鹼性長石

英文名稱 alkali feldspar

鹼性長石是富含鹼金屬鉀、鈉的長石的總稱。

  • 中文名稱
    鹼性長石
  • 外文名稱
    alkali feldspar
  • 顏    色
    多色
  • 類    別
    矽酸鹽礦物
  • 透明度
    透明
  • 晶體慣態
    玻璃狀晶體

基本信息

鹼性長石包括透長石正長石、微斜長石、歪長石和含鈣長石分子在5%以下的鈉長石,以及條紋長石和反條紋長石。鹼性長石是一種常見的矽酸鹽礦物,常以各種顏色的玻璃狀晶體出現,用來製造玻璃和陶瓷;透明、多色或者出現星彩的變種有時可作為寶石。鹼性長石是岩石的重要組分,它在鹼性和酸性火成岩中(特別是正長石、花崗岩和花崗閃長岩)以及偉晶岩、片麻岩中廣泛分布,而量亦多。

分類與形成

鹼性長石是鈉鋁矽酸鹽(NaAlSi3O8)和鉀鋁矽酸鹽(KAlSi3O8)的混合物。鈉鋁矽酸鹽和鉀鋁矽酸鹽都有幾種不同的形態,每一形態都具有不同的結構。高溫時穩定的形態為高溫鈉長石、透長石、高溫透長石,其鋁和矽原子在晶體結構中是無序分布的;低溫形態(鈉長石、正長石、微斜長石)則是有序分布。如果高溫變種的樣品急速冷卻,無序分布就被儲存下來。所以在地殼上各種鹼性長石表現為從完全無序排列的高溫透長石,通過透長石和正長石到完全有序分布的微斜長石,還可能有從無序的高溫鈉長石到有序的鈉長石的類似序列。

天然鹼性長石是兩種純組分之間的連續變種。至少存在著四種性質不同的系列。兩種是以高溫為特征(700℃以上或1,300℉以上),即高溫鈉長石∼高溫透長石系列和高溫鈉長石∼透長石系列。這兩個系列的礦物在地殼岩石中不大常見。另外兩個系列是以較低溫度,或由較高的溫度慢速冷卻為特征,即低溫鈉長石∼正長石系列和低溫鈉長石∼微斜長石∼微紋長石∼微斜長石系列。這兩個系列的礦物是極為常見的。此種混合物在高溫下是均一的;快速冷卻儲存了這種均一性,而慢速冷卻引起鈉相和鉀相的分離;即大量鹼性長石不是均一的,而是交生的,即純鈉長石化合物和純鉀長石化合物兩種性質不同的晶體相互交生,稱為條紋長石

結構

此系列(低溫鈉長石∼正長石系列和低溫鈉長石∼微斜長石∼微紋長石∼微斜長石系列)在常溫下為一不完全系列,隨溫度的增高混溶度增大,至大約 700℃以上形成完全系列。屬于這一系列的礦物有透長石、正長石、微斜長石、鈉長石和歪長石。前三者是KAlSi3O8的同質多象變體,統稱為鉀長石。透長石在岩漿中結晶,並隨岩漿噴發至地表或侵入于近地表的地殼淺處,經歷了快速冷卻過程,常含有較多的Ab分子。正長石和微斜長石往往含少量的Ab分子,並有少量Fe3+以類質同象替代Al3+的形式存在。歪長石是Ab組分90~63摩爾%的Ab和Or組分的固溶體混晶,可含少量An組分,其量隨歪長石中Ab組分的增高而增加。鈉長石則是NaAlSi3O8的端員礦物,Ab>90摩爾%。

鹼性長石中鋁與矽的原子數之比為1:3, 結構中每4個矽(鋁)氧四面體中有3個為矽所佔據,還有一個為鋁所佔據。微斜長石屬三斜晶系,在其結構中有4種不同的矽(鋁)氧四面體位置,分別記為T1O、T1m、T2O和T2m。鋁在這 4種位置上的佔位率(在某一位置中出現的幾率)依次以t1O、t1m、t2O和t2m表示。微斜長石中的鋁的佔位情況可用t1O>t1m>t2O=t2m表示。如果鋁隻佔據T1O位置,而在其餘位置上都不出現,即t1O=1,t1m=t2O=t2m=0,此種微斜長石稱為最大微斜長石。其他t1O≠1的微斜長石稱為中微斜長石。對透長石和正長 石而言,鋁在兩種T1位置上的佔位率相等,在兩種T2位置上也相等,因而T1和T2位置都不再有O位和m位之分,晶體呈單斜對稱。按鋁在兩個T1位置的佔位率2t1的值,將單斜鉀長石分為:高透長石0.5≤2t1≤0.667;低透長石0.667<2t1<0.74;正長石0.74≤2t1≤1。佔位率不同,反映了長石結構中的Al/Si有序度不同;對微斜長石而言,還反映了結構偏離單斜對稱程度的大小。後者也可用三斜度來表征。定義正長石和最大微斜長石的三斜度分別為0和1。佔位率、有序度三斜度可惜 X射線衍射或紅外吸收光譜、光學參數等進行測算。

鈉長石的結構態可與鉀長石對應。溫度在 978℃以上時,與高透長石相當,晶體呈單斜對稱,稱為單鈉長石;當溫度低于978℃時,晶體轉變為三斜對稱,但鋁的佔位情況不變,稱為高鈉長石。與最大微斜長石相當的則稱為低鈉長石。在自然界,還未發現介于高鈉長石和低鈉長石兩種結構態之間的鈉長石變體。

識別

由于離溶作用的結果,高溫時由Ab和Or兩種組分組成的均勻鹼性長石混晶,在溫度下降至一定程度時,分離為兩種晶體,並互相定向交生,形成條紋長石或反條紋長石。條紋長石基體為鉀長石,條紋為鈉長石;反條紋長石則相反。其中條紋憑肉眼可以分辨的,稱為顯紋長石;要借顯微鏡才能見到的稱為微紋長石;隻能用X射線方法才能分辨的則為隱紋長石。條紋細密,在特定切面上呈柔和淺藍色調乳光的隱紋長石,特稱為月長石,可作寶石。

微斜長石含銣、呈鮮綠色的變種稱為天河石,也是寶石材料。結晶溫度較低、晶體純凈透明的正長石或微斜長石稱為冰長石,特征性地常呈雙楔狀晶形

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