云母矿物特征及化学成分

第１８卷第１期　湖南环境生物职业技术学院学报　２　０　１　２年３月　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｈｕｎａｎ　Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ—Ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ　Ｐｏｌｙｔｅｃｈｎｉｃ　Ｖｏ１．１８　Ｎｏ．１　Ｍａｒ．２０１２　

文章编号：１６７１—６３６１（２０１２）０ｌ一０００１—０３　

宁夏贺兰石赋存特征及矿物成分分析　

赵福寿　

（宁夏矿业开发勘查院，宁夏银川７５００２１）　

摘要：贺兰石是宁夏的五宝之一，具有极大的经济价值和人文含义．以银川市西部的贺兰山中段为研究区，调查　分析贺兰石的赋存特征和矿物成分特征，结论认为（１）贺兰石含矿岩性段赋存于青白口系黄旗口组第一岩段下部，　呈狭长的条带状分布，层位稳定连续，走向大致呈南北向，顺走向延伸长度约１４　ｋｍ．含矿层的厚度８—２３　ｍ；（２）矿　石主要成分为粘土质矿物、绢云母和绿泥石，矿石的化学成分主要为ＳｉＯ２、ＡＩ２Ｏ３、Ｆｅ２Ｏ３、Ｋ２Ｏ；（３）矿石吸水率均低　于１％，矿石摩氏硬度为２—４，矿石体重平均为２．８９　ｇ／ｃｍ　，矿石抗压强度为５８．１７　ＭＰａ，抗拉强度７．１　ＭＰａ，抗剪强　度１９．１６　ＭＰａ；（４）研究区贺兰石开采前景广阔，具有较大的工业价值．参２．　关键词：贺兰石；赋存；矿物成分　中图分类号：ＴＤ１　文献标识码：Ａ　

贺兰石，又称吉祥石、碧紫石，为宁夏五宝之　

首，被誉为宁夏的“蓝宝”．北京人民大会堂宁夏展　

厅的大幅竖屏、宁夏政府赠香港回归礼品《牧归》、　

宁夏政府赠澳门回归礼品《九羊启泰凤归图》等，均　为贺兰石工艺制品．多年来贺兰石工艺制品已成为　宁夏对外交流的一张靓丽名片，在展示宁夏、宣传　

宁夏、促进宁夏经济发展等方面起到了重要作用．　贺兰石为浅变质作用形成，矿石石质致密坚　实，感观细腻，娇嫩有玉之美感…．因变质作用而使　

矿物呈一定程度的定向排列，但矿石节理不发育，　具块状构造，使矿石既有细润的外观，还不易裂碎；　

既不粗糙，还具发墨快的特点．贺兰石摩氏硬度为　２—４，较为适中，即具有良好的雕刻性，又适于研磨　

矿物成分与化学成分的关系

一、 SiO2的含量（酸度）对岩浆岩中矿物共生组合的影响

在岩浆岩中，SiO2与其它金属氧化物结合，可形成各类硅酸盐矿物，从而决定岩浆岩中的矿物共生组合。岩浆岩中石英的出现，表示岩浆中SiO2含量过剩（过饱和），它是硅酸盐熔体中游离的SiO2结晶的产物，所以石英是岩浆岩中SiO2过饱和的指示矿物；如果岩浆中SiO2含量不足（不饱和），这样的岩浆岩中就会出现镁橄榄石或似工石，所以说，镁橄榄石、似长石的出现，是岩浆中SiO2不饱和的一种指示矿物。若岩浆岩中既没有石英，又没有镁橄榄石、似长石，则表示岩浆中SiO2含量适当（饱和），不多也不少。这时岩浆中出现的仅是辉石、长石等饱和矿物。

岩浆岩中不饱和矿物镁橄榄石与过饱矿物石英，在平衡的条件下，不能共生，因为镁橄榄石与熔体中SiO2结合，则形成饱和矿物顽火辉石。

与此类似，石英与似长石（如霞石、白榴石、方钠石、黝方石等），在平衡的条件下也不能共生。硅酸盐熔体中SiO2与霞石和白榴石反应结合，将形成钠长石和正长石。

不饱和矿物镁橄榄石、似长石在平衡条件下，不能与过饱和矿物石英共生。但在不平衡条件下，则可共存。此外，不饱和矿物及过饱和矿物都可与饱和矿物共生。

SiO2饱和与不饱和矿物对比表

特征元素 饱和矿物 不饱和矿物

K

Na

Ca

Mg和Fe

Al和B

Ti 正长石

云母

钠长石

钠质辉石及角闪石

钙长石

透辉石、透闪石

榍石

磷灰石

橄榄石

辉石—角闪石

云母

铁铝榴石

磁铁矿

黄玉

电气石

钛铁矿 白榴石

方钠石、霞石、钙霞石

方沸石、黝方石、蓝方石

黄长石

黑榴石

钙钛矿

镁橄榄石

铬尖晶石

镁铝榴石

黑榴石

刚玉

钙钛矿

二、 碱质的含量对矿物共生组合的影响

除了SiO2之外,(K2O+Na2O)的含量对岩浆岩的矿物共生组合也有重大影响。岩浆岩中碱质的含量一般随SiO2含量的增加而增加，但在SiO2含量相同的岩石中，K2O及Na2O含量比下正常的偏高，就会形碱度大的岩石。

