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矿物学百科: 正长石(Orthoclase)和斜长石(Plagioclase)

已有 1165 次阅读 2024-4-19 16:54 |系统分类:科普集锦

长石(Feldspars)是一大类非常重要的造岩矿物,它们在地壳中分布广泛,构成了大部分火成岩和许多变质岩与沉积岩的主要成分。长石的分类主要基于其内部的化学成分和晶体结构特点,通常划分为两个主要系列:

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  2. 碱性长石系列(K-Feldspars 或 K-Silicates)

    • 正长石(Orthoclase):主要成分为K[AlSi3O8],常见于花岗岩和某些变质岩中。

    • 微斜长石(Microcline):也是K[AlSi3O8],但在晶体结构上具有特定的对称性,常出现在花岗岩和冰长石(valencianite)化作用的产物中。

    • 透长石(Sanidine):高温下的K[AlSi3O8]变体,常见于火成岩尤其是火山岩中。

  3. 斜长石系列(Plagioclase Feldspars 或 Na-Ca Silicates)

    • 斜长石并不是单一矿物,而是一个完整的类质同象系列,从钠端(钠长石, Albite,Na[AlSi3O8])到钙端(钙长石,Anorthite,Ca[Al2Si2O8]),中间包含了多个连续变化的成员,如奥长石(Ortrobosite)、中长石(Andesine)和更接近钙端的安山石(Labradorite)和钠闪石(Bytownite)等。斜长石系列内的不同矿物之间通过Na+和Ca2+离子的比例相互替代,形成了连续的矿物相变。

此外,长石还包括一些较为罕见的成员,如钡长石(Barium Feldspar)等。在宝石学中,一些长石由于其特殊的光学效应或颜色也备受关注,如月光石(Moonstone,属于正长石的一种变种)、天河石(Amazonite,微斜长石的一种变种)、日光石(Sunstone,含有铜包裹体的长石)和拉长石(Labradorite,一种具有独特“幻彩”效应的斜长石)。

下面分别列出它们的地质意义以及两者之间的比较:

特征/类别正长石(钾长石)斜长石
化学成分K[AlSi3O8]Na[AlSi3O8]至Ca[Al2Si2O8]的连续固溶体系列
岩石类型关联于酸性火成岩(如花岗岩、流纹岩)关联于中性至基性火成岩(如辉长岩、闪长岩、安山岩)和变质岩(如片麻岩)
形态特征晶体形态:短柱状或厚板状,常见双晶解理:一组近乎垂直的解理面晶体形态:常见板状,具有一组完全解理和平行解理面解理:两组解理面,一般夹角小于90度
颜色与光学性质色彩丰富,从肉红色到无色,可能具有特殊光学效应(如月光石和日光石)颜色相对单一,从无色至白色、灰色,偶尔呈现淡彩色
地质应用- 岩石分类与成因分析;U-Pb同位素地质定年,宝石材料 岩石分类与成因分析,地质温压计(通过成分推断温度和压力条件),Sm-Nd同位素地质定年
地壳演化反映地壳中钾的活动与地壳的酸性岩浆活动历史反映地壳中钠钙元素的活动与地壳的中性至基性岩浆活动及变质作用

斜长石不是一个单一矿物,而是一个系列,其中包含了钠长石、更长石、中长石、拉长石等多种不同的矿物成员,各自有不同的化学组成和物理性质。正长石和斜长石共同构成了地壳中大部分火成岩和许多变质岩的主要成分,对地壳形成和演化的研究具有重要意义。

简化版的长石分类表格,并列举了一些用于初步鉴定的特征:

