钙长石

钙铝硅酸盐矿物

钙长石是长石的一种，为钙铝硅酸盐矿物。它呈白色或灰色玻璃状晶体，比较脆。钙长石是岩石中重要的矿物成分，（岩石中重要的矿物成分被称为造岩矿物）。钙长石可以当作陶瓷和玻璃制品的原料。

基本介绍

钙长石是长石族矿物的一种，属斜长石。

含钙的铝硅酸盐，呈白色或浅灰色，性脆，玻璃状晶体。为主要的造岩矿物，可制造玻璃和陶瓷。

产于基性火成岩中，如意大利、瑞典、印度、日本和美国新泽西州。

长石矿物主要是钠、钾、钙的铝硅酸盐，属于三元系，该系中的任何矿物可由称为端员的钠铝硅酸盐（钠长石）、钾铝硅酸盐（钾长石，也通称正长石）、钙铝硅酸盐3个纯化合物的百分比来划分，钙长石是三元系中含钙的端员。

钙长石与钠长石可以任意比例形成连续的固溶体系列，系列中的成员统称斜长石(plagioclase)，其中含钙盐90－100%的均可通称钙长石。

钙长石因具有介电常数小、热膨胀系数低、体积密度小、比强度高、烧结温度低等优点，应用领域正在不断扩大，如电子工业、热交换器工业和生物医学材料等方面。但钙长石在任意温度下可以与钠长石以任意比例互溶，自然界中几乎不存在纯的钙长石，为满足工业需求必须进行人工合成。人工合成钙长石的方法主要有溶胶凝胶法和高温固相合成法，但对高温下纯钙长石晶体的形成机制及微观结构未有具体描述。

名称来源

1832年，由Rose命名，其来源于希腊语an（not）和othos（upright），指其倾斜的晶体形态。

化学组成

钙长石：CaO. Al2O3.2SiO2，其中CaO占20.1%，Al2O3占36.7%，SiO2占43.2%。

矿物特征

钙长石晶形属三斜晶系。颜色为灰白色、浅灰色。钙长石的硬度为6－6.5，密度2.55－2.67g/cm3，玻璃光泽，两组解理完全。

钙长石双晶比较常见，它已成为鉴定钙长石的重要特征。

矿产分布

钙长石是地壳中最丰富的矿产之一，主要形成于基性岩中，如辉绿岩和辉长岩，在一些沉岩层中和几乎所有火成岩中都有产出。据推断，钙长石可采矿床遍布全世界的绝大部分地区，而潜在的可利用矿产总量也极为庞大。世界著名的产地是日本(MiakehmaJapan)。

中国钙长石矿资源非常丰富，截止到1994年，具有一定保有储量的矿点近数十个，全国A+B+C级的保有储量为4083万吨。其中尚未开发利用的占半数以上。主要分布在山西、辽宁、安徽、山东、湖南、云南、陕西、甘肃和新疆等地。

矿床类型

矿床的成因类型，钙长石矿床按成因可分为两大类：

（1）伟晶岩型钙长石矿：此类矿床主要赋存于伟晶岩区，其围岩多为古老的沉积变质的片麻岩或混合岩化片麻岩。也有一些矿脉产于花岗岩体或基性岩体中，或在其接触带上。矿石主要集中于伟晶岩的长石块体带或分异单一的钙长石伟晶岩中。中国钙长石矿床多为伟晶岩型矿床，如陕西临潼、四川旺苍、山西闻喜、山东新泰、辽宁海城及湖南衡山等，均属此类。

（2）岩浆岩型钙长石矿床：此类矿床产于酸性、中酸性及碱性岩浆岩中，其中以产于碱性岩中的最为重要，如霞石正长岩、霞石正长斑岩矿床，其次为花岗岩、白岗岩矿床以及正长岩、石英正长岩矿床等。

