角闪石 :含有氢氧根的链状结构硅酸盐

更新时间:2023-09-25 13:40

闪石是一种含有镁、铁、钙、钠、铝等元素的硅酸盐或铝硅酸盐矿物,属于闪石族中的一员。它与辉石族在形态和组成上相似,但是含有OH基团。角闪石晶体常为长柱状,横切面为六边形,集合体常呈纤维状。它的颜色为绿黑色或黑色,具有玻璃光泽,硬度在5.0~6.5之间。角闪石具有两组平行柱状的解理,解理夹角为56°。根据晶体结构,角闪石可以分为斜方角闪石、单斜角闪石和三斜角闪石三种。其中,透闪石阳起石及由它们构成的软玉具有宝玉石的价值。

内容简介

角闪石(hornblende)这个名称来自德语,是矿工术语,horn可能指号角的颜色,blende意思是欺骗者。角闪石是一种经常在大洋地壳中发现的矿物。这种矿物呈黑色,并发光,属于金属矿石,可其中并不含有价值的金属。角闪石属闪石族中一员,为含(OH)的镁、铁、钙、钠、铝等的硅酸盐或铝硅酸盐,类质同象普遍。与辉石族形态、组成相近,而以含OH为区别。

名称来源

角闪石(hornblende)这个名称来自源于德语,是矿工的术语,horn可能指号角的颜色,blende意思是欺骗者。这种矿物呈黑色,并发光,属于含金属矿物,可其中并不含有价值的金属。

缩写:Hbl

成因产状

普通角闪石是分布很广的造岩矿物之一。在火成岩中,尤以中性岩中最为常见,是其中的最主要暗色矿物。在酸性火成岩和正长岩中普通角闪石常为黄绿色;中性岩中以黄绿色为主,但也有褐色角闪石;镁铁质和超镁铁质岩石中多为褐色角闪石。在区域变质作用中,普通角闪石也有大量产出。变质岩中角闪石的颜色与变质作用的强度有关,一般情况下,较低级变质岩石中多蓝绿色角闪石,而中高级变质岩石多褐色角闪石,黄绿色角闪石分布较广,在不同变质程度的岩石中均有产出。在区域变质作用中,普通角闪石也有大量产出。

经济用途

1863年,法国地质矿物学家德莫尔,根据传到欧洲中原地区清代乾隆朝玉器。角闪石类称软玉(或称阗玉),莫氏硬度为6-6.5,比重2.55-2.65,其主要成分是角闪石群矿物中的透闪石(Tremolite),它跟我们上面提到的普通角闪石,算是化学成分跟结晶构造都很相似的兄弟喔。

辉石类则称硬玉,因翠绿者质地最佳,在中国又有翡翠之雅称。摩式硬度为6.5-7,比重3.2-3.3,辉石类则以硅酸钠硅酸铝为主,有隐约的水晶状结构,质地坚硬,较高,具有玻璃的光泽,清澈晶莹。翠绿色、苹果绿、雪花白、娇嫩的淡紫色,都是辉石类的典型色泽。辉石类18世纪后方被中原地区玉匠大量采用。因此,中国古代玉器绝大部分为角闪石制品。这是矿物学上的玉。

台湾玉属上述之闪玉,会呈现猫眼光(cat’s eye)现象。

晶体结构

结构对称特点:单斜晶系点群2/m;空间群C2/m。

化学组成

闪石族矿物的一般化学式为A0-1B2C5T8O22(OH,F,Cl)2。其中:

A=Na、K(碱性角闪石类);

B(M4)=Na、Li、Ca、Mn、Fe、Mg;

C(M1-3)=Mg、Fe、Mn、Al、Fe、Cr、Ti、Li;

T=Si、Al、(Fe、Ti)。

形成方式

地壳下面的岩浆熔体在上升过程中温度不断降低,当温度低于某种矿物的熔点时就会形成该矿物结晶。随着温度的持续下降,岩浆中所有的成份会形成一系列的矿物,例如形成橄榄石辉石、角闪石与云母等多种矿物。当火山爆发产生的岩浆与熔岩流遭遇空气后冷却。如果冷却过于迅速,来不及形成结晶态的矿物,则会固结成非晶质的火山玻璃火山作用除岩浆外,也会喷出硫气,硫气因温度骤降可直接升华成自然硫,例如台北大屯火山群与基隆外海龟山岛的自然硫。

综合以上所述,其形成方式有二:1.由辉石经后期岩浆分化之结晶作用形成;2.变质作用

区域分布

普通角闪石是分布很广的造岩矿物之一。在火成岩中,尤以中性岩中最为常见,是其中的最主要暗色矿物。在区域变质作用中,普通角闪石也有大量产出。以火成岩来说,不论酸性或是中性的火山石深成岩,它都是其中最主要的铁镁矿物成分,而台湾岛上的火成岩又是以安山岩质为主,因此北起大屯火山区,东北方包含基隆火山区,东至离岛的兰屿岛绿岛,再加上西部零星的火成岩分布区,角闪石的足迹几乎可说是全岛走透透。

至于变质岩的部分,它特别是某些中度变质岩,即所谓之角闪岩、角闪石片岩内的特征矿物,于是被用来作为仅次于粒变岩相的中等变质岩相,所代表的变质环境约在摄氏度500-600度,压力则为十几个kbar以内的温压条件。南澳岛北溪及大浊水北溪、角闪岩直接与片麻岩相邻。片麻时含角闪片岩,又在角闪岩中常见煌斑岩、伟晶花岗石脉石英等之发育。

