白雲石

白雲石

白雲石晶體屬三方晶系的碳酸鹽礦物1。化學成分為CaMg(CO3)2。常有鐵、錳等類質同象(代替鎂)。當鐵或錳原子數超過鎂時,稱為鐵白雲石或錳白雲石。三方晶系,晶體呈菱面體,晶面常彎曲成馬鞍狀,聚片雙晶常見。集合體通常呈粒狀。純者為白色;含鐵時呈灰色;風化後呈褐色。玻璃光澤。是組成白雲岩的主要礦物。海相沉積成因的白雲岩常與菱鐵礦層、石灰岩層成互層產出。在湖相沉積物中,白雲石與石膏、硬石膏、石鹽、 鉀石鹽等共生。

  • 中文名
    白雲石
  • 外文名
    dolomite
  • 常見顏色
    灰白色
  • 硬度
    3.5~4
  • 相對密度
    2.8~2.9
  • 解理
    三組完全解理。
  • 產地
    宜蘭縣

基本介紹

拼音

Báiyún shí

英文名稱

dolomite

礦物名稱

白雲石

簡介

白雲石碳酸鹽礦物,分別有鐵白雲石和錳白雲石。它的晶體結構像方解石,常呈菱面體。遇冷稀鹽酸時會慢慢出泡。有的白雲石在陰極射線照射下發橘紅色光。白雲石是組成白雲岩和白雲質灰岩的主要礦物成分。白雲石可用于建材、陶瓷、玻璃和耐火材料化工以及農業、環保、節能等領域。主要用作鹼性耐火材料高爐煉鐵熔劑;生產鈣鎂磷肥和製取硫酸鎂;以及生產玻璃和陶瓷的配料。

各種品質的白雲石系列產品:白雲石礦石,白雲石砂6-10目,10-20目,20-40目,40-80目,80-120目,白雲石粉10目通過,白雲石超細粉140目,325目,600目,1000目,1600目。

化學成分

CaMg(CO3)2;可含有Fe、Mn、Pb、Zn等元素。結晶狀態:晶質體或晶質集合體

白雲石白雲石

理論化學成分

CaO 30.4%

MgO 21.7%

47.9%

燒失量

44.5-47.0

光性特征

白雲石為一軸晶,負光性;常為非均質集合體。

多色性

無至弱,集合體無。

折射率

1.505 ~1.743 。

雙折射率

0.179 ~0.184 ,集合體不可測。

紫外熒光

橙、藍、綠、綠白。

吸收光譜

不特征。

放大檢查

可見三組完全解理。

白雲石白雲石

特殊性質

遇冷稀鹽酸起泡。

最佳化處理

未知。

出石的範圍

山東煙台萊州地區、遼寧寬甸地區。

礦物特徵

晶系

三方晶系

晶體習性

菱面體,常呈塊狀集合體

常見顏色

無色、白、帶黃色或褐色色調。

光澤

玻璃光澤珍珠光澤

解理

白雲石具三組完全解理

摩氏硬度

3 ~4 。

密度

2.86g/cm~3.20g/cm。

Dolomite一詞主要用來紀念法國一位化學家DOLOMIEU(1750~1843)。白雲石為三方晶系,化學成份為CaMg(CO3)2,主要是由碳酸鈣與碳酸鎂所組成的礦物(CaCO3與MgCO3的比例大致為1:1),具有完整的解理以及菱面結晶。顏色多為白色、灰色、肉色、無色、綠色、棕色、黑色、暗粉紅色等,透明到半透明,具有玻璃光澤,硬度3.5-4,比重2.85-2.9。記得大學時代到花蓮出野外,在海灘上總是搞不清楚如何分辨白雲石與大理石。如果身旁有一罐冷的稀鹽酸就可以搞定了。塊狀的白雲石遇到冷的稀鹽酸不容易起泡泡,而大理岩卻馬上會冒出許多細小泡泡。

白雲石膠結物白雲石膠結物

成因與產地

成因

根據台灣省礦物局(1996)《台灣主要礦物與岩石》中提到,白雲石存在于結晶石灰岩以及其它富含鎂的變質岩中,部分產于熱液礦脈和碳酸鹽岩石的孔穴內,偶爾作為各種沉積岩膠結物,為碳酸鹽岩中最常見的一種造岩礦物台灣白雲石之造成系鎂質交換石灰岩之鈣質而成,主要賦存于先第三紀大南澳片岩下部之結晶石灰岩帶,呈凸鏡體、層狀或不規則礦囊。

產地

白雲石主要產在台灣東部宜蘭縣大濁水,花蓮縣清昌山、和平、和仁、萬榮與木瓜山等地。白雲石世界其它產地有瑞士提羅爾南部及濱南索、義大利皮蒙特的雀佛斯拉、北英格蘭墨西哥的瓜納華拖。美國產于密蘇裏州加普林區,于沉積岩內形成塊狀或在岩石裂縫中呈現粉紅色鞍形結晶。

