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图1 长石晶体结构中沿a轴的硅氧四面体曲轴状链
图2 几种常见的长石形态
常石中常见的双晶律
图3 常石中常见的几种双晶

  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。

目录

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)。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)。{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。

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

  P.H. Ribbe, Feldspar Mineralogy, Mineralogical Society of America,Washington,1983.

  J.V. Smith, Feldspar Minerals, Vol.Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ,Springer Verlag,Berlin,1988.

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