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石膏簡介

石膏:Gypsum
Ca[SO4].2H2O
晶體化學:
  理論組成(wB%):CaO 32.5,SO3 46.6,H2O+ 20.9。成分變化不大。常有粘土、有機質等機械混入物。有時含SiO2、Al2O3、Fe2O3、MgO、Na2O、CO2、Cl等雜質。
結構與形態:
  單斜晶系,a0=0.568nm,b0=1.518nm,c0=0.629nm,β=118?23';Z=4。晶體結構由[SO4]2-四面體與Ca2+聯結成∥(010)的雙層,雙層間通過H2O分子聯結。其完全解理即沿此方向發生。Ca2+的配位數為8,與相鄰的4個[SO4]四面體中的6個O2-和2個H2O分子聯結。H2O分子與[SO4]中的O2-以氫鍵相聯系,水分子之間以分子鍵相聯系。
  斜方柱晶類,C2h-2/m(L2PC)。晶體常依發育成板狀,亦有呈粒狀。常簡單形:平行雙面b、p,斜方柱m、l等;晶面和常具縱紋;有時呈扁豆狀。雙晶常見,一種是依(100)為雙晶面的加里雙晶或稱燕尾雙晶,另一種是以(101)為雙晶面的巴黎雙晶或稱箭頭雙晶。集合體多呈致密粒狀或纖維狀。細晶粒狀塊狀稱之為雪花石膏;纖維狀集合體稱為纖維石膏。少見由扁豆狀晶體形成的似玫瑰花狀集合體。亦有土狀、片狀集合體。
理化性質:
  通常為白色、無色,無色透明晶體稱為透石膏,有時因含雜質而成灰、淺黃、淺褐等色。條痕白色。透明。玻璃光澤,解理面珍珠光澤,纖維狀集合體絲絹光澤。解理極完全,和中等,解理片裂成面夾角為66和114的菱形體。性脆。硬度1.5~2。不同方向稍有變化。相對密度2.3。
  偏光鏡下:無色。二軸晶(+)。2V=58。Ng=1.530,Nm=1.523,Np=1.521。隨溫度升高2V減小,在大約90℃時2V為零。
  加熱時存在3個排出結晶水階段:105~180℃,首先排出1個水分子,隨后立即排出半個水分子,轉變為燒石膏Ca[SO4]?0.5H2O,也稱熟石膏或半水石膏。200~220℃,排出剩余的半個水分子,轉變為Ⅲ型硬石膏Ca[SO4]?εH2O(0.06<ε<0.11)。約350℃,轉變為Ⅱ型石膏Ca[SO4]。1120℃時進一步轉變為Ⅰ型硬石膏。熔融溫度1450℃。
  石膏及其制品的微孔結構和加熱脫水性,使之具優良的隔音、隔熱和防火性能。
產狀與組合:
  主要為化學沉積作用的產物,常形成巨大的礦層或透鏡體,賦存于石灰巖、紅色頁巖和砂巖、泥灰巖及粘土巖系中,常與硬石膏、石鹽等共生。硬石膏層在近地表部位,由于外部壓力的減小,受地表水作用而轉變為石膏:CaSO4+2H2O——? CaSO4?2H2O;同時體積增大約30%,引起石膏層的破壞。
鑒定特征:
  低硬度,一組極完全解理,以及各種特征之形態可以鑒別。致密塊狀的石膏,以其低硬度和遇酸不起泡可與碳酸鹽區別。
工業應用:
  主要用于水泥原料、化工原料、填料等。

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