电气石的成因
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电气石化学成分
电气石是一种常见的矿物,属于石英的一种变种。
它的化学成分主要是二氧化硅,化学式为SiO2。
除了二氧化硅之外,电气石还含有少量的杂质,例如铁、铝、钠等。
在电气石的化学成分中,二氧化硅是最主要的成分。
二氧化硅是一种无机化合物,是一种无色、透明的晶体,具有很高的硬度和稳定性。
它是许多矿物和岩石的主要成分,也是许多玻璃和陶瓷的原料。
除了二氧化硅以外,电气石中还含有少量的铁、铝、钠等元素。
这些杂质元素的存在会影响电气石的颜色和性质。
例如,含有铁的电气石呈现出黄色、棕色或绿色,含有铝的电气石呈现出灰色或白色。
电气石的化学成分对其性质有着重要的影响。
二氧化硅的高硬度使得电气石具有较高的耐磨性和耐腐蚀性,适合用于制作珠宝和工艺品。
而杂质元素的存在则赋予电气石不同的颜色和纹理,增加了其装饰价值。
总的来说,电气石的化学成分主要是二氧化硅,同时还含有少量的杂质元素。
这些化学成分赋予了电气石独特的性质和外观,使其成为一种受人喜爱的宝石和工艺材料。
电气石名称的由来电气石是一种非常特殊的宝石,因其独特的性质和美丽的外表而备受珍视。
但是,很多人并不知道电气石的名称是怎么来的,下面我们就来详细了解一下。
一、电气石的基本概述电气石是一种含有铜和铁元素的硅酸盐矿物,化学式为CuFeSi2O6。
它通常呈现出淡蓝色或淡紫色,有时也会呈现出淡黄色或淡绿色。
电气石具有很高的折射率和双折射率,这使得它在光学领域中得到广泛应用。
二、电气石名称由来1. 原始发现电气石最早是在19世纪初由法国科学家亨利·圣克莱尔发现的。
他在法国南部地区发现了这种美丽而神秘的宝石,并将其命名为“電礦”,即“electricite”。
这个名称源于他对电气石产生静电效应的观察。
2. 英文名称后来,英国科学家詹姆斯·史密斯森(James Smithson)在1824年将电气石带回伦敦,并将其命名为“enargite”。
这个名称源于希腊语单词“enargein”,意思是“显现出来”。
这个名称反映了电气石的独特性质,即它可以通过光学手段显现出来。
3. 中文名称电气石的中文名称则是由中国科学家刘静初提出的。
他在20世纪50年代初期开始研究电气石,最终得出了这种宝石的中文名称——电气石。
这个名称源于电气石能够产生静电效应的特点。
三、总结综上所述,电气石的名称来源于其特殊性质。
无论是法语的“electricite”、英语的“enargite”,还是中文的“电气石”,都反映了这种宝石能够产生静电效应和通过光学手段显现出来的特点。
今天,电气石已经成为一种非常受欢迎和珍视的宝石,在珠宝和光学领域中得到广泛应用。
◎电气石简介电气石是以含硼为主的环状硅酸盐矿物,其工艺名称为碧玺,英文名:Tourmaline,意为“红玉骨绥(sui )”、“混合宝石”。
在我国的一些历史文献中也有将“托玛琳”称之为砒硒、碧霞希、碎邪金等,但多称为“碧玺”。
电气石最早发现于斯里兰卡,当时被视为与钻石、红宝石一样珍贵的宝石。
人们注意到这种宝石在受热时会带上电荷,这种现象称为热释电效应,故得名电气石。
电气石的化学式:Na(Mg,Fe,Mn,Li,Al)3Al6 : Si6O18] : BO3 3(OH,F)4 或写成通式:NaR3Al6 : Si6O18] : BO3 3(OH,F)4。
【化学组成】电气石是一种硼硅酸盐矿物,即除硅氧骨干外,还有[ BO3络阴离子团。
其中Na+可局部被K+和Ca2+弋替,(0H)-可被F-代替,但没有Al3+代替Si4+现象。
R位置类质同像广泛,主要有4个端员成分,即:镁电气石(Dravite)R=Mg ;黑电气石(Schorl):R=Fe ;锂电气石(Elbaite):R=Li+Al ;钠锰电气石(Tsilaisit)R二Mn 。
根据富含元素含量,可将电气石分为铁电气石、镁电气石、锂电气石等,并且某些类型的电气石之间还存在固熔现象。
一直以来,电气石被作为宝石矿物加以利用,少量用于仪器设备中的光学元件,大量非宝石级电气石几乎未得到利用。
1989 年,日本学者Kubo发现并提出电气石具有永久性自发极化效应,从而为电气石为工业矿物,尤其是在环境与健康领域应用幵辟出崭新的途径。
有关电气石的记载,始于古锡兰,之后陆续发现它具有电性、压电性,并被用于红外光谱探测和热像等仪器上。
