硫酸鹽礦物

硫酸鹽礦物是金屬陽離子與硫酸根［SO4］2－相化合形成的含氧鹽類礦物。目前已知的硫酸鹽礦物種數約有300種，雖然它們在地殼中分布不多，僅占地殼總質量的0.1%左右，但其中石膏、硬石膏、重晶石、天青石、明礬石等均能富集成具有工業(yè)意義的礦床，部分硫酸鹽礦物還是提取Sr、Ba、Pb等金屬元素的重要礦物原料。硫酸鹽礦物的物理性質主要特征是硬度較低，一般在2～3.5之間。密度一般不大，在2～4g/cm3之間，含鋇和鉛的硫酸鹽礦物多在4g/cm3以上，甚至可達6～7g/cm3。顏色一般呈白色或無色，含鐵者呈黃褐或藍綠色，含銅者呈藍綠色，含錳或鈷者呈紅色。透明至半透明;玻璃光澤，少數為金剛光澤。(一)重晶石族本族礦物主要包括重晶石、天青石。兩者之間存在著完全的類質同象系列。重晶石(Barite)Ba［SO4］斜方晶系。常以平行于{001}的板狀或厚板狀良好的單晶體出現，有時呈短柱狀(圖4－59)，板狀晶體常聚集成晶簇狀。通常呈塊狀、粒狀、結核狀、鐘乳狀集合體。常為無色或白色，有時呈黃、褐、淡紅等色;玻璃光澤，解理面顯珍珠光澤。硬度3～3.5;性脆;解理平行{001}和{210}完全，平行{010}中等。密度4.5g/cm3左右。圖4－59 重晶石的晶形及其板柱狀晶體熱液成因的重晶石見于中、低溫熱液金屬礦脈中，與閃鋅礦、方鉛礦、黃銅礦、辰砂等硫化物以及螢石、石英、方解石等共生，或者以單一的重晶石脈出現。沉積成因的重晶石呈透鏡體狀或結核狀見于沉積錳礦、鐵礦和淺海沉積物中。有時也以結核狀、塊狀的次生重晶石產于風化殘積的粘土巖中。我國重晶石產地很多，尤以湖南、廣西、江西、山東等地最為重要，重晶石呈巨大的熱液單礦物脈產出?！镆云涿芏容^大、三組發(fā)育的解理和板、柱狀晶形為特征?？勺鳛閄射線防護劑，并用于化工、顏料、醫(yī)藥、玻璃等工業(yè)原料，以及鉆井泥漿的加重劑。天青石(Celestine) Sr［SO4］斜方晶系。常呈厚板狀或短柱狀，集合體呈粒狀、纖維狀、鐘乳狀、結核狀等。常呈帶淺藍或藍灰色調的灰白色，有時無色透明;玻璃光澤，解理面顯珍珠暈彩。硬度3～3.5;性脆;解理平行{001}和{210}完全，平行{010}中等。密度3.9～4.0g/cm3。天青石以外生沉積成因為主，見于白云巖、石灰?guī)r、泥灰?guī)r等沉積巖中，與石膏、硬石膏、石鹽和自然硫等共生。熱液成因的天青石，則以熱液細脈狀或基性噴出巖的氣孔充填物產出。我國著名的江蘇溧水愛景山產出的天青石即屬熱液成因。圖4－60 硬石膏晶體★與重晶石很相似，但密度稍小于重晶石。若將小片礦物置火焰上灼燒，天青石呈深紅色的焰色反應，而重晶石的焰色反應呈黃綠色。提煉鍶的主要礦物原料，金屬鍶用于生產特種合金，亦可用于作難熔金屬的還原劑。(二)硬石膏族硬石膏(Anhydrite) Ca［SO4］斜方晶系。單晶體呈厚板狀、板柱狀(圖4－60)。集合體常呈塊狀、粒狀或纖維狀。雙晶依(011)成接觸雙晶或聚片雙晶。純凈者透明，無色或白色，常因含雜質而呈暗灰色，有時帶紅色、紫色或藍色;玻璃光澤，解理面顯珍珠光澤。硬度3～3.5;解理平行{010}和{100}完全，平行{001}中等，三組解理面相互垂直。密度2.9～3.0g/cm3。硬石膏主要產于蒸發(fā)作用所形成的鹽湖沉積物中常與石膏共生。在地表或近地表條件下，由于上部壓力減小和易遭受水化作用，硬石膏變得不穩(wěn)定將轉變?yōu)槭?。在此轉變過程中，硬石膏因吸收水分使體積增大約30%，因此，對地表工程設施有一定的破壞作用。石灰?guī)r或白云巖受熱液交代而形成的硬石膏以及金屬礦脈中的硬石膏，均可能是受含硫酸溶液作用的產物。此外，石膏經過脫水作用也可以形成硬石膏?！镉彩嗫梢匀M相互垂直解理作為鑒定特征。與方解石等碳酸鹽礦物的區(qū)別是解理的分布方向不同，且遇HCl不起化學反應產生氣泡。用于造型塑像、醫(yī)療、造紙以及水泥工業(yè)。硬石膏的吸水膨脹性對工程設施有一定的安全影響。(三)石膏族石膏(Gypsum)Ca［SO4］·2H2O圖4－61 石膏的晶形和雙晶單斜晶系。單晶體常呈平行{010}板狀;雙晶常依(100)為雙晶面的燕尾雙晶(圖4－61)。集合體呈塊狀、細粒狀、纖維狀、土狀等。無色或白色，含雜質時成灰、淺黃或淺褐色等。無色透明晶體稱透石膏;玻璃光澤，解理面顯珍珠光澤。纖維狀集合體稱纖維石膏，呈絲絹光澤。硬度2;解理平行{010}極完全，平行{100}和{011}中等;薄片具撓性。密度2.30～2.37g/cm3。石膏廣泛形成于沉積作用。在封閉海灣或湖、海盆中化學沉積因蒸發(fā)作用沉淀而成，或由硬石膏水化作用而成，常與石灰?guī)r、紅色頁巖、泥灰?guī)r等成互層。風化過程中硫化物礦床氧化帶中的硫酸水溶液在與石灰?guī)r作用時也可形成石膏。熱液成因的石膏通常見于某些低溫熱液硫化物礦床中。我國石膏儲量居世界前列，絕大多數省區(qū)都有產出，其中湖北應城、湖南湘潭、山西平陸等地是我國主要產區(qū)?！镆云溆捕鹊?、密度小和具有{010}極完全解理為鑒定特征。與碳酸鹽礦物的區(qū)別在于遇HCl時作用不反應不產生氣泡。用于醫(yī)療、造型、水泥和造紙等工業(yè)。
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