透輝石石礦

浙江省已探明儲量的透輝石礦產(chǎn)僅德清方山-處，探明資源儲量74萬噸，其中C級39.7萬噸，余杭鸕鳥-帶也有一些礦點。透輝石礦產(chǎn)于震旦系統(tǒng)燈影碳酸鹽巖，礦體形態(tài)簡單，成礦與燕山期仙童塢隱伏花崗巖體有關，屬于熱變質層控型方解石、透輝石礦床。有工業(yè)礦體2個。一號礦體長520米，延深150米-240米，平均厚3.77米。二號礦體長720米，延深60米~170米，平均厚2.85米。探明資源儲量74萬噸，遠景儲量775噸，礦石益組分透輝石，次透閃石，其兩者總含量56.5%.害組分Fe2O3含量0.26%~1.07%。

第一類為高純透輝石礦，僅含少量的方解石雜質礦物，偶爾可見石英和透閃石。它可以作為無線電陶瓷(高頻瓷)、電子陶瓷(高鋁瓷)、高壓電瓷、陶瓷顏料、釉料及穩(wěn)定性好的結構陶瓷的原料。

第二類為透輝石和石英共生礦，透輝石含量在一半以上，雜質礦物除石英外還有方解石，它可以作為高壓電瓷、釉料及熱穩(wěn)定性好的結構陶瓷原料。

第三類和第四類為礦物組成最為復雜的礦石，它們含有波動范圍極大的硅灰石、方解石和石英。按各種礦物的比例將它們稱為硅灰石-方解石-透輝石和硅灰石-透輝石。這兩類礦物還可能含有透閃石、長石、方柱石、黑云母、木石、花崗巖等礦物。從化學成分看，熔劑氧化物含量很高，同時著色氧化物的含量也不低，所以，它們主要作為彩陶、釉面磚和鑄石的原料。

第四類為含有磷灰石的透輝石礦，礦石中還常含有方解石，可作地面磚和鑄石的原料。

第五類為石英-透輝石礦，石英的含量常高于透輝石的含量，有時還含有少量的方解石和硅灰石，可作為工業(yè)玻璃和硅酸鹽耐火磚的原料。

第六類為方解石-透輝石礦，這類礦物的透輝石含量較低，透輝石可看方解石礦的雜質礦物，主要用作膠凝材料的原料。

白色、灰綠、淺綠至翠綠、綠色。條痕無色至淺綠。解理{110}完全，解理夾角87;具{100}和[010]裂開。硬度5.5~6。相對密度3.22~3.56。

偏光鏡下:無色至黃綠色。二軸晶(+)，2V=50~62。Ng=1.694~1.757，Nm=1.672~1.730，Np=1.664~1.732(折射率除Nm=1.730外，均為合成端員的數(shù)據(jù))。透輝石物性變化與成分具有明顯的依賴關系。顏色隨著Mg被Fe2+代替量的增大，由無色逐漸變?yōu)榫G色，多色性亦增強，折射率隨Fe2+量的增大而增大，且Fe3+、Al的代替亦使折射率增高，Ng和相對密度亦隨Fe2+量的增高而增大。

顏色:綠色、黃褐色、黑色

RI:1.67-1.70DR0.025二軸(+)

SG:3.30(3.26-3.32)

多色性:明顯

內含物:放大觀察可見雙影象，晶體包體，星光透輝石可見黑色的拉長狀磁鐵礦。

光譜:鉻透輝石顯示鉻譜

理論組成(wB%):CaO25.9，MgO18.5，SiO255.6。次要組分Al2O3一般為1~3%，可高達8%;Al3+可替代Mg2+和Fe2+，也可替代Si，若替代Si超過7%，稱鋁透輝石;富含Cr2O3者稱為鉻透輝石，是金伯利巖的特征礦物之一。Ni和Ti含量一般小于1%，但Al2O3高時，TiO2含量可達2~3%。這種富鋁鈦的透輝石中，存在著Mg2+Si4+=Ti4+Al3+的異價類質同像代替。Fe3+和Mn可少量存在，Na可少量代替Ca。如果NaAl[Si2O6]或NaFe[Si2O6]組分超過10%而小于20%時，分別稱為含硬玉、含霓石的透輝石;如果大于20%小于50%，則稱為硬玉-透輝石、霓石-透輝石。

