dolomite

CaMg[CO3]2三方晶系Mg　　　　(Fe)(Mn)No=1.679　 1.7651.743Ne=1.502　 1.5551.546(－)No-Ne=0.1770.2100.197图3-22 白云石光性方位和双晶纹方向化学组成 成分中常有Fe2＋代替部分Mg，当Fe2＋代替Mg达1:1时，称铁白云石（Ankerite）；成分中的Mn2＋也可连续代替Mg，一般白云石中含Mn O3%～4%，当Mn2＋大量代替Mg时，可过渡为锰白云石（Kutnahorite）。因此广义的白云石成分可写成Ca (Mg,Fe,Mn)[CO3]2。白云石可含有少量Co和Zn。结晶特点 晶体呈菱面体状，菱形晶面常弯曲呈马鞍形，但自形程度往往比方解石好，故其晶体常较自形。集合体为粒状、肾状。｛1010｝解理完全，薄片中常见两组斜交的菱形解理，解理面常弯曲。此外，还见｛0221｝裂理。光性特征 无色，或白色，含铁则成黄褐色，薄片中无色，有时呈混浊灰色，含铁时呈黄褐或褐色。常具自形的菱形切面（照片106），在沉积岩中可见环带构造，或“雾心亮边”，中心混浊，而边部干净、明亮（这可能与方解石的白云石化有关，照片107）。白云石具明显的闪突起，No方向为正高突起，而Ne方向则为负低突起。随含铁量的增加，折射率和双折射率增大，如表3-8所示。高级白干涉色（照片108）。一轴晶负光性。因应力作用，有时出现小的光轴角。白云石沿 可见聚片双晶，且双晶纹平行于菱形解理的短对角线（照片108）。双晶不如方解石常见，但多在变质岩或经变质的白云质岩石中见到白云石的双晶。富铁白云石常氧化为暗褐色，具环带状构造（照片109）。表3-8 白云石变种的主要光学数据鉴别特征 白云石以其高级白干涉色和菱形解理，区别于其他矿物。白云石的菱形解理面常弯曲是其特征。白云石与方解石的区别是：若二者同在一薄片中，白云石常呈自形晶、其折射率较大、双晶纹常平行菱形解理的短对角线（照片108），而方解石的双晶纹平行菱形解理的长对角线；当晶体为粒状并具有两组双晶纹时，白云石的Ne＇（其方位的确定见方解石一节）在锐角内，而方解石在钝角内；在变形岩石中，白云石的光轴（C）近于平行应力之一；白云石与方解石的鉴别还可用染色法，以及X光分析等，油浸法测Ne＇也是鉴别方法之一（见表3-7和3-8）。产状及其他 白云石分布较广，是白云岩、白云质灰岩、白云石大理岩的主要矿物成分，有时也组成生物的骨骼。在变质作用的较高阶段，白云石可分解形成方镁石。热液脉中的白云石常与黄铜矿、方铅矿、闪锌矿共生，或与萤石、重晶石、菱铁矿、石英共生。在一些蛇纹岩或含滑石的岩石中白云石与菱镁矿共生。碱性侵入岩石中也有次生矿物白云石。白云石主要用于建筑、化工、玻璃、冶金等工业的耐火材料和熔剂。有的白云石可作为提取镁的原料。

dolomite stone是指白云石，白云石可以作为炼钢时用的转化炉的耐火内层、造渣剂、水泥原料、玻璃熔剂、窑业、肥料、建筑与装饰用石材、油漆、杀虫剂与医药等各种用途。可用于建材、陶瓷、玻璃和耐火材料、化工以及农业、环保、节能等领域。拓展小知识：白云石是碳酸盐矿物，分别有铁白云石和锰白云石。它的晶体结构像方解石，常呈菱面体。遇冷稀盐酸时会慢慢出泡。有的白云石在阴极射线照射下发橘红色光。白云石是组成白云岩和白云质灰岩的主要矿物成分。

白云岩是主要由结晶粗粒状的白云石矿物组成的沉积碳酸盐岩，常含石英、长石、方解石和黏土矿物（图9.17）。呈灰白色，性脆硬度低，用铁器易划出痕迹，遇稀盐酸缓慢起泡或不起泡，外貌虽与石灰岩很相似，但更为坚韧。由于含镁较多，白云岩易风化为白色粉末，岩石表面呈砂粒状，手摸有砂感。白云岩中的化石大多数已白云石化，所以岩石的结构和化石的生物构造粗糙而模糊，观赏价值普遍不高，我国元古宙和震旦纪地层中的白云岩中常含有藻类化石和叠层石，但有时也可得到完整清晰、带有一定意境的化石观赏石，如泥晶白云岩中偶尔可见壳瓣完整、纹饰明显的介形类化石。

