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长石及其基本性能

一、概况
  长石是钾、钠、钙、钡等碱金属或碱土金属的铝硅酸盐矿物,晶体结构属架状结构。其主要成份为SiO2、Al2O3、K2O、Na2O、CaO 等。长石族矿物在地壳中分布最广,约占地壳总量重量的50%。它们是一种普遍存在的造岩矿物,其中60%赋存在岩浆中,30%分布在变质岩中,10%存在于沉积岩主要是碎屑岩中,但只有在相当富集时长石才可能成为工业矿物。长石的主要组份有四种:钾长石、钠长石、钙长石、钡长石,长石族矿物的主要物理化学性质如下:
   钾长石:K2O . Al2O3 .6SiO2,其中K2O 16.9 % ,Al2O3 18.4 % ,SiO2 64.8 % ,密度2.56g/cm3,莫氏硬度为6,单斜晶系,颜色为白、红、乳白色,熔点1290 oC。
   钠长石:Na2O . Al2O3 .6SiO2,其中Na2O 11.8 % ,Al2O3 19.5 % ,SiO2 68.8 % ,密度         2.605g/cm3,莫氏硬度为6,三斜晶系,颜色为白、蓝、灰色,熔点1215 oC。
   钙长石:CaO . Al2O3 .6SiO2,其中CaO 20.1 % ,Al2O3 36.7 % ,SiO2 43.2 % ,密度2.77g/cm3,莫氏硬度为6,三斜晶系,颜色为白、灰、红色,熔点1552 oC。
   钡长石:BaO . Al2O3 .6SiO2,其中BaO 40.9 % ,Al2O3 27.1 % ,SiO2 32.0 % ,密度2.77g/cm3,莫氏硬度为6,三斜晶系,颜色为白、灰、红色,熔点1715 oC。
二、矿床类型及其分布
1. 矿床的成因类型
长石矿床按成因可分为两大类:
  (1) 伟晶岩型长石矿: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长石伟晶岩中。中   国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。
  国内已开采利用的长石矿主要产于伟晶岩,有一部份长石产于风化花岗岩、细晶岩、热液蚀变矿床及长石质砂矿。
  3.矿产的分布情况
  长石是地壳中最丰富的矿产之一,在一些沉岩层中和几乎所有火成岩中都有产出。据推断,长石可采矿床遍布全世界的绝大部份地区,而潜在的可利用矿产总量也极为庞大。
  我国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。
  全国长石矿床的分布如下:
  (1)云南个旧白马寨长石矿
  位于个旧市南4公里,有公路相通。矿床类型属燕山期花岗岩、黑云母二长花岗。原矿 SiO2 76.08% , Al2O3 13.00% ,  Fe2O3 1.08% ,  K2O 4.21% ,  Na2O 3.44% 。矿区为露天开采,矿石经磁选获得长石精矿SiO2 77.43% , Al2O3 12.30% ,  Fe2O3 0.14% ,  K2O 4.15% ,  Na2O 3.82% 。
  (2)辽宁兴城县大杏山长石矿
  矿区位于兴城县,距沈山线东辛庄车站6公里,有公路相通。矿床属伟晶岩型矿石K2O 8.24—12.4% ,  Na2O 2.22—5.01% ,Fe2O3 0.08—0.82% 。
  (3)安徽宿县乾山长石矿
  矿区位于宿县符离集东北8公里,有公路相通,矿床属热液蚀变矿床,矿石成份如下:SiO2 75.52% , Al2O3 13.24% ,  Fe2O3 0.27% , TiO2 0.08% ,K2O+ Na2O 7.84% ,  MgO+CaO 0.89% 。
  (4)安徽凤阳蚂蚁山长石矿
  矿区距蚌埠14公里,有公路铁路相通,交通方便。
  (5)安徽宿松县凉亭河长石矿
  矿区位于宿松县城北东20余公里,有公路相通。矿床属风化花岗岩,矿石化学成份如下:SiO2 74.23% , Al2O3 14.87% ,  Fe2O3 0.78% ,  K2O 4.11% ,Na2 O 1.50% 。
  (6)安徽旌德县金竹千长石矿
   矿区位于旌德县西40公里的祥云乡,有公路相通。矿床属风化壳型。矿石化学成份如下:SiO2 74.76% , Al2O3 14.73% ,  Fe2O3 0.98% , TiO2 0.05% 。
  (7)安徽祁门县伊坑长石矿
  矿区位于祁门县城西21公里,有公路相通。矿床属风化粘土型。矿石化学成份如下:SiO2 74.70% , Al2O3 15.24% ,  Fe2O3 0.05% , TiO2 0.05% 。
  (8)湖南临湘县团湾长石矿
  矿区位于临湘县城东面44公里,有公路相通。矿床属花岗伟晶岩。矿石化学成份如下:Si2O 64—66% ,Al2O3 18—20% ,  Fe2O3 0.1% ,  K2O 12—14% , Na2 O < 3% 。
  (9)湖南衡山县石碑长石矿
  矿区位于县城北西方向,距离31公里,有公路相通。矿石属钠化伟晶岩型。 矿石化学成份如下:一号矿体: Na2 O 8.89—10.64% ,K2O 0.09—0.53% 。二号矿体:Na2 O 8.70—10.65% ,K2O 0.21—0.70% 。
  (10)新疆库米什长石矿
  矿区位于托克逊县库米什北距南疆公路库米什站一公里,有公路相通。矿床属伟晶岩型。矿石化学成份如下:SiO2 69.25% ,Al2O3 16.95% ,  Fe2O3 0.92% , K2O+ Na2O < 11% 。