第1页 共2页 民主与法制时报/2010年/8月/23日/第D04版 文博 建立紫砂泥国家标准有科研成果依托 紫砂泥矿物与化学成分初步探明 邬原 初版于1982年由中国硅酸盐学会编写的《中国陶瓷史》对紫砂原料作了这样的描述:“紫砂原料的岩相分析结果表明:所用粘土都属于高岭-石英-云母类型，其特点是含铁量比较高。紫砂器的烧成温度一般介于1100-1200℃之间，采用氧化气氛。烧成后成品的吸水率<2%，说明它的气孔率介于一般陶器和瓷器之间。紫砂器的显微结构中存在着大量的团聚体……紫砂器的良好的透气性，可能跟这种特殊的显微结构有关。而这种团聚体的存在则可能是由于泥料在制备过程中，泥料中原来存在的团聚体结构没有被破坏之故。在烧成时，这种团聚体产生较大收缩，从而在其四周生成一层断断续续的气孔群”。 这段文字将紫砂泥的矿物组成、烧成温度、吸水率、造成透气性的显微结构都表述的一清二楚。该书还将测试紫砂器标本所得化学组成数据列表如下: 江苏省陶瓷工业科技人员也曾对宜兴陶土矿的化学成分进行了测试，得出数据如下:

第2页 共2页

综上不难看到，紫砂泥的矿物组成和化学成分已经有了最基本的数据，依据以上数据对紫砂泥样片进行化学成分测试，不难判断其是否为天然紫砂泥。 笔者于今年6月至上海市收藏协会检测基地上海世佳艺术品有限公司，以紫砂泥、拼制泥样片进行化学成分测试(样片已封存随时备查)，得出数据如下: 从表中可以看到，对照前两表，拼制泥(1)和(2)样片由于前者氧化锰过高，而后者氧化铬偏高，都已不是纯天然紫砂泥。 同理，“某处也产紫砂”的说法近年来常有所闻，然而要证实某处“紫砂”与宜兴紫砂相同(不是“非常相近”，此说本身就是一种否定)，必须对照已有的科研成果做出实际的各种物理性能和化学成分的测试，并证实某处的“紫砂”具有宜兴紫砂一样的特性，不可以随意将某处近似陶土一概以“紫砂”之名冠之，这种做法是攀附搭车混为一谈。到目前为止，宜兴紫砂在我国仍然是独一无二的。 在我国的云南建水、广西钦州、重庆隆昌和广东潮州生产一种紫陶器，包括紫陶壶。紫陶是泛指各类棕红色陶土材料制作而成的表面无釉陶器的总称。紫砂壶与紫陶的区别是，宜兴紫砂陶(壶)为打片成型器，而云南建水紫陶、广西钦州泥兴陶、重庆隆昌紫陶、潮州朱泥壶均为手拉坯成型或注浆成型，制作工艺不同，造型也不同。 最后，建立完善紫砂泥国家标准中“紫砂泥矿物与化学成分数据”，对于探明宋、元、明、清紫砂器胎土的时代特征，完善历代紫砂器鉴定的科学方法，无疑是文博专业中一项具有积极意义的工作。

宝石矿物的化学成分与化学式

目前已知的矿物约有3000种左右，绝大多数是固态无机物。液态的（如自然汞）、气态的（如氮）以及有机物（如琥珀），仅占数十种。在固态矿物中，绝大部分都属于晶质矿物，只有极少数（如水铝英石、蛋白石）属于非晶质矿物。

（1）矿物的化学成分

a.化学组成基本固定的矿物

这类矿物的化学成分基本上是固定不变的，或者说其成分上变异范围非常小，以致在通常情况下可以忽略不计，它们遵守化学上的定比定律或倍比定律。

如：金刚石C 红宝石Al2O3等

b.化学组成不固定的矿物

如固溶体，含沸石水和层间水的矿物、胶体等

SiO2·nH2O欧泊

c.不符合化学比的矿物

如方铁矿Fe1-x 0是由于晶体结构中存在某种缺陷所造成的。

水钙铝榴石Ca3Al2[SiO4]3 – x（OH）4x

主要成分：1-100%

次要成分：1%-1/万

微量成分：<1/万

（2）矿物的化学式

化学式：表示矿物组成、元素种类、比例及某些结构特征的符号。

矿物的化学式有两种，即实验式和结构式

实验式：仅表示出组成矿物元素的种类及其原子数之比的化学式，可用元素的形式写出如BeAl2O4，也可用简单氧化物组合方式写出BeO·Al2O3

结构式（晶体化学式）：除了能表示出组成元素的种类及其原子数之比外，还可反映矿物晶体结构中各组分相互结合的情况。

如方解石：实验式CaO·CO2

结构式Ca[CO3]

※结构式（晶体化学式）的书写原则（自己复习）

（1）阳离子在前，阴离子在后，如果有一种以上阳离子则按碱性强弱的顺序排列。如MgAl2O4

（2）当出现阴离子团时，一定用方括号括起来，如锆石Zr[SiO4]。

（3）附加阴离子氟、氯及羟基等，一般写在络阴离子之后

如托帕石 Al2[SiO4]（F，OH）