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CaMg[CO3]2三方晶系透明矿物薄片鉴定手册图3-22 白云石光性方位化学组成 成分中常有Fe2+代替部分Mg，当 Fe2+代替 Mg 达 1：1 时，称铁白云石(Ankerite)；成分中的Mn2+也可连续代替Mg，一般白云石中含MnO 3%～4%，当Mn2+大量代替Mg时，可过渡为锰白云石(Kutnahorite)。因此广义的白云石成分可写成Ca(Mg、Fe、Mn)[CO3]2。白云石可含有少量Co和Zn。结晶特点 晶体呈菱面体状，菱形晶面常弯曲呈马鞍形，但自形程度往往比方解石好，故其晶体常较自形。集合体为粒状、肾状。{ }解理完全，薄片中常见两组斜交的菱形解理，解理面常弯曲。此外，还见{ }裂理。光性特征 无色，或白色，含铁则成黄褐色，薄片中无色，有时呈混浊灰色，含铁时呈黄褐或褐色。常具自形的菱形切面(照片106)，在沉积岩中可见环带构造，或“雾心亮边”，中心混浊，而边部干净、明亮(这可能与方解石的白云石化有关，照片107)。白云石具明显的闪突起，No方向为正高突起，而Ne方向则为负低突起。随含铁量的增加，折射率和双折射率增高，如表3-8所示。高级白干涉色(照片108)。一轴晶负光性。因应力作用，有时出现小的光轴角。白云石沿( )可见聚片双晶，且双晶纹平行于菱形解理的短对角线(照片108)。双晶不如方解石常见。多在变质岩或经变质的白云质岩石中见到白云石的双晶。富铁白云石常氧化为暗褐色，具环带状构造(照片109)。表3-8 白云石变种的主要光学数据鉴别特征 白云石以其高级白干涉色和菱形解理，区别于其他矿物。白云石的菱形解理面常弯曲是其特征。白云石与方解石的区别是：若二者同在一薄片中，白云石常呈自形晶、其折射率较大、双晶纹常平行菱形解理的短对角线(照片108)，而方解石的双晶纹平行菱形解理的长对角线；当晶体为粒状并具有两组双晶纹时，白云石的Ne′(其方位的确定见方解石一节)在锐角内，而方解石在钝角内；在变形岩石中，白云石的C轴近于平行应力方向，而方解石则垂直于应力方向；白云石具有“雾心亮边”的环带构造也是特点之一。白云石与方解石的鉴别还可用染色法，以及X光分析等，油浸法测Ne′也是鉴别方法之一(见表3-7和3-8)。产状及其他 白云石分布较广，是白云岩、白云质灰岩、白云质大理岩的主要矿物成分，有时也组成生物的骨骼。在变质作用的较高阶段，白云石可分解形成方镁石。热液脉中，白云石常与黄铜矿、方铅矿、闪锌矿共生，或与萤石、重晶石、菱铁矿、石英共生。在一些蛇纹岩或含滑石的岩石中白云石与菱镁矿共生。碱性侵入岩石中也有次生矿物白云石。白云石主要用于建筑、化工、玻璃、冶金等工业的耐火材料和熔剂。有的白云石可作为提取镁的原料。

【化学组成】CaMg［CO3］2。CaO含量为30.41%，MgO含量为21.86%，CO2含量为47.33%。成分中的Mg可被Fe，Mn，Co，Zn替代；Ca可被Pb，Na替代。其中，Fe能完全代换Mg，当Fe＞Mg时称铁白云石（Ankerite）；Fe与Mn的替代有限，富Mn时称锰白云石（Kutnohorite）；富Pb，Co，Zn者分别称铅白云石、钴白云石、锌白云石。【晶体结构】三方晶系；方解石型结构的衍生结构（图20-5）； 。菱面体晶胞：arh=0.6061nm；a=47°37′；Z=1；六方晶胞：ah=0.4861nm，ch=1.601nm；Z=3。