一、铍矿物概述
铍系碱土稀有轻金属,具低密度、高熔点高、大弹性模量和拉伸强度、优异的热性能、小的中子吸收截面、良好的X 射线透射性等优异性能,是航天、航空、电子和核工业等领域不可替代的材料,有“超级金属”、“{jd0}金属”、“空间金属”之称。
铍在地壳中的丰度为2.8ppm。各类岩石的铍含量为:玄武岩为0.3ppmm,花岗岩为5ppm,页岩为3ppm,石灰岩和砂岩小于1ppm,煤0.1~7ppm,平均1ppm。煤灰4ppm,个别煤灰4000ppm。
目前业已发现的铍矿物和含铍矿物计60余种,常见的有20多种。矿物种类以硅酸盐类最多,其次为磷酸盐类,仅少数为简单氧化物、硼酸盐、砷酸盐和锑酸盐等。具工业价值的铍矿物有:
绿柱石(含BeO 9.26%~14.4%),[Be3A12 (SiO3 ) 6 ],铍-铝硅酸盐类矿物,又称绿宝石。理论含量为:BeO 14.1%,Al2O3 19%,SiO2 66.9%。xx绿柱石矿物常含有其他杂质成分,一般含7%的Na2O、K2O、Li2O和少量的CaO、FeO、Fe2O3、Cr2O3、V2O3等。六方晶系, 硅氧四面体结构, 多呈六方柱状, 常具平行C 轴的纵向条纹, 不含碱的绿柱石柱面上条纹明显。晶体常呈长柱状, 富含碱的晶体则呈短柱状, 常见单形有六方柱、六方双锥等。细粒晶集合体可呈晶簇或针状,有时可形成伟晶,长可达5米,重达18吨。硬度7.5-8,比重2.63-2.80。条痕白色,一般均无磁性。不xx底面解理,易脆,呈玻璃光泽,透明至半透明,一轴晶负光性。当管状包体平行而密集排列时,有时显猫眼效应和星光效应。纯净的绿柱石是无色透明的。当绿柱石富含铯时,呈粉红色,称玫瑰绿柱石,铯绿柱石,又叫摩根石;含三价铁时,呈黄色,称黄色绿柱石;含铬时,呈鲜艳的翠绿色,称为祖母绿;含二价铁时,呈现浅天蓝色,称海蓝宝石。达碧兹(Trapiche)为特殊类型的祖母绿,具有特殊的生长特征;穆佐产出的达碧兹在祖母绿中间有暗色核和放射状的臂,是由碳质包裹体和钠长石组成,有时有方解石、黄铁矿罕见;契沃尔产出的达碧兹祖母绿中心为绿色六边形的核,由核的六边形棱柱向外伸出六条绿臂,在臂之间的“V”形区中是钠长石和祖母绿的混合物。
硅铍石(似晶石)(含BeO43.67%~45.67%),[Be2 SiO4]。三方晶系,常为针状、柱状、粒晶状,无色或呈粉红色、黄色,性脆,常含氧化镁、氧化钨、氧化铝等杂质。
羟硅铍石(含BeO39.6%~42.6%),[Be4 Si2 O9 H2 ]。薄板状、片状,无色或淡黄色,性脆。
羟磷铍钙石,Ca[Be[PO4](FOH)]。成分中F与(OH)间成xx类质同象,二分法分为羟磷铍钙石和磷铍钙石。单斜晶系,斜方柱晶类,常沿一个晶轴形成厚板状或柱状晶体,有时形成假六方或假斜方晶形,有时有双晶。硬度5.5;比重2.85-3.01;无解理;断口呈半贝壳状;浅黄色、浅绿色;条痕白色;透明到半透明;玻璃光泽;薄片中无色到绿灰或褐色;二轴晶(-)。
金绿宝石(含 BeO19.5%~21.5%),[BeAl2 O4],氧化铝-铍矿物。理论成份含19.8%BeO,80.2%Al2O3。斜方晶系。晶体呈短柱状和板状。棕黄、绿黄、黄绿、黄褐色。透明至不透明。玻璃至油脂光泽。硬度8.5,密度3.71-3.75。贝壳状断口,韧性极好。绿黄色的金绿宝石在短波紫外光下,产生绿黄色荧光。遇酸不受侵蚀。有奇异的猫眼变色效应。微含Cr3+而在日光下呈绿色,在透射光和在烛光等人造光下呈红色的变种,称为变石,宝石业中称翠绿宝石;另一种呈浅绿色并因含许多显微空洞和平行分布的针状包裹体而具蛋白光和活光的变种,则称为金绿宝石猫眼,如东方猫眼和锡兰猫眼。常因含有氧化铁、氧化锰等杂质而呈弱磁性。
日光榴石(含BeO8%~14.5%),[ (Be ,Mn , Fe)Si2O12 S]。以黄色和黄绿色居多,个别呈红褐色或黄褐色。若受后期蚀变,则退色;受表生风化,颜色转为暗沉,并现灰色,甚至黑色。等轴晶系,常具有弱磁性。它与铍榴石(Danalite)和锌榴石(Genthelvite)可形成xx类质同象系列。在紫外线照射下发出深紅色萤光。
中国发现的两种新的铍矿物:
香花石,Ca3Li2(BeSiO4)F4。理论含量BeO 15.78%,CaO 34.60%,Li2O 5.85%,SiO2 35.66%、F7.81%。组成中Ca可为少量的Na、K所代替,Al、Mg和Fe离子在碱性热液环境下呈四次配位代替Si和Be。1958年,黄蕴慧在湖南省临武香花岭锡矿考察时所发现。该矿物产于花岗岩与石灰岩的接触带,分布在白色条纹岩的黑云母脉中,接触带中发育有含铍(Be)的绿、白色的条纹岩与锂铍石、铍镁晶石、金绿宝石及萤石、方解石、锡石、白钨矿等共生,以产地命名为香花石。无色,乳白色;透明;玻璃光泽。硬度6.5。相对密度2.90~3.00。具脆性。等轴晶系;架状硅酸盐矿物。晶体呈粒状,晶体较小者(直径0.2~2mm)为无色,透明度高,主要的单形有立方体,四面体,菱形十二面体,三角三四面体,四角三四面体,五角十二面体,五角三四面体。有晶面斜条纹。晶粒大者(直径5~7mm)为乳白色,透明度较差,出现单形较少。香花石晶体多为乳白色或米黄色,也见少量淡绿色晶体和无色透明晶体。香花石晶体多呈球状,肉眼观察似鱼子蛋分布在白色方解石或萤石中,晶莹剔透,熠熠生辉,在太阳光下能见折射七彩光,光彩夺目,在放大镜下香花石晶体呈多面体,棱面最多可达128个棱面,排列有序。
顾家石(Ca2BeSi2 O7 ) ,含BeO 8.99%-9.49%。四方晶系。常呈四方板状。无色透明。玻璃光泽。硬度5左右。解理平行{110}xx,{001}中等。断口锯齿状。比重3.03。产于碱性正长岩与石灰岩接触的矽卡岩中。是中国1962年发现的新矿物。
二、铍矿工业指标与类型
铍矿床的工业指标
矿床类型
气成热液型 0.04-0.06 0.05-0.10
伟晶岩型
碱性花岗岩 0.05-0.07
砂矿床