[科普中國]-白云石

白云石晶體屬三方晶系的碳酸鹽礦物?；瘜W(xué)成分為CaMg(CO3)2。常有鐵、錳等類質(zhì)同象（代替鎂）。當(dāng)鐵或錳原子數(shù)超過鎂時(shí)，稱為鐵白云石或錳白云石。三方晶系，晶體呈菱面體，晶面常彎曲成馬鞍狀，聚片雙晶常見。集合體通常呈粒狀。純者為白色；含鐵時(shí)呈灰色；風(fēng)化后呈褐色。玻璃光澤。是組成白云巖 的主要礦物。海相沉積成因的白云巖常與菱鐵礦層、石灰?guī)r層成互層產(chǎn)出。在湖相沉積物中，白云石與石膏、硬石膏、石鹽、 鉀石鹽等共生。

基本介紹拼音Báiyún shí

英文名稱dolomite

礦物名稱白云石

簡介白云石是碳酸鹽礦物，分別有鐵白云石和錳白云石。它的晶體結(jié)構(gòu)像方解石，常呈菱面體。遇冷稀鹽酸時(shí)會慢慢出泡。有的白云石在陰極射線照射下發(fā)橘紅色光。白云石是組成白云巖和白云質(zhì)灰?guī)r的主要礦物成分。白云石可用于建材、陶瓷、玻璃和耐火材料、化工以及農(nóng)業(yè)、環(huán)保、節(jié)能等領(lǐng)域。主要用作堿性耐火材料和高爐煉鐵的熔劑；生產(chǎn)鈣鎂磷肥和制取硫酸鎂；以及生產(chǎn)玻璃和陶瓷的配料。

各種品質(zhì)的白云石系列產(chǎn)品：白云石礦石，白云石砂6-10目，10-20目，20-40目，40-80目，80-120目，白云石粉10目通過，白云石超細(xì)粉140目，325目,600目，1000目，1600目。

白云石加熱到700~900℃時(shí)分解為二氧化碳和氧化鈣、氧化鎂的混合物，稱苛性鎂云石，易與水發(fā)生反應(yīng)。當(dāng)白云石經(jīng)1500℃煅燒時(shí)，氧化鎂成為方鎂石，氧化鈣轉(zhuǎn)變?yōu)榻Y(jié)晶 a-CaO，結(jié)構(gòu)致密，抗水性強(qiáng)，耐火度高達(dá)2300℃。
我國白云巖礦床分布在碳酸鹽巖巖系中，時(shí)代愈老的地層賦存的礦床愈多，且多集中于震旦系底層中。如東北的遼河群、內(nèi)蒙古的桑子群、福建的建甌群中都有白云巖礦床產(chǎn)出。其次，震旦系、寒武系中白云巖礦床也比較廣泛，如遼東半島、冀東、內(nèi)蒙古、山西、江蘇等地也由大型礦床產(chǎn)出。石炭、二疊系中的白云巖礦床多分布于湖北、湖南、廣西、貴州等地。
我國白云巖礦床資源豐富，已探明的儲量能夠滿足經(jīng)濟(jì)建設(shè)的需要，各礦床多已開發(fā)利用，產(chǎn)地遍布各省，其中尤以遼寧營口大石橋、海城一帶產(chǎn)量最多。