  (11) 新疆富温县可可托海长石矿
   矿区位于富温县可可托海镇,有公路相通,至县城47公里。矿床属花岗伟晶岩型。矿石中钠长石占67% ,微斜长石占95—100%。其化学成份如下:K2O+ Na2O 15.35—15.60 % ,K2O∶Na2O = 5.5∶1 。
  (12)新疆桑树园子长石矿
  矿区位于托克逊县库米什村东58公里,距南疆公路马鞍桥8公里,汽车可通矿区。矿床属伟晶岩型。矿石化学成份如下:SiO2 66.55% ,Al2O3 17.9% ,  Fe2O3 1.22% 。
  (13)山西闻喜文家坡长石矿
  矿区位于闻喜县城南东方向,直距15公里,有公路相通。矿床属伟晶岩型。矿石化学成份如下:SiO2 62—65% , Al2O3 18—20% ,  Fe2O3 0.15—0.88% , K2O 11—14% ,  Na2 O  2—3.38% 。
  (14) 山西孟县上社长石矿
  矿区位于孟县城北西方向,直距23公里,有公路相通。矿床属伟晶岩型。矿石化学成份如下:SiO2 70.0% ,K2O 12.0% , Na2O 2.02% , MgO 0.16% 。
  (15)山西忻县馒首山长石矿
  矿区位于忻县南西方向,直距15公里,有公路相通。矿床属伟晶岩型。矿石化学成份如下:K2O 12.0% , Na2O 3.5% , Al2O3 14—17% ,  Fe2O3 0.5%  。
  (16)山西忻县彭四家沟长石矿
  矿区位于忻县南西方向,直距15公里,有公路相通。矿床属伟晶岩型。矿石化学成份如下:K2O 12.76% , Na2O 2.39% , SiO2 64.94% ,Al2O3 18.7% ,  Fe2O3 0.15% 。
  (17)甘肃张家川县付家川长石矿
  矿区位于张家川县城南东方向,直距12公里,有公路相通。矿床属伟晶岩型。矿石平均长石含量70.7—84.3% 。矿石化学成份如下: K2O 10.5—12.5% , Na2O 1.85—2.04% , SiO2 64.77—67.79% , Al2O3 17.50—19.0% , Fe2O3 0.17—0.21% 。
  (18)甘肃张家川县陈家庙长石矿
  矿区位于张家川县南东方向,直距70公里,有简易公路相通。矿床属伟晶岩型。矿石中长石平均含量70—80%,矿石化学成份如下:K2O 10.5—11.5% , Na2O 2.36—2.08% , SiO2 64.61—65.59% , Fe2O3 0.17—0.21% 。
  (19)山东新太长石矿
  矿区位于新太县羊流河乡石棚河村,新太公路经过矿区。矿床属伟晶岩型。矿石的化学成份如下:K2O +Na2O 12—12.5% , Fe2O3 0.03—0.5% ,Al2O3 18.7%, SiO2 67.0—72.5%。
  (20)陕西长安县大崖沟长石矿
  矿区位于长安县城正南方向,直距16公里,有公路相通。属伟晶岩型矿床。SiO2 72.5% , MgO 0.03—0.02%,Al2O3 <15.0% ,CaO 0.80% 。
  (21)陕西商南县曹营大河长石矿
  矿区位于商南县城北东方向,相距12公里,有公路相通。属伟晶岩型。矿石化学成份如下:K2O 10.54—12.36% , Na2O2.49—3.65% , Al2O3 18.42—19.36% , Fe2O3 0.11—0.18% 。
  (22)陕西临潼县新凯山碾子沟长石矿
  矿区位于临潼县城南东方向,至县城13公里,有公路相通,交通便利。矿床属伟晶岩型。矿石化学成份如下:K2O 11.85% ,Na2O 2.41% , SiO2      67.13% ,Al2O3 17.53% ,  Fe2O3 0.31% 。
三.矿床的主要工业指标
  1.工业上对长石矿的一般要求如下:
  (1)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)矿体中长石含量要求在40%以上。
  (3)矿石块度大于5cm。
  (4)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。
四.矿石性质
  1.矿石的矿物组成
  长石是由硅氧四面体组成架状构造的钾、钠、钙铝硅酸盐矿物。在自然界中,长石大致分三大系列。一是由钾、钠两组长石相互混熔而形成的碱性长石系列,它包括正长石、微斜长石、透长石、冰长石及歪长石五种;二是由钠、钙长石两种组份相互混熔而形成的斜长石系列。目前习惯上只按钠、钙组分含量比列的不同而将斜长石分为六种,见下表:

斜长石矿物分类

名称

钠长石

更长石

中长石

拉长石

培长石

钙长石

钠长石分子含量%

100—90

90—70

70—50

50—30

30—10

10—0

钙长石分子含量%

0—10

10—30

30—50

50—70

70—90

90—100

  
  
2.目的矿物的矿物特征
  长石晶形有单斜晶系和三斜晶系两种。碱性长石呈褐红、肉红、白、灰白等色,斜长石为灰白色、深灰色。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。
  长石双晶比较常见,它已成为鉴定长石的重要特征。按照双晶结合和双晶轴的关系,可将其分为三类:即正交双晶、平行双晶和混合双晶。常见的双晶有:钠长石双晶、卡式双晶、肖式双晶、阿克林双晶等。

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