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Opal源自印度语,意指石头。它是SiO2与数个结晶水组成的,水份占重量之3~10%,会因缺水而产生龟裂现象;故简易的保养方式就是偶尔将之浸泡在水中,且尽量避免置于太阳或热光源之下以免失水。
蛋白石可分为二种:一种具游彩现象,另一种则是不具游彩现象者;但以具有游彩者较为昂贵。所谓游彩现象是由于宝石之特殊构造,光线进入后产生干涉及绕射的现象而产生。游彩现象之蛋白石依其底色不同又可分为两大类:
白蛋白石(Light Opal)
底色较淡的蛋白石,通常具有多种游彩颜色,具有蓝、绿色游彩的最为抢手。白蛋白石之主要产地在澳洲,且以Lightening Bridge及White Cliffs最为著名。
黑蛋白石(Black Opal)
半透明至不透明、具游彩的深底色蛋白石;其底色愈暗者愈少见,其红色游彩者身价较高。其底色并不一定是黑色,只因其底色暗而命名,虽然愈近黑色者愈佳,但常见的底色多半为蓝色或暗绿色。此外,由于黑蛋白较之白蛋白具有一份神秘感,看起来亦较有价值感,故行情亦较白蛋白石为高。
欧泊英文名称opal矿物(岩石)名称蛋白石化学成分SiO2·nH2O结晶状态非晶质体材料性质常见颜色可出现各种体色。白色变彩欧泊可称为白欧泊黑、深灰、蓝、绿、棕或其他深色体色欧泊可称为黑欧泊橙色、橙红色、红色欧泊可称火欧泊光泽玻璃光泽至树脂光泽解理无摩氏硬度5-6密度2.15(+0.08,-0.90)g/cm3光性特征均质体多色性无折射率1.450(+0.020,-0.080),火欧泊可低达1.37,通常1.42-1.43双折射率无紫外荧光黑色或白色体色无至中等的白到浅蓝色,绿色或黄色荧光,可有磷光一般欧泊无至强,绿或黄绿色,可有磷光火欧泊无至中等,绿褐色,可有磷光吸收光谱绿色欧泊660,470吸收线,其它不特征放大检查色斑呈不规则片状,边界平坦且较模糊,表面呈丝绢状外观特殊性质磷光性特殊光学效应变彩效应,猫眼效应(稀少)优化处理染无色油染无色不油可无色非硬质材料以改善外观染色处理染料往往在空隙中呈微粒状富集,遇水会失去变彩塑料充填将有色或无色塑料注入,以改善外观。密度低约为1.90g/cm3,特征包体由黑色小束或指纹组成,有时见不透明金属小包体覆膜处理用黑色材料作底衬,以改善变彩,可放大检查,用尖针轻轻刻划重要鉴定项目密度、紫外荧光、放大检查、特殊性质、特殊光学效应
蛋白石(Opal)【化学组成】SiO2·nH2O。SiO2含量为65%~90%,H2O含量为4%~20%,Al2O3含量可达9%,Fe2O3含量可达3%,Mn含量可达10%,有机质含量可达3.9%。
【晶体结构】为胶体矿物,由方石英雏晶和吸附水组成。贵蛋白石的SiO2小球呈六方最紧密堆积(图18-14)。
图18-14蛋白石中SiO2小球呈六方最紧密堆积结构
(据潘兆橹等,1993)
【形态】常呈肉冻状、钟乳状、皮壳状等。
【物理性质】常呈蛋白色,含杂质者呈不同颜色;玻璃光泽或蛋白光泽;一般微透明。硬度5~5.5。相对密度为1.9~2.3。无色透明者称玻璃蛋白石;半透明而具强烈的橙、红等反射色者称火蛋白石;半透明带乳光呈红、橙、绿、蓝等变彩的蛋白石称贵蛋白石。
【成因及产状】可从温泉、浅成热液或地面水的硅质溶液中通过凝胶作用生成,常与低温石英、鳞石英、方石英等伴生。海藻、放射虫等海相生物的硅质骨骼堆积也可形成一种特殊的蛋白石——硅藻土。
【鉴定特征】蛋白光泽和变彩。有时类似于石髓,但硬度较低。
【主要用途】优质者俗称“欧泊”,可作宝玉石材料,如贵蛋白石、火蛋白石等可作名贵雕刻品材料。硅藻土则用于制作过滤剂,又是重要的建筑和隔音材料。