图20-5 白云石晶体结构白云石中的Ca2+和Mg2+均占据方解石型结构中Ca2+的位置，但Ca2+和Mg2+在垂直3次轴方向上分别成层交替排列，导致白云石的对称程度低于方解石；若Fe，Mn代替Mg，可导致白云石晶胞增大图20-6 白云石晶体形态（a—据潘兆橹等，1993；b—马鞍状形态据Sadebeck，1876）菱面体r｛ ｝，m｛ ｝；六方柱a｛ ｝【形态】对称型 。晶体常呈菱面体，晶面常弯曲成马鞍状（图20-6），镜下见马鞍形者具晶畴相嵌结构。常依｛0001｝，｛ ｝，｛ ｝，｛ ｝及｛ ｝形成双晶；其中，｛ ｝双晶纹平行于菱面体解理面长、短对角线，为机械滑移双晶（图20-6）。集合体常呈粒状或致密块状，有时呈多孔状和肾状。【物理性质】无色或白色，含铁者黄褐色，含锰者略显红色；玻璃光泽；透明。硬度3.5～4；解理｛ ｝完全，解理面常弯曲；性脆。相对密度2.85，随Fe，Mn，Pb，Zn含量增多而增大。有的用阴极射线照射发橘红光。【成因及产状】自然界分布广泛，主要有沉积和热液两种成因，也是岩浆成因碳酸岩的主要组成矿物。在高级变质作用中可被分解成方镁石和水镁石。【鉴定特征】马鞍状晶形，平行解理面对角线的双晶纹，遇冷盐酸不剧烈起泡。【主要用途】用作耐火材料及高炉炼铁的熔剂；部分可作提取镁的原料。白云石大理岩可作建筑石材。

一、概述白云岩是一种碳酸盐岩，主要由白云石组成，含少量的方解石、粘土矿物、燧石、菱镁矿，有时含有石膏、硬石膏、天青石、重晶石、黄铁矿和有机质等，其物理化学性质列于表3-14-1。白云岩的颜色随地质环境、沉积条件有很大差异，一般为灰白色，在外貌上与石灰岩相似。在石灰岩与白云岩之间按方解石、白云石的比例不同可以划分出一些过渡类型岩石，如含灰云岩等。一般称为白云岩的是指方解石含量在5%以下的较纯白云岩，其中质量合乎工业要求者称为白云石矿。表3-14-1　白云石的物理化学性质白云石加热到700～900℃时分解为二氧化碳和氧化钙、氧化镁的混合物，称苛性镁云石，易与水发生反应。当白云石经1500℃煅烧时，氧化镁成为方镁石，氧化钙转变为结晶α-CaO，结构致密，抗水性强，耐火度高达2300℃。二、白云岩矿床（石）类型、工业要求1.白云岩矿床类型白云岩矿床属沉积矿床，其成因类型又分为海相白云岩矿床和潟湖相白云岩矿床，各类型矿床的特征见表3-14-2，具有工业价值的矿床多为海相白云岩矿床。表3-14-2　各类白云岩矿床的地质特征2.工业要求工业对白云岩的质量要求按其用途不同而有差别：（1）冶金耐火材料工业冶金耐火材料炉衬和熔剂用白云岩的一般化学成分要求，列于表3-14-3。冶金工业制造耐火材料用的白云岩，要求矿石中所含CaO和MgO越高越好，酸不溶物要低。其质量要求，列于表3-14-4、表3-14-5。表3-14-3　冶金用白云岩一般化学成分要求表3-14-4　冶金部炉衬用白云石质量标准（YB2415—81）表3-14-5　冶金部耐火材料及冶金用白云石的质量标准（YB2415-81）冶金部部颁标准不仅对白云石的质量做了规定，还对煅烧耐火材料和熔剂用的白云石块度提出了要求：煅烧耐火材料白云石一般为40～80mm，熔剂用白云石则以20～60mm为宜。（2）建筑工业建筑材料工业用的白云岩质量要求，见表3-14-6。表3-14-6　建筑材料工业用白云岩质量要求（3）提炼金属镁和制钙镁磷肥用提炼金属镁和制钙镁磷肥用白云岩的质量要求，见表3-14-7。表3-14-7　提炼金属镁和制钙镁磷肥用白云岩质量要求（4）白云岩矿床开采技术条件的一般要求我国的白云岩矿山目前多为露天开采。其开采技术条件一般要求见表3-14-8。表3-14-8　白云岩矿床开采技术条件一般要求三、白云岩资源概况白云岩资源丰富，无论国外或国内都有，但各地（国）情况也不尽相同。