一、长石类矿物的分类
长石类矿物是地壳中分布最广的造岩矿物,是架状结构的K、Na、Ca铝硅酸盐,其AlO与SiO四面体向三度空间无限延伸,阳离子占据四面体格架中的大的、不规则空隙。
长石类矿物的化学通式为M[T4O8]或M[(Al,Si)Si2O8],其准界州妒套中M为K、Na、Ca以及Ba、NH4,主要为K、Na、Ca。K—Na和Na—Ca在矿物晶格中经常形成类质同象置换,形成两个长石系列:K—Na置换形成碱性长石系列(Ab—Or),Na—Ca置换形成斜长石系列(Ab—An)。
长石类矿物的物理性质非常近呀队伟似:颜色呈浅色,较常见的为程灰白色和肉红色。{复黄航顺山叫印杂001}和{010}解理完全,解理交角等于或近于90°(二组解理交角在单斜晶系等于90°,在三斜晶系中则近于90°)。硬度6~6.5。相对密度较小(2.5~2.7)。
长石类矿物广泛产出护待确解织于各种成因类型的岩石中,约占地壳总质量的50%。主要烟茶西笔洋但所毛易判为岩浆作用和变质石真着查我春作用的产物,系岩浆岩及变质岩中重要的造岩矿物。在伟晶岩中可成巨带总迫相色松面学演马晶。长石经风化作用或热液蚀变易转变为高岭石、济什终压速各路代绢云母、沸石、方柱石,黝帘石、葡萄石、方解石等。长石的有无及种属是岩浆岩鉴定和分类的重要依据之一,就如古生物化石确定地层时代一样,因此准确地鉴定长石及种属具有极为重要的意义。
长石主要用于玻璃和陶瓷工业,长石在玻璃工业中的用量占总用量的50%~60%。在陶三瓷工业中用量占30%。色泽美丽者可作宝石或玉石,亦可作工艺美术细工石料,含这种长石的岩石可用作装饰石材。
二、长石中常见的双晶
长石的双晶很发育,双晶类型很多,双晶的两个单体间结合的规律,称为曲伟洲华知列双晶律——双晶律通常以双晶的形态,矿物名称发现的地名加以命名——它可用双晶要素(双晶面、双晶轴和双晶中心)来表示,双晶要素方向的不同表示了不同的结合规律,长石主要的双耐铁晶见下表,常见的双晶见图7-21。
长石的主要双晶特征表
续表
图7-21 长石中常见的双晶律
三、碱性长石系列(Ab—Or)
在碱性长石系列中,KAlSi3O8(Or)—NaAlSi3O8(Ab)在高温时是一个连续的固溶体系列,随着温度的下降,两个端员组分的互溶性受到限制,形成两类成分不同的碱性长石,即富钠长石和富钾长石。碱性师制第它宗货季克长石的钾质端员,高温条件下生成透长石(单斜晶系),温度较低时生成正长石(单斜晶系),结晶温度更低时则生成微斜长石(三斜晶系),晶体结构随温度而变化。碱性长石的钠质端员随着结晶温度的降低,也有明显的结构变化,生成高钠长石到低钠长石及其中间过渡结构状态的中钠长石(均为三斜对称)。温度进一步下降,KAlSi3O8与NaAlSi3O8之间的不混溶区间越来越大,使得碱性长石常常具有条纹结构,具条纹紧调充布外称短继做断绿结构者称条纹长石。
1.碱性长石的种属划分
碱性长石是富含碱金属钾、钠的长石总称。它是地壳主要造岩矿物。实际上是一类富含钾长石分子的碱性长石,按化六她胞够江学成分大体上可以分为三类,各类中又可有数个种属。
(1)富钾长石类黄非货尽离女:透长石、正长石、微斜长石。
(2)富钠长石类:钠长石、歪长石。
(3)钾钠质长石:条纹长石。
2加更病复争族统讲.富钾长石类的光性方位图(图7-22,7-23,7-24,7-25)
图7-22 正长石(Or)
图7-23 微斜长石(Mi)
图7-24 透长石(San)
图7-25 歪长石
晶系________________________________________________________
轴性________________________________________________________
