矿物介绍
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矿物简介
       云母是一种造岩矿物,通常呈假六方或菱形的板状、片状、柱状晶形。颜色随化学成分的变化而异,主要随Fe含量的增多而变深 。云母的特性是绝缘、耐高温、有光泽、物理化学性能稳定,具有良好的隔热性、弹性和韧性,又有被剥成具有弹性的透明薄片的性能。在工业上用得最多的是白云母,其次为金云母。其广泛的应用于建材行业、消防行业、灭火剂、电焊条、塑料、电绝缘、造纸、沥青纸、橡胶、珠光颜料等化工工业。
       云母普遍存在多型性 ,其中属单斜晶系者常见 ,其次为三方晶系,其余少见。云母族矿物中最常见的矿物种有黑云母、白云母、金云母、锂云母、绢云母等 。 云母通常呈假六方或菱形的板状、片状、柱状晶形。颜色随化学成分的变化而异,主要随铁含量的增多而变深 。白云母无色 透 明或呈浅色 ;黑云母为黑至深褐、暗绿等色;金云母主要呈黄色、棕色、绿色或无色;锂云母呈淡紫色、玫瑰红色至灰色 。 玻璃光泽 ,解理面上呈珍珠光泽。莫氏硬度一般2~3.5 ,比重 2.7~3.5 。平行底面的解理极完全。白云母是分布很广的造岩矿物之一,在三大岩类中均有产出。 泥质岩石在低级区域变质过程中可以形成绢云母,变质程度稍高时,成为白云母。 酸性岩浆结晶晚期以及伟晶作用阶段,均有大量白云母生成。由高温至中低温的蚀变作用过程中,也能生成。所谓云英岩化是高温蚀变作用之一,能形成大量白云母。所谓绢云母化作用是中低温蚀变作用之一,能形成大量绢云母。白云母风化破碎成极细的鳞片,既可以成为碎屑沉积物中的碎屑,也可以是泥质岩的矿物成分之一。
       白云母和金云母都同时具有良好的绝缘性,且耐高温、有光泽、物理化学性能稳定(抗酸、抗碱和耐压),具有良好的隔热性、弹性和韧性,又有被剥成具有弹性的透明薄片的性能。因而被广泛用来制作电子、电气工业上的绝缘材料。云母碎片和粉末用作填料等,锂云母还是提取锂的主要矿物原料。
       云母矿物由于晶体大,色彩艳丽,很早就被人类利用。中国古籍中对其称谓记载就有:花皮连、天冰、天皮、地金、老刮金、千层纸、元面、云米赤及雄黑等。敦煌莫高窟中唐112窟所用的颜料闪光发亮,经X射线衍射分析,是天然白云母经细碎研磨而成。显色效果极佳。
       虽然中国很早就已认识和利用白云母和金云母,但对云母矿床正规的勘查工作是在中华人民共和国建立以后,从1952年开始相继对四川丹巴及内蒙古土贵乌拉的白云母矿床进行了普查勘探并取得了较好成果。1958年在山西繁峙召开了全国云母会议,决定大力开展云母的普查勘探工作,当年,新疆阿勒泰云母矿床的发现,在中国云母资源的开发方面起了很大作用,同时也为云母矿床的普查勘探工作积累了经验。随后,江苏东海镁硅白云母矿床的发现并被工业所利用,在中国增添了新的工业云母种属。内蒙古乌拉山、大别山、秦岭、辽宁、四川及云南等地的云母矿床相继发现,扩大了云母资源。80年代以来,建材、地矿等部门开展 对碎云母、绢云母矿的普查。迄今为止,河北灵寿的鲁柏山村是中国最大的碎云母和黑云母最大的生产和加工地。经详查,探明了河北灵寿谭庄乡山门口碎云母矿,在内蒙古、辽宁、湖北等地发现绢云母矿点,在碎云母和绢云母的工业应用研究方面也取得了进展。
       中国在20世纪50年代至70年代中期,曾将白云母、金云母列为战略资源,最早开采的是四川丹巴云母矿,以后新疆、内蒙古、山西、河北、山东、河南、陕西、云南等省、自治区的云母矿相继开采。主要国有矿山有新疆阿勒泰、四川丹巴、内蒙古土贵乌拉等矿山,还有上百个县办、乡镇及个体矿山。1978年前,工业原料云母的年产量为1 700~2 500t,1978年后,产量逐年下降,原因是云母消费结构发生了根本变化所致。
 
性质结构
      【矿物组成】云母属于铝硅酸盐矿物,具有连续层状硅氧四面体构造。云母多为单斜晶系,呈叠板状或书册状晶形,发育完整的为具有六个晶体面的菱形或六边形,有时形成假六方柱状晶体。云母具有完善的解理,可以剥分。理论上白云母能剥分成10 左右,金云母可剥分成5 或10 左右的薄片。云母晶体的隐伏解理,即为打象和压象。
       云母分为三个亚类:白云母、黑云母和锂云母。白云母包括白云母及其亚种(绢云母)和较少见的钠云母;黑云母包括金云母、黑云母、铁黑云母和锰黑云母;锂云母是富含氧化锂的各种云母的细小鳞片。工业上尤其是电气工业中常用的是白云母和金云母。