單斜晶系，a0=0.9746~0.9845nm，b0=0.8899~0.9024nm，c0=0.5251~0.5245nm，β=105。38'~104。44';Z=4。[SiO4]四面體以兩角頂相連成單鏈，平行c軸延伸，鏈間由中小陽離子M1(Mg、Fe，六次配位) 和較大陽離子M2(Ca，有時有少量Na，8次配位)構成的較規(guī)則的M1-O八面體和不規(guī)則的M2-O多面體共棱組成的鏈聯(lián)結。在空間上,[SiO4]鏈和陽離子配位多面體鏈皆沿c軸延伸，在a軸方向上作周期堆垛。在富鋁的輝石中，6次配位的Al將使晶格常數(shù)a0、b0減小，4次配位的Al將使晶格常數(shù)增大。

斜方柱晶類，C2h-2/m(L2PC)。常呈柱狀晶體。常見單形:平行雙面{100}、{010}及斜方柱{110}、{111}等。晶體橫斷面呈正方形或八邊形。常見依(100)、(001)成簡單雙晶和聚片雙晶。

1、成分:鈣鎂硅酸鹽CaMg(SiO3)2為輝石族CaMg(SiO3)2--CaFe(SiO3)2為類質同象系列;CaMg--caFé中間成員有次透輝石、鐵次透輝石，其中富含Cr的透輝石也稱鉻透輝石(變種)。CaMg(SiO3)2CaFe(SiO3)2透輝石、次透輝石、鐵次透輝石、鈣鐵輝石成分中Mg與Fe成完全類質同象代替，隨著鐵的含量多而顏色由淺至深。

2、結晶特點:單斜晶系，晶體發(fā)育完好時呈柱狀、粗短柱狀，也有晶體碎塊、水蝕卵石。

3、顏色:無色、灰色、淡綠、深綠、褐色和黑色。

4、品種:a鉻透輝石:為鮮艷的綠色，顏色由鉻所致;b星光透輝石:黑色，為四射不對稱星光;c青透輝 石:晶體細小，顏色為深紫色、藍色，極少見。

5、力學性質:H5SG3.30(3.26-3.32)星光可為3.35，兩組明顯解理以近90o相交。

6、光學性質:二軸(+)RI1.67-1.70DR0.025，低色散(0.013)多色性弱到中等，鉻透輝石具有明顯的黃色和綠色的多色性。玻璃光澤，透明到不透明。

7、光譜:鉻透輝石顯示鉻譜，紅區(qū)有一雙線(690nm)、635、655和670nm處有三條弱吸收帶，藍綠區(qū)508、505有吸收線，490nm有一吸收帶。其它品種光譜不典型。

8、.光學效應:貓眼和星光效應。星光是由定向拉長狀磁鐵礦包體所造成，具有磁性;

9、發(fā)光性:SW紫外光下發(fā)出藍或乳白色和橙黃色熒光;LW紫外光下有時發(fā)出淺紫色光。

10、產(chǎn)狀產(chǎn)地:產(chǎn)于富含Ca的變質巖中和金伯利巖中(鉻透輝石);產(chǎn)地有巴西、意大利、緬甸、南非、西伯利亞、巴基斯坦、印度等地。

