方解石光学标型特征

摘要：方解石光学标型特征

关键词：方解石、光学标型特征

连晶；灰白色；条痕白色；无色透明的是冰洲石，杂色者透明度差；玻璃光泽；硬度2.50～3.75；比重2.6～2.9g/cm；{1011}完全。 [晶体化学] 理论组成(wB%)：CaO 56.03，CO2 43.97。常含有Mg、Fe、Mn、Zn、Pb、Sr、Ba、Co、TR等类质同像替代元素；当其达到一定量时，可形成锰方解石、铁方解石、锌方解石、镁方解石等变种。亦常见水镁石、白云石、硫化物、石英等混入物。

[结构与形态] 三方晶系，arh=0.637nm，α=46。5'，Z=2（真正的晶胞，为锐角原始菱面体格子）；ah=0.499nm，ch=1.706nm，Z=6（三方菱面体格子转换成的六方双重体心格子）。可视为NaCl型结构的衍生结构。即NaCl结构中的Na+和Cl-分别由Ca2+和[CO3]2-取代，其原立方面心晶胞沿某一三次轴方向压扁而呈钝角菱面体，即成为方解石的结构。结构中[CO3]2-平面三角形皆垂直于三次轴分布。在整个结构中，O2-成层分布，在相邻层中[CO3]2-三角形的方向相反。Ca的配位数6。

复三方偏三角面体晶类，D3d-3m（L33L23PC）。常发育多种形态的完好晶体，不同聚形达600余种。主要呈∥[0001]的柱状，∥{0001}的板状和各种状态的菱面体或复三方偏三角面体。常见单形：平行双面c{0001}，六方柱m{10-10}，菱面体r{10-11}、e{01-12}、f{02-21}、M{40-41}，复三方偏三角面体v{21-31}、t{21-34}。常依{0001}形成接触双晶，更常依{0112}形成聚片双晶。集合体形态多样，主要有片板状(层解石)、纤维状(纤维方解石)、致密块状、粒状、土状(白垩)、多孔状(石灰华)、钟乳状和鲕状、豆状、结核状、葡萄状、晶簇状等。 [理化性能] 质纯者无色或白色，无色透明者称为冰洲石。但多因含杂质染成浅黄、浅红、紫、褐黑等颜色。解理{1011}完全。在应力影响下，可沿{0112}聚片双晶方向滑移形成裂开。硬度2.50~3.75，(0001)面上的硬度较大。相对密度2.6~2.9，主要受杂质含量影响。紫外光下可发荧光，荧光颜色与所含杂质元素有关。加热可产生弹性变形及热发光，热发光的激发因素是放射性影响、微量杂质及晶体形变等。

偏光镜下：一轴晶(-)，可为光轴角很小的二轴晶。Ne=1.4864，No=1.6584。

光学性质：透明方解石（冰洲石）的双折射效应是其重要光学性质，是其晶体结构所决定的。当光线∥c轴（三次轴）传播时，电场作用于[CO3]配位三角形平面内，氧离子的极化作用因近邻氧离子的相互作用而加大；当光线⊥c轴传播，电场作用于⊥[CO3]配位三角形的平面内，氧离子的极化因邻近氧离子的相互作用变化而减弱。因而在[CO3]配位三角形平面内振动的光波（即∥c轴传播的光线）所呈现的折射率No远大于在⊥[CO3]配位三角形平面内振动的光波（即⊥c轴传播的光线）所呈现的折射率Ne，即No>>Ne，从而使冰洲石成为重要的光学材料。

力学性质：菱面体解理发育，极易沿{10-11}解理方向裂开，形成多平面的等粒状米石。机械力下易产生滑移双晶的性质，对冰洲石的块度和光学特性有不利影响。

5μm的碳酸盐岩。其比表面积大，白度高，吸附性能良好，易粘附，吸油性强，但吸水性弱，是重要的白色填料。 吸附性能：白垩属一种生物成因的质纯、柔软、粒径

助熔性能：方解石在矿石熔炼过程中具有助熔性能，可降低矿石的熔化温度，同时提高炉渣的碱度，降低粘度，改善炉渣流动性，促使炼钢炉中矿石的各种杂质进入炉渣。

[产状与组合] 最广泛分布的矿物之一，具有多种成因类型。作为大量使用的石灰岩主要是海相成因的石灰岩矿床，及其变质形成的大理岩矿床。

[鉴定特征] 晶形，聚片双晶，完全解理，硬度、密度较小。加酸急剧起泡。有橘黄色焰色反应（Ca）。

三方晶系；-R c；菱面体晶胞：arh=0.637 nm,α=46°07′；Z=2；如果转换成六方(双重体心)格子，则：ah=0.499 nm,ch=1.706 nm;Z=6。方解石型结构见矿物学第22章概述部分。

方解石的晶体结构可由NaCl结构导出。设想使NaCl的晶体结构沿一个三次轴方向压扁，把碳酸根离子和Ca离子分别置于变形NaCl结构的Cl离子和Na离子的位置上，并使平面三角状的碳酸根离子均垂直三次轴排列，即成为方解石的晶体结构（见图[方解石的晶体结构]）常见完好晶体。形态多种多样，不同聚形达600种以上。主要呈平行[0001]发育的柱状及平行{0001}发育的板状和各种状态的菱面体或复三方偏三角面体(图H-1)。方解石常依（0001）形成接触双晶，更常依（01 2）形成聚片双晶，这一聚片双晶纹在解理面上的方位与白云石不同(图H-2)，在自然界，这种聚片双晶的出现，可用以说明方解石形成后，曾遭受地质应力的作用。?

无色或白色，有时被Fe、Mn、Cu等元素染成浅黄、浅红、紫、褐黑色。无色透明的方解石称为冰洲石(icespar)。解理{10 1}完全；在应力影响下，沿{01 2}聚片双晶方向滑移成裂开。硬度3。相对密度2.6～2.9。某些方解石具发旋旋光性。

方解石是地壳最重要的造岩矿石。英文名; calcite，属变岩，碳酸盐矿物，化学成分：CaCO3 ，三方晶系，三组完全解理完全解理，断口;玻璃光泽.完全透明至半透明，普通为白色或无色，因含有基它金属致色无素呈现出淡红，淡黄,淡茶，玫红,紫，多种颜色，条痕白色，硬度2.704--3.0，比重2.6～2.8，遇稀盐酸剧烈起泡，非常纯净完全透明的晶体俗称为冰洲石（Iceland Spar），具有强烈双折射功能和最大的偏振光功能是人工不能制造也不能替代的自然晶体。。

感谢刘星老师对我们的谆谆教诲，以及对实验的详细耐心的指导，让我们受益匪浅，学到了许多宝石学方面的知识！

参考文献

1.王根元，矿物学.武汉：科学出版社，1989

2.郑辙编著，结构矿物学导论.北京：北京大学出版社。1992

3.中华人民共和国地质部地质博物馆编。中国矿物。北京：科学出版社，1980