       白云母的化学式为KAl2(AlSi3O10)(OH)2,其中SiO2 45.2%、Al2O3 38.5%、K2O 11.8%、H2O 4.5%,此外,含少量Na、Ca、Mg、Ti、Cr、Mn、Fe和F等。
       白云母伟晶岩矿石的主要矿物为微斜长石、长石、石英和白云母等,次要矿物为黑云母、铁铝榴石、电气石、磷灰石、绿柱石和钛铁矿等。
       金云母的化学式为KMg3(AlSi3O10)(F, OH)2,其中K2O 7~10.3%、MgO为21.4~29.4%、Al2O3为10.8~17%、SiO2为38.7~45%、H2O为0.3~4.5%,含少量Fe、Ti、Mn、Na和F等。
       金云母矿床矿脉中经常出现磷灰石、透闪石、透辉石、方解石、碳酸盐岩和微斜长石等矿物。
碎细白云母矿床白云母一般占50~70%,钾长石及石英占10%左右,微量矿物为磁铁矿和褐铁矿。
      【理化性质】白云母薄片一般无色透明,但往往染有绿、棕、黄和粉红等色调;玻璃光泽,解理面呈珍珠光泽。金云母通常呈黄色、棕色、暗棕色或黑色;玻璃光泽,解理面呈珍珠或半金属光泽。白云母的透明度为71.7~87.5%,金云母为0~25.2%。白云母莫氏硬度为2~2.5,金云母为2.78~2.85;白云母的弹性系数为(1475.9~2092.7)×106Pa(15050~21340kg/cm2),金云母的为(1394.5~1874.05)×106Pa(14220~19110kg/cm2 )。
金云母化学成份:SiO2 36-45%,Al2O3 10-18%,MgO 19-27%,K2O 7-10%,H2O<1%。金云母的密度(g/cm3) 2.7-2.9,透明度(%) 0-25.5,莫氏硬度2.78-2.85,黄棕色,折射率1.6-1.55,弹性系数(106Pa) 1394.5-1874.05。
       云母的物理性能主要取决于云母晶体的大小,由解理和硬度决定的剥分性以及云母的颜色透明度和弹性等。 工业云母多呈叠板状或书册状晶形,晶体大小不等,厚度从几毫米到几十厘米,一般只要晶体有效面积大于或等于4cm2,就具有直接利用价值。当然晶体面积越大,价值越高。云母的剥分性能由云母的解理和硬度所决定。云母独特的晶体结构,使其具有一组极完全的底面解理,这成为工业云母技术加工剥分的重要性能。理论上白云母能剥分到10 左右,金云母可剥分到5—10 左右,因此,白云母和金云母可按工业要求,剥分任意厚度的平整薄片,以满足电器、电子工业对云母的要求。云母的硬度均较低,白云母为2—2.5,镁硅白云母为2.37,金云母为2.78—2.85。云母的硬度越大,越难剥分。白云母、镁硅白云母的剥分性能较好,金云母略差。云母的颜色特征常用来表征云母的绝缘性能,工业云母一般以浅色白云母为好,金云母次之,黑云母的绝缘性能最差。白云母的弹性系数为15346—21760bar,金云母为14500—19480bar,工业上利用云母作绝缘材料时,对其弹性有严格的要求。
       云母绝缘性能的优劣,是决定其工业利用价值的最主要的因素,云母绝缘性能由云母的电气性能所决定,通过测试击穿电压和击穿强度等确定云母的电气性能。据我国各矿区云母的测试结果统计,当云母片厚为0.015mm时,平均击穿电压2.0—5.7kV,击穿强度为133—407kV/mm。我国某些白云母加热在100~600℃时,弹性和表面性质均不变;在700~800℃后,脱 水、机械、电气性能有所改变,弹性丧失,变脆;在1050℃时,结构破坏。金云母在700℃左右时,电气性能较白云母好。
      【矿床类型】工业云母矿床分为白云母矿床和金云母矿床两大类,每一大类可各分为两个亚类,另外还有碎细云母矿床。矿床类型及地质特征如下:
       1、白云母、金云母矿床:
       (1)花岗伟晶岩型白云母矿床
       矿床多产在角闪岩相变质岩地区,含云母伟晶岩脉普遍发育混合岩化和花岗岩化,围岩是各种富铝、硅的片麻岩、变粒岩或片岩。矿脉带常成群出现,构成伟晶岩带或伟晶岩田。按伟晶岩的组构和含矿性可分为:①结晶型白云母伟晶岩:岩脉内白云母呈巨晶,片较大,面积可达 60—100cm2,从中可获取大片的白云母,且云母片的剥分性能良好;②交代分异型稀有金属素白云母伟晶岩:云母晶体一般较小,但透明度较好,杂质含量低,且其中伴生的含稀有元素矿物如绿柱石、铌钽铁矿、电气石、锂云母等可综合利用。世界上有工业价值的白云母矿床基本上产于以上两种伟晶岩中。
