正长岩 :中性深成侵入岩

更新时间:2023-09-20 10:39

正长岩(syenite)是一种中性深成侵入岩,主要由长石角闪石黑云母组成,不含或含极少量的石英。其化学组成主要为二氧化硅,含量约占60%,其次是氧化铝为15-20%,氧化钠氧化钾约10%左右,氧化钙含量很低。此外,还含有少量的铁和镁。

正长岩呈浅灰色、灰白色或玫瑰红色,体积密度为2.63~2.75g/cm3,孔隙度及饱水度都很小,压缩强度120~180MPa。正长岩的硬度比花岗石小,具有较大的韧性,因此,易于磨光,结构均匀,易于拼接。正长岩呈半自形等粒状结构、斑状结构和块状或似片麻状等结构。

正长岩一般认为没有独立的母岩浆,其成因有二:一为玄武岩浆分异产物,二为花岗岩浆同化产物。常与花岗石、碱性的基性岩或霞石正长岩伴生。正长岩同花岗岩共生时,它作为花岗岩的边缘相存在,如瑞典乌普萨拉美国佛蒙特州、中国北京等地可见;同碱性岩共生时,它们之间构成复杂的碱性岩杂岩体,在中国四川和山西省等地可见。此外,在非洲、印度南部大洋洲大陆等地也有正长岩产出。

正长岩的应用广泛,在建筑领域,正长岩可用作建筑材料、装饰石料;在陶瓷领域,新鲜而较纯的(暗色矿物极少或无)正长岩可作为陶瓷原料;在农业领域,富钾的正长岩可作为钾肥原料;在化工领域,正长岩还可作化工耐酸碱的材料。

主要特性

矿物组成

元素组成:正长岩中二氧化硅(SiO2)的含量约为60%,氧化铝(AI2O3)含量为15-20%,氧化钠(Na2O)、氧化钾(K2O)含量可达10%左右,氧化钙(CaO)含量很低,此外,还含有少量的铁(Fe)和镁(Mg)。

矿物组成:正长岩主要由长石角闪石黑云母组成,不含或含极少量的石英(石英含量小于5%)。

在长石中,碱性长石约占70%以上,主要是正长石天河石较少。晶形常呈板状外形或其它形状,常见卡式双晶、格子状双晶。在碱性系列岩石中出现歪长石;斜长石含量不多,一般为中长石奥长石,可见环带结构,半自形,具细密的聚片双晶。

暗色矿物主要是普通角闪石和黑云母,属于铁镁矿物,占20%左右,有时也含有辉石,碱性系列中为碱性辉石和碱性角闪石,有时可出现少量的橄榄石

石英含量小于5%。多呈充填状或与钾长石形成文象交生;石英似长石霞石白榴石方钠石等)不能共生,它们分别出现在钙碱性正长岩和碱性正长岩中。

物理特性

正长岩呈浅灰色、灰白色或玫瑰红色,体积密度为2.63~2.75g/cm3,孔隙度及饱水度都很小,压缩强度120~180MPa。正长岩的硬度比花岗石小,压入硬度为5700MPa,塑性系数2.2,弹性模量88000MPa,具有较大的韧性,因此,易于磨光,结构均匀,可拼性好。

结构特征

正长岩具半自形等粒状结构、斑状结构和块状或似片麻状等构造。

半自形等粒状结构常见于中酸性和酸性深成岩中,其特点是全晶质,岩石中的主要矿物长石呈半自形粒状,其中斜长石自形程度比正长石要高,而钾长石又比石英自形程度要高;深色矿物角闪石黑云母与斜长石相比晶形发育较好;如下图所示。

斑状结构是指岩石中有两种大小截然不同的矿物颗粒(大的称斑品,小的称基质)的一种结构。一般是把基质为隐晶质、玻璃质的结构称为斑状结构。如斑晶数量很多,超过基质,称为多斑结构。如斑晶很少,则称少斑结构。