长石类别化学式主要成分结晶系物理特性鉴定特征
钾长石系列K[AlSi3O8]K2O + Al2O3 + 6SiO2单斜晶系硬度6,密度2.56g/cm³双晶解理、颜色多样(白、红、乳白),正长石可能呈现弯曲的双晶边界
正长石/同钾长石系列//明显的解理和光泽
微斜长石/同钾长石系列//常见格子状纹理,低温下可能出现卡尔斯巴哈双晶
钠长石系列(斜长石类)Na[AlSi3O8] 至 Ca[Al2Si2O8]Na2O/CaO + Al2O3 + SiO2三斜晶系硬度6,密度约2.6-2.7g/cm³两组互相垂直的解理面,折射率和重叠指数可用于区分具体矿物
钠长石/Na端//白、蓝、灰色调,部分可显示猫眼效应
钙长石/Ca端//白、灰、红色调,结晶习性与其他斜长石相似
其他特殊长石/BaO . Al2O3 .6SiO2(钡长石)等//根据化学成分确定,具相应颜色和物理属性
宝石级长石/如月光石、天河石、日光石、拉长石/高透明度、特定颜色(如月光石的月光效应,天河石的蓝色,日光石的铜内含物闪光,拉长石的虹彩现象)利用特殊光学效应、包裹体特征、颜色和物理参数(如折射率、比重)进行鉴定

请注意,实际鉴定过程中还需要借助专业工具,如放大镜、偏振光显微镜、折射仪和比重计等,来精确区分不同类型的长石矿物。同时,矿物的外观特征、硬度测试、解理观察以及反应矿物内部结构特征的包裹体都是重要的鉴定手段。在野外条件下,凭借肉眼和简单的工具,可以通过双晶构造、颜色、光泽和解理等直观特征进行初步区分。

正长石(Orthoclase Feldspar)

  • 属于碱性长石,主要成分为K[AlSi3O8],即钾铝硅酸盐。

  • 在岩石学中,它是酸性火成岩(如花岗岩和流纹岩)的主要矿物成分之一。

  • 根据其内含微量元素的不同,正长石可以呈现不同颜色,如粉红、黄色、褐色或无色。

  • 正长石有时会被制成珠宝,例如著名的宝石品种日光石(Sunstone)和月光石(Moonstone)。

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(钾长石和正长石实际上是同一类矿物。正长石是一种钾长石,其化学式一般表示为K[AlSi3O8]。在矿物学中,钾长石这个名称涵盖了正长石、微斜长石等多个亚种。所以可以说,钾长石是包含正长石的一个广义概念,而正长石则是钾长石的一个具体种类或称谓。两者在很多情况下可以互换使用,尤其是在指代富含钾的铝硅酸盐矿物时。不过,在特定的学术或工业环境下,可能会更加详细地区分它们的晶体结构、物理性质或形成环境等方面的特点。)

斜长石(Plagioclase Feldspar)

  • 是一个连续的矿物系列,其化学成分在钠长石(Na[AlSi3O8])和钙长石(Ca[Al2Si2O8])之间变化,故称斜长石固溶体系列。

  • 斜长石出现在广泛的火成岩类型中,包括中性至基性火成岩(如辉长岩、闪长岩和安山岩),以及某些变质岩中。

  • 斜长石根据钠钙比例不同,进一步细分为多个亚种,如 albite(钠长石)、andesine(中长石)、labradorite(拉长石)、bytownite(倍长石) 和 anorthite(钙长石)等。

  • 斜长石的物理性质因其成分的变化而变化,例如折射率、比重和颜色,从无色到浅灰、蓝绿等色调。

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参考资料:

Deer, W. A., R. A. Howie, and J. Zussman. An Introduction to the Rock-Forming Minerals, 2nd ed. Upper Saddle River, NJ: Prentice Hall, 1996. ISBN 0582300940

https://thecontentauthority.com/blog/orthoclase-vs-plagioclase

Shaffer, Paul R., Herbert S. Zim, and Raymond Perlman. Rocks, Gems and Minerals, Rev. ed. New York: St. Martin's Press, 2001. ISBN 1582381321

大英百科全书  https://www.britannica.com/science/feldspar



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