2、矿床的工业类型

一般情况下，纯钙长石在自然界中很少存在，即使是被称为“钾长石”的矿物中，也可能共生或混入一些钠长石。一般把钾长石和钠长石构成的长石矿物称为碱长石；由钠长石和钙长石构成的长石矿物称为斜长石；钙长石和钡长石构成的长石矿物称为碱长石。钾微斜长石是晶系为三斜晶系的钾长石的一种，钠长石以规则排列的形式夹杂在钾长石中，称为条纹长石。

中国已开采利用的钙长石矿主要产于伟晶岩，有一部分钙长石产于风化花岗岩、细晶岩、热液蚀变矿床及钙长石质砂矿。

物理性质

硬度：6－6.52

比重：2.6－2.76g/cm3

解理：{100}不完全，{110}解理完全

断口：断口贝壳状或参差状

颜色：褐色或深褐色

条痕：灰色

透明度：透明到半透明

光泽：玻璃光泽

发光性：无

其他：性脆

晶体形态

三斜晶系；主要发育的单形有c{001}、b{010}、m{110}。

晶体结构

晶系和空间群：三斜晶系；晶胞参数：其晶体参数与钾长石中的微斜长石很接近。由于随着结晶温度的不同，有高温相、低温相及过渡相的不同，同时低温斜长石又有不同的结构类型，因而其参数就有所差异。

工业指标

工业上对钙长石矿的一般要求如下：

（1）钙长石经手选后尽量纯净而不含杂质、表面无铁化现象或只有少量铁化现象。铁质矿物、含铁质的黑色矿物和云母片等的总含量应低于8%。

（2）矿体中钙长石含量要求在40%以上。

（3）矿石块度大于5cm。

（4）钙长石粉细度，要求通过200目筛，筛余物应小于7%。

（5）在1130oC下煅烧后，应熔融成白色透明的玻璃体。

主要用途

钙长石矿物除了作为玻璃工业原料外（约占总用量的50—60%），在陶瓷工业中的用量占30%，其余用于化工、磨料磨具、玻璃纤维、电焊条等其它行业。

1、玻璃熔剂：钙长石是玻璃混合料的主要成份之一。钙长石含Al2O3高，铁质含量低，且比氧化铝易熔，不但熔融温度低而且熔融范围宽，主要用来提高玻璃配料中的氧化铝含量，降低玻璃生产中的熔融温度和增加碱含量，以减少碱的用量。此外，钙长石熔融后变成玻璃的过程比较缓慢，结晶能力小，可以防止在玻璃形成过程中析出晶体而破坏制品。钙长石还可以用来调节玻璃的粘性。

2、陶瓷坯体配料：在烧成前钙长石能起瘠性原料的作用，减少坯体的干燥收缩和变形，改善干燥性能，缩短干燥时间。在烧成时可作为熔剂降低烧成温度，促使石英和高岭土熔融，并在液相中互相扩散渗透而加速莫来石的形成。熔融中生成的钙长石玻璃体充填于坯体的莫来石晶粒之间，使坯体致密而减少空隙，从而提高其机械强度和介电性能。此外钙长石玻璃的生成还能提高坯体的透光性。钙长石在陶瓷坯体中的掺入量随原料不同、产品的要求不同而异。

3、陶瓷釉料：钙长石结晶釉也具有悠久的历史(约出现于13世纪中叶)。在这种釉中含有大量的钙长石CaO·Al2O3·2SiO2晶体，这些晶体呈不足1μm的微小针状，以均匀的高分散率分布于整个釉层。因此，这种釉属于微晶釉类。钙长石釉的乳浊程度取决于所析出钙长石晶体的数量。釉的组成为高钙组成，属CaOAl2O3SiO2系，通常处于钙长石一次结晶场或在钙长石和磷石英一次结晶场间的临界线附近。组成如下(wt%)：65～70SiO2、16～18Al2O3、10～14CaO，Na2O、K2O、MgO及其它氧化物含量相对很少。

4、搪瓷原料：主要用钙长石和其它矿物原料掺配成法琅。钙长石的掺入量通常为20－30%。

5、磨料：在制作磨轮时常用钙长石作陶质胶结物成份，其含量为28－45%。

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