我国白云岩矿床分布在碳酸盐岩岩系中，时代愈老的地层赋存的矿床愈多，且多集中于震旦系地层中。如东北的辽河群、内蒙古的桑干群、福建的建瓯群中都有白云岩矿床产出。其次，震旦系、寒武系中白云岩矿床也较广泛，如辽东半岛、冀东、内蒙古、山西、江苏等地也有大型矿床产出。石炭系、二叠系中的白云岩矿床多分布于湖北、湖南、广西、贵州等地。我国白云岩资源丰富，已探明的储量能够满足经济建设的需要。各矿床多已开发利用。产地遍布各省、自治区，其中尤以辽宁营口大石桥、海城一带产量最多。河南省白云岩资源十分丰富，含矿层位主要有秦岭群岭沟组，分布在西峡、南召、桐柏一带；苏家河群浒湾组，分布在桐柏北，大别山北麓；管道口群，分布在卢氏、灵宝、栾川北部；上寒武统，为主要产出层位，分布于三门峡鲁山一线以北尤其是太行山、嵩山地区；下奥陶统，分布于太行山地区。林州市上坡白云岩矿、新安杨岭山白云岩矿、卢氏八宝山白云岩矿规模大、品级高，还有多个地区白云岩资源丰富，品级高，能够满足经济建设的需要。四、白云岩的主要用途及加工技术白云石广泛用于建材、陶瓷、焊接、橡胶、造纸、塑料等工业中。另外在农业、环保、节能、药用及保健等领域也得到了应用。（1）农业白云石可以用做土壤酸度的中和剂，亦可中和因使用尿素一类肥料而造成的酸性，使用它能补偿由于农作物吸收而带来的土壤中钙和镁的损失，使农作物增产15%～40%，因此，被广泛用于制作钙镁磷肥、钾镁肥、碳灰铵肥料等；方解石质白云石经处理后的农用石灰，可作为农药来防治害虫。白云石可作为动物饲料添加剂。（2）建材工业白云岩经适当煅烧后，可加工成白云灰，它具洁白、强粘着力、凝固力及良好的耐水、隔热性能、适于做内、外墙涂料。水泥中加入40%（以质量计）以下的白云石可以加速水泥的水化速度。将与100份MgO等当量的半烧白云石加到溶有100份氯化镁和1份六偏磷酸钠的30ml水中，可制成高性能的氯氧化镁水泥。此外，利用白云石还可生产硫酸氧化镁水泥，过烧石灰硅酸盐砖，处理石膏制品和木制品的裂缝。白云岩还可直接用来做建筑材料。（3）玻璃陶瓷工业除硅砂和苏打粉外，石灰石和白云石是玻璃原料中的第三大组分，这种用途要求白云石中的铁含量（Fe2O3）为0.002%～0.005%；在瓶罐玻璃生产中，加入白云石可降低苏打粉的用量，以降低生产成本。陶瓷的坯料以及釉料中亦可采用白云石。（4）化学工业白云石主要用于生产硫酸镁、轻质碳酸镁等化工原料。30%的稀硫酸和白云石按一定比例混合、反应、分离浓缩，在温升条件下使硫酸钙沉析，所获硫酸镁溶液冷却结晶，即得硫酸镁（MgSO4·7H2O）。从海水中提取Mg（OH）2，当用煅烧白云石做沉淀剂时，也同时回收了白云石中的MgO，使产量增加。白云石经煅烧、消化、碳化，过滤分离，得重镁水，再加热分解过滤，得轻质碳酸镁[xMgCO3·yMg（OA）2·zH2O]。轻质碳酸镁分解得轻质氧化镁，用它可烧制高纯镁砂。（5）冶金耐火材料工业白云岩在冶金工业中主要用做熔剂、耐火材料、提炼金属镁和镁化物。从白云石中提取金属镁，其用量为：生产每吨镁需白云石15～18t。在炼钢中，白云石作为镁质造渣剂，可与熔融的杂质如Si、Al、S、P反应形成易于与钢水分离的炉渣，提高了炉衬的寿命；白云石还可用来补炉，一座大型平炉每年可消耗喷补级白云石25～500t。白云石耐火材料主要用于炼钢炉中，以及用于炉外精炼装置、水泥窑等热工设备中，这是因为白云石资源丰富、成本低，同时也是净洁钢的要求。（6）过滤材料及水处理剂水处理用白云石过滤材料，是由白云石烧制而成。这类用途市场潜力极大，特别是从饮用水到工业用水、游泳池用水等的中和，以及以除去铁、锰、硅酸盐为目的的新用途研究，都在积极进行中。河南省白云岩开发利用已有一定的规模和水平，年开采量在80万t左右，其中建筑用60余万t，冶金用20万t（含冶炼金属镁用5～7万t）。