       (2)伟晶岩接触交代型镁硅白云母矿床
       我国的镁硅白云母K2{(Fe2+Mg)(Fe3+Al)3(Si7AlO20)(OH)4}矿床位于江苏东海。矿床赋存在深大断裂带并有榴辉岩产出的变质岩地区。含镁硅白云母伟晶岩脉在榴辉岩、角闪片岩和片麻岩中均有产出。但主要的工业矿体产于榴辉岩中。镁硅白云母的电气性能完全符合工业要求,为我国增添了新的工业云母种属。
       (3)镁碳酸盐矽卡岩型金云母矿床
       矿床多分布在太古代、元古代或古生代的结晶片岩、片麻岩及大理岩中。矿区内花岗岩发育,常伴生有交代作用产生的一系列杂岩体,如方柱石-透辉石岩、透辉石-金云母岩等。我国这一类型矿床很多,如大同、通化、镇平和内蒙古的许多矿区均属此类型。
       (4)超基性-碱性杂岩体型金云母矿床
       矿床产于超基性-碱性杂岩体中。杂岩体面积由几十到千余平方公里,且具有环带构造。该类矿床规模较大,金云母可达几百万吨,含矿率较高,每立方米云母含量可达几百千克至1吨,云母晶片面积可达5—6m2。矿床上部因水化作用形成的蛭石,也可开采利用。这一类型是近年来新发现的一种金云母矿床,从金云母储量、规模和远景来看,都有很高的工业利用价值。在原苏联,它已成为金云母的重要来源,但到目前为止,在我国尚未发现该种类型的金云母矿床。
       2、碎细云母矿床:
       (1)白云母钾长石片麻岩型碎片白云母矿床
产于阜平群弯子组下段,白云钾长片麻岩夹中粗粒浅粒岩及黑云二长片麻岩,共见有四层矿,平均厚1.6m,含矿率56~68%,片径一般小于10mm,多为5mm左右。
       (2)云母片岩型碎云母矿床赋存于云母片岩中。
       (3)云母伟晶岩型碎云母矿床
       伟晶岩已风化,矿石中白云母含量为14~16%,其它矿物有石英、长石、黑云母等。
 
用途作用
       在工业上用得最多的是白云母,其次为金云母。其广泛的应用于建材行业、消防行业、灭火剂、电焊条、塑料、电绝缘、造纸、沥青纸、橡胶、珠光颜料等化工工业。超细云母粉作塑料、涂料、油漆、橡胶等功能性填料,可提高其机械强度,增强韧性、附着力抗老化及耐腐蚀型等。除具有极高的电绝缘性、抗酸碱腐蚀、弹性、韧性和滑动性、耐热隔音、热膨胀系数小等性能外,又率先推出片体二表面光滑、径厚比大、 形态规则、附着力强等特点。 工业上主要利用它的绝缘性和耐热性,以及抗酸、抗碱性、抗压和剥分性,用作电气设备和电工器材的绝缘材料;其次用于制造蒸汽锅炉、冶炼炉的炉窗和机械上的零件。 云母碎和云母粉可以加工成云母纸,也可代替云母片制造各种成本低廉、厚度均匀的绝缘材料。
       药用:云母,味甘,性平,主治肌肉像死人一样没感觉。伤于风邪而发冷发热,如同身体坐在船上,头晕目眩,具有砌除风邪,充实五脏,增加生育能力,使眼睛明亮,久服身体轻便灵巧,延长寿命。又名云珠、云华、云英、云液、云砂、磷石,产于山中深谷处。
       云母具有较高的绝缘强度和较大的电阻、较低的电介质损耗和抗电弧、耐电晕等优良的介电性能,而且质地坚硬,机械强度高,耐高温和温度急剧变化并具有耐酸碱等良好的物化性能,因此,广泛用于无线电工业、航空工业、电机制造,它还广泛用于涂料、油漆、塑料、油毡、造纸、油田钻井、装饰化妆等行业,在油漆中可减少紫外线或其它光和热对漆膜的破坏,增加涂层的耐酸、碱和电绝缘性能,提高涂层的抗冻性、抗腐蚀性、坚韧性和密实性、降低涂层的透气性,防止斑点和龟裂。云母粉还可用在屋面材料中,起防雨保暖、隔热等,云母粉与矿棉树脂涂料混合,可做混凝土、石材、砖砌外墙的装饰作用,云母碎用于油毡,管道砂浆,胶结剂;在橡胶制品中,云母粉可做润滑剂、脱膜剂,以及做高强度的电绝缘和耐热、耐酸碱制品的填充剂。云母还可做云母纸,云母板、云母陶瓷,珠光云母颜料、云母熔铸制品等。
       工业上主要利用它的绝缘性和耐热性,以及抗酸、抗碱性、抗压和剥分性,用作电气设备和电工器材的绝缘材料;其次用于制造蒸汽锅炉、冶炼炉的炉窗和机械上的零件。云母碎和云母粉可以加工成云母纸,也可代替云母片制造各种成本低廉、厚度均匀的绝缘材料。
 
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