矿物的化学性质(一)矿物的化学成分
自然界的矿物除少数是单质外,绝大多数都是化合物。前者就是由同一元素自相结合而成的矿物,如自然金(Au)、自然铜(Cu)、石墨(C)等;后者则是由两种或两种以上元素化合而成的矿物,如石英(SiO2)、萤石(CaF2)、赤铁矿(Fe2O3)等。无论是单质或化合物,其化学成分都不是绝对固定不变的,通常都是在一定的范围内有所变化。引起矿物化学成分变化的原因,对晶质矿物而言,主要是元素的类质同象代替。对胶体矿物来说,则主要是胶体的吸附作用。通常说某种矿物成分中含有的某些混入物,除因类质同象代替和吸附而存在的成分外,还包括一些以显微(及超显微)包裹体形式存在的机械混入物。
(二)类质同象和同质异象
1.类质同象
晶体结构中的某些离子、原子或分子的位置,一部分被性质相近的其他离子、原子或分子所占据,但晶体结构型式、化学键类型及离子正负电荷的平衡保持不变或基本不变,仅晶胞参数和物理性质(如折射率、密度等)随置换数量的改变而作线性变化的现象。成类质同象的晶体称为“类质同象混晶”。类质同象有两种情况:
(1)两种组分能以任何比例相互混溶,从而形成连续的类质同象系列,称为完全类质同象。例如在菱镁矿Mg〔CO3〕和菱铁矿Fe〔CO3〕之间,由于镁和铁可以互相代替,可以形成各种Mg、Fe含量不同的类质同象混合物(混晶),从而可以构成一个镁与铁成各种比值的连续的类质同象系列:
固体矿产探采选概论
菱镁矿—含铁的菱镁矿—含镁的菱铁矿—菱铁矿
在这个系列中,矿物的结构型相同,只是晶格常数略有变化。
(2)两种组分不能以任意比例相互混溶,称为有限类质同象。例如,闪锌矿ZnS中的锌,可部分地(不超过26%)被铁所代替,在这种情况下,铁被称为类质同象混入物,富铁的闪锌矿被称为铁闪锌矿。由于铁代替锌可使闪锌矿的晶胞参数(a0)增大。
类质同象混合物是一种固溶体。所谓固溶体是指在固态条件下,一种组分溶于另一种组分之中而形成的均匀的固体。它可以通过质点的代替而形成“代替固溶体”(即类质同象混晶);也可以通过某种质点侵入它种质点的晶格空隙而形成“侵入固溶体”,矿物中经常出现的是代替固溶体,也就是类质同象。但侵入固溶体也是存在的,一部分是以机械混入物形式出现的杂质,即属于侵入固溶体。不论是哪一种固溶体,都是造成晶质矿物化学成分不固定的原因。
形成类质同象代替的原因,一方面取决于代替质点本身的性质,如原子离子半径大小、电价离子类型、化学键性等;另一方面取决于外部条件,如形成代替时的温度、压力、介质条件等。
2.同质异象
化学成分相同的物质,在不同的物理化学条件下,可以生成具有不同的结晶构造,从而具有不同形态和不同物理性质的矿物,这种现象称为同质异象。最典型的例子是金刚石和石墨,虽然它们都是由碳元素(C)组成的,但两者的结晶构造和物理性质却截然不同。
(三)胶体矿物
胶体是一种物质的微粒,粒径0.001~0.1μm,分散于另一种物质之中所形成的不均匀的细分散系。前者称为分散相(或分散质),后者称为分散媒(或分散介质)。无论是固体、液体或气体,既可作分散相,也可作分散媒。在胶体分散体系中,当分散媒远多于分散相时,称为胶溶体;而当分散相远多于分散媒时,称为胶凝体。
