煤中的矿物质（硅酸盐矿物和硫酸盐矿物）一、硫酸盐矿物1.重晶石重晶石是含氧盐大类硫酸盐类矿物。

化学组成: BaSO4。

常含Sr、Ca、Pb等，Ba与Sr可以形成完全类质同象。

结构特点:斜方（正交）晶系。

晶体结构中Ba2+处于七个SO42-之间而为它们当中的十二个O2-所包围，故其配位数为12。

而O2-则与一个S6+和三个Ba2+接触。

故其配位数为4。

晶体形态:常以良好的单晶体出现。

一般为平行于{001}的板状或厚板状。

本样品为板条状晶簇。

物理性质:常为无色或白色，有时呈黄、褐、淡红等色，本样品为米黄色，透明，条痕白色，玻璃光泽，解理面显珍珠光泽。

硬度小于小刀（3~3.5）；性脆；解理平行{001}和{210}完全，平行{010}中等。

比重4.5左右。

鉴定特征：以晶体形态、解理、大比重为特征。

鉴别特征相对密度大、具有三组解理、低的干涉色、光轴角中等偏小是重晶石的鉴别特征。

重晶石与天青石十分相似，但重晶石的干涉色稍高、光轴角较小。

根据重晶石的干涉色低,不难与干涉色高达三级的硬石膏区别。

2.石膏白色，自形长柱状结构，纤维状构造，主要矿物是石膏。

属风化成因，由硫化物氧化的硫酸盐溶液与钙质围岩反应生成。

形成于氧化带中，呈脉状产出。

光性特征：无色、白色,含有氧化铁则呈黄、红、褐等色,薄片中无色。

负低突起,具不明显的糙面。

最高干涉色为一级白--黄白(照片148)，在⊥(010)切面上，对完好的{010}解理缝为平行消光，在(010)切面上则为斜消光,cΛNp=38°。

延性以负为主。

折射率、双折射率、光性方位及光轴角等随温度而变更。

双晶有时可呈聚片式，也常见平行(100)的燕尾式双晶。

二轴晶正光性。

垂直光轴的干涉图能见到强倾斜色散r>1。

随温度的升高,光轴角则减小，加热到90C时,2V=0°。

鉴别特征：与硬石膏的区别是石膏为负低突起，硬石膏为正中突起;石膏的双折射率远远低于硬石膏;硬石膏的假立方形解理(三组解理相互直交)也是二者区别特征之一。

二、硅酸盐矿物1.锆石化学组成：ZrO267.01(含Zr49.5)，SiO2 32.99。

由于Zr和Hf的化学性质很接近，所以锆石中经常含有一定数量的Hf。

正常情况下Hf／Zr比接近于0.007，但在个别情况下可高达0.6。

锆石中还经常含有少量的Fe、TR、Th、U以及Sn、Nb、Na、Ca、Mn等元素。

ThO2的含量可达15%，而UO2可达5％。

结构中的SiO44-，可以被极少量的PO43-所取代。

电荷的平衡则用TR3+取代Zr4+作补偿。

由于锆石中存在少量放射性元素，因而可以发生玻璃化现象。

玻璃化的锆石，比重有明显的下降。

只有经过高热处理，才能恢复原来的结晶状态。

随着玻璃化作用的由弱至强，乃有变锆石、曲晶石和水锆石等亚种名称。

在玻璃化过程中，会伴有氧化作用，而且有水分子的加入。

含水高者可达10～12%，故名水锆石。

晶体参数和结构：四方晶系。

对称型L44L25PC。

a o＝0.659nm，c o＝0.594nm。

