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碳酸钙矿物方解石的晶体结构及功效
点击量:  发表时间:2017-2-7 15:47:49

  方解石是一种碳酸钙矿物,天然碳酸钙中最常见的就是它。因此,方解石是一种分布很广的矿物。方解石的晶体形状多种多样,它们的集合体可以是一簇簇的晶体,也可以是粒状、块状、纤维状、钟乳状、土状等等。敲击方解石可以得到很多方形碎块,故名方解石。
  1简介
  方解石,[1] 化学组成CaO占56.03%,CO2占43.97%,常含Mn和Fe,有时含Sr[1] 。其名称来源于其易沿其解理破碎成方形小块,李时珍在《本草纲目》中认为方解石“其似硬石膏成块,击之块块方解,墙壁光明者,名方解石也”。
  [1] 方解石经常可以见到良好的晶体,常见晶形有六方柱{1010}和菱面体{0112}的聚形、复三方偏三角面{2131}、菱面体{0112}等,菱面体{1011}单形晶体(与解理块状形状一样)比较少见;依(0112)成聚片双晶者常见,系受应力作用的结果;也呈{0001}接触双晶。集合体呈粒状、致密块状、钟乳状、结核状、鲕状、豆状、土状(白垩)等[1] 。
  方解石的色彩因其中含有的杂质不同而变化,如含铁锰时为浅黄、浅红、褐黑等等,但一般多为白色或无色。无色透明的方解石也叫冰洲石(因盛产于冰岛而得名[1] ),这样的方解石有一个奇妙的特点,就是透过它可以看到物体呈双重影像,因此,冰洲石是重要的光学材料。方解石是石灰岩和大理岩的主要矿物,在生产生活中有很多用途。我们知道石灰岩可以形成溶洞,洞中的钟乳石、石笋汉白玉等其实就是方解石构成的。
  2004年8月17日,贵州省贵阳市徐氏珠宝制作室把其研琢成功的目前世界最大的两块方解石宝石捐献给中国地质博物馆珍藏。其中一块宝石(右)为浅黄色、翻面葡萄牙式琢型方解石宝石,重172.5克拉;另一块(左)为金黄褐色、密切尔六角型方解石宝石,重84克拉。这两块宝石的重量都超过了珍藏在美国斯密逊博物馆的75.8克拉的金黄褐色阶梯琢型的翻光面方解石宝石。这两块方解石宝石是贵阳市徐氏珠宝制作室历经2000年至2002年两年多时间精心研琢成功的,填补了中国艳色方解石宝石加工的空白。
  常含Mn、Fe、Zn、Mg、Pb、Sr、Ba、Co、TR等类质同像替代物;当它们达一定的量时,可形成锰方解石、铁方解石、锌方解石、镁方解石等变种。此外,晶体中还常见水镁石、白云石、铁的氢氧化物及氧化物、硫化物、石英等机械混入物。
  2成因产状
  [1] 方解石在自然界分布极广。
  在浅海或湖泊中常常沉积形成广大的石灰岩层。
  地下水可溶蚀石灰岩,也可以重新形成方解石,如石钟乳、石笋、石灰华等。在土壤中活动的地下水在潜水面附近,常形成沿一定水平面分布的方解石结核,地质工作者习惯称为钙质结核。
  在热液活动中常形成含矿或不含矿的方解石脉。在晶洞中,常有良好晶体。
  在岩浆作用形成的碳酸盐中,方解石常占80%左右。
  此外,方解石还作为碎屑沉积岩的胶结物,基性岩浆岩蚀变后的矿物等参加到各种岩石中去。由于地下水活动,各种岩石的裂隙中也经常充填有方解石脉。
  由沉积作用形成的石灰岩,在区域变质或接触变质作用中,其中的方解石常常再结晶形成晶粒比较粗大的方解石集合体——大理岩。[1]
  3晶体结构
  三方晶系; -R c;菱面体晶胞:arh=0.637 nm,α=46°07′;Z=2;如果转换成六方(双重体心)格子,则:ah=0.499 nm,ch=1.706 nm;Z=6。方解石型结构见矿物学第22章概述部分。
  方解石的晶体结构可由NaCl结构导出。设想使NaCl的晶体结构沿一个三次轴方向压扁,把碳酸根离子和Ca离子分别置于变形NaCl结构的Cl离子和Na离子的位置上,并使平面三角状的碳酸根离子均垂直三次轴排列,即成为方解石的晶体结构(见图[方解石的晶体结构])常见完好晶体。形态多种多样,不同聚形达600种以上。主要呈平行[0001]发育的柱状及平行{0001}发育的板状和各种状态的菱面体或复三方偏三角面体(图H-1)。方解石常依(0001)形成接触双晶,更常依(01 2)形成聚片双晶,这一聚片双晶纹在解理面上的方位与白云石不同(图H-2),在自然界,这种聚片双晶的出现,可用以说明方解石形成后,曾遭受地质应力的作用。
  无色或白色,有时被Fe、Mn、Cu等元素染成浅黄、浅红、紫、褐黑色。无色透明的方解石称为冰洲石(icespar)。解理{10 1}完全;在应力影响下,沿{01 2}聚片双晶方向滑移成裂开。硬度3。相对密度2.6~2.9。某些方解石具发旋旋光性。
  方解石是地壳最重要的造岩矿石。英文名:calcite,属变岩,碳酸盐矿物,化学成分:CaCO3 ,三方晶系,三组完全解理,断口;玻璃光泽.完全透明至半透明,普通为白色或无色,因含有其它金属致色无素呈现出淡红,淡黄,淡茶,玫红,紫,多种颜色,条痕白色,硬度2.704--3.0,比重2.6~2.8,遇稀盐酸剧烈起泡,非常纯净完全透明的晶体俗称为冰洲石(Iceland Spar),具有强烈双折射功能和最大的偏振光功能是人工不能制造也不能替代的自然晶体。
