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磷灰石怎么认:硬度 5、六方柱与不起泡三条定案

花岗岩的新鲜断面上,常插着一根根淡绿色的小柱,细看有六个侧面,顶端是个小锥面,像一截截玻璃棒。有人说是绿柱石,有人说是石英,还有人说像方解石。它其实软到小刀一划就出白痕,矿物名本来的意思就是”骗人的东西”。

先试硬度:五这个数把它夹在中间

磷灰石的硬度是 5,指甲划不动,小刀能划动并留下白色粉痕。石英硬度 7,小刀划不动;方解石硬度 3,指甲勉强能划。硬度 5 正好落在一个窄窗口里,上下各有一批常见矿物被挡在外面,这一条最省事。

用小刀时要注意方向。沿柱面划和横切柱面划,阻力不同,横切时容易打滑。固定一个方向,用刀尖轻压后拉,看是否留下连续白痕,比用力乱划可靠。刀尖上有锈或油污时先擦净,否则白痕可能来自污物而不是矿物。

再滴酸:不起泡这一条能把碳酸盐摘出去

冷稀盐酸滴在磷灰石上,表面基本无反应,至多缓慢起一层细泡;同样一滴落在方解石上,立刻嘶嘶作响,泡沫成片。磷灰石是磷酸盐,不含碳酸根,遇酸不放出二氧化碳,这一点与碳酸盐分得很干净。

密度也帮忙。磷灰石密度 3.1–3.2 克/立方厘米,方解石 2.71 克/立方厘米,同样大小差出近两成,手感上磷灰石更沉。加上晶形不同——磷灰石是六方柱,方解石是菱面体——两条一起用,几乎不会混。

最硬的一条在晶形与断口:六方柱配不平坦断面

完整晶体是六方柱状或针状,柱面有细纵纹,顶端收成锥面或平坦的底面,晶体长 1–10 厘米不等,伟晶岩里能见到更大的。柱体的六个侧面宽度相近,转角接近 120 度,这个对称性在手上转一圈就能确认。

磷灰石的解理很不完全,只在底面方向有一点,敲断时不沿固定面裂开,断口呈不平坦状至贝壳状,断面发暗、无镜面。断口上没有大片平整的解理面,是它与方解石、重晶石最直观的差别,后两者一敲就露出成组的平整面。

混进来的是绿柱石和石英

绿柱石也是六方柱,颜色也常是淡绿,外形与磷灰石最像。它的硬度 7.5–8,小刀完全划不动,密度 2.7–2.9 克/立方厘米,比磷灰石轻。一根柱子如果刀划不动,就该往绿柱石上判,不必再看颜色。

石英的柱面没有纵向条纹,顶端是尖锐的锥面,硬度 7,断口是典型的贝壳状,断面光亮如玻璃。磷灰石断口发暗,硬度只有 5,两者放在一起,一刀下去就分开,比看晶形快得多。

关键数据

下列数值取自矿物学手册的常见区间,含氯或含羟基的变种密度略有差别。磷灰石是骨骼与牙齿无机质的主要成分,成分类似羟磷灰石,但生物成因的晶体极细,测不了单晶常数。

  • 磷灰石:硬度 5,密度 3.1–3.2 克/立方厘米,条痕白色。
  • 解理极不完全,断口不平坦至贝壳状。
  • 晶体呈六方柱状或针状,柱面有细纵纹,长 1–10 厘米。
  • 加冷稀盐酸不起泡或仅缓慢起泡。
  • 石英硬度 7,密度 2.65 克/立方厘米。
  • 绿柱石硬度 7.5–8,密度 2.7–2.9 克/立方厘米。
  • 方解石硬度 3,密度 2.71 克/立方厘米,加酸剧烈起泡。

边界

沉积成因的磷块岩是隐晶质集合体,没有晶面,硬度常降到 4 左右,密度也因混入黏土和碳酸盐而偏低。这类样品的硬度、密度、晶形三条判据同时失效,只能靠化学分析定磷含量,野外不宜强行定种。

骨化石与牙齿中的磷灰石被碳酸根部分取代,晶格畸变,硬度和密度都偏离标准值,颜色也发黑发褐。本文判断:凡是从骨骼形态上能看出生物结构的样品,应报”生物磷灰石”,不要套用火成岩中磷灰石的常数。

参考文献

  • 王濮, 潘兆橹, 翁玲宝.《系统矿物学》. 地质出版社, 1982–1987. —— 磷酸盐各论。
  • Klein C, Dutrow B. Manual of Mineral Science (23rd ed.). Wiley, 2008. —— 磷灰石物理性质与硬度表。
  • Deer W A, Howie R A, Zussman J. An Introduction to the Rock-Forming Minerals (2nd ed.). Longman, 1992. —— 磷灰石族条目。
  • 中国大百科全书总编辑委员会.《中国大百科全书·地质学》. 中国大百科全书出版社, 1993. —— 磷灰石、磷块岩条目。
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文章名称:磷灰石怎么认:硬度 5、六方柱与不起泡三条定案
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