形成原因

正长岩一般认为没有独立的母岩浆,其成因有二:一为玄武岩浆分异产物;二为花岗岩浆同化产物。花岗岩浆与玄武岩浆产物主要不同之处是FeO/MgO分子比值上,前者变化范围为0.7-1.6,平均为1.2,后者变化范围为1.0-5.1,平均为2.7。此外,在碱的含量上,前者低,属钙碱性岩;后者高,属偏碱性岩及碱性岩。在SiO2饱和度上,前者过饱和,常含石英,后者饱和,很少含石英。还有在侵入岩体的岩相上,前者复杂,后者均一,前者岩体大,常在花岗石的边部,与花岗闪长岩、石英闪长岩共生,为花岗岩浆同化产物,接触变质强,与之有关的铁矿工业意义较小,后者岩体小,常与火山石辉长岩辉绿岩等共生,为玄武岩浆分异产物,接触变质弱,与之有关的铁矿工业意义较大。

分布区域

正长岩石自然界产出很少,它较少成独立的岩体可供开采,常与花岗岩、碱性的基性岩或霞石正长岩伴生。一般都形成较小的岩体,如岩盖、岩盆、岩株、岩脉或不规则岩体,侵位于岩浆活动晚期、更多的是组成其他岩体的一部分。

据统计,连同与之相当的喷出岩(粗面岩)一起只占整个岩浆岩分布面积的千分之六(0.6%)。正长岩同花岗石共生时,它作为花岗岩的边缘相存在,如瑞典的乌普拉萨、美国的弗蒙特、中国北京;同碱性岩共生时,则它们之间构成复杂的碱性岩杂岩体,如中国四川和山西省等地所见。

此外,除了瑞典,欧洲其他地区如瑞士德国挪威葡萄牙、苏格兰等,非洲如埃及等,印度南部地区,大洋洲大陆等地也有正长岩产出。

应用领域

建筑领域

正长岩与花岗岩、闪长岩辉长岩等同属于深成岩,是由于地表深处岩浆受上部覆盖层的压力作用,缓慢均匀地冷却而形成的岩石。深成岩的特点是结晶完全、晶粒粗大、结构致密、表观密度大、抗压强度高、吸水率小、抗冻性和耐久性好,属于应用广泛的砌筑用石材。

农业领域

正长岩是难溶性含钾岩石中的一种,钾是农作物生长所必需的3种基本营养元素之一,在农作物体内起着至关重要的作用,是决定农作物产量的关键元素,同时钾离子又是植物各组织中最丰富的无机化合物阳离子,因此农作物的正常生长离不开。利用焙烧浸出法、压热法、低温分解法 和微生物法从正长石中提取钾盐,用于生产钾肥肥料。

陶瓷领域

正长岩是陶瓷原料的天然岩石之一,用天然岩石作为原料是世界陶瓷生产的发展趋向,但是天然矿物最大的缺陷是成分不稳定和杂质含量问题。因此,必须对天然矿物进行捡选、精加工、分级。一方面改进其性能,另一方面使原料品级标准化、系列化,做到优质优用,劣质巧用。不仅可以满足不同用户的要求,而且可以保证终端产品的质量稳定。例如,一般传统陶瓷制品基本都是“白色”,因而主要研究利用的只能是一些颜色指数较低的浅色岩浆岩。而今,在一些色瓷象文化砖、广场砖中,突破了“白色”界限,使一些颜色较深的原料得到应用,而且获得了特殊的艺术效果。

化工领域

正长岩有较好的抗压强度及耐酸碱特性,也可作化工上的耐酸耐碱的材料,如可作为填料用在泡沫橡胶和塑料中。

相关类型

根据主要矿物组成长石含量分类,将正长石含量大于80%的正长岩称为钾正长岩(钾长正长岩或钾质正长岩),钠长石含量大于80%的正长岩称为钠正长岩(钠长正长岩),有人称为亚碱性正长岩;根据次要矿物组成角闪石黑云母单斜辉石分类,正长岩可分为角闪正长岩,黑云母正长岩和辉石正长岩;根据石英含量分类,当石英含量达5-20%则称石英正长岩,当石英含量增加时就向花岗正长岩过渡;把含少量石英和辉石的正长岩称英辉正长岩。

名称来源

Syenite这一名称来自埃及尼罗河畔的城市阿斯旺(Syene),古时在那里露天开采石头。

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