煤中的矿物质(硅酸盐矿物和硫酸盐矿物)

煤中的矿物质（硅酸盐矿物和硫酸盐矿物）

一、硫酸盐矿物

1.重晶石

重晶石是含氧盐大类硫酸盐类

矿物。

化学组成: BaSO4。常含Sr、Ca、

Pb等，Ba与Sr可以形成完全类质

同象。

结构特点:斜方（正交）晶系。

晶体结构中Ba2+处于七个SO42-之间

而为它们当中的十二个O2-所包围，

故其配位数为12。而O2-则与一个

S6+和三个Ba2+接触。故其配位数为

4。

晶体形态:常以良好的单晶体

出现。一般为平行于{001}的板状

或厚板状。本样品为板条状晶

簇。

物理性质:常为无色或白色，

有时呈黄、褐、淡红等色，本样品

为米黄色，透明，条痕白色，玻璃

光泽，解理面显珍珠光泽。硬度小

于小刀（3~3.5）；性脆；解理平

行{001}和{210}完全，平行{010}

中等。比重4.5左右。

鉴定特征：以晶体形态、解理、

大比重为特征。鉴别特征相对密度大、具有三组解理、低的干涉色、光轴角中等偏小是重晶石的鉴别特征。重晶石与天青石十分相似，但重晶石的干涉色稍高、光轴角较小。根据重晶石的干涉色低,不难与干涉色高达三级的硬石膏区别。

2.石膏

白色，自形长柱状结构，纤

维状构造，主要矿物是石膏。属

风化成因，由硫化物氧化的硫酸

盐溶液与钙质围岩反应生成。形

成于氧化带中，呈脉状产出。

光性特征：无色、白色,含有

氧化铁则呈黄、红、褐等色,薄片

中无色。负低突起,具不明显的糙

面。最高干涉色为一级白--黄白

(照片148)，在⊥(010)切面上，

对完好的{010}解理缝为平行消

光，在(010)切面上则为斜消

光,cΛNp=38°。延性以负为主。

折射率、双折射率、光性方位

及光轴角等随温度而变更。双

晶有时可呈聚片式，也常见平

行(100)的燕尾式双晶。二轴晶

正光性。垂直光轴的干涉图能

见到强倾斜色散r>1。随温度的

升高,光轴角则减小，加热到

90C时,2V=0°。

鉴别特征：与硬石膏的区

别是石膏为负低突起，硬石膏

为正中突起;石膏的双折射率

远远低于硬石膏;硬石膏的假

立方形解理(三组解理相互直交)也是二者区别特征之一。

二、硅酸盐矿物

1.锆石

化学组成：ZrO267.01(含Zr

49.5)，SiO2 32.99。由于Zr和Hf

的化学性质很接近，所以锆石中

经常含有一定数量的Hf。正常情

况下Hf／Zr比接近于0.007，但

在个别情况下可高达0.6。锆石中

还经常含有少量的Fe、TR、Th、

U以及Sn、Nb、Na、Ca、Mn等

元素。ThO2的含量可达15%，而UO2可达5％。结构中的SiO44-，可以被极少量的PO43-所取代。电荷的平衡则用TR3+取代Zr4+作补偿。由于锆石中存在少量放射性元素，因而可以发生玻璃化现

象。玻璃化的锆石，比重有明显的下

降。只有经过高热处理，才能恢复原

来的结晶状态。随着玻璃化作用的由

弱至强，乃有变锆石、曲晶石和水锆

石等亚种名称。在玻璃化过程中，会

伴有氧化作用，而且有水分子的加入。

含水高者可达10～12%，故名水锆石。

晶体参数和结构：四方晶系。对

称型L44L25PC。a o＝0.659nm，c o＝

0.594nm。结构中SiO4]4-是孤立的，彼

此间借Zr4+连接起来，Zr4+的配位数为

8。

形态：单晶体通常呈柱状习性。

最常出现的单形是{110}、{100}、{111} 、

{101}、{331}和{311}。值得注意的是锆石中无{001}底轴面，所以完好的晶体总是呈带双锥的柱状。有依{101}而形成的膝状双晶，但是极为罕见。常现环带构造。

物理性质：红棕色、黄色、灰色、绿色甚至无色。金刚光泽，有时现油脂光泽。硬度7.5，含水者可降低至6。{110}解理不完全。比重4.6—4.7，玻璃化者降低到4左右。熔点在3000℃以上，故属难熔物质，在国防尖端工业中利用这一性质可作保护人造卫星的外罩。

成因和产状：锆石是火成岩中常见的副矿物之一，通常作为早期结晶产物，包含在其他造岩矿物之中。由于锆石中含有U、Th等放射性元素，因而在锆石的周围可以形成一个晕圈，颇为特征。岩浆结晶晚期也可以有锆石的形成，如玄武岩中即有所见。在碱性岩内则可有早晚两个世代。根据锆石产出特征的不同，其晶体在长宽比、形态、光泽和颜色以及Hf／Zr比值等方面也有差异。作为岩浆成因的花岗岩类岩石，其中的锆石无论从形态特征、颜色、长宽比等各方面对比时，均有一定程度的共同性。但是作为花岗岩化或混合岩化成因的花岗岩类岩石，会显出较大的差异性，因而根据锆石的研究，可以从一个侧面来推论岩石的成因。如果能够发现次生加大的现象，更有利于说明非岩浆成因。锆石的比重大，抵抗风化能力也强，因而也是沉积岩中的常见副矿物之一。富集时，可以形成砂矿。鉴于锆石时常有良好的晶形、特殊的晶体习性以及颜色与环带等现象，而且它们随着形成的环境之不同，会有不同的特点，因而在进行沉积岩层对比时，往往利用锆石的上述特征，作为依据之一，以辅助化石之不足。在石油地质勘探中，已经广泛使用。变质岩中，锆石一般作残留物存在。但在高级变质阶段如辉石角岩相中，会使原来圆形的颗粒变成自形程度良好的颗粒。

鉴定特征：锆石常以其呈四方柱及四方双锥的聚形为特征。与金红石、磷钇矿的区别是锆石具较大的硬度以及较高的比重。与锡石的区别是比重不同，锡石远大于锆石；也可以简易的化学反应测试其有无锡的存在。与独居石的区别是形态不同。独居石呈板状，硬度也略低。