一、概述白云岩是一种以白云石为主要矿物成分的碳酸盐岩，含少量的方解石、粘土矿物、石膏等杂质。颜色一般为灰白色，外貌类似石灰岩，当滴稀盐酸时微弱发泡或不发泡，风化表面呈糖粒状并有刀砍状溶沟，可与石灰岩相区别。二、矿物性质白云岩的物理性质：白云石的晶体呈菱面体，颜色以灰白色为主，或略带浅黄、浅红、浅褐色，玻璃光泽，白色条痕，密度为2.8～2.9g/cm3，硬度为3.5～4.0。白云岩的化学性质：白云岩是钙和镁碳酸盐的化合物，其化学式为CaCO3·MgCO3。从理论上讲，纯白云岩含CaO 30.4%、MgO 21.7%。典型矿区白云石的化学成分见表2-55-1。三、用途白云岩的主要用途有下述几方面。1）在冶金工业中用作冶金熔剂及耐火材料，有时用作提炼金属镁的原料。2）在化学工业中用来制碱、含水碳酸镁和硫酸镁。3）在建材工业中用来制造高镁水泥，作铸石原料，用作玻璃和陶瓷的配料。4）在农业中用来制造钙镁磷肥和土壤酸度中和剂。5）在畜牧业中用作饲料添加剂。6）在环保工业中作水的过滤和处理材料、矿井降粉尘的防燥材料；在燃煤中添加白云石粉可解决烟气脱硫问题。7）一定粒度的白云石碎石可作水磨石的原料。8）可作橡胶、涂料等的填料。表2-55-1 中国部分地区白云石的化学成分（wB/%）四、地质特征白云岩矿床产于海相碳酸盐岩-硫酸盐岩建造中，与石灰岩、泥灰岩、天青石、石膏、岩盐、杂卤石等矿床形成成矿系列。从成因上看，白云岩矿床系沉积矿床，可细分为海相沉积型和潟湖相沉积型白云岩矿床两类，其中以海相沉积型白云岩矿床最具工业价值。海相沉积型白云岩矿床一般产于石灰岩的顶部，有时与石灰岩、石膏互层产出，矿体呈层状或透镜状，厚几米至几十米，长几十米至几百米。矿石致密块状，质量较好。这种矿床在湖北、湖南、广西、贵州等地分布较广，以石炭系中产出较多，三叠系中也有产出。贵州水城堰塘白云岩矿床产于下中三叠统中。矿床赋存于中三叠统关岭组四段中下部。底板为关岭组三段的石灰岩夹泥质灰岩，顶板为关岭组四段上部的灰色白云质石灰岩。矿层由浅灰色白云岩和红色块状泥晶白云岩组成，长1200 m，浅灰色白云岩矿层厚100～200 m，红色白云岩矿层厚140～180 m。矿区为一向斜构造。矿石质量好，MgO含量一般为21%左右，CaO含量为30%～31%，SiO2小于0.5%，SO3小于0.05%，P2O5小于0.008%，酸不溶物含量小于0.5%。其他矿床的简单地质特征归纳于表2-55-2。表2-55-2 中国白云岩矿床的地质特征五、矿床分布我国白云岩矿床分布在碳酸盐岩系中，时代愈老的地层赋存的矿床愈多，且多集中于前震旦系地层中，如东北的辽河群、内蒙古的桑干群、福建的建瓯群中都有白云岩矿床产出。其次，震旦系、寒武系中白云岩矿床也比较广泛，如辽东半岛、冀东、内蒙古、山西、江苏等地也有大型矿床产出。石炭系、二叠系中的白云岩矿床多分布于湖北、湖南、广西、贵州等地。我国白云岩资源丰富，各矿床都已开发利用，产地遍布各省，其中尤以辽宁营口大石桥、海城一带产量最多。六、可供资源根据国土资源部《全国矿产资源储量通报》，全国共探明白云岩矿床243个，其中用于冶金的白云岩矿床216个，查明资源储量87×108t；用于玻璃的白云岩矿床19个，查明资源储量13027×104t；用于化工的白云岩矿床8个，查明资源储量26493×104t，详见表2-55-3。根据近年来白云岩的产供销情况和对今后十年供需的预测，白云岩矿产资源可以满足生产需要。表2-55-3 中国白云岩矿床查明资源储量的情况（据国土资源部《全国矿产资源储量通报》，2005）