台湾省的角闪岩的原岩多为基性火成岩及其碎屑岩,小部分原岩为变质岩。宜兰县南澳、枫树山、东澳西帽山、粉鸟林乌岩角。

种类介绍

角闪石族在晶体结构上具有双链状结构,含羟基的镁、铁、钙、钠、铝的硅酸盐(以具有[si4o11]6-的硅酸根为特征)。根据晶系归属的不同,分为斜方角闪石、单斜角闪石和三斜角闪石三个亚族。

斜方角闪石亚族

主要有直闪石和铝直闪石(gedrite)。

单斜角闪石亚族

主要有透闪石阳起石、普通角闪石(common hornblende)、蓝闪石(glaucophane)、钠铁闪石(arfvedsonite)等等。

三斜角闪石亚族

三斜晶系闪石(enigmatite)和褐斜闪石(rhoenite)等。

角闪石族矿物是重要的造岩矿物之一。其中普通角闪石广泛分布于中性及中酸性火成岩中,也是许多变质岩的主要组成矿物。透闪石、阳起石等则是接触交代变质作用的重要产物。富钠的碱性角闪石则是碱性岩石的主要组成矿物,在这些众多的角闪石族矿物中,已知具有宝玉石价值的主要是透闪石阳起石及由它们构成的软玉。还有深黑色的普通角闪石晶体也可望成为一种潜在的黑宝石的来源。在工业上,人们利用的主要是纤维状角闪石,即所谓角闪石石棉

特性介绍

化学组成

由于类质同象置换关系复杂,所以其组成成分不甚固定。这种复杂性主要表现在Ca/Na、Mg/Fe、Al/Fe3+、Al/Si、OH/F等比值的变化上。

角闪石和其它硅酸盐矿物通常是由正四面体正八面体结构单元相互连接,组成规则的环状结构。不同硅酸盐矿物中环状结构数量的不同决定了溶解惰性气体的能力。

物理特性

结构:其晶体多呈长柱状、针状或纤维状;晶体的横断面从菱形六边形;集合体为粒状、束状和放射状。

外观:为绿黑至黑色,但条痕则为浅灰绿色,具玻璃光泽,且两组柱面解理完全,交角为124°和56°,此点可用来与辉石两组几乎呈现直交的解理面作为区分。

硬度:5~6。

比重:  3.0~3.4

断口:不整齐,易碎

颜色:除不含铁的角闪石外,其它颜色均较深,绿色至墨绿色

相对密度:介于3.0~3.5。

光性:随品种变化而略有差异,故是用于识别不同品种的主要标志。

用途介绍

1863年,法国地质矿物学家德莫尔,根据传到欧洲中原地区清代干隆朝玉器,进行物理化学实验,结果表明,如果以矿物学的眼光来看,中国人所常使用的玉材大约可分成两种,即角闪石类和辉石类。角闪石类称软玉(或称阗玉),莫氏硬度为6-6.5,比重2.55-2.65,其主要成分是角闪石群矿物中的透闪石(Tremolite);而辉石类则称硬玉。

闪玉的色泽较近于油脂的凝脂美,纯者色白,俗称羊脂白玉,细腻温润,非常名贵,经济价值极高,又因角闪石含有少量氧化金属离子而呈现青、绿、黑、黄等色或杂色。

花莲翠玉属闪玉,主要产于东部接触变质之蛇纹岩中,是从1965年起,正式于花莲县寿丰乡的丰田开采,颜色为墨绿色、翠绿、黄绿或淡黄灰色,半透明或不透明,因为其中亦有少量之铬铁矿,因此常有黑色斑点或条纹。而台湾玉内因含呈平行之石绵,若经过适当之切磨工作,会呈现猫眼光(cat’s eye)现象。

溶解惰性气体

2013年6月,布朗大学地理科学系一位名叫Colin Jackson的本科生,在世界上首次发现了能够溶解惰性气体的矿物。他所做的实验已证明惰性气体能够高度溶解于角闪石中。该发现发表在了6月16日《自然•地理科学》杂志上。

角闪石能够溶解惰性气体的关键因素在于它的晶格结构。该发现解释了惰性气体由地壳向大气中释放的路径——通过火山喷发或板块的俯冲运动。惰性气体以不同的同位素形式存在。氦气、气、氪气、气和具有放射性的气化学性质都极其稳定。虽然在实验室严苛的条件下惰性气体可以发生一些化学反应,但是一直到Jackson的新发现为止,人们才第一次在自然条件下发现惰性气体的可溶解性。

有关区别

比重

透闪石:2.9 ~ 3.2

角闪石:3.28 ~ 3.41

外型

透闪石:通常会形成长刃状晶体

角闪石:通常会形成横截面为六边型的棱柱状晶体

颜色

透闪石:无色、白色、灰色、绿色、粉红色或棕色

角闪石:绿色、绿棕色、黑色

透明度

透闪石:从透明到半透明

角闪石:从半透明到不透明

此外角闪石的解理通常夹 60 度或 120 度角,也是一个特征。

其他信息

辉石和角闪石

辉石是一种硅存在的重要矿物形态,主要存在于火成岩和变质岩中,是由硅分子链组成的单斜方系或正交晶系的晶体,主要成分为XY(Si,Al)2O6。角闪石族矿物的总称,角闪石属闪石族中一员。与角闪石这个单字本身反映出两种独立的矿物:铁角闪石和镁角闪石,若不用化学试验无法将两者区别开来。

产地介绍

以大凸镜体夹于大南澳岛片岩中,其片理与围岩之片理相同。围岩多为黑色片岩,此外尚有绿片岩或结晶石灰岩

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