白云母(Muscovite)又稱鉀云母、普通云母,是含有鉀和鋁的云母族礦物,化學式為KAl2(AlSi3)O10(OH,F)2。白云母一般為無色,有時呈淺灰色、淺黃色、淺綠色等,呈玻璃光澤,解理面有珍珠光澤,莫氏硬度為2~3,比重為2.76~3.10。白云母為單斜晶系,晶體呈假六方柱狀、板狀或片狀,偶有單體呈錐形柱狀,柱面有明顯的橫條紋,條痕為白色。
白云母主要見于花崗石和偉晶巖中,還常出現(xiàn)在云英巖、變質片巖及片麻巖中,其形成原因主要為區(qū)域變質、巖漿結晶、高溫蝕變等作用。例如,泥質巖石在低級區(qū)域變質過程中,若變質程度稍高,生成白云母;酸性巖漿結晶晚期以及偉晶作用階段,也能生成白云母。白云母廣泛分布于世界龍泉群、八都群以及花崗質巖石之中,主要產地有澳大利亞、玻利維亞、巴西、智利、加拿大、中國等。在中國,白云母主要分布在青海省、西藏自治區(qū)、山東省、山西省、湖北等省區(qū)。
由于白云母具有較高的絕緣強度、較大的電阻、質地堅硬等優(yōu)良的性能,其主要用于日用化工原料、云母陶瓷原料、油漆添料、鉆井泥漿填加劑等。白云母也是電氣、電子、無線電、電視、航空等工業(yè)部門的重要礦物材料,邊角廢料以及細小的鱗片可用于建筑、耐火及橡膠等工業(yè)中。除此之外,白云母晶體可以止血斂瘡,納氣墜痰等,也可以作為標型礦物用以探討偉晶作用的演化歷史、偉晶熔體-溶液物理化學條件、稀有元素成礦作用環(huán)境和特征。
名稱來源
白云母的英文名“muscovite”來自“Muscovy-glass”,“Muscovy-glass”是伊麗莎白時代英國對一種礦物的稱呼,其在中世紀的俄羅斯(莫斯科大公國)是窗戶玻璃更便宜的替代品。“muscovite”首次出現(xiàn)是在1568年,英國駐莫斯科沙皇伊凡四世大使的秘書喬治·特伯維爾(GeorgeTurberville)在信件中提及。
主要特性
化學成分
白云母的化學式為KAl2(AlSi3)O10(OH,F)2,其中含氧化鉀11.8%,氧化鋁38.5%,二氧化硅45.2%,水4.5%。白云母理想的組份是八面體片含Al,由于化學成分中存在類質同象代替現(xiàn)象,Al也會被Mg,F(xiàn)e甚至Mn、Cr、V等所置換,含Cr高者稱為鉻云母,其中三氧化二鉻含量高達4.8%。淡云母富錳;釩云母富釩。層間陽離子若以Na為主時,叫納云母;若部分的H3O+置換K+時,則叫水白云母。多硅白云母化學式中Si一般為3.1-3.7。
物理性質
白云母一般為無色,有時呈淺灰色、淺黃色、淺綠色等,其條痕為白色,呈玻璃光澤,具有一組極完全的平行底面解理,薄片富彈性,莫氏硬度為2.0~3,密度為2.8~2.9g/cm3,絕緣性和隔熱性強,透射光下無色。白云母中,淺綠色的一般為含鉻云母,呈細小鱗片狀;具絲絹光澤的異種稱為絹云母。
光學性質
白云母薄片中無色透明、含鐵的變種呈淺紅褐色,含鉻的變種呈淺綠色,含釩的變種呈綠褐色;薄片正突起低,但與石英比較,突起現(xiàn)象要顯著一些,切面形狀有兩種,一種是平行(001)解理的片狀,這種切面不具解理縫,在薄片中最易誤認為石英;另一種切面和(001)解理正交或斜交,切面形狀成條狀,這種切面通常可見到細而直的連續(xù)的解理縫,當解理縫與下偏光鏡振動方向平行時,糙面比較顯著,但當轉動載物臺90°時,糙面就幾乎消失不見。正交偏光間,白云母薄片的雙折射率為0.040左右,最高干涉色達縣二級頂部,這種干涉色總是出現(xiàn)在條狀切面上,而平行解理的片狀切面,干涉色呈一級灰色,最高至一級黃白色。