化學(xué)成分CaMg(CO3)2；可含有Fe、Mn、Pb、Zn等元素。結(jié)晶狀態(tài)：晶質(zhì)體或晶質(zhì)集合體。

理論化學(xué)成分CaO 30.4%

MgO 21.7%

CO2 47.9%

燒失量：44.5-47.0

光性特征：白云石為一軸晶，負(fù)光性；常為非均質(zhì)集合體。

多色性：無至弱，集合體無。

折射率：1．505 ～1.743 。

雙折射率：0.179 ～0.184 ，集合體不可測。

紫外熒光：橙、藍(lán)、綠、綠白。

吸收光譜：不特征。

放大檢查：可見三組完全解理。

特殊性質(zhì)：遇冷稀鹽酸起泡。

優(yōu)化處理：未知。

出石的范圍：山東煙臺萊州地區(qū)、遼寧寬甸地區(qū)。

礦物特性晶系：三方晶系。

晶體習(xí)性：菱面體，常呈塊狀集合體。

常見顏色：無色、白、帶黃色或褐色色調(diào)。

光澤：玻璃光澤至珍珠光澤。

解理：白云石具三組完全解理。

摩氏硬度：3 ～4 。

密度2.86g/cm3～3.20g/cm3。

Dolomite一詞主要用來紀(jì)念法國一位化學(xué)家DOLOMIEU(1750~1843)。白云石為三方晶系，化學(xué)成份為CaMg(CO3)2，主要是由碳酸鈣與碳酸鎂所組成的礦物（CaCO3與MgCO3的比例大致為1：1），具有完整的解理以及菱面結(jié)晶。顏色多為白色、灰色、肉色、無色、綠色、棕色、黑色、暗粉紅色等，透明到半透明，具有玻璃光澤，硬度3.5-4，比重2.85-2.9。記得大學(xué)時(shí)代到花蓮出野外，在海灘上總是搞不清楚如何分辨白云石與大理石。如果身旁有一罐冷的稀鹽酸就可以搞定了。塊狀的白云石遇到冷的稀鹽酸不容易起泡泡，而大理巖卻馬上會冒出許多細(xì)小泡泡。

成因與產(chǎn)地成因根據(jù)臺灣省礦物局(1996)《臺灣主要礦物與巖石》中提到，白云石存在于結(jié)晶石灰?guī)r以及其它富含鎂的變質(zhì)巖中，部分產(chǎn)于熱液礦脈和碳酸鹽巖石的孔穴內(nèi)，偶爾作為各種沉積巖的膠結(jié)物，為碳酸鹽巖中最常見的一種造巖礦物。臺灣白云石之造成系鎂質(zhì)交換石灰?guī)r之鈣質(zhì)而成，主要賦存于先第三紀(jì)大南澳片巖下部之結(jié)晶石灰?guī)r帶，呈凸鏡體、層狀或不規(guī)則礦囊1。

產(chǎn)地白云石主要產(chǎn)在臺灣東部宜蘭縣大濁水，花蓮縣清昌山、和平、和仁、萬榮與木瓜山等地。白云石世界其它產(chǎn)地有瑞士提羅爾南部及濱南索、意大利皮蒙特的雀佛斯拉、北英格蘭及墨西哥的瓜納華拖。美國產(chǎn)于密蘇里州加普林區(qū)，于沉積巖內(nèi)形成塊狀或在巖石裂縫中呈現(xiàn)粉紅色鞍形結(jié)晶。白云石分布廣泛，是白云巖、白云質(zhì)灰?guī)r、白云石大理巖等的主要礦物。在變質(zhì)作用的較高階段，白云石可分解為方鎂石。熱液脈中的白云石常與黃銅礦、方鉛礦、閃鋅礦共生，或與螢石、重晶石、菱鐵礦、石英共生。在一些蛇紋巖或含滑石的巖石中，白云石與菱鎂礦共生。此外，堿性侵入巖中也有次生白云石。

經(jīng)濟(jì)用途白云石可以作為煉鋼時(shí)用的轉(zhuǎn)化爐的耐火內(nèi)層、造渣劑、水泥原料、玻璃熔劑、窯業(yè)、肥料、建筑與裝飾用石材、油漆、殺蟲劑與醫(yī)藥等各種用途。可用于建材、陶瓷、玻璃和耐火材料、化工以及農(nóng)業(yè)、環(huán)保、節(jié)能等領(lǐng)域。

特點(diǎn)研究有關(guān)于白云石的礦產(chǎn)報(bào)告可以在臺灣省礦物局《臺灣東部白云石大理石礦調(diào)查探勘報(bào)告》中詳細(xì)記載。劉新福(1980)在國立成功大學(xué)礦冶及材料科學(xué)研究所碩士論文_研究《臺灣東部白云石之潛變性質(zhì)》。梁建銓(1980)在國立成功大學(xué)礦冶及材料科學(xué)研究所碩士論文研究《花蓮縣清昌山白云石礦地下開采法設(shè)計(jì)》。臺大地質(zhì)科學(xué)系鄧茂華副教授在臺灣大學(xué)地質(zhì)研究所碩士論文中研究《臺灣東部和平至太魯閣地區(qū)大理巖穩(wěn)定碳氧同位素及礦物化學(xué)》，文中提到分析方解石大理巖碳氧同位素外，并利用白云石與方解石共生標(biāo)本，分別分析白云石與方解石同位素值，用以推斷二者平衡條件。

區(qū)別與保護(hù)白云石的主要成分為碳酸鎂鈣，摩氏硬度值（MOH）在3.5到4之間。

白云石礦主要成分為碳酸鈣和碳酸鎂。這種石材在外觀上看來非常接近石灰石，事實(shí)上，在發(fā)現(xiàn)石灰石沉積物的地區(qū)，也會經(jīng)常發(fā)現(xiàn)白云石。大多數(shù)白云石的沉積物含有一定比例的石灰石。區(qū)別白云石的重要依據(jù)是巖石中白云石礦物質(zhì)的含量不少于50%。另外，白云石是多孔性石材。因構(gòu)成白云石的化學(xué)成分對酸性物質(zhì)不敏感，白云石具有更佳的耐候性。