结构中SiO4]4-是孤立的，彼此间借Zr4+连接起来，Zr4+的配位数为8。

形态：单晶体通常呈柱状习性。

最常出现的单形是{110}、{100}、{111} 、{101}、{331}和{311}。

值得注意的是锆石中无{001}底轴面，所以完好的晶体总是呈带双锥的柱状。

有依{101}而形成的膝状双晶，但是极为罕见。

常现环带构造。

物理性质：红棕色、黄色、灰色、绿色甚至无色。

金刚光泽，有时现油脂光泽。

硬度7.5，含水者可降低至6。

{110}解理不完全。

比重4.6—4.7，玻璃化者降低到4左右。

熔点在3000℃以上，故属难熔物质，在国防尖端工业中利用这一性质可作保护人造卫星的外罩。

成因和产状：锆石是火成岩中常见的副矿物之一，通常作为早期结晶产物，包含在其他造岩矿物之中。

由于锆石中含有U、Th等放射性元素，因而在锆石的周围可以形成一个晕圈，颇为特征。

岩浆结晶晚期也可以有锆石的形成，如玄武岩中即有所见。

在碱性岩内则可有早晚两个世代。

根据锆石产出特征的不同，其晶体在长宽比、形态、光泽和颜色以及Hf／Zr比值等方面也有差异。

作为岩浆成因的花岗岩类岩石，其中的锆石无论从形态特征、颜色、长宽比等各方面对比时，均有一定程度的共同性。

但是作为花岗岩化或混合岩化成因的花岗岩类岩石，会显出较大的差异性，因而根据锆石的研究，可以从一个侧面来推论岩石的成因。

如果能够发现次生加大的现象，更有利于说明非岩浆成因。

锆石的比重大，抵抗风化能力也强，因而也是沉积岩中的常见副矿物之一。

富集时，可以形成砂矿。

鉴于锆石时常有良好的晶形、特殊的晶体习性以及颜色与环带等现象，而且它们随着形成的环境之不同，会有不同的特点，因而在进行沉积岩层对比时，往往利用锆石的上述特征，作为依据之一，以辅助化石之不足。

在石油地质勘探中，已经广泛使用。

变质岩中，锆石一般作残留物存在。

但在高级变质阶段如辉石角岩相中，会使原来圆形的颗粒变成自形程度良好的颗粒。

鉴定特征：锆石常以其呈四方柱及四方双锥的聚形为特征。

与金红石、磷钇矿的区别是锆石具较大的硬度以及较高的比重。

与锡石的区别是比重不同，锡石远大于锆石；也可以简易的化学反应测试其有无锡的存在。

与独居石的区别是形态不同。

独居石呈板状，硬度也略低。

2.绿泥石化学组成：{Mg6Al x Si8-x O20)(OH)4]x-·{Mg6-x Al x(OH)12}x+ 成分变化很大，Ni、Cr 等可进入八面体片中。

晶体结构：具2:1型结构单元层，但在层间域夹有一层氢氧镁石八面体片，因此，绿泥石结构又称2:1:1型结构，相当于在滑石结构单元层间插入了由两层(OH)-夹一层Mg2+构成的Mg6(OH)12八面体片。

在Mg6(OH)12片中，Mg位于6个(OH)形成的八面体空隙中。

晶体形态：单斜晶系，晶形呈假六方片状；集合体呈鳞片状、细鳞片状或致密状，沉积形成的鲕绿泥石通常呈鲕状或隐晶质块体。

本样品呈鳞片状。

物理性质：暗绿色、绿黑色、暗灰色(鲕绿泥石)，本样品为暗绿色；条痕淡绿色至浅灰绿色；玻璃光泽，解理面呈珍珠光泽，致密状集合体的光滑表面上呈蜡状光泽，鲕绿泥石常无光泽；硬度2—2.5。