經濟用途

白雲石可以作為煉鋼時用的轉化爐的耐火內層、造渣劑、水泥原料、玻璃熔劑、窯業、肥料、建築與裝飾用石材、油漆、殺蟲劑與醫葯等各種用途。可用于建材、陶瓷、玻璃和耐火材料、化工以及農業、環保、節能等領域。

特點研究

有關于白雲石的礦產報告可以在台灣省礦物局《台灣東部白雲石大理石礦調查探勘報告》中詳細記載。劉新福(1980)在國立成功大學礦冶及材料科學研究所碩士論文_研究《台灣東部白雲石之潛變性質》。梁建銓(1980)在國立成功大學礦冶及材料科學研究所碩士論文研究《花蓮縣清昌山白雲石礦地下開採法設計》。台大地質科學系鄧茂華副教授在台灣大學地質研究所碩士論文中研究《台灣東部和平至太魯閣地區大理岩穩定碳氧同位素及礦物化學》,文中提到分析方解石大理岩碳氧同位素外,並利用白雲石與方解石共生標本,分別分析白雲石與方解石同位素值,用以推斷二者平衡條件。

白雲石白雲石

區別與保護

白雲石的主要成分為碳酸鎂鈣,摩氏硬度值(MOH)在3.5到4之間。

白雲石礦主要成分為碳酸鈣和碳酸鎂。這種石材在面板上看來非常接近石灰石,事實上,在發現石灰石沉積物的地區,也會經常發現白雲石。大多數白雲石的沉積物含有一定比例的石灰石。區別白雲石的重要依據是岩石中白雲石礦物質的含量不少于50%。另外,白雲石是多孔性石材。因構成白雲石的化學成分對酸性物質不敏感,白雲石具有更佳的耐候性。

一般說來,人們通常用硬度測試法和酸性測試法這兩種方法來區別石灰石和白雲石。

摩氏硬度測試法(MOH)是一種簡單的機械測試法,即用另外一種已知硬度的金屬來刮擦這種石材。由此測得白雲石的硬度值介于3到4之間。而酸性測試法則是將稀釋後的鹽酸塗布到石材表面,石灰石反應強烈,而白雲石反應不太明顯,表面會形成粉狀物。如果以上測試效果不明顯,則需要做實驗室分析。若能知道石材的來源礦,則礦物質種類和成分就會一清二楚了。

白雲石白雲石

總的來講,大理石、石灰石和白雲石這三種石材可以作為建築材料交替使用。但即使是屬于同一類別的石材,其物理屬性也各不相同。在決定哪一種石材最適合使用前,要將石材的吸收性、密度和結構上的完整性等因素全部考慮在內。可以借鏡其他建築物的石材使用情況。比如,一座有100年歷史的建築物的外牆就可以作為外牆工程的參考。

石灰石的吸收性較強,鑒于這一特點,在用石灰石鋪設地面等區域時,要將亂塗亂寫等日後易出現的污染考慮在內。在易受環境損壞、受重壓的區域要使用密度大且吸收性小的石材。

從歷史上的建築物來看,白雲石用作外牆表面,經受風化或侵蝕的能力比大理石和石灰石要強。因為其方解石含量少,所以對大氣的污染(主要以酸為主)耐候性較強。

總的來說,大理石、白雲石和石灰石都屬于材質較軟的石材。因此在施工過程中以及日後的使用過程中都極易受到外界的污染,暴露出其耐污性差的弱點,如易受雨水、污垢等污染。較花崗石而言,這三種石材透水性高,更容易受到污染。為解決這一問題,最好的辦法就是對其進行防護處理。

國際上普遍使用的是石材專用滲透性防護劑,其防護原理是防護劑滲透到天然石材的內部,沉積于石材毛細孔內部的微小顆粒之間,或附著于石材表面下的個體礦物分子上,以此來阻止水、油和污物進入石材。滲透性防護劑可為水性和溶劑型,並且通常都含有矽、矽利康、甲基矽酸鹽或其他類似的矽化合物。滲透性防護劑也可分為兩類:防水型和防油型。防水型主要用來阻擋水和水劑的化學物品,像果汁飲料、咖啡、茶和蘇打水等。而防油型滲透性防護劑用來阻止水和油基液體滲入石材,如食用油、油脂和其它油類。防油型的滲透性防護劑同時具有防水功能,但防水性的產品則不一定能夠防止油性污染。

