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白云石:擁有著神秘身世的礦物

昆明理工大學地學科普
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本期介紹的是來自于美國紐約塔卡霍的白云石標本,現(xiàn)收藏于昆明理工大學地學博物館,屬于世界巖礦系列標本。

白云石是一種碳酸鹽礦物,由法國的礦物學家和化學家Deodat Gratet de Dolomieu(1750-1801年)首次發(fā)現(xiàn)。在1789- 1790年間,Deodat到意大利東北部的南阿爾卑斯山脈進行地質調查,對暴露的鈣質巖石進行了描述分析時,發(fā)現(xiàn)這些巖石看起來很像石灰?guī)r,但與當?shù)厥規(guī)r不同的是,經過弱酸處理后不會產生劇烈氣泡。經研究發(fā)現(xiàn)造成這一現(xiàn)象的原因是由于這種巖石中含鎂元素。為紀念這一重要發(fā)現(xiàn),最初人們就用他的名字來命名這種巖石(白云巖)。盡管“Dolomite”一詞最先用于描述巖石,但它同時也用于指定主要礦物成分(白云石)以及首次描述白云巖所涉及的山脈—阿爾卑斯南麓的多洛米蒂山區(qū)。為了區(qū)分礦物和巖石,研究人員于1948年又引入了“Dolostone”特指白云巖(巖石),“Dolomite”用來指白云石(礦物)。

圖示來自美國紐約塔卡霍的白云石標本

白云石晶體呈菱面體,晶面常彎曲成馬鞍狀,三組菱面體解理完全,性脆,摩氏硬度3.5-4,聚片雙晶常見。集合體通常呈粒狀、塊狀。白云石中常有鐵、錳等元素替換鎂元素,當鐵或錳原子數(shù)超過鎂時,稱為鐵白云石或錳白云石。純白云石為云彩一般的白色,因含其他元素和雜質有時呈灰綠、灰黃、粉紅、黑等色調,風化后呈褐色。

白云石和方解石在外觀上看起來非常相似,二者都是碳酸鹽巖的主要組成礦物且常常相生相伴,但是可以通過它們與酸的反應來區(qū)分。方解石與弱酸反應顯著,釋放二氧化碳并產生氣泡并發(fā)出嘶嘶聲(泡騰)。白云石與冷稀鹽酸幾乎不發(fā)生反應,礦物粉末在冷稀鹽酸中緩慢反應。

圖示來自美國紐約塔卡霍的白云石標本細節(jié)

白云石在自然界中分布廣泛,是常見的造巖礦物,由它組成的最重要巖石類型為白云巖和白云質灰?guī)r。盡管如此,白云石的身世神秘,它的形成對地質學家來說是個難題。多年以來研究人員曾提出過多種白云石的成因方式,但幾乎沒有一種方式得到廣泛認可。針對它的成因,學術圈還有專門的術語來形容它—“白云石問題”(Fairbridge,1957),時至今日,我們對其成因的認識仍然有限,相關理論仍在不斷研究完善中。

白云石是一種用途非常廣泛的非金屬礦產,可以作為煉鋼時用的轉化爐的耐火內層、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。

白云石是地球上重要的鈣鎂資源,有著極其豐富的蘊藏量。我國白云石資源豐富,已探明的儲量能夠滿足經濟建設的需要,各礦床多已開發(fā)利用,產地遍布各省。

撰稿:朱俊、申岑、王雷

科學顧問:張世濤

拍攝:楊宇晨

海報:鄭弼尹