1989 年,日本学者Kubo 首次发现了电气石存在自发电极、电气石微粒周围存在静电场现象,就此对电气石微粉的电场效应展开了一系列应用研究,由此兴起了电气石在环境、人体保健领域的研究新热潮。
此后,日本,美国等国学者纷纷开始了对这一方面的应用性研究,陆续申请了多项地利。
电气石辐射
电气石,也称作电气辐射石,是指在受到外界力量(如压力或摩擦力)刺激下,能够释放出微弱的电流或放电现象的矿石。
在电气石中,以长石类矿物为主,包括长石、石英、磁铁石、云母等。
它们在地壳中的含量很高,一般可以在岩石中找到。
电气石辐射的机理是基于矿物中存在的一种余电效应。
当电气石受到外界力量刺激时,其中的电荷会在短暂的时间内由一个位置转移到另一个位置,形成微小的电流。
这种电流产生的能量会以放电的形式释放出来。
电气石辐射所产生的微弱电流或放电现象通常是肉眼无法察觉的,需要通过特殊的设备进行检测和观察。
一些电气石具有较强的电气辐射能力,可以被用于科学研究、电学实验或工业应用中。
在民间传说中,电气石被认为具有一定的神秘力量和治疗功效。
一些人相信电气石能够改善人体的血液循环、平衡身体的能量,还能辟邪、驱邪、消除疾病等。
然而,科学上对于电气石的功效和效果是否存在实际依据还存在争议,需要更多的研究和实验证据来验证。
第二章电气石的矿物学特征我国的电气石资源较丰富,潜在资源量较大,分布较广,全国除上海、天津、重庆、宁夏、江苏、海南及港、澳、台等省市区未见报道有电气石产出外,其余25个省市自治区均发现有电气石产出,特别是西部地区的电气石资源较丰富。
全国已知电气石产地150多处,有80多处具一定规模。
电气石常以副矿物(有时为主要矿物)的形式广泛分布于岩浆岩、沉积岩、变质岩和热液矿床中,它的化学性质稳定。
2.1 我国的电气石按成因可分为三个大的类型(表1)。
[1]具体分类见表1。
表1 我国电气石的成因类型矿产类型亚类实例与岩浆作用有关的电气石岩浆型云南西盟阿莫锡矿、西藏莽总铜矿电英质火山岩伟晶岩型新疆可可托海、黑龙江林口、广西资源、东秦岭、云南高黎贡山及哀牢山、内蒙古狼山地区花岗岩类热液型江西赣南、广西恭城、广西大厂龙箱盖岩体、广西宝坛地区、山东柳家、湖南柿竹园、大义山、内蒙古、广东、云南等地火山-次火山热液型广西贵港龙头山、内蒙莲花山、江西龙眼石热水沉积岩型电气石广西大厂铜坑-长坡锡多金属矿、辽宁凤城-宽甸硫铁矿带、山西中条山铜矿、内蒙古别鲁乌图铜矿、表生风化型电气石新疆沙尔布拉克金矿2.1.1与岩浆作用有关的电气石本类型电气石根据产出围岩的不同又可分为四个亚类,即岩浆型、伟晶岩型、花岗岩浆热液型和火山-次火山热液型。
1、岩浆成因电气石[2、3]。
在云南西盟佤山的佤山电英岩和西藏昌都地区的西藏岩(电英质火山岩)中的电气石即属于这种类型。
佤山电英岩主要由50%-60%的电气石、40%-50%的石英及少量钠长石组成。
电气石属铁镁电气石,结晶较好,以细粒-中粒半自形-自形粒状产出。
西藏岩(电英质火山岩)中电气石和石英含量基本相等,电气石既呈斑晶,又呈球粒、鸡毛掸状、毡状雏晶相对均匀地分布在基质内。
基质中的电气石为隐晶质,只有在显微镜下方可辨认。
含量总体相近,2、伟晶成因电气石[4、5、6、7、8、9]。
伟晶岩中产出的电气石一般晶体较大,晶形完好。
电气石,tourmaline的化学成分
电气石,又称电气石英,是一种宝石和宝石原矿物,属于硅酸盐矿物。
它的化学成分是复杂的铝硅酸盐,化学式为
(Ca,Na)(Al,Fe,Li,Mg,Mn)3(Al,Cr,Fe,V)6(BO3)3(Si,Al,B)6O18(O H,F)4。
电气石中的阴离子主要包括硼酸根离子 BO3、硅酸根
离子 SiO4 以及氢氧根离子 OH、氟离子 F,它们与钠离子
Na+、钙离子 Ca2+、铝离子 Al3+ 等阳离子形成了复杂的结构。
在电气石中,有些铝离子可以被其他金属离子如铁离子Fe2+、锂离子Li+、镁离子Mg2+、锰离子Mn2+等部分或完全取代。
电气石还具有一些特殊的物理性质,如电气石具有极性,可以产生电荷;它也表现出热畸变性,在加热或冷却时会产生电流;此外,电气石还可以吸附或释放大量的离子,对环境有一定的净化作用。
因此,电气石常用于珠宝制作、光学仪器、电子器件、医疗仪器等领域。
电气石成分
电气石是一种天然矿物,也称为电气辉石,主要成分是硫化铜和铜等元素。
电气石的化学式为Cu3AsS4,属于硫族元素化合物,是一种外观呈黑色或暗红色的晶体矿物。
电气石在电气领域中有着广泛的应用。
其主要特点是在一定温度和压力下具有良好的半导体性能,同时还具有较高的热电效应。
