輝石是一種重要的硅酸鹽礦物,是輝石類礦物的總稱,常在火成岩變質岩中被發現。根據晶體結構的不同,輝石可被分為單斜輝石和斜方輝石兩個亞族,前者屬於單斜晶系,後者屬於斜方晶系。輝石類礦物的共同特點是其晶體中含有四面體形成的單鏈結構。

輝石
產自新疆和田崑崙山的寶石級透輝石樣品,淺草綠色光澤。大小:1.4x0.7x0.7 厘米。
基本資料
類別硅酸鹽
化學式(Mg,Fe,Ca,Na)(Mg,Fe,Al)(Si,Al)2O6
性質
顏色較深,從深綠,粽褐至黑色。
晶體慣態多呈柱狀
晶系單斜晶系斜方晶系
解理解理沿{110}方向中等,沿{010}方向不完全
斷口參差狀
莫氏硬度5 - 7
光澤玻璃到黯淡光澤
透明性常不透明
比重3.1-3.5
熔性難熔
溶解度不溶於水
參考文獻[1]
主要品種
頑火輝石Mg2Si2O6
透輝石MgCaSi2O6
鈣鐵輝石FeCaSi2O6
普通輝石Ca(Mg,Fe,Al)(Si,Al)2O6
鐵輝石Fe2Si2O6
純鈉輝石NaFe3+2O6
地幔橄欖岩包體英語xenoliths(產地:美國亞利桑那州聖卡洛斯地區)。該包體主要由綠色的橄欖石組成,其中夾雜有黑色的斜方輝石尖晶石晶體,並有少量草綠色的透輝石晶粒。圖中晶粒很細的灰色岩石是包裹該包體的玄武岩。(比例未知)

成分

輝石的成分可表示為XY(Si,Al)2O6,其中X代表和2價的離子,偶爾也可為等元素的離子。Y既可代表與X相同的離子,也可以代表一些半徑較小的陽離子、3價等。 與長石角閃石不同,在輝石中幾乎不能替代硅氧四面體鏈中的原子。

礦物學特徵

輝石屬於中等解理。天然輝石樣品中一般可見到一組很明顯的解理,而另一組解理不易被發現;多色性弱;區別斜方輝石和單斜輝石需要使用偏光顯微鏡,由樣品的消光方式判定。

 
輝石的晶體結構:在透輝石(左)、原輝石英語protoenstatite(中)和正鐵輝石英語ferrosilite(右)晶體結構內交替排列的硅氧四面體(深綠色,淺藍色)和陽離子-原子六面體(橙色,淺綠色)鏈。圖中的藍色矩形表示一個原胞

輝石晶體中的硅氧四面體鏈結構為其晶體容納不同的陽離子提供了可能,因此輝石系列礦物可以有多種不同的化學成分,而對不同種類輝石的命名也是從其化學成分出發。輝石晶體中有兩種不同的陽離子八面體結構,分別被稱為X(或者M2)八面體結構以及Y(或者M1)八面體結構;與此同時,輝石晶體中還有一種四面體結構,用字母T表示。不同種輝石的名稱來源於X八面體結構,Y八面體結構以及T四面體結構中不同的化學元素。Y(M1)八面體結構是由陽離子及6個緊密包圍它的氧原子構成的。而依結構中心的陽離子的大小不同,X(M2)八面體結構可以含有6-8個氧原子。國際礦物聯合會新礦物與礦物命名委員會在1989年將輝石系列礦物分為20種不同的種類,並取消了以往的105種舊種類命名[2]

物理性質

不含鐵的輝石顏色較淺,含鐵的輝石顏色較深,從深綠,棕色到黑色不等。輝石的莫氏硬度在5-7之間,比重在3.1至3.5左右。

命名

「輝石」的英文名"Pyroxene"來源於希臘語中的「火」和「外來者」兩個詞。輝石常出現在火山岩漿中,當這些岩漿凝固後,人們有時會發現輝石的晶體嵌在火山玻璃當中,看起來就像玻璃中的雜質一樣;輝石因此得名。但事實上輝石並非岩漿中的雜質,它在岩漿流出地面之前就已經結晶了。輝石是首先由法國礦物學家阿維命名的[3]

分類

 
寶石級頑火輝石。產地:緬甸 (大小: 2.4 x 1.0 x 0.8 厘米)

化學性質

在高溫高壓下,頑火輝石(Oen,斜方晶系)會發生相變,轉變成斜頑輝石(Cen,單斜晶系[4]

Oen   Cen (>1000℃,6GPa)

在高溫高壓以及鎂鋁榴石英語pyrope存在的情況下,輝石會溶於鎂鋁榴石形成固溶體[5]

參考文獻

  • 《地質大辭典》,地質出版社,北京,2005。

外部連結