透輝石是一種天 然的鈣鎂硅酸鹽，透輝石外觀呈灰白色，燒后呈潔白色，是一種非常接近理論成分，有害雜質和燒失量極低的優(yōu)質透輝石。常見顏色主要為藍綠色至黃綠色、褐色、黃色、紫色、無色至白色，長柱體、粒狀或片狀。光澤為玻璃光澤。透明美麗的透輝石也被視為寶石。在透輝石當中如果含有鉻的話，礦物會帶有綠色，因此透輝石的寶石也常常與其它寶石混淆，例如黃綠色的橄欖石、(綠色)碧璽、金綠寶石等，當然，這就必須倚靠礦物間其它的物理性質的差異，才能將它們分辨出來。透輝石是陶瓷常用原料，輝石應用于日用瓷釉中，綜合了滑石和方解石的優(yōu)點，不僅可以提高釉面的光澤度，半透明性和平整度。而且可降低瓷釉的燒成溫度，擴大燒成范圍。

有的透輝石也可能具備有貓眼的現(xiàn)象，這樣的寶石，例如石英、綠柱石、金綠石等，如果將它們琢磨出適當 的凸圓面，在圓面的中央會有線狀的光線聚集處，形成一條白色亮帶，于是整個寶石看起來就像是貓的眼睛一般，所以稱為貓眼。

許多礦物都可能出現(xiàn)貓眼的現(xiàn)象，貓眼現(xiàn)象的成因在于:這些礦物當中都含有許多平行排列的針狀或管狀內含物，當有凸圓面的寶石其底部與這些線狀內含物所在的平面平行時，這些內含物會將光線反射并聚集在寶石的圓頂，產(chǎn)生亮帶、形成貓眼。如果幸運的話，有的透輝石寶石還會有兩條互相垂直的貓眼--十字星彩，據(jù)說，星彩透輝石是七月四日的誕生石。

中國人喜愛的翡翠當中也含有部分透輝石。翡翠在礦物學上屬于硬玉，它是一種輝石類礦物的集合體，其中透輝石的出現(xiàn)帶來了白色、淺綠色，鈣鐵輝石、霓輝石分別呈現(xiàn)出墨綠色、黑綠色，而外來的氧化鐵沉淀則點綴了紅色，這些礦物的組合共同造就了翡翠的美麗顏色。

李商隱 《錦瑟》中的詩句:"滄海月明珠有淚，藍田日暖玉生煙"，人人皆耳熟能詳，這名聞遐邇的藍田美玉是由蛇紋石化的透輝石礦物所組成的。

透輝石與螢石、磷灰石、方解石等礦物一樣，屬于熒光礦物-都可能會發(fā)出熒光，也就是說:如果我們利用紫外光、X光等高能量的電磁波光源照射礦物或是加熱礦物，礦物內部的某些微量元素會吸收這些光線、能量，然后又再把這些能量釋放出來，如果恰好釋放出的是可見光的話，當然就會被我們人類的眼睛看到，這就是熒光現(xiàn)象。例如白色的方解石經(jīng)紫外線照射后，會發(fā)出紅光。不過，并不是每一個透輝石都一定會發(fā)熒光，如果你家里有透輝石的標本或寶石，不妨用紫外線照一照它，看看它是不是會"變臉"。

透輝石廣泛分布于基性與超基性巖中，在矽卡巖中與石榴石、符山石、硅灰石、方解石等共生。天然透輝石主要為熱液及巖漿成團，它也是含硅的碳酸鹽原巖變質的特征礦物，在中國分布很廣。按純度和共生礦物天然透輝石可分為六大類。各類天然透輝石礦在陶瓷工業(yè)中都能找到合適的用途。

透輝石開始變形溫度1170℃，軟化溫度1280℃，熔融溫度1390℃，軟化范圍110℃，熔化范圍10℃。由 于透輝石中CaO、MgO為44.4%。在坯體中引入大量的CaO、MgO降低了坯體的酸度、熔融溫度和玻璃相的粘度，它易潤濕Al2O3、SiO2顆粒，能迅速促進坯體的燒結，起到了強礦化劑的作用。使用透輝石的釉面磚素燒溫度比葉臘石質坯體降低120℃，比硅灰石質坯體降低80℃，燒成周期比葉臘石質、硅灰石質坯體力勞動縮短8小時以上;釉燒溫度比葉臘石質釉面磚降低80℃，比硅灰石質降低40℃，燒成周期比葉臘石質釉面磚縮短7小時，比硅灰石質釉面磚縮短2小時。這表明透輝石的熔劑性能比葉臘石、硅灰石的更好。

