資料介紹
透輝石有的透輝石也可能具有貓眼的現象;這樣的寶石,例如石英、綠柱石、金綠石等,如果將它們琢磨出適當的凸圓面,在圓面的中央會有線狀的光線聚集處,形成一條白色亮帶,於是整個寶石看起來就像是貓的眼睛一般,所以稱為貓眼。許多礦物都可能出現貓眼的現象,貓眼現象的成因在於:這些礦物當中都含有許多平行排列的針狀或管狀內含物,當有凸圓面的寶石其底部與這些線狀內含物所在的平面平行時,這些內含物會將光線反射並聚集在寶石的圓頂,產生亮帶、形成貓眼。如果幸運的話,有的透輝石寶石還會有兩條互相垂直的貓眼--十字星彩!據說,星彩透輝石是七月四日的誕生石呢。
中國人喜愛的翡翠當中也含有透輝石。翡翠在礦物學上屬於硬玉,它是一種輝石類礦物的集合體:其中透輝石的出現
透輝石李商隱《錦瑟》中的詩句:“滄海月明珠有淚,蘭田日暖玉生煙”,人人皆耳熟能詳,但是你可能不知道,這名聞遐邇的藍田美玉是由蛇紋石化的透輝石礦物所組成的。蘭田玉產於陜西省的藍田縣,因此而得名,玉通常為不透明的黃色或淺綠色,其開採的歷史相當悠久,漢書中就有相關記載,然而由於產量不多,所以漢代以後就漸漸被和闐玉所取代了。
透輝石與螢石、磷灰石、方解石等礦物一樣,屬於螢光礦物-都可能會發出螢光,也就是說:如果我們利用紫外光、X光等高能量的電磁波光源照射礦物或是加熱礦物,礦物內部的某些微量元素會吸收這些光線、能量,然後又再把這些能量釋放出來,如果恰好釋放出的是可見光的話,當然就會被我們人類的眼睛看到,這就是螢光現象;例如白色的方解石經紫外線照射後,會發出紅光。不過,並不是每一個透輝石都一定會發螢光,如果你家裡有透輝石的標本或寶石,不妨用紫外線照一照它,看看它是不是會“變臉”。
晶體化學
透輝石結構形態
透輝石斜方柱晶類,C2h-2/m(L2PC)。常呈柱狀晶體。常見單形:平行雙面{100}、{010}及斜方柱{110}、{111}等。晶體橫斷面呈正方形或八邊形。常見依(100)、(001)成簡單雙晶和聚片雙晶。
物理特性
透輝石偏光鏡下:無色至黃綠色。二軸晶(+),2V=50~62。Ng=1.694~1.757,Nm=1.672~1.730,Np=1.664~1.732(折射率除Nm=1.730外,均為合成端員的數據)。透輝石物性變化與成分具有明顯的依賴關係。顏色隨著Mg被Fe2+代替量的增大,由無色逐漸變為綠色,多色性亦增強,折射率隨Fe2+量的增大而增大,且Fe3+、Al的代替亦使折射率增高,Ng和相對密度亦隨Fe2+量的增高而增大。
礦物組成
透輝石第一類為高純透輝石礦,僅含少量的方解石雜質礦物,偶爾可見石英和透閃石。它可以作為無線電陶瓷(高頻瓷)、電子陶瓷(高鋁瓷)、高壓電瓷、陶瓷顏料、釉料及穩定性好的結構陶瓷的原料。
第二類為透輝石和石英共生礦,透輝石含量在一半以上,雜質礦物除石英外還有方解石,它可以作為高壓電瓷、釉料及熱穩定性好的結構陶瓷原料。
第三類和第四類為礦物組成最為複雜的礦石,它們含有波動範圍極大的矽灰石、方解石和石英。按各種礦物的比例將它們稱為矽灰石-方解石-透輝石和矽灰石-透輝石。這兩類礦物還可能含有透閃石、長石、方柱石、黑雲母、木石、花崗岩等礦物。從化學成分看,熔劑氧化物含量很高,同時著色氧化物的含量也不低,所以,它們主要作為彩陶、釉面磚和鑄石的原料。
第五類為含有磷灰石的透輝石礦,礦石中還常含有方解石,可作地面磚和鑄石的原料。