晶體形態(tài)與結構
白云母的晶體呈假六方形或菱形的板狀、片狀,晶形可以隨著地質運動而發(fā)生完全變形、斷裂或褶皺。白云母屬單斜晶系,晶體結構為TOT型,二八面體型,空間群為C2/c,晶胞參數(shù)a=0.519nm,b=0.900nm,c=2.004nm,Z=2。白云母屬于“三明治”(復網層)結構,即由2個硅土層及其中間的水鋁石層構成,連接2個硅氧層的水鋁石層中的Al3+之配位數(shù)為6,形成[AlO4(OH)2]八面體,兩相鄰復網層之間呈現(xiàn)對稱狀態(tài),因此相鄰兩硅氧六節(jié)環(huán)處形成一個巨大的空隙。[(Si,Al)O4]四面體共3個角頂相連形成六方網層,四面體活性氧朝向一邊,附加陰離子OH-位于六方網格中央,與活性氧位于同一平面上,兩層六方網層的活性氧相對指向,并沿[100]方向位移a/3(約0.17nm),使兩層的活性氧和(OH-)呈最緊密堆積,其間所形成的八面體空隙,由y組(一般為K、Al)陽離子充填,從而構成兩層六方網層夾一層八面體層的三層結構層,稱為云母結構層。
白云母結構層與滑石或葉蠟石結構層相似,所不同的是白云母六方網層中的Si有1/4為Al所代替,使結構層內有剩余電荷,因而要求較大的陽離子K+存在于結構層之間,以維持電荷平衡。白云母復網層不呈電中性,所以,層間有K+進入以平衡其負電荷,K+的配位數(shù)為12,呈統(tǒng)計地分布于復網層的六節(jié)環(huán)的空隙間,與硅土層的結合力較層內化學鍵弱得多,故云母易沿層間,即(001)面發(fā)生解理,可剝離成片狀。
分布區(qū)域
白云母廣泛分布于世界龍泉群、八都群以及花崗質巖石之中,主要產地有澳大利亞、玻利維亞、巴西、智利、加拿大、中國、法國、挪威、俄羅斯帝國、斯洛伐克和美國等。在中國,白云母主要分布在青海省、西藏自治區(qū)、山東省、山西省、遼寧省、吉林省、江蘇省、湖南省、湖北等省區(qū)。
成因及產狀
白云母是分布很廣的造巖礦物之一,在三大巖類中均有產出。白云母主要見于花崗石和偉晶巖中,還常出現(xiàn)在云英巖、變質片巖及片麻巖中。白云母形成原因主要為區(qū)域變質、巖漿結晶、高溫蝕變等作用。于火成巖中,白云母在熔融巖漿結晶過程中形成。隨著巖漿冷卻,白云母會經歷分餾結晶階段,因為其熔點低于巖石中的其它礦物,所以較早結晶。泥質巖石在低級區(qū)域變質過程中可以形成絹云母,變質程度稍高時,成為白云母,在變質作用過程中,前一種礦物在高溫高壓條件下變質轉化成白云母。由高溫至中低溫的蝕變作用過程中,也能生成白云母。云英巖化是高溫蝕變作用之一,亦能形成大量白云母。白云母風化破碎成極細的鱗片,既可以成為碎屑沉積物中的碎屑,也可以是泥質巖的礦物成分之一。
應用領域
工業(yè)用途