解理平行{001}，完全；薄片具挠性；比重变化大，2.6—3.3。

鉴定特征：颜色、形态、条痕微绿，以及硬度等可作初步鉴定的特征。

当晶体较大，解理可见时，与云母的区别除颜色外，其薄片具挠性亦为重要特点。

成因产状：一般绿泥石广泛分布于变质岩中。

岩浆岩中的普通辉石、普通角闪石、黑云母等暗色造岩矿物，受热液蚀变常大规模地改造为绿泥石。

泥质沉积岩，特别是含有铁质的泥质岩石受热液蚀变或区域变质常形成绿泥石片岩或其它绿泥石质岩石。

3.黑云母黑云母属于含氧盐大类硅酸盐类层状硅酸盐亚类矿物。

化学组成： K(Mg,Fe)3Si3AlO10](OH,F)2。

可有少量的Na、Ca2+、Ba2+、Rb+、 Cs+、Mg2+、Al3+和Fe2+，Mn2+、Li+、Cr3+、Ti4+等，成分复杂。

晶体结构：具有2:1型结构, 八面体片主要为三八面体型，因有Fe3+代替Mg2+，也可以存在二八面体型，故为过度型结构。

对称较低，属于单斜晶系。

晶体形态：单晶体呈假六方柱状、板状、片状, 横切面呈六边形或菱形；集合体呈鳞片状或叶片状。

本样品为片状。

物理性质: 黑云母常见黑色、深褐色等色。

本样品为深褐色，与白云母共生。

透明，柱面玻璃光泽，解理面珍珠光泽。

具有平行于{001}的极完全解理，硬度与指甲相当（2～3）。

薄片具有显著的弹性。

绝缘性较差。

（云母的绝缘性，随着含Fe量的增加而迅速降低，白云母绝缘性最好，而黑云母和羟铁云母最差）。

鉴定特征：极易根据其片状形态、极完全解理和弹性加以区别。

云母之间主要以颜色相区分。

4.十字石化学组成：FeO 16.9％，Al 2O3 53.8％，SiO228.2％，H2O 1.1％。

其中Fe2+可被Mg2+代替；Al3+可被Fe3+代替。

形态：单斜晶系(呈假斜方晶系)，晶体呈柱状，常具穿插双晶，偶有近于直交的十字形双晶出现，故命名十字石，有时也呈粒状产出。

物理性质：红褐色、暗褐色或黄褐色；玻璃光泽；硬度7.5；解理平行{010}，中等，比重3.74—3.88。

成因产状：十字石系较高温的变质矿物，主要见于区域变质作用形成的结晶片岩中，与铁铝榴石、蓝晶石、白云母、石英等共生。

鉴定特征：十字石的双晶形态最为特征；无双晶时，可根据斜方柱状晶形(断面近菱形)、红褐色和高硬度鉴别。

5.电气石形态：单晶体呈短柱状、长柱状或针状。

最常见的单形是{1010}、{1120}两种柱面。

前者为三方柱，后者为六方柱。

柱面上常有纵纹，并因而使晶体的横断面呈弧线三角形。

集合体成放射状或纤维状，少数情况下成块状或粒状。

物理性质：电气石的颜色多种多样，与所含成分有关。

含Fe高者旦黑色，所以黑电气石一般呈绿黑色至深黑色。

锂电气石常呈蓝色、绿色或淡红色，也有呈无色者。

锂电气石之所以呈红色是由于含Mn2+，而绿色是由于含少量Fe2+，黄绿色则是因为含微量的Fe中又以Fe3+为主。

镁电气石的颜色变化于无色到暗褐色之间，也是由于含Fe量不同所致。

纯粹的镁电气石无色，随着Fe 含量的增高而逐步变深。

电气石又可因呈现的颜色不同而分出若干亚种，如无色电气石(白碧硒)、红电气石、蓝电气石等。

此外在同一个电气石晶体上，还会出现不同颜色所组成的水平环带，或c轴的两端呈现不同的颜色。

此种现象在其他矿物中较为少见。

玻璃光泽。

硬度7。

无解理。

参差状断口。

比重3.03—3.10 (锂电气石)；3.10－3.25(黑电气石)；3.03—3.15(镁电气石)。

电气石还有明显的压电性。

主要鉴定特征：电气石以其形态、横切面形状、柱面上纵纹作为鉴定特征。

色泽鲜艳者，颜色有带状分布规律者，更易认识。

成因产状：锂电气石和黑电气石主要产于花岗伟晶岩和气成一高温热液脉中。

电气石的大量出现，意味着硼的作用强烈。

在伟晶岩形成的不同阶段，会有不同颜色的电气石形成。

高温时生成黑电气石，低至290℃±时形成绿色电气石，更低至150℃±时则形成红色电气石。

伟晶岩的分带现象很普遍，在不同的带中，往往出现不同色调的电气石。

镁电气石一般存在于变质岩中。

电气石作为碎屑矿物见于沉积岩中，有时还可在自生作用过程中围绕先前形成的颗粒加大。

6.角闪石化学组成:角闪石族矿物皆具有角闪石式双链状络阴离子。

晶体参数和结构:在角闪石结构中，角闪石式双链硅氧骨干平行C轴排列，阳离子位于骨干间。

由于硅氧骨干的横宽加大一倍，解理角从近于90°变为近于60°(56°)。

形态：单斜晶系，晶体呈较长的柱状，断面呈假六方形或菱形。