地面上的水时常含有大于0.001μm的微粒,因此不是真溶液,而是胶体溶液(即水胶溶体),例如泥浆。固态的胶体矿物基本上只有水胶凝体和结晶胶溶体两类。就胶体矿物形成的过程来说,胶体颗粒通常是原岩(或原矿)的微细碎屑,而分散介质一般是水,两者在一起便构成了胶体溶液(溶胶)。胶体颗粒间或胶体颗粒与带异电荷离子间发生相互作用时,胶体颗粒便相互中和而失去电荷,从而凝聚下沉而与介质分离,经逐渐固结后,就形成了固态的胶体矿物。如带负电荷的SiO2胶体颗粒和带正电荷的Fe(OH)3胶体颗粒相遇时,就凝聚而成含二氧化硅的褐铁矿。由于这一原因,胶体矿物的化学组成常常是不很固定的。例如胶体成因的硬锰矿(mMnO2·MnO·nH2O),不仅其主要组成MnO2和MnO的含量变化很大,而且还常混入少量的K2O、BaO、CaO、ZnO等组分,这是由于带负电荷的MnO2胶体颗粒能够从水溶液中吸附K+、Ba2+、Ca2+、Zn2+等阳离子所致。除此而外,分散介质的干枯、温度的变化、生物的活动等都可以促使胶体凝聚。
胶体矿物中微粒的排列和分布是不规则和不均匀的,外形上不能自发地形成规则的几何多面体,一般多呈钟乳状、葡萄状、皮壳状等形态;在光学性质上具非晶质体特点,故通常将胶体矿物看作非晶质矿物。但它的微粒本身可以是结晶的,因粒径太小,是一种超显微的晶质(如粘土矿物)。但必须说明的是,随着时间的增长,以及温度和压力的变化,胶体会发生陈化,在陈化的过程中,质点趋向于规则的排列,也就是由非晶质逐渐转变为晶质,如蛋白石(SiO2·nH2O)转变为石髓和石英,即是其例。
(四)矿物中的水
水是很多矿物的重要组成部分,矿物的许多性质都与其含水有关。根据矿物中水的存在形式以及它们在晶体结构中的作用,可以把水分为两类:一类是不参加晶格,与矿物晶体结构无关的,统称为吸附水;另一类是参加晶格或与矿物晶体结构密切相关的,包括结晶水、沸石水、层间水和结构水。
1.吸附水
不参加晶格的吸附水,是渗入在矿物集合体中,为矿物颗粒或裂隙表面机械吸附的中性的H2O分子。吸附水不属于矿物的化学成分,不写入化学式。含在水胶凝体中的胶体水,是吸附水的一种特殊类型,如蛋白石(SiO2·nH2O)。
2.结晶水
以中性分子存在于矿物中,在晶格中具有固定的位置,起着构造单位的作用,是矿物化学组成的一部分,如石膏Ca〔SO4〕·2H2O、胆矾Cu〔SO4〕↑分析更多十二生肖配对常识请关注:wwW.DixinGgu.cOM·2H2O等。
3.沸石水
是存在沸石族矿物中的中性水分子。沸石的结构中有大的空洞及孔道,水就占据在这些空洞和孔道中,位置并不十分固定。水的含量随温度和湿度而变化。
4.层间水
是存在于层状硅酸盐的结构层之间的中性水分子。如蒙脱石中,水分子联结成层,水的含量多少受交换阳离子的种类、温度、湿度的控制。加热至110℃时,层间水大量逸出;在潮湿环境中又可重新吸水。
5.结构水
又称化合水,是以(OH)-、H+、(H2O)+离子形式参加矿物晶格的“水”,如高岭石Al4〔Si4 O10〕(OH)8。结构水在晶格中占有固定的位置,在组成上具有确定的含量比,以(OH)-形式最为常见。
(五)矿物的化学式
矿物的化学成分用化学式来表示,其表示方法有实验式和构造式两种。
1.实验式
它只表示矿物组成元素的种类及其分子(原子)数量比,如闪锌矿是ZnS,正长石是KAlSi3O8。
2.构造式(或称晶体化学式)
它不仅表示元素的种类和数量比,还反映各元素的原子在分子构造中的相互关系。其书写方法是:阳离子写在前面,阴离子接着写在阳离子的后面,络阴离子用方括号[]括出,以此与阳离子相区别。如孔雀石是Cu2〔Co3〕(OH)2,正长石是K〔AlSi3O8)。
对类质同象混合物,是将存在替换的原子或离子用圆括号括出,按含量多少依次排列,并以逗点分开,如黑钨矿是(Mn,Fe)〔WO4〕。
对含水化合物的水分子,一般是在化学式的最后面,写出所含水分子的数量,并用圆点分开,如石膏是CaSO4·2H2O;当含水量不定时,通常以nH2O来表示,如蛋白石是SiO2·nH2O。
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