透輝石在1000~1100℃范圍內，急劇熔解于堿金屬的鋁硅酸鹽熔劑。一方面可析出新的鈣長石晶體，另一方面促進了坯料中游離石英的熔解。最終素中的殘余石英量減少，機械強度和熱穩(wěn)定性提高，素坯的燒結溫度可降低到釉燒溫度1100℃。

透輝石為柱狀、針狀晶體，無吸附水，層間水，燒失量很低僅為0.22%~1.4%，而粘土的燒失量高達17%左右。透輝石坯體吸水率低，它屬于瘠性材料，能有效減少陶瓷坯體的收縮。透輝石與粘土等組成坯料，由于粘土顆粒很細并有很強的可塑性和粘合能力，而透輝石顆粒較粗且為針狀或柱狀晶體，粗細堆積均勻，坯體內部存在很小的空隙，構成了排水通道，它就賦于泥漿壓濾脫水和泥餅干燥較快的特性，可以實現(xiàn)快速干燥。使用透輝石的坯料成型性能好，坯料干燥強度大，不易產(chǎn)生夾層等缺陷的優(yōu)良性能。

透輝石釉面磚坯體燒成后生成鈣長石、菫青石、方石英等礦物所產(chǎn)生放熱效應較普通釉面磚燒成后生成的鈣長石、莫來石、方石英的熱效應小，反應比較平穩(wěn)。同時透輝石釉面磚中石英加入量比普通面磚少，可以快速預熱和冷卻，并能大大減小釉面磚冷卻收縮。由于透輝石釉面磚膨脹系數(shù)小，可以快速冷卻，這可防止釉面析晶和坯體內Fe2+再氧化成Fe3+，從而提高釉面磚的光澤度和白度。透輝石礦物構成網(wǎng)狀結構，玻璃分布骨架之間，這種網(wǎng)狀空隙有利于釉層的滲透，使坯、釉較好結合。因此，透輝石釉面磚的機械強度、收縮率、產(chǎn)品格率皆優(yōu)于其它材質的釉面磚。

透輝石-種新型的節(jié)能礦物原料，主要應用于陶瓷工業(yè)，釉面磚生產(chǎn)具低溫快燒的特點，對發(fā)展建材工業(yè)-定意義。

透輝石于70年代在國外首先被使用，主要原因是國外陶瓷工業(yè)面臨三大問題:一是擁有優(yōu)質高嶺土的國家 所產(chǎn)的高嶺土主要用于造工業(yè)而使陶瓷工業(yè)的原料日漸枯竭;二是陶瓷工業(yè)本身面臨能源問題，需要尋找節(jié)能原料;三是用于陶瓷工業(yè)的長石原料不足，而且價格較貴，雖然人們也找到了硅灰石作為其代用品，并能實現(xiàn)低溫快燒，但硅灰石也不能滿足需要，因此透輝石才開始被利用。直到80年代末90年代初，中國才在陶瓷工業(yè)使用透輝石。透輝石是一種新型的陶瓷工業(yè)礦產(chǎn)資源，以致中國近兩年出版的有關礦產(chǎn)資源的大型專著都未涉及透輝石。

透輝石是具有獨特功能和廣闊應用前景的多功能材料。在升溫過程中，透輝石無晶型轉變，無燒失，熱膨脹性能好，能迅速促進坯體的燒結，起到了強礦化劑的作用。透輝石能實現(xiàn)陶瓷的低溫快燒，提高陶瓷的性能，廣泛應用于電瓷、建筑陶瓷和日用陶瓷工業(yè)，是一種很好的新型節(jié)能添加劑和陶瓷原料。在建筑陶瓷工業(yè)中，透輝石的綜合性能比硅灰石好;對于高頻瓷，透輝石瓷比滑石更優(yōu)良。人們應進一步對透輝石進行開發(fā)和研究，以拓寬其應用范圍，更好地利用這一自然界非再生的、重要的礦產(chǎn)資源。