第六類為石英-透輝石礦,石英的含量常高於透輝石的含量,有時還含有少量的方解石和矽灰石,可作為工業玻璃和矽酸鹽耐火磚的原料。
第七類為方解石-透輝石礦,這類礦物的透輝石含量較低,透輝石可看方解石礦的雜質礦物,主要用作膠凝材料的原料。
熔劑性能
透輝石透輝石在1000~1100℃範圍內,急劇熔解於鹼金屬的鋁矽酸鹽熔劑。一方面可析出新的鈣長石晶體,另一方面促進了坯料中游離石英的熔解。最終素中的殘餘石英量減少,機械強度和熱穩定性提高,素坯的燒結溫度可降低到釉燒溫度1100℃。
工藝性能
透輝石透輝石釉面磚坯體燒成後生成鈣長石、菫青石、方石英等礦物所產生放熱效應較普通釉面磚燒成後生成的鈣長石、莫來石、方石英的熱效應小,反應比較平穩。同時透輝石釉面磚中石英加入量比普通面磚少,可以快速預熱和冷卻,並能大大減小釉面磚冷卻收縮。由於透輝石釉面磚膨脹係數小,可以快速冷卻,這可防止釉面析晶和坯體內Fe2+再氧化成Fe3+,從而提高釉面磚的光澤度和白度。透輝石礦物構成網狀結構,玻璃分布骨架之間,這種網狀空隙有利於釉層的滲透,使坯、釉較好結合。因此,透輝石釉面磚的機械強度、收縮率、產品格率皆優於其它材質的釉面磚。
鑑定方法
透輝石1、成分:鈣鎂矽酸鹽CaMg(SiO3)2為輝石族CaMg(SiO3)2--CaFe(SiO3)2為類質同象系列;CaMg--caFé中間成員有次透輝石、鐵次透輝石,其中富含Cr的透輝石也稱鉻透輝石(變種)。CaMg(SiO3)2CaFe(SiO3)2透輝石、次透輝石、鐵次透輝石、鈣鐵輝石成分中Mg與Fe成完全類質同象代替,隨著鐵的含量多而顏色由淺至深。
2、結晶特點:單斜晶系,晶體發育完好時呈柱狀、粗短柱狀,也有晶體碎塊、水蝕卵石。
3、顏色:無色、灰色、淡綠、深綠、褐色和黑色。
4、品種:a鉻透輝石:為鮮艷的綠色,顏色由鉻所致;b星光透輝石:黑色,為四射不對稱星光;c青透輝石:晶體細小,顏色為深紫色、藍色,極少見。
5、力學性質:H5SG3.30(3.26-3.32)星光可為3.35,兩組明顯解理以近90o相交。
6、光學性質:二軸(+)RI1.67-1.70DR0.025,低色散(0.013)多色性弱到中等,鉻透輝石具有明顯的黃色和綠色的多色性。玻璃光澤,透明到不透明。
7、光譜:鉻透輝石顯示鉻譜,紅區有一雙線(690nm)、635、655和670nm處有三條弱吸收帶,藍綠區508、505有吸收線,490nm有一吸收帶。其它品種光譜不典型。
8、.光學效應:貓眼和星光效應。星光是由定向拉長狀磁鐵礦包體所造成,具有磁性;
9、發光性:SW紫外光下發出藍或乳白色和橙黃色螢光;LW紫外光下有時發出淺紫色光。
10、產狀產地:產於富含Ca的變質岩中和金伯利岩中(鉻透輝石);產地有巴西、義大利、緬甸、南非、西伯利亞、巴基斯坦、印度等地。
透輝石的主要鑑別特徵
顏色:綠色、黃褐色、黑色
RI:1.67-1.70DR0.025二軸(+)
SG:3.30(3.26-3.32)
多色性:明顯
內含物:放大觀察可見雙影象,晶體包體,星光透輝石可見黑色的拉長狀磁鐵礦。
光譜:鉻透輝石顯示鉻譜
功能套用
透輝石在建築陶瓷中的套用