光符________________________________________________________
光轴面位置________________________________________________________
3.碱性长石的光性特征
(1)颜色:无色透明。
(2)晶形:宽板状、柱状、不规则状。
(3)解理:发育有{001}和{010}两组解理,都较完全,但{001}解理较{010}常见。
(4)突起:负低突起。
(5)干涉色:双折射率较低,为0.005~0.009,干涉色为Ⅰ级灰白。
(6)双晶:正长石常见卡式双晶(图版Ⅴ-1);微斜长石常见格子双晶(图版Ⅴ-2);歪长石常见格子双晶和卡式双晶。
(7)轴性光符:二轴晶负光性。
(8)次生变化:正长石常见高岭土化,表面常形成一层粘土质点,浑浊不清,不显光性,称泥化。透长石表面新鲜,清澈透明,常出现于流纹岩、粗面岩中。
四、斜长石系列(Ab—An)
1.斜长石的种属划分
在岩石学研究中,将它们作为连续固溶体系列看待,并依据其端员组分的分子百分数表示斜长石成分,一般将斜长石划分为六个变种:
钠长石 更(奥)长石 中长石 拉长石 倍(培)长石钙长石
CaAl2Si2O8(An):0~10 10~3030~50 50~7070~9090~100
NaAlSi3O8(Ab):100~9090~7070~5050~3030~1010~0
斜长石中的钙长石(An)分子的百分数称为斜长石号数或号码。如No.20即为含An20%的更长石;No.58,即为含An58%的拉长石。在岩浆岩中,也按 An的含量分为酸、中、基性斜长石,具体为:酸性斜长石(An 0~30),中性斜长石(An 30~50),基性斜长石(An 50~100)。
2.斜长石的光性方位(图7-26),斜长石的成分和2V的关系
光轴面由钠长石的近于平行(001)变化到钙长石的近于平行(100),一般光轴角较大,光性正负随成分而变化(图7-27)。
钠长石 更(奥)长石 拉长石
(1)晶系__________________________________________
(2)轴性__________________________________________
(3)光符__________________________________________
(4)光轴面__________________________________________
(5)An含量__________________________________________
3.斜长石类的光性特征
(1)颜色:无色透明。
(2)晶形:呈宽板状或长条状。
(3)解理:可以见到(010)和(001)两个方向的解理缝,夹角为86°~87°,由于其折射率与树胶接近,在薄片中解理可见性可很差。
(4)突起:绝大多数为正低突起,只有酸性端员的钠长石为负低突起。
(5)干涉色:双折率低,呈Ⅰ级灰白干涉色。
(6)双晶:有聚片双晶、卡钠复合双晶、肖钠双晶(图版Ⅴ-3)。更长石的聚片双晶叶片数目最多、最细密;而钠长石或钙长石叶片数目减少、宽度加大。
(7)结构:在中长石中常常可见环带结构(图版Ⅴ-4,也称环带构造),是指矿物在不改变晶体结构的情况下,成分和光性从核部到边缘规律变化的现象。
(8)轴性、光符:大部分为二轴正晶、只部分更长石为二轴负晶。
(9)次生变化:易蚀变为绢云母和粘土矿物,表面混浊呈云雾状,多呈灰白色或褐灰色。若受热液交代作用,还可出现碳酸盐化、钠长石化、绢云母化、绿泥石化等。基性斜长石的钙长石容易遭受分解,往往形成黝帘石、斜黝帘石、绿帘石、钠长石、方解石和绢云母微粒混合物,即钠黝帘石化。在火山岩中斜长石斑晶经熔蚀作用,形成熔融港湾和溶蚀麻点。
