透辉石

基本介绍
透辉石，英文名称diopside，常见颜色为蓝绿色至黄绿色、褐色、黄色、紫色、无色至白色，长柱体、粒状或片状。光 泽为玻璃光泽。透明美丽的透辉石也被视为宝石。在透辉石当中如果含有铬的话，矿物会带有绿色，因此透辉石的宝石 也常常与其它宝石混淆，例如黄绿色的橄榄石、（绿色）碧玺、金绿宝石等，当然，这就必须倚靠矿物间其它的物理性 质差异，才能将它们分辨出来。 有的透辉石也可能具有猫眼的现象；这样的宝石，例如石英、绿柱石、金绿石等，如 果将它们琢磨出适当的凸圆面，在圆面的中央会有线状的光线聚集处，形成一条白色亮带，于是整个宝石看起来就像是 猫的眼睛一般，所以称为猫眼。许多矿物都可能出现猫眼的现象，猫眼现象的成因在于：这些矿物当中都含有许多平行 排列的针状或管状内含物，当有凸圆面的宝石其底部与这些线状内含物所在的平面平行时，这些内含物会将光线反射并 聚集在宝石的圆顶，产生亮带、形成猫眼。如果幸运的话，有的透辉石宝石还会有两条互相垂直的猫眼－－十字星彩！ 据说，星彩透辉石是七月四日的诞生石呢。 中国人喜爱的翡翠当中也含有透辉石。翡翠在矿物学上属于硬玉，它是一种辉石类矿物的集合体：其中透辉石的出现带 来了白色、浅绿色，钙铁辉石、霓辉石分别呈现出墨绿色、黑绿色，而外来的氧化铁沉淀则点缀了红色，这些矿物的组 合共同造就了翡翠的美丽颜色。其实，翡翠名称的由来，就是因为它是由许多不同颜色的矿物颗粒所组成，有时在浅色 的基调上缀有红色和绿色的色团，颜色之美仿如古代具有赤色羽毛的翡鸟与绿色羽毛的翠鸟，因此称之。 李商隐《锦瑟》中的诗句：“沧海月明珠有泪，蓝田日暖玉生烟”，人人皆耳熟能详，但是你可能不知道，这名闻遐迩 的蓝田美玉是由蛇纹石化的透辉石矿物所组成的。蓝田玉产于陜西省的蓝田县，因此而得名，玉通常为不透明的黄色或 浅绿色，其开采的历史相当悠久，汉书中就有相关记载，然而由于产量不多，所以汉代以后就渐渐被和阗玉所取代了。 透辉石与萤石、磷灰石、方解石等矿物一样，属于荧光矿物－都可能会发出荧光，也就是说：如果我们利用紫外光、X光 等高能量的电磁波光源照射矿物或是加热矿物，矿物内部的某些微量元素会吸收这些光线、能量，然后又再把这些能量 释放出来，如果恰好释放出的是可见光的话，当然就会被我们人类的眼睛看到，这就是荧光现象；例如白色的方解石经 紫外线照射后，会发出红光。不过，并不是每一个透辉石都一定会发荧光，如果你家里有透辉石的标本或宝石，不妨用 紫外线照一照它，看看它是不是会“变脸”。
理论组成（wB%）：CaO25.9，MgO18.5，SiO255.6。次要组分Al2O3一般为1~3%，可高达8%；Al3+可替代Mg2+ 和Fe2+，也可替代Si，若替代Si超过7%，称铝透辉石；富含Cr2O3者称为铬透辉石，是金伯利岩的特征矿物之一。Ni和 Ti含量一般<1%。但Al2O3高时，TiO2含量可达2~3%。这种富铝钛的透辉石中，存在着Mg2+Si4+=Ti4+Al3+的异价类质 同像代替。Fe3+和Mn可少量存在，Na可少量代替Ca。如果NaAl[Si2O6]或NaFe[Si2O6]组分超过10%而小于20%时，分 别称为含硬玉、含霓石的透辉石；如果大于20%小于50%，则称为硬玉－透辉石、霓石－透辉石。方形或八边形。常见 依（100）、（001）成简单双晶和聚片双晶。
基本性质
1、成分：钙镁硅酸盐CaMg（SiO3）2为辉石族CaMg（SiO3）2--CaFe（SiO3）2为类质同象系列；CaMg--caFé中间 成员有次透辉石、铁次透辉石，其中富含Cr的透辉石也称铬透辉石（变种）。CaMg（SiO3）2CaFe（SiO3）2透辉石、 次透辉石、铁次透辉石、钙铁辉石成分中Mg与Fe成完全类质同象代替，随着铁的含量多而颜色由浅至深。 2、结晶特点：单斜晶系，晶体发育完好时呈柱状、粗短柱状，也有晶体碎块、水蚀卵石。 3、颜色：无色、灰色、淡绿、深绿、褐色和黑色。 4、品种：a铬透辉石：为鲜艳的绿色，颜色由铬所致；b星光透辉石：黑色，为四射不对称星光；c青透辉石：晶体细小， 颜色为深紫色、蓝色，极少见。 5、力学性质：H5SG3.30(3.26-3.32)星光可为3.35，两组明显解理以近90o相交。 6、光学性质：二轴（+）RI1.67-1.70DR0.025，低色散（0.013）多色性弱到中等，铬透辉石具有明显的黄色和绿色的多 色性。玻璃光泽，透明到不透明。 7、光谱：铬透辉石显示铬谱，红区有一双线（690nm）、635、655和670nm处有三条弱吸收带，蓝绿区508、505有吸 收线，490nm有一吸收带。其它品种光谱不典型。 8、.光学效应：猫眼和星光效应。星光是由定向拉长状磁铁矿包体所造成，具有磁性； 9、发光性：SW紫外光下发出蓝或乳白色和橙黄色荧光；LW紫外光下有时发出浅紫色光。 10、产状产地：产于富含Ca的变质岩中和金伯利岩中（铬透辉石）；产地有巴西、意大利、缅甸、南非、西伯利亚、巴 基斯坦、印度等地。