因此,在电子元器件、电子电路等方面应用广泛。
此外,由于电气石中含有铜等重金属元素,具有一定的毒性,因此应注意正确使用和储存。
在现实生活中,电气石被广泛应用于药物、化妆品等领域中,其原材料的开采和利用也受到了广泛的关注和研究。
总体来看,电气石是一种具有广泛应用前景的矿物,其成分和特点决定了它在电子领域中的独特优势,是众多电子元器件和电路中不可或缺的材料之一。
总结起来,电气石成分主要包括硫化铜和铜等元素,其特点是具有良好的半导体性能和高热电效应,广泛应用于电子元器件、电路等领域中。
同时,由于其含有重金属元素,应注意正确使用和储存,以确保其安全性。
电气石的地质成因电气石的地质成因相当复杂,常以副矿物(有时为主要矿物)的形式广泛分布于岩浆岩、沉积岩、变质岩和热液矿床中,它的化学性质稳定,十分耐磨、耐蚀,并且各种电气石的成因各不相同,因此电气石的化学成分和性质被广泛用于成岩、成矿环境的灵敏指示剂而备受关注。
电气石的成因分类方法一般有两种:一种是按照原岩不同进行分类;另一种是按照电气石的类质同象来区分。
电气石富含B和H2O,它的成因多与气成作用有关,多产于花岗伟晶岩及气成热液矿床中。
一般黑色电气石形成于较高温度,绿色、粉红色者一般形成于较低温度。
早期形成的电气石为长柱状,晚期者为短柱状。
此外,变质矿床中亦有电气石产出。
按照原岩大体可分为四类:岩浆岩型、伟晶岩型、金属矿产型和沉积岩型。
1.1岩浆岩(包括花岗岩化作用形成的岩浆岩)里的电气石岩浆岩型中电气石是常见的副矿物之一,特别是黑电气石主要产于花岗岩、白岗岩、紫苏花岗岩、细晶岩、石英斑岩、石英二长闪长岩、石英闪长玢岩、闪长玢岩、辉长岩、辉绿岩、橄榄岩、金伯利岩、刚玉钙长黑云岩、各类碱性岩等,以及火山岩中的流纹岩类。
电气石的成因与熔体中富含B, F等挥发性组分有关,也与熔体中富含H2O的流体相有关。
同时熔体最后阶段的汽相中富含B, Na, Si,而K和Al已基本耗尽。
因此,岩浆成因的电气石以黑电气石最为常见。
1.2伟晶岩里的电气石电气石是各类伟晶岩里比较常见的矿物,花岗岩浆作用后期的伟晶岩有结晶粗大的电气石晶体,主要是黑电气石-锂电气石系列。
简单伟晶岩中以黑电气石为主,锂电气石、钙锂电气石产于复杂伟晶岩里(这类伟晶岩往往富碱质),如钾长伟晶岩的中央带,与绿柱石、锂云母、铯榴石、铌钽类矿物共生。
镁电气石-黑电气石系列产于夹有镁质大理岩的富Mg 质沉积变质岩系的伟晶岩体里。
我国辽宁变质硼矿床中,电气石产于电气石变粒岩中,主要是黑电气石,与长石、石英、黑云母、石榴子石等共生。
由含硼流体交代富镁大理岩形成的镁质矽卡岩,产出富镁的镁电气石,与金云母、透闪石、斜硅镁石、遂安石、板状硼镁石共生,分布在硼矿体的外部,有时构成矿体顶板。
电气石概述很早以前就有关于电气石的记载。
古代的商人把电气石晶体称为混合宝石。
1707年荷兰人把电气石从斯里兰卡带到荷兰,发现电气石具有吸灰的特性,故此也称其为“吸灰石”。
在我国俗称的“碧玺”,实际上就是宝石级的电气石,在其它的文献里也有叫做“砒硕”“碧霞希”“碎邪金”等等。
人们注意到这种物质在受热的情况下会带上电荷,即我们现在所说的热释电效应,因此得名电气石。
电气石是A1、Na、Ca、Mg、B、Fe、Mn、Si、O、F、H等元素组成的环状硅酸盐晶体矿物。
因其组份中含有B和H2O,所以多产于伟晶岩及气成热液矿床中,变质岩和变质矿床中也有产出。
巴西、俄罗斯、蒙古以及我国的新疆、辽宁、内蒙古、云南等地电气石产量都非常丰富。
我中电气石每年大量出口日本、韩国等地电气石具有压电、热电性能。
根据相关文献记载,早在公元前315年,希腊哲学家就认识到了其热电性,到了1703年研究人员正式报道其热电性.关于压电性的正式报道,是由Jacques 和PIerreCrrie在1880得给出的。
二战期间,电气石的压电性广泛应用于军事领域。
但是,由于在1945年发现了具有更好压电性的钛酸钡。
所以,后来一段时问,对电气石的研究仅仅停留在矿物学和晶体学上,没有继续深入的研究。
1960-1996年,关于电气石的基础性质以及应用方面的文献达到了几千篇,出现了“电气石热”。
上世纪80年代,科学家们发现有些河水很难被污染,经研究发现:河水中有大量的电气石矿物质,电气石可以吸附水中的重金属阳离子。
在国外日本科学家Kubo.T发现电气石对溶液中Cu 2+具有吸附作用,以此提出电气石具有自发极化作用。
1985年Dietrich得出了红外光谱可将锂电气石与铁电气石和镁电气石区别开。
