长石

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[拼音]：changshi

[外文]：feldspar

化学通式基本上为A[T4O8]、晶体一般属单斜或三斜晶系的一族架状结构硅酸盐矿物的总称。式中 A代表K+、Na+、Ca2+、Ba2+和(NH4)+，其中(NH4)+只见于水铵长石中，Sr2+和Rb+等能以类质同象替代方式存在,除锶长石外,它们的含量一般不超过1％摩尔。T代表Si4+、Al3+和B3+,其中B3+只见于钠硼长石；少量的 Fe3+可类质同象替代Al3+。除上述个别罕见的例外，长石都是钾、钠、钙、钡的无水铝硅酸盐。其中钡的长石较少见。

长石是组成地壳的最主要矿物。从地表至地下15公里范围内，长石约占地壳总重量的60％。长石是地球、月球的火成岩和陨石的主要矿物组分；在大多数变质岩和沉积岩中，长石很常见。在大多数火成岩和变质岩中，它们的粒径通常在0.1～10毫米之间,在斑岩中往往可达5～10厘米;在伟晶岩中，如美国科罗拉多州伟晶岩中的一个微斜长石晶体，大小竟达49.4×36.0×13.7米3;沉积岩中的自生长石(成分十分纯净的钾长石和钠长石)常小于 1毫米。长石是陶瓷和玻璃工业的原料。色泽美丽的长石，可作为宝玉石材料。

晶体结构

长石的晶体结构从形式上可看成是，由4 个硅(铝)氧四面体共用角顶而连成四元环。一系列四元环上下相互连接,构成平行于晶体a轴的曲轴状链（图1）。

图1 长石晶体结构中沿a轴的硅氧四面体曲轴状链

这些链再通过共同角顶横向连接，构成三维的硅（铝）氧骨架。大半径的碱或碱土金属阳离子位于骨架内大的空隙中，配位数为8（在单斜晶系长石中）或9（在三斜晶系长石中）。长石的结构态由Al3+和Si4+在硅（铝）氧四面体骨架中的分布情况表征。 Al3+在各四面体中的占位可以是随机的称为Al/Si无序,相应的结构态为高结构态；或是有选择地只在确定的四面体中占位,称为Al/Si完全有序，属低结构态；也可以是一部分 Al3+有确定的占位，另部分则是随机的，为Al／Si部分有序，属中间结构态。部分有序的程度的高低用有序度来表征。完全无序和完全有序结构的有序度分别定为0和1。长石有序度的大小，与本身的成分和形成时的环境条件及形成后的热历史密切相关。

类质同象系列

常见的长石几乎都是钾、钠、钙的长石,类质同象替代很发育,化学组成常用OrxAbyAnz(x+y+z=100)表示。Or、Ab和An分别代表KAlSi3O8、NaAlSi3O8和CaAl2Si2O83种组分。三者的含量都超过 5％摩尔的称为三元长石，相对少见。以某二组分为主，第三组分含量小于5％摩尔的，可划分为两个类质同象系列:碱性长石系列，即Or-Ab系列；斜长石系列，即Ab-An系列。Or与An组分间只能很有限地混溶，不形成系列。

晶体形态及双晶

长石晶体大多数呈平行 (010)或(001)的板状，或沿某一结晶轴延伸的板柱状（图2）。

图

｛110｝菱方柱单形在晶形完整的晶体上总是存在,常见的单形还有{010}、{001}、{娗01}等双面单晶。双晶现象在长石中十分普遍，已知的双晶律多达20余种，最常见的见表及图 3。在碱性长石中还常见一种格子双晶（或称M-双晶),它是钠长石律和肖钠长石律双晶复合的结果。这种双晶是长石从单斜晶系向三斜晶系转变时产生的。

表 图3 物理性质

长石具玻璃光泽，本身无色透明，但常因含有杂质而被染成黄、褐、浅红、深灰等色。有的长石还可具有美丽的变彩或晕色。解理平行(001)完全,平行(010)完全至中等,解理夹角为90°(单斜晶系长石)或近于90°(三斜晶系长石)。比重以钡长石最高，达3.39；碱性长石和斜长石则在2.56～2.76之间，随成分中An含量的增高而增高，随Or的增多而减小。

参考书目
  1. P.H. Ribbe, Feldspar Mineralogy, Mineralogical Society of America,Washington,1983.
  2. J.V. Smith,　Feldspar Minerals, Vol.Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ,Springer Verlag,Berlin,1988.

参考文章

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