地区,而潜在的可利用矿产总量也极为庞大。世界著名的产地是日本(MiakehmaJapan)。
中国钙长石矿资源非常丰富,截止到1994年,具有一定保有储量的矿点近数十个,全国A+B+C级的保有储量为4083万吨。其中尚未开发利用的占半数以上。主要分布在山西、辽宁、安徽、山东、湖南、云南、陕西、甘肃和新疆等地。
矿床类型
矿床的成因类型,钙长石矿床按成因可分为两大类:
(1)
伟晶岩型钙长石矿:此类矿床主要赋存于伟晶岩区,其围岩多为古老的沉积变质的
片麻岩或混合岩化片麻岩。也有一些
矿脉产于花岗岩体或基性岩体中,或在其接触带上。矿石主要集中于伟晶岩的长石块体带或分异单一的钙长石伟晶岩中。中国钙长石矿床多为
伟晶岩型矿床,如陕西临潼、四川
旺苍、山西闻喜、山东新泰、辽宁海城及湖南衡山等,均属此类。
(2)
岩浆岩型钙长石矿床:此类矿床产于酸性、中酸性及
碱性岩浆岩中,其中以产于碱性岩中的最为重要,如
霞石正长岩、
霞石正长斑岩矿床,其次为花岗岩、
白岗岩矿床以及
正长岩、
石英正长岩矿床等。
一般情况下,纯钙长石在自然界中很少存在,即使是被称为“
钾长石”的矿物中,也可能共生或混入一些
钠长石。一般把钾长石和钠长石构成的
长石矿物称为碱长石;由钠长石和钙长石构成的长石矿物称为
斜长石;钙长石和
钡长石构成的
长石矿物称为碱长石。
钾微斜长石是
晶系为
三斜晶系的钾长石的一种,钠长石以规则排列的形式夹杂在钾长石中,称为
条纹长石。
中国已开采利用的钙长石矿主要产于
伟晶岩,有一部分钙长石产于风化花岗岩、细晶岩、
热液蚀变矿床及钙长石质砂矿。
物理性质
硬度:6-6.52
比重:2.6-2.76g/cm3
颜色:褐色或深褐色
透明度:透明到半透明
其他:性脆
晶体形态
三斜晶系;主要发育的
单形有c{001}、b{010}、m{110}。
晶体结构
晶系和
空间群:
三斜晶系;
晶胞参数:其晶体参数与
钾长石中的
微斜长石很接近。由于随着
结晶温度的不同,有高温相、低温相及
过渡相的不同,同时低温
斜长石又有不同的
结构类型,因而其参数就有所差异。
工业指标
工业上对钙长石矿的一般要求如下:
(1)钙长石经手选后尽量纯净而不含杂质、表面无
铁化现象或只有少量铁化现象。铁质矿物、含铁质的黑色矿物和
云母片等的总含量应低于8%。
(2)矿体中钙长石含量要求在40%以上。
(4)钙
长石粉细度,要求通过200目筛,
筛余物应小于7%。
(5)在1130oC下
煅烧后,应熔融成白色透明的玻璃体。
主要用途
钙
长石矿物除了作为玻璃工业原料外(约占总用量的50—60%),在陶瓷工业中的用量占30%,其余用于化工、
磨料磨具、玻璃纤维、
电焊条等其它行业。
1、玻璃
熔剂:钙长石是玻璃
混合料的主要成份之一。钙长石含Al2O3高,铁质含量低,且比
氧化铝易熔,不但
熔融温度低而且熔融范围宽,主要用来提高玻璃配料中的氧化铝含量,降低玻璃生产中的
熔融温度和增加
碱含量,以减少碱的用量。此外,钙长石熔融后变成玻璃的过程比较缓慢,结晶能力小,可以防止在玻璃形成过程中析出晶体而破坏制品。钙长石还可以用来调节玻璃的粘性。
2、陶瓷坯体
配料:在
烧成前钙长石能起
瘠性原料的作用,减少坯体的
干燥收缩和变形,改善干燥性能,缩短
干燥时间。在烧成时可作为熔剂降低
烧成温度,促使
石英和
高岭土熔融,并在液相中互相扩散渗透而加速
莫来石的形成。熔融中生成的钙长石玻璃体充填于坯体的莫来石
晶粒之间,使坯体致密而减少空隙,从而提高其
机械强度和
介电性能。此外钙长石玻璃的生成还能提高坯体的透光性。钙长石在陶瓷坯体中的掺入量随原料不同、产品的要求不同而异。
3、
陶瓷釉料:钙长石
结晶釉也具有悠久的历史(约出现于13世纪中叶)。在这种釉中含有大量的钙长石CaO·Al2O3·2SiO2晶体,这些晶体呈不足1μm的微小针状,以均匀的高分散率分布于整个釉层。因此,这种釉属于微晶釉类。钙长石釉的乳浊程度取决于所析出钙长石晶体的数量。釉的组成为高钙组成,属CaOAl2O3SiO2系,通常处于钙长石一次结晶场或在钙长石和磷
石英一次结晶场间的临界线附近。组成如下(wt%):65~70SiO2、16~18Al2O3、10~14CaO,Na2O、K2O、MgO及其它氧化物含量相对很少。
4、
搪瓷原料:主要用钙长石和其它矿物原料掺配成法琅。钙长石的掺入量通常为20-30%。
5、磨料:在制作
磨轮时常用钙长石作陶质
胶结物成份,其含量为28-45%。