我国的汤云晖博士、冀志江博士分别对电极性吸附与电极反应和电气石的自发极化及应用作了较为深入研究。
电气石发热原理
电气石是一种能够产生红外线辐射并产生热量的石材,也称为电石或远红外线石。
电气石发热的原理主要涉及电石内部的物理性质。
电气石的主要成分是含铁、锰、锂等元素的铁锰矿,其具体成分会因产地不同而有所差异。
电气石被用于制造发热设备,如电石发热器。
电气石发热的原理如下:
1. 电石内部结构:
-电气石内部含有微小的结晶颗粒,这些颗粒在石材中分布均匀。
其中含有的铁、锰等元素是关键成分。
2. 电石发射红外线:
-当电石受到电流激发时,内部的结晶颗粒会受热膨胀。
在这个过程中,电石会发射红外线辐射,同时产生热量。
这种辐射被称为远红外线辐射。
3. 远红外线的特性:
-远红外线具有较长的波长,它可以穿透皮肤表层并直接渗透到体内组织。
这使得电气石发热器的红外辐射对人体的深层组织产生加热效应。
4. 加热效应:
-通过红外辐射,电气石能够将能量传递给周围的物体,导致物体温度上升。
在电气石发热器中,这种辐射能够使人体感受到温暖,同时有助于提高局部血液循环。
5. 能效高:
-由于远红外线能够直接加热物体而无需通过空气传热,电气石发热器的能效较高。
这使得它在供暖、理疗等领域得到广泛应用。
总体来说,电气石发热的原理是通过电流激发电气石内部的微晶颗粒,产生远红外线辐射,从而实现加热效果。
这种辐射对于人体有一定的生理效应,被应用于一些医疗和健康领域。
书山有路勤为径,学海无涯苦作舟
碧玺—电气石
一、概述
碧玺受热会产生电荷,因而矿物学名称为“电气石”。
碧玺用来做宝石的历史较短,但由于它鲜艳丰富的颜色和高透明度所构成
的美,在它问世的时候,就赢得人们的喜爱,被称为风情万种的宝石。
在我国
清代的皇宫中,就有较多的碧玺饰物。
现在,碧玺是受人喜爱的中档宝石品
种,被誉为十月生辰石。
二、宝石学特征
1、化学成分
碧玺是一种以含B 为特征的复杂的硼硅酸盐,化学分子式为(Ca,K,Na)(Al,Fe,Li,Mg,Mn)3(Al,Cr,Fe,V)6(BO3)3(Si6O18)(OH,F)4。
2、晶系及结晶习性
三方晶系。
对称型L33P,无对称中心。
因而晶体两端发育不同的单形,一端为单面,一端为锥。
晶体常呈浑圆三方柱状或复三方锥柱状,横截面为弧面
三角形,柱面常见纵纹。
3、光学性质
(1)颜色:常见粉红色、绿色、深蓝色、天蓝色、褐色和黑色等。
且常见
双色分带共生的现象,其分带可与晶体底面平行,也可以形成平行柱面的环
带。
(2)透明度和光泽:透明—半透明—不透明。
玻璃光泽。
(3)光性特征:一轴晶,负光性。
(4)折射率和双折射率:1.624-1.644(±0.011,-0.009);0.018-。
电气石的矿物学特征我国的电气石资源较丰富,潜在资源量较大,分布较广,全国除上海、天津、重庆、宁夏、江苏、海南及港、澳、台等省市区未见报道有电气石产出外,其余25个省市自治区均发现有电气石产出,特别是西部地区的电气石资源较丰富。
全国已知电气石产地150多处,有80多处具一定规模。
电气石常以副矿物(有时为主要矿物)的形式广泛分布于岩浆岩、沉积岩、变质岩和热液矿床中,它的化学性质稳定。
2.1 我国的电气石按成因可分为三个大的类型(表1)。
[1]具体分类见表1。
表1 我国电气石的成因类型矿产类型亚类实例与岩浆作用有关的电气石岩浆型云南西盟阿莫锡矿、西藏莽总铜矿电英质火山岩伟晶岩型新疆可可托海、黑龙江林口、广西资源、东秦岭、云南高黎贡山及哀牢山、内蒙古狼山地区花岗岩类热液型江西赣南、广西恭城、广西大厂龙箱盖岩体、广西宝坛地区、山东柳家、湖南柿竹园、大义山、内蒙古、广东、云南等地火山-次火山热液型广西贵港龙头山、内蒙莲花山、江西龙眼石热水沉积岩型广西大厂铜坑-长坡锡多金属矿、辽宁凤电气石城-宽甸硫铁矿带、山西中条山铜矿、内蒙古别鲁乌图铜矿、表生风化型电新疆沙尔布拉克金矿气石2.1.1与岩浆作用有关的电气石本类型电气石根据产出围岩的不同又可分为四个亚类,即岩浆型、伟晶岩型、花岗岩浆热液型和火山-次火山热液型。
1、岩浆成因电气石[2、3]。
在云南西盟佤山的佤山电英岩和西藏昌都地区的西藏岩(电英质火山岩)中的电气石即属于这种类型。
佤山电英岩主要由50%-60%的电气石、40%-50%的石英及少量钠长石组成。
电气石属铁镁电气石,结晶较好,以细粒-中粒半自形-自形粒状产出。
西藏岩(电英质火山岩)中电气石和石英含量基本相等,电气石既呈斑晶,又呈球粒、鸡毛掸状、毡状雏晶相对均匀地分布在基质内。