白云母具有較高的絕緣強度、較大的電阻、抗電弧、耐電暈等優(yōu)良的性能,因而在工業(yè)上用途廣泛。在電氣電子行業(yè),白云母用于制造絕緣體、電容器和其他電氣元件,以防止電流流動;磨碎的白云母因其天然的珍珠光澤,可用作油漆、涂料和化妝品中的白色顏料,其為這些產品增加了亮度和不透明度;白云母經過精細研磨后,可用于眼影、口紅和指甲油等化妝品中,以提供微光和閃光;白云母的片狀結構和潤滑性能使其在一些工業(yè)應用中用作潤滑劑;白云母可以添加到冶金工藝中作為助熔劑,其有助于降低礦物的熔點并促進礦石冶煉過程中的分離;高質量白云母標本可用于裝飾珠寶和礦物標本;白云母還可用作過濾介質,去除水中的雜質和顆粒。
科研用途
白云母作為主要造巖礦物之一,形成于偉晶作用的全過程,而且在不同階段具有不同特征,特別是在化學成分上出現(xiàn)很有規(guī)律性的變化。因此,它可以作為標型礦物用以探討偉晶作用的演化歷史、偉晶熔體-溶液物理化學條件、稀有元素成礦作用環(huán)境和特征等,例如,不同偉晶巖脈或同一偉晶巖脈不同的結構帶中的白云母,其稀有元素含量差異較大,可以將白云母中的Ba、Be等含量作為評價偉晶巖脈鋰礦化的標志;利用電子探針,對研究區(qū)各類巖石中的白云母的成分進行系統(tǒng)的測定,在某種程度上可以指示礦物析出順序、指示演化程度,從含礦偉晶巖→不含礦偉晶巖一巖體→圍巖,Mn/Fe依次降低。
藥學用途
白云母晶體可以止血斂瘡,納氣墜痰,可用于虛喘、眩暈、驚悸、癲癇、寒瘧、久痢、金創(chuàng)出血、癰疽瘡毒。
白云母的變種
多硅白云母
多硅白云母為含Si的白云母,較白云母的折射率略低、干涉色略高、2V角較小,是低溫高壓變質帶的典型礦物。長石、白云母、黑云母經過變質作用可以形成多硅白云母,與綠泥石共生。
鉻云母(鉻硅云母)
鉻云母為含Cr的白云母,手標本中呈綠色,具有多色性:Ng為無色、淡綠色,Nm為淡黃色、綠色,Np為深藍綠色。鉻云母產于橄欖巖類變質的巖石中,與菱鐵礦、滑石、白云石、方解石等礦物共生。
絹云母
絹云母是細小的鱗片狀集合體的白云母,呈灰色、淡黃色和淡綠色,常具絲絹光澤,與白云母比較,其成分中K2O含量略少,H2O含量略多。絹云母的形態(tài)及光性特征與白云母相似,干涉色比白云母略低,2V角略小。由于絹云母無數(shù)鱗片方位不同,造成各種顏色的干涉色交織,這也是鑒定絹云母的重要依據。絹云母是分布很廣的蝕變礦物,由斜長石、正長石、霞石、藍晶石、紅柱石、剛玉、電氣石、綠柱石、鋰輝石等礦物經過絹云母化或風化作用而形成。
鑒定特征
白云母和滑石特別相似,區(qū)別在于前者光軸角中等,后者光軸角很小;其次還可根據雙折射率,白云母的雙折射率不高于0.045,而滑石的雙折射率有時可達0.050。此外,滑石往往是鐵鎂質硅酸鹽礦物的蝕變產物,而白云母則很少這樣的產狀。白云母也容易與葉蠟石混淆,區(qū)別在于葉蠟石的光軸角大于白云母光軸角。有時也會把白云母與透閃石相混,區(qū)別在于:透閃石具有角閃石式解理,白云母無;白云母的解理縫是連續(xù)的,而透閃石往往是斷斷續(xù)續(xù)的;白云母的折射率低于透閃石;白云母近于平行消光,透閃石則為傾斜消光;透閃石的光軸角比白云母大得多。
參考資料 >
白云母.中國石油大學地球科學與技術學院.2024-05-14