採用透輝石一高嶺石一石英系列配方研製低溫二次快燒釉面磚,素燒溫度1080~1120℃,素燒時間80min,釉燒溫度1040~1080℃,釉燒時間80min,所研製的透輝石釉面磚各項性能指標都達到GB4100-83《白色陶質釉面磚》標準要求。與粘土-葉臘石配方相比,素坯燒成溫度降低70~90℃,釉燒時間相比於多孔窯減少16~18h,素燒相比於倒焰窯減少約70h,節能效益明顯。加入40%透輝石的釉面磚素燒周期12h,釉燒周期8h,素燒溫1080℃,釉燒渡1040℃,比傳統的長石質釉面磚燒成周期縮短3至5倍,燒成溫度降低100~200℃,具有較強的抗折強度、熱膨脹係數低、收縮小等優良特性,其經濟效益是十分可觀的。
在具有80年代國際先進水平、年產100萬平方米的高級釉面磚生產線上的試產階段,原配方燒成過程經常出現風驚,產量還不到設計能力,同時產品濕膨脹較大,後龜裂嚴重,質量難以提高。新配方以紅粘土和30%的透輝石為主要原料,解決了試產階段遇到的難題,提高了產品質量,降低了坯體素燒溫度和單位產量煤耗,縮短了素燒、釉燒時間,產品抗壓強度提高,超過原設計能力20%,創下了年產120萬平方米的新記錄,並使產品打入了國際市場,企業獲得了明顯的經濟效益和社會效益。
透輝石套用劣質透輝石制釉面磚。燒成溫度在1030~1100℃範圍內,比傳統粘土質釉面磚燒成溫度低200℃左右,生產周期60~120分鐘,吸水率19%~21%。具有機械強度高,熱穩定性好,吸濕膨脹低等優良特點,大大節省能源,使釉面磚成本大幅度降低,綜合經濟效益十分可觀。
透輝石是釉面磚衛生陶瓷低溫快燒的好原料,用於釉面磚的熔塊的較少。如在釉面磚熔塊用透輝石代替方解石、滑石和部分石英有利於熔塊熔制,降低釉燒溫度和釉的膨脹係數,有利於降低釉料成本。透輝石低溫低膨脹乳濁釉的釉燒溫度1040~1080℃,釉燒時間90~120min,釉面白度78~79,釉面光澤度90%~100%,熱膨脹係數7.14×10-6/℃,無色差,對透輝石素坯有良好的適應性,熱穩定性好。
在主要含石英、伊利石、高嶺石和赤鐵礦的紅黃粘土外牆配料中,引入10%的透輝石,組成中CaO、MgO含量顯著上升,Al2O3含量下降,原配方中主要以K2O--Na2O-Fe3O4形成低共熔物,新配方中主要以CaO-MgO--K2O--Na2O--Fe2O3形成低共熔物,其助熔效果明顯加強,燒成溫度由1130℃下降到1100℃,燒成周期45min,由於透輝石燒失量小,無多晶轉變,晶體呈柱狀,可使配料脫水快,噴霧產量提高,生坯料易成型和乾燥,整個過程的合格率提高。透輝石的引入,使磚緻密、強化、產品的吸水率由8.15%下降到5.93%,抗彎強度由27.82MPa提高到29.97MPa,從而改善了產品質量。
以質量百分比:透輝石30~40、葉蠟石10~20、長石5~15、軟質粘土20~30、砂石5~10製成的無釉瓷質磚,燒成溫度1170℃±10℃,燒成周期48min。其吸水率:0.1%~0.2%;抗折強度:45~50MPa;總收縮率:5%~6%,熱穩定性:經20~30次急冷急熱循環未出現炸裂或裂紋。因此,透輝石的引入,降低生產成本,節約能源;縮短燒成周期;熱穩定性好,提高機械強度[16]。
透輝石透輝石既能套用於建築衛生陶瓷的工業中,也能套用於日用陶瓷的工業中。在高嶺石、瓷石中加入5%~15%的透輝石,SiO2/Al2O3控制在4.23以下,在1240~1280℃的燒成範圍內,製品達到日用細瓷的標準。坯料在低溫還原燒成制定下燒成的大型扁平製品,具有較高的透明度,釉面白中泛青,具有景德鎮的傳統風味。燒成溫度降低到1260℃左右,在節能與提高窯具使用壽麵方面,將具有顯著的經濟效益。