一般說來，人們通常用硬度測試法和酸性測試法這兩種方法來區(qū)別石灰石和白云石。

摩氏硬度測試法（MOH）是一種簡單的機(jī)械測試法，即用另外一種已知硬度的金屬來刮擦這種石材。由此測得白云石的硬度值介于3到4之間。而酸性測試法則是將稀釋后的鹽酸涂布到石材表面，石灰石反應(yīng)強(qiáng)烈，而白云石反應(yīng)不太明顯，表面會形成粉狀物。如果以上測試效果不明顯，則需要做實(shí)驗(yàn)室分析。若能知道石材的來源礦，則礦物質(zhì)種類和成分就會一清二楚了。

總的來講，大理石、石灰石和白云石這三種石材可以作為建筑材料交替使用。但即使是屬于同一類別的石材，其物理屬性也各不相同。在決定哪一種石材最適合使用前，要將石材的吸收性、密度和結(jié)構(gòu)上的完整性等因素全部考慮在內(nèi)。可以借鑒其他建筑物的石材使用情況。比如，一座有100年歷史的建筑物的外墻就可以作為外墻工程的參考。

石灰石的吸收性較強(qiáng)，鑒于這一特點(diǎn)，在用石灰石鋪設(shè)地面等區(qū)域時(shí)，要將亂涂亂寫等日后易出現(xiàn)的污染考慮在內(nèi)。在易受環(huán)境損壞、受重壓的區(qū)域要使用密度大且吸收性小的石材。

從歷史上的建筑物來看，白云石用作外墻表面，經(jīng)受風(fēng)化或侵蝕的能力比大理石和石灰石要強(qiáng)。因?yàn)槠浞浇馐可?，所以對大氣的污染（主要以酸為主）耐候性較強(qiáng)。

總的來說，大理石、白云石和石灰石都屬于材質(zhì)較軟的石材。因此在施工過程中以及日后的使用過程中都極易受到外界的污染，暴露出其耐污性差的弱點(diǎn)，如易受雨水、污垢等污染。較花崗石而言，這三種石材透水性高，更容易受到污染。為解決這一問題，最好的辦法就是對其進(jìn)行防護(hù)處理。

國際上普遍使用的是石材專用滲透性防護(hù)劑，其防護(hù)原理是防護(hù)劑滲透到天然石材的內(nèi)部，沉積于石材毛細(xì)孔內(nèi)部的微小顆粒之間，或附著于石材表面下的個(gè)體礦物分子上，以此來阻止水、油和污物進(jìn)入石材。滲透性防護(hù)劑可為水性和溶劑型，并且通常都含有硅、矽利康、甲基矽酸鹽或其他類似的硅化合物。滲透性防護(hù)劑也可分為兩類：防水型和防油型。防水型主要用來阻擋水和水劑的化學(xué)物品，像果汁飲料、咖啡、茶和蘇打水等。而防油型滲透性防護(hù)劑用來阻止水和油基液體滲入石材，如食用油、油脂和其它油類。防油型的滲透性防護(hù)劑同時(shí)具有防水功能，但防水性的產(chǎn)品則不一定能夠防止油性污染。

在用滲透性防護(hù)劑作防護(hù)處理時(shí)，需要考慮的一個(gè)因素是適選用了何種石材及其鋪設(shè)的位置。針對大理石、石灰石和白云石不同的性質(zhì)特點(diǎn)，我們應(yīng)根據(jù)情況采用不同的處理方法。比如說，日常使用的廚房大理石地面，選擇的防護(hù)劑一定要具有防油特性。而對于繁忙的酒店大堂地面，來往行人會留下許多腳印，很容易摩擦地面，這時(shí)為了保護(hù)表面的光澤度，除了需使用滲透性防護(hù)劑處理外，必要時(shí)還需涂布一層表面型的保護(hù)劑，甚至用拋光產(chǎn)品進(jìn)行地面的拋光。

此外，另一個(gè)需考慮的因素則是保養(yǎng)方式。如果白云石或大理石地面每日擦洗，受酸性化學(xué)物質(zhì)腐蝕損壞的可能性就較大。如果忽略了對地面的保養(yǎng)，污垢就會堵塞在石材的毛細(xì)孔中。若石材本身具有很高的亮度則光澤度有可能受到磨損。這樣，不管石材表面的防護(hù)處理效果多好，表面也會變臟、變暗。舉例來說，較繁忙的酒店大廳地面每天都定期打掃灰塵并用水擦洗，也許只需用一種可以被清除掉的表面型保護(hù)劑來處理即可。但如換成家中的客廳，則完全不需每天用清洗劑清洗，用防水性較好的滲透性防護(hù)劑作防護(hù)就可以了。