透辉石
化学与Байду номын сангаас理性质
材本1401
谢荣宽
14111101033
链状结构
特点：
硅氧四面体在一维空间内通过公共氧连接成链状。向一维无限延伸的为单链[Si2O6]。若两条相同的单链通过尚未公用的 氧可以组成带状，则形成双链[Si4O11]。链与链之间则由金属阳离子相联系而结合形成硅酸盐矿物。如辉石类硅酸盐， 钙铁辉石CaFe[Si2O6]，透辉石caMg[Si2O6]为单链，角闪石类硅酸盐含有双链，如斜方角闪石(Mg,Fe)7[Si4O1l]2(OH)2 和透闪石ca2Mg5[Si4O11]2(OH)2。这类矿物因链内的Si-O键要比链之间的M-O键强得多，因此很容易沿链(或带)间绪邰 朔弓处劈裂呈柱状或针状晶形或纤维，多为色深，平行链方向的解理发育。呈链状结构的硅酸盐矿物的硬度较高，密度 低于岛状硅酸盐矿物而高于其他结构的硅酸盐矿物。
物理特性
白色、灰绿、浅绿至翠绿、绿色。条痕无色至浅绿。解理{110}完全，解理夹角87；具{100}和[010]裂开。硬度5.5~6。相 对密度3.22~3.56。 偏光镜下：无色至黄绿色。二轴晶(+)，2V=50~62。Ng=1.694~1.757，Nm=1.672~1.730，Np=1.664~1.732（折射率除 Nm=1.730外，均为合成端员的数据）。透辉石物性变化与成分具有明显的依赖关系。颜色随着Mg被Fe2+代替量的增大， 由无色逐渐变为绿色，多色性亦增强，折射率随Fe2+量的增大而增大，且Fe3+、Al的代替亦使折射率增高，Ng和相对密 度亦随Fe2+量的增高而增大。
结构化学
单斜晶系，a0=0.9746~0.9845nm，b0=0.8899~0.9024nm，c0=0.5251~0.5245nm，β=105。38'~104。44'；Z=4。 [SiO4]四面体以两角顶相连成单链，平行c轴延伸，链间由中小阳离子M1(Mg、Fe，六次配位)和较大阳离子M2(Ca，有 时有少量Na，8次配位)构成的较规则的M1-O八面体和不规则的M2-O多面体共棱组成的链联结。在空间上,[SiO4]链和阳 离子配位多面体链皆沿c轴延伸，在a轴方向上作周期堆垛。在富铝的辉石中，6次配位的Al将使晶格常数a0、b0减小，4 次配位的Al将使晶格常数增大。 斜方柱晶类，C2h-2/m（L2PC）。常呈柱状晶体。常见单形：平行双面{100}、{010}及斜方柱{110}、{111}等。晶体横断 面呈正方形货八边形。
在含有一种以上正离子的晶体中，电价大、配位数低的那些正离子倾向于不公用多面体的点、棱、面等几何元素。
不同配位多面体连接规则，其内容是:"若晶体结构中含有一种以上的正离子，则高电价、低配位的多面体之间有尽可能彼 此互不连接的趋势"。例如，在镁橄榄石结构中，有[SiO4]四面体和[MgO6]八面体两种配位多面体，但Si4+电价高、配位 数低，所以[SiO4]四面体之间彼此无连接，它们之间由[MgO6]八面体所隔开。在透辉石中，四面体，八面体，立方体相 连接。
透辉石CaMg[Si2O6]，O2-与阳离子Ca2+、Mg2+、Si4+配位型式有三种，即2个桥氧和2个非桥氧形成[SiO4]，6个非 桥氧形成[MgO6]，4个桥氧和4个非桥氧形成[CaO8]。
同时与1个Si4+、2个Mg2+和1个Ca2+配位的非桥氧，其静电价强度总和为4×1/4+2×2×1/6+2×1/8=23/12，而同 时与1个Si4+、1个Mg2+和1个Ca2+配位的非桥氧，其静电价强度总和为4×1/4+2×1/6+2×1/8=19/12，小于其负电价； 同时与2个Si4+、2个Ca2+配位的桥氧，其静电价强度总和为4×2×1/4+2×2×1/8=5/2，大于其负电价。所以不完全符 合鲍林静电价规则。但是其总体电价仍然平衡的，晶体结构仍然是稳定的。
钙离子的配位数为8，其配位多面体是立方体。镁离子的配位数为6，其配位多面体为八面体。硅离子的多面体是硅氧 四面体
在配位结构中，公用多面体的棱，特别是公用多面体的面将会降低结构的稳定性。对于高电价和低配位数的正离子， 这一效应特别显著。
假设两个四面体共顶连接时中心距离为1，则共棱、共面时各为0.58和0.33。若是八面体，则各为1，0.71和0.58。 两个配位多面体连接时，随着共用顶点数目的增加，中心阳离子之间距离缩短，库仑斥力增大，结构稳定性降低。因此， 结构中[SiO4]只能共顶连接，而[AlO6]却可以共棱连接，在有些结构，如刚玉中，[AlO6]还可以共面连接。 阴离子多面体 共用顶点和棱。