图7-26 斜长石光性方位图
图7-27 斜长石的成分和2V的关系
4.斜长石成分(号码)的光学鉴定方法
由于斜长石的折射率和光性方位随成分而变化,因此光性方位和折射率是鉴定斜长石成分的重要依据。鉴定斜长石的方法很多,其中最常用的有:①⊥(010)晶带最大消光角法;②卡钠复合双晶消光角法;③微晶法;④比较折射率法等。
用⊥(010)晶带最大消光角法鉴定斜长石成分(图7-28)
斜长石的光性方位随成分变化而变化,它的消光角、折射率大小也与成分有关,成分不同,消光角也不一样。因此,测出消光角的大小便能确定斜长石的成分(图7-29)。具体测定步骤:
(1)选择切面
用⊥(010)晶带最大消光角法鉴定斜长石成分(号码)时,选择的斜长石切面应具备如下三个条件:
a.具聚片双晶(钠长石双晶),双晶纹最细、最清晰。
b.当(010)方向即双晶缝方向平行十字丝或在45°位置时,双晶两部分单体亮度相同,不显双晶。
图7-28 ⊥(010)晶带最大消光角测定钠长石双晶消光角示意图
c.双晶两部分单体的消光角对称。
(2)消光角的测定
a.在正交镜下移动薄片,把选好的切面置于视域中心。
b.转动载物台,使双晶纹平行目镜十字线纵丝,记录载物台上读数为x0。
c.顺时针转动载物台,使一组双晶消光,记录载物台上读数为x1,两次读数之差即为消光角。
图7-29 斜长石⊥(010)晶带上最大消光角与成分的关系图
d.转动载物台,使双晶纹平行目镜十字线纵丝(恢复到x0位置)。
e.逆时针转动载物台,使另一组双晶消光,记录载物台上读数为x2,又得到一消光角。两次获得的消光角应该相等,即(x1-x0)=(x2-x0),如果不相等(误差不得超过3°),取其平均值:[(x1-x0)+(x2-x0)]/2即为欲求消光角。
(3)测定光率体半径名称
从消光位转动载物台45°,插入石膏试板,确定半径名称是否为Np′,如果是,写出消光角公式:Np′∧(010)=x;如不是Np′,则必须从90°减去所测得的角,得数即为Np′∧(010)。
(4)查鉴定图表求斜长石成分
⊥(010)晶带最大消光角,应测3~5个颗粒后,选其中消光角最大值,求出斜长石成分。查图7-29时,火山型查虚线,深成型查实线。斜长石号码(即钙长石分子百分含量)用No.或An表示。
用⊥(010)晶带最大消光角法鉴定斜长石成分要取得满意结果,必须注意几个问题:①必须尽量选准⊥(010)的切面。②测量消光角时一定要进行物镜中心校正,仔细定准消光位。③测量消光角时要用试板确定光率体椭圆半径名称,保证测量结果是Np′∧(010)。④当Np′∧(010)消光角小于18°时,查表有双解;可用斜长石的Np′方向与树胶比较折射率来取舍,即将Np′∥PP观察突起正负,如果Np′>1.54,应将消光角值投向曲线、最低点的右侧,得出斜长石成分为An20以上(低温型)或An10以上(高温型);如果Np′<1.54,应将消光值投向曲线最低点的左侧,得出斜长石成分为An20以下(低温型)或An 10以下(高温型),见图7-29。
用卡钠复合双晶法鉴定斜长石成分
此种方法的原理与⊥(010)晶带最大消光角法类似,依据不同成分的斜长石具有不同的消光角。这种方法精度较高,所以只需测一个颗粒即可。但此种切面只在(100)面上才能找到,颗粒的选取较为困难。具体测定步骤(图7-30):
(1)选择切面
a.选择具有卡钠复合双晶的切面;
b.当双晶缝平行目镜十字丝纵丝时,钠长石双晶消失,卡式双晶不明显,转45°后则卡式双晶清晰可见;
c.卡式双晶每一单体中的钠长石双晶具对称消光。