在用滲透性防護劑作防護處理時,需要考慮的一個因素是適選用了何種石材及其鋪設的位置。針對大理石、石灰石和白雲石不同的性質特點,我們應根據情況採用不同的處理方法。比如說,日常使用的廚房大理石地面,選擇的防護劑一定要具有防油特徵。而對于繁忙的酒店大堂地面,來往行人會留下許多腳印,很容易摩擦地面,這時為了保護表面的光澤度,除了需使用滲透性防護劑處理外,必要時還需塗布一層表面型的保護劑,甚至用拋光產品進行地面的拋光。

白雲石工藝品白雲石工藝品

此外,另一個需考慮的因素則是保養方式。如果白雲石或大理石地面每日擦洗,受酸性化學物質腐蝕損壞的可能性就較大。如果忽略了對地面的保養,污垢就會堵塞在石材的毛細孔中。若石材本身具有很高的亮度則光澤度有可能受到磨損。這樣,不管石材表面的防護處理效果多好,表面也會變髒、變暗。舉例來說,較繁忙的酒店大廳地面每天都定期打掃灰塵並用水擦洗,也許隻需用一種可以被清除掉的表面型保護劑來處理即可。但如換成家中的客廳,則完全不需每天用清洗劑清洗,用防水性較好的滲透性防護劑作防護就可以了。

最後需要強調的是任何一種滲透性防護劑都不能在石材的最表面形成防護層,所以滲透性防護劑防護過的石材最好再進行一次表面防護處理,即需要使用表面性保護劑,這樣石材才可真正算得上是得到了"雙層保護"。因為任何一種石材的優秀養護方式是不需要打蠟的,質層既不透氣,又容易發黏,容易使石材表面顏色變黃,而使用透氣性且不含蠟性物質的表面型保護劑,即可使石材和防護層得到進一步保護,又使石材保持天然的亮麗色澤,真可謂一舉三得。

在選擇石材前,其天然的亮麗表面也是一個不可忽視的因素。但是,一定要確保石材的物理屬性才是其使用的最大價值所在。隻有將石材的全部特徵考慮周全,您選擇的石材才能最大限度地發揮它們的裝飾實用性和美觀性。

常用產物

白雲石磚由煅燒過的白雲石砂製成的耐火材料製品。通常含氧化鈣(CaO)40%以上,氧化鎂(MgO)35%以上,還含有少量的氧化矽(SiO2)、氧化鋁(Al2O3)、三氧化二鐵(Fe2O3)等雜質。天然白雲石的CaO/MgO比波動較大,若磚中的CaO/MgO比小于1.39,則稱為鎂質白雲石磚。白雲石磚按生產工藝可分為:焦油(瀝青)結合不燒磚輕燒油浸磚和燒成油浸磚。白雲石磚含遊離CaO,在空氣中易于水化崩裂,不宜長期存放。

白雲石加工白雲石加工

原料白雲石是碳酸鈣和碳酸鎂的復鹽,分子式為CaCO3·MgCO3,六方晶系,比重2.80~2.99,莫氏硬度3.5~4.5,理論組成為CaO30.41%、MgO21.87%、CO247.72%,CaO/MgO比為1.39。中國白雲石資源豐富,品質優良,其成分見表1。21世紀以來,除採用天然白雲石砂作製磚原料外,還用海水和石灰乳製得的合成鎂質白雲石砂,製造優質鎂白雲石磚。

中國轉爐爐襯主要使用焦油結合的白雲石磚和焦油結合的鎂質白雲石磚,有些工廠在易損部位使用輕燒油浸和燒成油浸鎂質白雲石磚。西歐和日本等國轉爐主要使用焦油結合熱處理的和燒成油浸的白雲石磚和鎂質白雲石磚。此外,燒成油浸鎂質白雲石磚還用作某些爐外精煉爐的內襯。

相關研究

白雲岩石不僅常與油氣藏共生,更與膏鹽或金屬礦床關系十分密切,而白雲岩的形成至今仍具爭議,焦點為白雲石化作用過程中Mg2+的來源問題。白雲石化作用常與盆地的深部活動密切相關,一般受深部熱液活動控製;在白雲石化作用較發育的盆地,其深部普遍存在一個中地殼低速-高導層。據流體包裹體均一溫度資料,發現白雲岩形成的環境溫度高于方解石,且通常遠高于正常的地層溫度。綜合研究認為,盆地深部的中地殼低速-高導層是蛇紋石橄欖岩,在蛇紋石化過程中釋放大量的Mg2+,含Mg2+熱液上升到盆地碳酸鹽岩中與CaCO3發生強烈的鎂交代,形成白雲岩;熱液中因有鹵素F、Cl、Br鹼金屬K、Na、Li等而有鹽類沉淀,熱液中還含CO、CO2、H2等,它們在蛇紋石化的橄欖岩中可以發生費-托合成反,合成烴類;蛇紋石化過程中釋放的Ni、Cr、Co、V等鐵族金屬是良好的催化劑

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