  4用途
  方解石的晶体形状多种多样,石灰岩、大理岩和美丽的钟乳石之主要矿物即为方解石。在泉水中可沉积出石灰华,在火成岩内亦常为次生矿物,在玄武岩流的杏仁孔穴中,沉积岩之裂缝内常有方解石充填而成细脉,或透过生物学作用,以贝壳或岩礁的方式产出。
  冰洲石因具双折射,常被利用于偏光棱镜,如以一定的方式切割成柱状,可当显微镜之棱镜,检测矿物之光学性,其品质要件须为:无色透明,内部不含气泡或裂痕,不带双晶或歪曲,0.5吋(12.5mm)立方以上。一般方解石用于化工、水泥等工业原料。方解石在冶金工业上用做熔剂,在建筑工业方面用来生产水泥、石灰。于用于塑料,造纸,牙膏。食品中作填允添加剂。 玻璃生产中加入方解石成份,生成的玻璃会变得半透明,特别适用于做玻璃灯罩。
  方解石见于石灰石山.广泛存在于第三纪及第四纪石灰岩,和变质岩矿床中。 方解石是地球造岩矿石,占地壳总量之40%以上,其种类不低于200种。代表产地有中国,墨西哥、英国、法国、美国,德国。世界诸国尽有皆矿。方解石分为大方解和小方解,及冰州石,中国的方解石主要分布在广西,江西,湖南一带,广西方解石在国内市场因白度高,酸不溶物少而出名。在华北东北一带也会发现方解石,但常伴有白云石,白度一般在94以下,酸不溶物过高.
  5颜色
  Beige Calcite 米黄色方解石 (Beige = 哔叽)
  Blue Calcite 蓝色方解石
  Cobaltian Calcite 含钴方解石 (南非)
  Green Calcite 绿色方解石 (中国)
  Golden Calcite 金色方解石 (中国)
  Orange Calcite 橙色方解石 (加拿大、中国。墨西哥)
  Utah Honeycomb Calcite 犹他州蜂巢方解石
  6中药名称
  【药名】方解石.寒水石
  【别名】黄石
  【汉语拼音】fang jie shi
  【英文名】Calcite
  【拉丁植物动物矿物名】Calcite
  【归经】肺;胃经
  【中药化学成分】含碳酸钙(CaCO3),其中CaO 56%,CO2 44%。混入物有Mg、Fe、Mn以及微量的Zn、Sr等。
  【功效】清热利湿;通脉解毒
  【考证】出自
  1.《本草经集注》。
  2.《雷公炮炙论》:方解石虽白,不透明,其性燥。
  3.《纲目》:方解石与硬石膏相似,皆光洁如白石英,但以敲之段段片碎者为硬石膏,块块方棱者为方解石,盖一类二种,亦可通用。
  【科属分类】钙化合物类
  【拉丁文名】Calcite
  【主治】胸中留热结气;黄疸
  【生态环境】分布广泛,是内生热液矿脉及沉积的碳酸盐类岩石的重要组成部分。产于沉积岩和变质岩中,金属矿脉中也多有存在,而且晶体较好。
  【采收和储藏】采得后除去泥土杂石。
  【资源分布】河北、河南、江苏、浙江、安徽、江西、湖南、四川、湖北、广东、广西、甘肃、新疆、贵州、西藏、青海等地均有产出。
  【用药禁忌】《本草经集注》:恶巴豆。
  【动植物形态】三方晶系。晶体为菱面体,也有呈柱状及板状者。集合体常呈钟乳状或致密粒状体产出。颜色大都为无色或乳白色,如含有混入物,则染成灰、黄、玫瑰、红、褐等各种色彩。具玻璃样光泽。透明至不透明。有完全的解理;可沿三个不同的方向劈开。断面贝壳状。硬度3。比重2.6-2.8。
  【功效分类】清热燥湿药;解毒药
  【炮制方法】洗净晒干,砸成小块。
  【性味】苦辛;大寒;无毒
  【药材基源】为碳酸盐类矿物方解石的矿石。
  【用法用量】内服:煎汤,3-5钱;或入散剂。
  【出处】《中华本草》《中药大辞典》
  7功效
  1. 治疗骨质疏松症、预防动脉硬化、记忆衰退、消除异味、湿气。
  2. 可过滤空气臭味,是有名的『芳香大师』。可用来改善环境中的气味、能量。
  3. 原石放置车中、厨房、厕所、橱柜等有异味之处。是除味专家。
  橙色、红色
  (心轮) 方解石令人喜悦、开心,能调和情人、夫妻之间的误会口角,增进感情。是种快乐、幸福的宝石。
  红色
  平衡心轮。
  绿色
  绿色方解石适合过滤脏空气、室内霉味、湿气。(其实任何颜色方解石亦有此功效)
  金黄色
  (眉心轮) 金黄色方解石适宜喜欢追求真理的人使用。可平衡治疗第三眼穴位。
  黑色
  黑色方解石可让人谨慎?重,有助策划者、谋略家。
  蓝色
  (平衡所有脉轮)
  蓝色方解石能够解开、治疗、平衡所有的脉轮。尤其对心轮有特别效用。
  透明
  (平衡顶轮) 透明方解石可加强对真理的认识,有助心境平和。平衡顶轮。
  紫色
  紫色方解石能让人对各种遭遇,皆能处之泰然。
  灰色
  灰色方解石能让人头脑清晰,对事物作出正确判断。

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