基质中的电气石为隐晶质,只有在显微镜下方可辨认。
含量总体相近,2、伟晶成因电气石[4、5、6、7、8、9]。
伟晶岩中产出的电气石一般晶体较大,晶形完好。
电气石结构1. 引言电气石是一种具有特殊光学性质的矿物,其结构和性质在科学和工程领域中具有广泛的应用。
本文将介绍电气石的结构、特性以及相关应用。
2. 电气石的结构电气石是一种由硅酸盐组成的晶体,其化学式为Ca2Al3(SiO4)3(OH),属于正交晶系。
它通常呈现出深红色、橙色或黄色,具有玻璃光泽。
电气石晶体呈柱状或板状,具有完美的解理。
在电气石晶体中,铝离子取代了硅酸盐中的硅离子,形成了不平衡的电荷。
这种不平衡导致了电气石晶体具有特殊的光学性质。
3. 电气石的特性3.1 光学性质由于电荷不平衡,电气石晶体表现出双折射效应。
当光线通过电气石晶体时,会被分为两个方向传播,并产生两个偏振方向。
这种特性使得电气石成为一种重要的光学材料。
3.2 热稳定性电气石具有良好的热稳定性,能够在高温环境下保持其结构和性质。
这使得电气石在高温工艺和炼化过程中有着广泛的应用。
3.3 化学稳定性电气石对酸、碱等化学物质具有较强的稳定性,不易被腐蚀和溶解。
这使得电气石在化学工业中具有重要的应用价值。
4. 电气石的应用4.1 光学器件由于电气石具有双折射效应,它被广泛应用于光学器件中,如偏振片、光纤耦合器、激光器等。
这些器件利用了电气石晶体对光线的特殊处理能力,实现了光信号的调制和控制。
4.2 环境监测由于电气石对温度和压力变化敏感,它可用于制造环境监测设备。
通过测量电气石晶体的双折射效应的变化,可以获得环境参数的精确测量结果。
4.3 电力传输电气石具有良好的热稳定性和化学稳定性,使其成为高温环境下电力传输的理想材料。
电气石可以用于制造高温超导材料和电力传输设备,提高能源利用效率。
4.4 化工工业由于电气石对化学物质具有较强的稳定性,它被广泛应用于化工工业中。
例如,在酸碱反应过程中,可以使用电气石作为催化剂载体,提高反应效率和产物纯度。
5. 结论电气石是一种具有特殊光学性质的矿物,在科学和工程领域中具有广泛的应用。
它的结构、特性和应用使其成为一种重要的功能材料。
电气石结构一、电气石基本结构介绍电气石又称芦鸭石,是一种具有电气运动效应的自然矿物。
在矿物学中,通常将其分为两个类型:正电气石和负电气石。
其基本结构由层状的硅氧化物和层状的氢氧化物组成,这种结构能够产生自然极化,也是其产生电效应的基础。
二、电气石结构的特点1.自然电效应电气石在某些条件下能产生自然电效应。
正负电气石在温度、湿度、气压等环境因素变化时,会产生电压和电流变化,这种现象被称为电气运动效应。
这种效应被广泛应用在空气湿度计、温度计等领域。
2.稳定的物理性能电气石的稳定性能极高,它的熔点高、耐酸碱腐蚀、硬度较高等特点使得其在工业领域有着广泛的应用,例如电子器件领域的电容器、储能器等。
3.多种颜色的外观特征电气石的外观色彩因不同的杂质元素而有所不同,如氧化铁、锰、钴等元素会让其呈现出蓝色、黑色、黄色等不同颜色,使得其在装饰品领域有一定的应用价值。
三、电气石在工业、科研和装饰品领域的应用1.工业领域在电子器件领域,电气石的稳定性能和电气性能使得其成为电容器等元器件中的一种理想选择材料,被广泛应用于超声波发生器、变压器、日光灯启动器等各种电器设备中。
2.科研领域电气石的电气性能使其成为科研领域中的一个重要研究对象。
如在地球物理学领域,科研人员发现正电气石可用于无线电磁波增强信号的接收和传输领域。
3.装饰品领域在装饰品领域,电气石凭借其多变的颜色,被用于各种饰品和首饰制作。
例如在世界名牌手表、项链、耳环等珠宝首饰中广泛使用。
结论:电气石的基本结构由层状的硅氧化物和层状的氢氧化物组成,其稳定性能和电气性能使得其被广泛应用于电子器件、科研领域和装饰品等领域中。
作为一种重要材料,电气石在各个领域的应用前景也非常广阔。
电气石化学成分
电气石是一种磷酸盐类的复合物,它的化学成分十分复杂,以下是它的主要化学成份:
主要成分:
1. 磷酸(P2O5):磷酸是电气石中的主要成份,占总成分的百分之八十九至九十之间。
2. 水(H2O):电气石的主要来源,占总重量的百分之五至十之间。
3. 硫酸(SO3):电气石中硫酸的含量较低,占总重量的百分之零至十之间。
4. 镁(MgO):电气石中镁元素的含量较低,占总重量的百分之两至五之间。