图7-30 卡钠复合双晶法测定消光角示意图
(2)消光角的测定
a.在卡式双晶左单体中测钠长石双晶对称消光角;
b.在卡式双晶右单体中测钠长石双晶对称消光角;
c.测量结果,卡式双晶二单体的消光角必为一大一小,二单体消光角平均值分别为:a=[(x0-x1)+(x2-x0)]/2,b=[(x0-y1)+(y2-x0)]/2。
(3)查鉴定图表(图7-31)
测得a、b两个大小不一的消光角,小角查纵坐标,大角查“S”状曲线,两者相交点在横坐标上的投影即为斜长石的成分。此法优点是精度较高,只需测量一个颗粒就可以求出斜长石的成分。当二消光角都小于16 °时,如果,查纵坐标取负值;1.54,查纵坐标取正值。但消光角极小时,查纵坐标都取正值。
图7-31 斜长石⊥(010)切面上卡钠双晶的消光角Np′∧(010)与成分的关系
平行a轴微晶最大消光角法,即微晶法
喷出岩基质中的斜长石一般呈微细的条状晶体产出,由于晶体细小,难辨双晶,故不能用微晶测定消光角确定成分。但是这类斜长石的条状延伸方向多与其a轴平行,消光角对不同成分的斜长石是一固定值,因此,测定消光角就可以确定斜长石的成分。本法精度不高,但十分简便,用于火山岩的斜长石更显方便。操作步骤如下:
(1)使某一欲测斜长石的微晶居视域中央并使其延长方向平行目镜纵丝,记下物台读数。
(2)旋转物台使微晶达消光位,记录物台读数。上述二读数之差即消光角。
(3)从消光位逆时针转物台45°,插入石膏试板,测定其是否′;若不是,需转90 °方位再测,或以90 °减去所测值,即得角度。
(4)这是一种统计方法,至少选10~12个颗粒重复操作,测其值,选其中最大一个消光角值。
(5)取所测的的最大值查图7-32,即可得斜长石号码。
注意,此法在0°~20°范围内也需通过与树胶比较折射率确定消光角的正负。据图7-32,折射率小于树胶者以图左侧交点为准,号码应在小于An30的范围内;反之,若大于树胶,则以右侧交点为准,即所得号码应在大于An30的范围。
用比较折射率方法大致鉴定斜长石的成分范围
在一般岩矿鉴定工作中,有时为了划分岩浆岩的大类,斜长石成分鉴定能大致确定成分范围就可以满足工作要求,最常用的方法是比较折射率,鉴定斜长石的突起特征。
斜长石的三个主折射率Ng、Nm、Np都随An分子的增加而增大。若以树胶折射率1.54为准,可以看出:An0~8,其Ng、Np都小于1.54;An8~20,其Ng>1.54,Np<1.54;An20以上,其Ng、Np都大于1.54。
比较折射率方法的操作步骤如下:
图7-32 斜长石平行a轴微晶最大消光角与成分的关系
(1)选一个边缘与树胶接触,或解理缝裂开较宽,缝中充填有树胶同时干涉色较高(Ⅰ级白或黄白)的斜长石颗粒,移至视域中心。
(2)转至消光位,推出上偏光,适当缩小光圈,比较斜长石和树胶的折射率定出突起的正负。
(3)再转物台90°(转至另一消光位)同样观察突起正负。比较结果,若相距90°的两个方向突起皆为负,斜长石应为钠长石;若一正一负,应为更长石;若皆为正,应为更中长石至基性斜长石。
五、思考题
1.斜长石⊥(010)晶带的含义是什么?⊥(010)晶带上切面的聚片双晶有什么特点?
2.斜长石双晶律的结合面平行哪个晶面?
3.为什么在0°和45°位置时,聚片双晶不显示?
4.鉴定斜长石⊥(010)晶带上最大消光角用Ng∧c或Np′∧(010)表示对吗?应如何正确表示,为什么?
5.用最大消光角法测定斜长石,消光角小于20°时,如何确定其消光角的正负?
6.斜长石干涉色比较低,如何才能找到准确的消光位?
7.已知An>22的斜长石的Np>1.540,An<8的斜长石的Ng<1.54,今见一薄片中突起时正时负,问其An范围如何?