壹、概述
冰洲石,又稱光學方解石,是壹種結晶完整和完全透明的方解石,呈單晶或連晶產出。晶體結構屬三方晶系,但外形復雜,其中,最常見的有菱面體、偏三角體、六方柱體和軸面體。冰洲石的脆性很大,但不易熔化,晶體經灼燒會破裂。易在鹽酸中溶解。冰洲石晶體有很好的“雙折射”和“偏振光”特征,因而在光學工業中獲得了應用。
二、礦物性質
冰洲石的物理性質,顏色呈白色、茶色、檸檬色、玫瑰色等,密度為2.7g/cm3,硬度為3,解理極完全、斷口面平坦而光滑,玻璃光澤或珍珠光澤。在1個大氣壓下,冰洲石的分解溫度約為800℃。
冰洲石的化學性質:化學式為CaCO3,理論上,純凈的冰洲石含CaO 56%,CO244%。在天然冰洲石中常有Mg、Fe、Mn、Pb、Zn、Ba等的類質同象混入物,但所有類質同象混入物的含量僅有萬分之幾。
三、用途
1)在光學工業中,用冰洲石制造偏振光儀器,如偏光顯微鏡、偏振計、偏振光鏡、光度計和分光光度計、測距儀、比色計等。
2)應用於量子電子、光電子和天文物理學的設備中。
因此,晶體大小、透明度是衡量冰洲石質量好壞的最重要的指標。而顏色、裂隙、雙晶、節瘤、包裹體等因素會影響冰洲石的雙折射率和偏光性能。
四、地質特征
冰洲石礦床有兩種礦床類型。壹是產於碳酸鹽巖中的冰洲石礦床。這類礦床又有三種產狀,即產於方解石脈中的、溶洞中的和破碎帶中的冰洲石礦床。產於方解石脈中的冰洲石礦床是中低溫熱液進入石灰巖的層理面結晶而成的。礦體多呈脈狀賦存於石灰巖中,脈體壹般不大,但礦石質地純凈,可獲取大塊、優質的光學晶體,工業意義較大。產於溶洞中的冰洲石礦床,是成礦熱液被封閉於溶洞中緩慢結晶而成的。冰洲石或構成巨大的晶簇產於溶洞壁上,或賦存於方解石脈的膨大、分叉的空心洞中。這種產狀的晶體缺陷較多,影響質量。產於破碎帶中的冰洲石礦床,壹般由構造控制,在石灰巖的斷裂帶中成礦熱液充填其中而成,礦體呈脈狀、透鏡狀產出,這種冰洲石質量較好,礦體規模也較大。這類礦床的典型實例有貴州望謨麻山、吉林和龍、廣東百富、河北承德、內蒙古阿拉善等礦床。特別是貴州望謨麻山地區盛產冰洲石,在175km2範圍內發現有礦床(點) 171處,這些礦床(點)產於下二疊統茅口組石灰巖中,屬碳酸鹽巖類中的冰洲石礦床,以脈狀冰洲石礦床分布最廣,溶洞中的礦床次之。產於方解石脈晶洞中的冰洲石,大小差異懸殊,由數立方米至百余立方米,最大達千立方米以上。產於脈體的中心部位、尖根端、膨大和分支復合部位等。冰洲石常見菱面體和三方柱體兩種。其中三方柱體單個晶體,大者可達數百千克。壹般在100 kg左右。菱面體單個晶體壹般重150~500 kg。晶體透明,呈淺檸檬黃色,少數為茶色。二是產於基性巖中的冰洲石礦床。這類礦床是在巖漿冷凝過程中,伴隨的富含CaCO3的中低溫熱液進入圍巖裂隙而成礦的。礦體多呈巢狀賦存於玄武巖中,礦化明顯,受壹定層位的控制。礦體有時較大。內蒙古烏拉特中旗河寶桃李海冰洲石礦床的主要含礦層是第三系玄武巖,杏仁狀構造,壹般厚1~1.5 m,冰洲石產於玄武巖氣孔中,直徑5~10 cm,無色透明,但缺陷多。其他礦床簡要的地質特征見表2-29-1。
表2-29-1 中國部分冰洲石礦床的地質特征
五、礦床分布
冰洲石礦床的成礦時代主要是石炭紀、二疊紀、泥盆紀、誌留紀和三疊紀。從地理分布上看,冰洲石礦床分布於內蒙古、吉林、河北、山東、浙江、湖南、湖北、廣東、廣西、四川、貴州、雲南、陜西、甘肅、青海、新疆等地,其中,以貴州、河北、內蒙古、吉林、廣東、新疆為主。
六、可供資源
我國冰洲石礦床地質工作程度很低,且近幾年也沒有取得大的進展。開采的礦床不多,可供資源有限。開采多年的礦山有內蒙古赤峰、貴州望謨麻山、河南商城、河北承德等。根據國土資源部《全國礦產資源儲量通報》,礦床僅4處,查明資源量僅350多千克。詳見表2-29-2。可見冰洲石礦床可供資源是十分有限的,今後應加強找礦勘查工作。
表2-29-2 中國冰洲石礦床查明資源儲量分布情況
(據國土資源部《全國礦產資源儲量通報》,2005)