在電瓷中的套用
由於透輝石是一種熔劑性礦物,對高壓電瓷坯料的成瓷過程和瓷體性能產生較好的作用。在高壓電瓷坯料中加入3%~5%的透輝石,就可降低100℃的燒成溫度。若加入10%~20%的透輝石,作為電瓷坯料主要原料之一時,在降低燒成溫度的同時還可改觀電瓷的介電損耗、體積電阻率、工頻電強度等電氣性能,使瓷體強度提高16%~74%。
用線度較高(>90wt%)的透輝石礦可代替滑石作為高頻瓷的主要原料,生產工藝和設備無需改變,燒成溫度降低50℃左右,各項性能指標均能符合技術要求。適當降低配料中碳酸鋇的用量和增加透輝石原料用量,可以增大熔體的溫度粘度,從而將坯體燒結範圍拓寬到30~40℃。透輝石瓷比滑石瓷的優點還在於它不存在老化問題,大大提高了瓷件的可靠性和使用壽命。透輝石瓷優良介電性能和較好的機械性能,這歸結於晶相的穩定和細長的針晶特徵。
透輝石是具有獨特功能和廣闊套用前景的多功能材料。在升溫過程中,透輝石無晶型轉變,無燒失,熱膨脹性能好,能迅速促進坯體的燒結,起到了強礦化劑的作用。透輝石能實現陶瓷的低溫快燒,提高陶瓷的性能,廣泛套用於電瓷、建築陶瓷和日用陶瓷工業,是一種很好的新型節能添加劑和陶瓷原料。在建築陶瓷工業中,透輝石的綜合性能比矽灰石好;對於高頻瓷,透輝石瓷比滑石更優良。人們應進一步對透輝石進行開發和研究,以拓寬其套用範圍,更好地利用這一自然界非再生的、重要的礦產資源。
分布勘查
透輝石透輝石礦產于震旦系統燈影碳酸鹽岩,礦體形態簡單,成礦與燕山期仙童塢隱伏花崗岩體關,屬於熱變質層控方解石、透輝石礦床.工業礦體二,暫難利用礦體6.1、二號工業礦體呈似層狀分布於方山背斜南東翼轉折端。一號礦體長520米,延深150米-240米,平均厚3.77米。二號礦體長720米,延深60米~170米,平均厚2.85米.探明工業儲量四零萬噸,遠景儲量775噸,暫能利用儲量141萬噸.礦石益組分透輝石,次透閃石,其兩者總含量56.5%.害組分Fe2O3含量0.26%~1.07%。
方山透輝石經德清縣三橋面磚廠兩次小試,最終產品質量達釉面磚GB1400183國家標準求,礦石具工業利用價值。
1983年底,省第-質隊湯正義等開展浙江西北部綜合找礦遠景區劃,現餘杭鸕鳥陳家塘透輝石岩,透輝石含量70%~75%。
1986年初,該隊梁修睦等再次鸕鳥踏勘,確定透輝石產層位屬震旦統燈影組,但礦點規模.該隊陸江見鸕鳥透輝石礦標本回憶六零年代德清方山曾見透輝石。
1986年5~6月,謝少華、陸江、張志德等對方山-帶先後進行兩次踏勘,確認該區燈影組分布範圍較廣,含礦蝕變具-定規模,希望找工業礦體。
1986年12月,該隊鄭關春等組成方山普查組,開展方山區普查,探槽、淺鑽系統揭露表淺部礦體,重點對官莊塊段用鑽孔控制燈影組下部礦體.經過系統工作,基本查明礦區質構造礦體層次、規模、賦存狀態、礦石質量等.通過對透輝石及透閃石制陶性能白勺試驗,方山透輝石適宜做釉面磚,屬節能陶瓷原料,進-步肯定礦床白勺工業價值。1989年底結束野外工作.三年完成鑽探1966米、探槽7296立方米。1989年10月提交《浙江省德清縣方山透輝石礦普查質報告》省礦廳審查批准該報告及儲量。