5. 钙(CaO):电气石中钙的含量很低,占总重量的百分之二至五之间。
6. 氧化铝(Al2O3):电气石中氧化铝的含量一般很低,占总重量的百分之一至三之间。
7. 氧化锰(MnO2):电气石中含量很低,占总重量的百分之零至一之间。
8. 氧化铁(Fe2O3):电气石中氧化铁的含量一般很低,占总重量的百分之零至三之间。
不活性成分:电气石中还含有一些不活性成分,如石英粉(SiO2)、硼砂(B2O3)和氢氧化钾(KOH)等,一般占总重量的百分之一至三
之间。
托玛琳-电气石托玛琳电气石简介:化学成分复杂,是以含硼为特征的铝、钠、铁、镁、锂的环状结构硅酸盐矿物。
一般产于花岗伟晶岩型及高温气成热液型矿床中,是一种典型高温气成矿物之一。
电气石最早发现于斯里兰卡,当时被视为与钻石、红宝石一样珍贵的宝石。
人们注意到这种宝石在受热时会带上电荷,这种现象称为热释电效应,故得名电气石。
电气石又称碧玺,碎邪金,带电的石。
达到宝石级别的称之为碧玺。
居中档宝石之列。
一、【基础知识】电气石(Tourmaline)Na(Mg,Fe,Mn,Li,Al)3Al6[Si6O18][BO3]3(OH,F)4�或写成通式:NaR3Al6[Si6O18][BO3]3(OH,F)4。
二、【化学组成】即除硅氧骨干外,还有[BO3]络阴离子团。
其中Na+可局部被K+和Ca2+代替,(OH)-可被F-代替,但没有Al3+代替Si4+现象。
R位置类质同像广泛,主要有4个端员成分,即:镁电气石(Dravite)R=Mg黑电气石(Schorl):R=Fe;锂电气石(Elbaite):R=Li+Al;钠锰电气石(Tsilaisit)R=Mn。
镁电气石—黑电气石之间以及黑电气石—锂电气石之间形成两个完全类质同像系列,镁电气石和锂电气石之间为不完全的类质同像。
Fe3+或Cr3+也可以进入R的位置,铬电气石中Cr2O3可达10.86% 。
三、【晶体结构】三方晶系;-R3m;a0=1.584~1.603 nm,c0=0.709~0.722 nm;Z=3。
电气石晶体结构基本特点为[SiO4]四面体组成复三方环。
B配位数为3,组成平面三角形;Mg配位数为6(其中有两个是OH-),组成八面体,与[BO3]共氧相连。
在[SiO4]四面体的复三方环上方的空隙中有配位数为9的一价阳离子Na+分布。
之间以[AlO5(OH)]八面体相联结。
四、【形态】晶体呈柱状,晶体两端晶面不同,因为晶体无对称中心。
柱面上常出现纵纹,横断面呈球面三角形,这是因为发育一系列高指数晶面引起的,至于为什么发育一系列高指数晶面,可能与表面能有关,因为,从几何的角度来看三方柱的表面能是比较大的,发育为球面三方柱会降低表面能,但球面三方柱必导致部分高指数晶面的发育。
电气石的地质成因电气石的地质成因相当复杂,常以副矿物(有时为主要矿物)的形式广泛分布于岩浆岩、沉积岩、变质岩和热液矿床中,它的化学性质稳定,十分耐磨、耐蚀,并且各种电气石的成因各不相同,因此电气石的化学成分和性质被广泛用于成岩、成矿环境的灵敏指示剂而备受关注。
电气石的成因分类方法一般有两种:一种是按照原岩不同进行分类;另一种是按照电气石的类质同象来区分。
电气石富含B和H2O,它的成因多与气成作用有关,多产于花岗伟晶岩及气成热液矿床中。
一般黑色电气石形成于较高温度,绿色、粉红色者一般形成于较低温度。
早期形成的电气石为长柱状,晚期者为短柱状。
此外,变质矿床中亦有电气石产出。
按照原岩大体可分为四类:岩浆岩型、伟晶岩型、金属矿产型和沉积岩型。
1.1岩浆岩(包括花岗岩化作用形成的岩浆岩)里的电气石岩浆岩型中电气石是常见的副矿物之一,特别是黑电气石主要产于花岗岩、白岗岩、紫苏花岗岩、细晶岩、石英斑岩、石英二长闪长岩、石英闪长玢岩、闪长玢岩、辉长岩、辉绿岩、橄榄岩、金伯利岩、刚玉钙长黑云岩、各类碱性岩等,以及火山岩中的流纹岩类。
电气石的成因与熔体中富含B, F等挥发性组分有关,也与熔体中富含H2O的流体相有关。
同时熔体最后阶段的汽相中富含B, Na, Si,而K和Al已基本耗尽。
因此,岩浆成因的电气石以黑电气石最为常见。
1.2伟晶岩里的电气石电气石是各类伟晶岩里比较常见的矿物,花岗岩浆作用后期的伟晶岩有结晶粗大的电气石晶体,主要是黑电气石-锂电气石系列。
简单伟晶岩中以黑电气石为主,锂电气石、钙锂电气石产于复杂伟晶岩里(这类伟晶岩往往富碱质),如钾长伟晶岩的中央带,与绿柱石、锂云母、铯榴石、铌钽类矿物共生。
镁电气石-黑电气石系列产于夹有镁质大理岩的富Mg 质沉积变质岩系的伟晶岩体里。