采用透輝石一高嶺石一石英系列配方研制低溫二次快燒釉面磚，素燒溫度1080~1120℃，素燒時間80min，釉燒溫度1040~1080℃，釉燒時間80min，所研制的透輝石釉面磚各項性能指標都達到GB4100-83《白色陶質釉面磚》標準要求。與粘土-葉臘石配方相比，素坯燒成溫度降低70~90℃，釉燒時間相比于 多孔窯減少16~18h，素燒相比于倒焰窯減少約70h，節(jié)能效益明顯。加入40%透輝石的釉面磚素燒周期12h，釉燒周期8h，素燒溫1080℃，釉燒渡1040℃，比傳統(tǒng)的長石質釉面磚燒成周期縮短3至5倍，燒成溫度降低100~200℃，具有較強的抗折強度、熱膨脹系數(shù)低、收縮小等優(yōu)良特性，其經(jīng)濟效益是十分可觀的。

在具有80年代國際先進水平、年產(chǎn)100萬平方米的高級釉面磚生產(chǎn)線上的試產(chǎn)階段，原配方燒成過程經(jīng)常出現(xiàn)風驚，產(chǎn)量還不到設計能力，同時產(chǎn)品濕膨脹較大，后龜裂嚴重，質量難以提高。新配方以紅粘土和30%的透輝石為主要原料，解決了試產(chǎn)階段遇到的難題，提高了產(chǎn)品質量，降低了坯體素燒溫度和單位產(chǎn)量煤耗，縮短了素燒、釉燒時間，產(chǎn)品抗壓強度提高，超過原設計能力20%，創(chuàng)下了年產(chǎn)120萬平方米的新記錄，并使產(chǎn)品打入了國際市場，企業(yè)獲得了明顯的經(jīng)濟效益和社會效益。

在瓷質磚生產(chǎn)中，加入7%~15%的透輝石，坯體瓷化溫度低，燒成范圍寬(1160~1180℃)，坯釉結合性能好，坯體尺寸規(guī)整不變形。由于透輝石為粒狀，不含結晶水和發(fā)揮物，具有良好的熱膨脹特性和助熔效果，其有利于快速升溫和成瓷后的快速冷卻，可顯著縮短燒成周期，降低成本，更易干加工和粉碎，縮短坯料球磨時間，減少原料加工過程中的能耗。

應用劣質透輝石制釉面磚。燒成溫度在1030~1100℃范圍內，比傳統(tǒng)粘土質釉面磚燒成溫度低200℃ 左右，生產(chǎn)周期60~120分鐘，吸水率19%~21%。具有機械強度高，熱穩(wěn)定性好，吸濕膨脹低等優(yōu)良特點，大大節(jié)省能源，使釉面磚成本大幅度降低，綜合經(jīng)濟效益十分可觀。

透輝石是釉面磚衛(wèi)生陶瓷低溫快燒的好原料，用于釉面磚的熔塊的較少。如在釉面磚熔塊用透輝石代替方解石、滑石和部分石英有利于熔塊熔制，降低釉燒溫度和釉的膨脹系數(shù)，有利于降低釉料成本。透輝石低溫低膨脹乳濁釉的釉燒溫度1040~1080℃，釉燒時間90~120min，釉面白度78~79，釉面光澤度90%~100%，熱膨脹系數(shù)7.14×10-6/℃，無色差，對透輝石素坯有良好的適應性，熱穩(wěn)定性好。