最后需要強(qiáng)調(diào)的是任何一種滲透性防護(hù)劑都不能在石材的最表面形成防護(hù)層，所以滲透性防護(hù)劑防護(hù)過的石材最好再進(jìn)行一次表面防護(hù)處理，即需要使用表面性保護(hù)劑，這樣石材才可真正算得上是得到了"雙層保護(hù)"。因?yàn)槿魏我环N石材的優(yōu)秀養(yǎng)護(hù)方式是不需要打蠟的，蠟質(zhì)層既不透氣，又容易發(fā)黏，容易使石材表面顏色變黃，而使用透氣性且不含蠟性物質(zhì)的表面型保護(hù)劑，即可使石材和防護(hù)層得到進(jìn)一步保護(hù)，又使石材保持天然的亮麗色澤，真可謂一舉三得。

在選擇石材前，其天然的亮麗表面也是一個(gè)不可忽視的因素。但是，一定要確保石材的物理屬性才是其使用的最大價(jià)值所在。只有將石材的全部特性考慮周全，您選擇的石材才能最大限度地發(fā)揮它們的裝飾實(shí)用性和美觀性。2

常用產(chǎn)物白云石磚由煅燒過的白云石砂制成的耐火材料制品。通常含氧化鈣(CaO)40%以上，氧化鎂(MgO)35%以上，還含有少量的氧化硅(SiO2)、氧化鋁(Al2O3)、三氧化二鐵(Fe2O3)等雜質(zhì)。天然白云石的CaO/MgO比波動較大，若磚中的CaO/MgO比小于1.39，則稱為鎂質(zhì)白云石磚。白云石磚按生產(chǎn)工藝可分為：焦油（瀝青）結(jié)合不燒磚、輕燒油浸磚和燒成油浸磚。白云石磚含游離CaO，在空氣中易于水化崩裂，不宜長期存放。

原料白云石是碳酸鈣和碳酸鎂的復(fù)鹽，分子式為CaCO3·MgCO3，六方晶系，比重2.80～2.99，莫氏硬度3.5～4.5，理論組成為CaO30.41%、MgO21.87%、CO247.72%，CaO/MgO比為1.39。中國白云石資源豐富，品質(zhì)優(yōu)良。21世紀(jì)以來，除采用天然白云石砂作制磚原料外，還用海水和石灰乳制得的合成鎂質(zhì)白云石砂，制造優(yōu)質(zhì)鎂白云石磚。

中國轉(zhuǎn)爐爐襯主要使用焦油結(jié)合的白云石磚和焦油結(jié)合的鎂質(zhì)白云石磚，有些工廠在易損部位使用輕燒油浸和燒成油浸鎂質(zhì)白云石磚。西歐和日本等國轉(zhuǎn)爐主要使用焦油結(jié)合熱處理的和燒成油浸的白云石磚和鎂質(zhì)白云石磚。此外，燒成油浸鎂質(zhì)白云石磚還用作某些爐外精煉爐的內(nèi)襯。

相關(guān)研究白云巖石不僅常與油氣藏共生，更與膏鹽或金屬礦床關(guān)系十分密切，而白云巖的形成仍具爭議，焦點(diǎn)為白云石化作用過程中Mg2+的來源問題。白云石化作用常與盆地的深部活動密切相關(guān)，一般受深部熱液活動控制；在白云石化作用較發(fā)育的盆地，其深部普遍存在一個(gè)中地殼低速-高導(dǎo)層。據(jù)流體包裹體均一溫度資料，發(fā)現(xiàn)白云巖形成的環(huán)境溫度高于方解石，且通常遠(yuǎn)高于正常的地層溫度。綜合研究認(rèn)為，盆地深部的中地殼低速-高導(dǎo)層是蛇紋石化橄欖巖，在蛇紋石化過程中釋放大量的Mg2+，含Mg2+熱液上升到盆地碳酸鹽巖中與CaCO3發(fā)生強(qiáng)烈的鎂交代，形成白云巖；熱液中因有鹵素F、Cl、Br及堿金屬K、Na、Li等而有鹽類沉淀，熱液中還含CO、CO2、H2等，它們在蛇紋石化的橄欖巖中可以發(fā)生費(fèi)-托合成反，合成烴類；蛇紋石化過程中釋放的Ni、Cr、Co、V等鐵族金屬是良好的催化劑。

本詞條內(nèi)容貢獻(xiàn)者為:

邱昆峰 - Research Fellow - Colorado School of Mines, USA