我国辽宁变质硼矿床中,电气石产于电气石变粒岩中,主要是黑电气石,与长石、石英、黑云母、石榴子石等共生。
由含硼流体交代富镁大理岩形成的镁质矽卡岩,产出富镁的镁电气石,与金云母、透闪石、斜硅镁石、遂安石、板状硼镁石共生,分布在硼矿体的外部,有时构成矿体顶板。
这类含电气石的岩石往往结晶粗大,类似伟晶岩脉。
【与花岗伟晶岩建造有关的宝玉石矿床】【新疆绿色电气石颜色成因研究】1.3 金属矿床中的电气石电气石出现于金属矿体的脉石中,主要与以下两类矿床有关:一类是气成热液矿床,大多产于中-高温的钨锡矿脉边部的云英岩化带里,与白云母、石英、黄玉、锡石等共生,主要是黑电气石,我国江西、湖南一带的钨锡矿脉属此类型;另一类是产于层控型块状硫化物矿床里,为黑电气石-镁电气石系列,与石英共生(形成电英岩),被认为是海底火山喷气活动的标志物。
与其他热液型矿床类似,电气石矿的成矿系统也分为成矿热流体体系和控矿环境两部分。
矿床形成的过程就是成矿热流体体系与控矿环境之间进行物质、能量交换的过程。
硼元素的局部富集不仅取决于体系与环境之间、体系内部各因素之间和外部各控矿条件之间的耦合程度,也与硼元素的大范围、长时间充分补给和小范围局部富集的时空条件有关。
李兆鼐先生将这一成矿机理归纳为“内外多元耦合,四维局部富集成矿”。
[鲁西柳家电气石矿矿物学特征及成矿机理探讨]1.4 沉积岩里的电气石在一些沉积岩里电气石作为自生矿物出现。
这种电气石大多是镁电气石。
加拿大产于滑石带的富镁电气石,是成岩作用阶段形成的。
巴西的金矿床也含有电气石,属于热水沉积成因。
【电气石族矿物学研究的新近展】电气石是一种化学成分复杂的硅酸盐矿物,在自然界里广泛分布着电气石的各种类质同象,黑电气石-锂电气石、黑电气石-镁电气石、镁电气石-钙镁电气石等类质同象系列。
电气石的化学成分与其产出的环境有很大的关系,因此电气石的类型不同,其产出的成因也不相同。
【电气石】【藏东西藏岩的电气石】2.1 黑电气石-锂电气石类质同象系列黑电气石-锂电气石类质同象系列中黑电气石广泛出现于花岗岩、花岗伟晶岩、气化高温热液脉以及石英岩中。
黑电气石常以长柱状晶体、特别是呈放射柱状的晶簇状态产出。
黑电气石-锂电气石类质同象系列的矿物主要出现于早期以结晶作用为主、后期以交代作用为主的发育很完整的分异型花岗伟晶岩脉中,而且这种花岗伟晶岩脉均产于与其成分很近似的围岩中,如花岗岩、花岗质结晶片岩等。
花岗伟晶岩脉在其形成的过程中,由于物理化学体系的平衡条件(温度、压力和组分浓度等)不断发生变化,经历了从早期以结晶作用为主过渡到后期以交代作用为主的发展过程。
花岗伟晶岩脉不同的发展阶段以构成花岗伟晶岩脉的主要矿物之一云母的演化系列(黑石母-白石母-锂石母)作为标志,相应地划分为黑云母型、二云母型、白云母型和锂云母型4种基本类型的伟晶岩脉的不同发展阶段。
因为云母的演化顺序主要受伟晶岩成岩过程中元素的分异,特别是受Li和F等含量的增高和温度、压力的降低等因素所控制,从而反映交代作用的程度。
对黑电气石-锂电气石系列而言,从黑云母型、二云母型花岗伟晶岩脉中的黑电气石向白云母型、锂云母型花岗伟晶岩脉中的锂电气石方向演化。
如,我国内蒙角力格太地区花岗伟晶岩脉从黑云母型、二云母型伟晶岩脉中产出的为黑电气石,发展至白云母型和锂云母型伟晶岩脉中依次出现蓝色、绿色、红色锂电气石,而且还出现双色锂电气石。
新疆阿尔泰地区佳木斯、可可托海、库儒尔特等处花岗伟晶岩脉中出现的黑电气石-锂电气石类质同象系列矿物的情况完全类同于内蒙的,特别是红色锂电气石只出现于花岗伟晶岩脉的最后发展阶段-锂云母型伟晶岩脉中。
国外最典型的是巴西米纳斯吉拉斯州伊塔季艾亚矿区,在白云母型花岗伟晶岩中产出有大量的蓝色、绿色锂电气石,而在锂云母型花岗伟晶岩脉中富集红色锂电气石。
不同色彩电气石在花岗伟晶岩脉中从早到晚产出的顺序为黑色一蓝色一绿色一红色一无色。
【巴西的电气石和海蓝宝石矿床】2.2 黑电气石一镁电气石-钙镁电气石类质同象系列当花岗伟晶岩熔体侵入到白云岩、白云质灰岩围岩中时,由于两者成分相差悬殊,在其接触带首先发生双交代反应,从伟晶岩熔体中带出SiO2等组分,而从围岩中带出MgO和CaO等组分。
一旦双交代作用深入发展,花岗伟晶岩熔体则发生强烈的去硅作用,此时可完全改变花岗伟晶岩脉原有的矿物成分,而变成以斜长石(奥长石,中长石)为主的斜长石岩脉。
从脉体的中心至边缘依次出现斜长石带、透闪石带和金云母带,各带之间无明显界线,不过透闪石带和金云母带仅占次要地位。