在主要含石英、伊利石、高嶺石和赤鐵礦的紅黃粘土外墻配料中，引入10%的透輝石，組成中CaO、 MgO含量顯著上升，Al2O3含量下降，原配方中主要以K2O--Na2O-Fe3O4形成低共熔物，新配方中主要以CaO-MgO--K2O--Na2O--Fe2O3形成低共熔物，其助熔效果明顯加強，燒成溫度由1130℃下降到1100℃，燒成周期45min，由于透輝石燒失量小，無多晶轉變，晶體呈柱狀，可使配料脫水快，噴霧產(chǎn)量提高，生坯料易成型和干燥，整個過程的合格率提高。透輝石的引入，使磚致密、強化、產(chǎn)品的吸水率由8.15%下降到5.93%，抗彎強度由27.82MPa提高到29.97MPa，從而改善了產(chǎn)品質量。

以質量百分比:透輝石30~40、葉蠟石10~20、長石5~15、軟質粘土20~30、砂石5~10制成的無釉瓷質磚，燒成溫度1170℃±10℃，燒成周期48min。其吸水率:0.1%~0.2%;抗折強度:45~50MPa;總收縮率:5%~6%，熱穩(wěn)定性:經(jīng)20~30次急冷急熱循環(huán)未出現(xiàn)炸裂或裂紋。因此，透輝石的引入，降低生產(chǎn)成本，節(jié)約能源;縮短燒成周期;熱穩(wěn)定性好，提高機械強度[16]。

透輝石既能應用于建筑衛(wèi)生陶瓷的工業(yè)中，也能應用于日用陶瓷的工業(yè)中 。在高嶺石、瓷石中加入5%~15%的透輝石，SiO2/Al2O3控制在4.23以下，在1240~1280℃的燒成范圍內，制品達到日用細瓷的標準。坯料在低溫還原燒成制定下燒成的大型扁平制品，具有較高的透明度，釉面白中泛青，具有景德鎮(zhèn)的傳統(tǒng)風味。燒成溫度降低到1260℃左右，在節(jié)能與提高窯具使用壽面方面，將具有顯著的經(jīng)濟效益。

由于透輝石是一種熔劑性礦物，對高壓電瓷坯料的成瓷過程和瓷體性能產(chǎn)生 較好的作用。在高壓電瓷坯料中加入3%~5%的透輝石，就可降低100℃的燒成溫度。若加入10%~20%的透輝石，作為電瓷坯料主要原料之一時，在降低燒成溫度的同時還可改觀電瓷的介電損耗、體積電阻率、工頻電強度等電氣性能，使瓷體強度提高16%~74%。

用線度較高(>90wt%)的透輝石礦可代替滑石作為高頻瓷的主要原料，生產(chǎn)工藝和設備無需改變，燒成溫度降低50℃左右，各項性能指標均能符合技術要求。適當降低配料中碳酸鋇的用量和增加透輝石原料用量，可以增大熔體的溫度粘度，從而將坯體燒結范圍拓寬到30~40℃。透輝石瓷比滑石瓷的優(yōu)點還在于它不存在老化問題，大大提高了瓷件的可靠性和使用壽命。透輝石瓷優(yōu)良介電性能和較好的機械性能，這歸結于晶相的穩(wěn)定和細長的針晶特征。

透輝石又被戲稱為"哭泣石"，因為水晶醫(yī)療學者認為透輝石具有催人淚下的功能，從而達到治療精神創(chuàng)傷的效果。透輝石能給予配戴者以創(chuàng)造力。透輝石還常與愛情和承諾等字眼聯(lián)系在一起。水晶醫(yī)療學者還稱，如將透輝石配戴靠胸的地方(如鑲入項墜里)，將有益于人的心、肺及循環(huán)系統(tǒng)。一些人還認為透輝石有益于健康、和睦、舒解精神壓力。所以透輝石往往被用來收藏。

(melanogranulite)或基性麻粒巖(basic granulite)。暗色礦物(紫蘇輝石、透輝石、角閃石)達30%~80%。