在这种成因产状下,黑电气石就向镁电气石演化,出现黑电气石-镁电气石类质同象系列成员,而在去硅伟晶岩的斜长石带中局部可保留含黑电气石的石英-奥长石花岗伟晶岩的残留体。
由于围岩中带出的组分除MgO外,还有CaO 组分参加电气石的组成,则出现镁电气石-钙镁电气石类质同象系列的矿物。
在镁电气石和钙镁电气石的成分中常存在微量的Ti(TiO2为0.13%一1.57%),而最常见的棕色和黄棕色镁电气石其呈色机理就是由Ti3+-Ti4+之间的电荷转移所致。
前苏联西南帕米尔的苏姆德日思、戈思达尔弗、阿弗日等地的镁电气石矿床,就是这种成因的典型例子。
该地区产出一镁电气石晶体,其柱长达35cm,柱径达4cm。
镁电气石、钙镁电气石往往与刚玉共生。
镁电气石去硅伟晶岩型矿床是以白云岩、白云质灰岩(大理岩)中的交代岩(斜长岩)形式出现,不过这种类型的矿床日前己归属于气化热液矿床的范畴。
此外,黑电气石-镁电气石、镁电气石-钙镁电气石类质同象系列的矿物还出现在含硼泥质岩经区域变质作用而成的变质岩系中。
如,我国辽东地区含硼矿床的变质岩系中,当原岩为泥质岩时,变质岩中的电气石为黑电气石-镁电气石类质同象系列的成员;当原岩为富钙泥质岩时,其变质岩中的电气石为镁电气石-钙镁电气石类质同象系列的成员。
变质岩系中的电气石形成于区域变质作用的角闪岩相阶段。
国外如肯尼亚纳罗克地区变质岩系中的镁电气石产于石英白云母结晶片岩中,而变质岩系中的石英岩部位则出现黑电气石。
上述国内外实例表明,变质岩中电气石的种类取决于区域变质作用前的原岩成分。
变质岩中的电气石一般只能为砂矿提供重要的物质来源。
[电气石族宝石矿物(碧玺)的成分与其成因产状的关系]在我国发现的电气石主要为与岩浆作用有关的电气石及热水沉积岩型电气石。
蒸发环境形成的电气石在我国未见报导。
表生风化型电气石较少,见于阿尔泰地区的砂矿中,此外,河流砂屑沉积物中也有呈重砂矿物产出的。
其中以热水沉积岩型、伟晶岩型、花岗岩类热液型更为常见(见表1)。
表1 我国电气石矿产的成因类型矿产类型亚类实例与岩浆作用有关的电气石岩浆型云南西盟阿莫锡矿电英岩岩墙、西藏莽总铜矿电英质火山岩伟晶岩型新疆可可托海、黑龙江林口42号矿、广西资源花竹园、露冲坪、东秦岭、云南高黎贡山及哀牢山、内蒙古狼山地区花岗岩类热液型广西恭城嘉会、广西大厂龙箱盖岩体、广西宝坛地区、山东柳家、湖南柿竹园、大义山、内蒙古卫境苏木、广东双德、云南昌宁薅坝地、云龙铁厂火山-次火山热液型广西贵港龙头山、内蒙莲花山、江西龙眼石热水沉积岩型电气石广西大厂铜坑-长坡锡多金属矿、辽宁凤城-宽甸硫铁矿带、山西中条山铜矿、内蒙古别鲁乌图铜矿、表生风化型电气石新疆沙尔布拉克金矿[我国电气石资源分布、地质特征及其开发利用前景分析]【辽宁宽甸砖庙硼矿区成矿地质特征及找矿】总之,电气石分布十分广泛,对电气石成因进行细致深人的研究,将有助于矿床学、区域地质学研究水平的提高。
【电气石族矿物学研究的新近展】参考文献蒋少涌,于际民,倪培等. 电气石——成岩成矿作用的灵敏示踪剂. 地质论评, 16(6), 11, 2000, P594-604沈敢富, 姚鹏. 藏东西藏岩的电气石. 高校地质学报, 6(2), 6, 2000, P356-363陈武, 钱汉东. 电气石族宝石矿物(碧玺)的成分与其成因产状的关系. 宝石和宝石学杂志, 3(4), 12, 2001, P11-14林善园, 蔡克勤, 蔡秀华等. 电气石族矿物学研究的新进展. 中国非金属矿工业导刊, 44, 6,2004, P21-24李赋屏, 彭光菊, 卢宗柳等. 我国电气石资源分布、地质特征及其开发利用前景分析. 矿产与地质, 18(105), 10, 2004, P493-497王敏, 张尚坤, 张增奇等. 鲁西柳家电气石矿矿物学特征及其成矿机理探讨. 山东地质, 17(1), 2, 2001, P35-39黄宣镇. 与花岗伟晶岩建造有关的宝玉石矿床. 中国非金属矿工业导刊, 33(3), 3, 2003王进军, 陶晓风, 王武军. 新疆绿色电气石颜色成因研究. 岩石矿物学杂志, 24(4), 7, 2005, P319-323刘敬党, 肖荣阁, 王生志等. 辽宁宽甸砖庙硼矿区成矿地质特征及找矿. 地质与资源, 14(2), 6, 2005, P126-131Cesar-Mendes, J., Jordt-Evange-Lista, H., Wegner, R. et al. 巴西的电气石和海蓝宝石矿床.宝石和宝石学杂志, 3(2), 6, 2001, P45-47。