夕線石

夕線石也叫矽線石或矽線石，它是一種褐色、淺綠色、淺藍色或白色的玻璃狀矽酸鹽礦物。夕線石的晶體為柱狀或針狀，這些晶體聚合在一起常呈纖維狀或放射狀，具有絲的光澤或玻璃光澤。夕線石加熱後可變成莫來石，被用作高級耐火材料。為紀念美國化學家B.希利曼(Benjamin·Silliman)而得名。

基本介紹

• 中文名：夕線石
• 外文名：sillimanite
• 晶體分子式：Al2[SIO4]O
• 顏色：白色、灰色或淺綠、淺褐色
• 光澤：玻璃光澤，有的具絲絹光澤
• 透明度：半透明至透明
• 光性特徵：二軸晶，正光性
• 硬度：硬度為6-7.5
• 光學效應：常見貓眼效應
• 晶系：斜方晶系

簡介

夕線石專業英文辭彙是：sillimanite，晶體結構中，[SiO₄]和[AlO₄]兩種四面體沿Z軸交替排列，組成鋁矽酸鹽[AlSiO₅]雙鏈。晶體呈柱狀、針狀，集合體呈纖維狀。白色、灰白色，也可呈淺褐、淺綠、淺藍色，玻璃光澤或絲絹光澤，板面解理完全。莫氏硬度7.5，比重3.23～3.27。折射率：1.66~1.67，雙折射率：0.010。夕線石是典型的高溫變質礦物，由富鋁的泥質岩石經高級區域變質作用而成，產於結晶片岩、片麻岩中；也見於富鋁岩石同火成岩的接觸帶中。

圖1.夕線石

夕線石是典型的高溫變質礦物，由富鋁的泥質岩石經高級區域變質作用而成，產於結晶片岩、片麻岩中；也見於富鋁岩石同火成岩的接觸帶中。夕線石當加熱到1300℃時變為莫來石，可做高級耐火材料。

夕線石屬藍晶石族高鋁礦物，是一種重要的非金屬礦物材料，具有高溫熱穩定性、抗折性以及抗渣性，被廣泛套用於高級耐火材料、耐酸材料、技術陶瓷、矽鋁合金和人造莫來石領域，色澤艷麗者可作為寶石原料，單晶體可磨製成刻面寶石，國內市場上多為矽線石貓眼。此外，夕線石孔隙度低、具有耐熔蝕和耐磨蝕性，是假牙鑄造、骨移植物及碎骨連線板的骨料。

成因及物化性質

成因

夕線石為變質礦物，在高溫接觸變質帶中的鋁質岩中產出。如北京周口店之西北，二疊紀紅廟嶺砂岩之泥質膠結物經與花崗岩接觸熱變質後形成夕線石。世界著名的產地有捷克波西米亞的馬爾道、奧地利蒂羅爾州的法薩、巴西的米納斯吉拉斯州、美國的新罕布夏等。

夕線石是典型的變質礦物，分布很廣泛。常見於火成岩（尤其是花崗岩）與富含鋁質岩石的接觸帶及片岩、片麻岩發育的地區。在黑雲母矽線石角頁岩、夕線石堇青石片麻岩里的夕線石，通常是由於黑雲母的分解或早期形成的紅柱石轉變而成。夕線石常與紅柱石、藍晶石、剛玉、堇青石等共生。在風化過程中，夕線石非常穩定，所以常見於衝擊砂礦、殘積層和坡積層中。

圖2.夕線石貓眼

物理性質

夕線石顏色為白色、灰色或淺綠、淺褐色等；玻璃光澤。解理完全，此解理面平行結構中的雙鏈。硬度6.5～7.5。相對密度3.23～3.27。熱分析：加熱到1545°C，夕線石轉變為莫來石和石英。莫來石是一種重要的陶瓷材料，它的結構與夕線石一樣，但有多餘的Al→Si進入四面體雙鏈中，為使電價平衡，產生一些O2-缺席，即莫來石的化學式為：Al₄+2xSi₂-2xO₁₀-x,x為O₂-缺席數。

圖3.夕線石

晶體化學

分子式Al₂[SIO₄] O，理論組成(wB%)：SiO₂(37.1)，Al₂O₃(62.90)。紅柱石中Al可被Fe(≤9.6%)和Mn(≤7.7%)代替。藍晶石中可含Cr(≤12.8%)，亦常含有Fe(1~2%)和少量Ca、Mg、Fe、Ti等。夕線石成分較穩定，有少量Fe代替Al，可含微量Ti、Ca、Fe、Mg等。

結構形態

屬於斜方晶系，其中a₀=0.744，b₀=0.760，c₀=0.575，晶體呈長柱狀或針狀。在晶帶的柱面上具有條紋。集合體呈放射狀或纖維狀。有時呈毛髮狀在石英、長石晶體中作為包裹體存在。毛髮狀夕線石稱為細夕線石。夕線石的這種針狀晶形與其結構中存在[SiO₄]和[AlO₄]雙鏈和[AlO₆]八面體鏈有關。 基本結構是由[SiO₄]和[AlO₄]四面體沿c軸交替排列，組成[AlSiO₅]雙鏈；雙鏈間由[AlO₆]八面體聯結，[AlO₆]八面體共棱聯結成鏈，位於單位晶胞投影面的4個角頂和中心，1/2的Al為四次配位。結構特徵決定了夕線石具有c軸延長的針狀、纖維狀晶體形態及發育平行c軸方向的解理。

鑑定特徵：可據其棒狀、針狀晶形和產於接觸變質帶和變質岩中來鑑別。

顯微特徵

顯微鏡下可見金紅石、尖晶石、黑雲母等包體。矽線石貓眼可見一組平行排列的纖維狀包體，斯里蘭卡的矽線石貓眼由纖維狀紫蘇輝石及部分金紅石針狀物的排列所造成。矽線石也可呈纖維狀集合體顯示貓眼效應。

工業用途

套用概況

夕線石主要為製造高鋁耐火材料和耐酸材料，而用於技術陶瓷，內燃機火花塞的絕緣體，鑄鋼坩堝，高溫測定管及飛機、汽車、火車、船艦部件用的矽鋁合金。色澤艷麗的夕線石是寶石的原料。 與世界先進國家相比，中的開發套用起步較晚，在20世紀60年代，當時福建莆田將盛產的白雲母夕線石片岩直接切割加工成各種形狀、尺寸的耐火材料銷售到省內外。在70年代末，因上海寶鋼建設，外方提出使用包括夕線石在內的三石的要求，這促進而了中國夕線石礦物的開發套用。當時寶鋼主要將矽線石套用在均熱爐、加熱爐關鍵部位的高鋁磚及300噸鋼包剛玉質上下滑板中。

圖4.夕線石

套用實例

1、複方夕線石預製式整體坩堝本實用新型公開了一種複方夕線石預製式整體坩堝，其特徵是採用白剛玉，電熔莫來石，剛玉粉，鋯英石和夕線石粉等材料將坩堝預製成型，坩堝內表面為球底柱形，外表面為圓柱形。按本實用新型預製的坩堝包括0．3噸至5噸的酸性，鹼性和中性坩堝，使用爐次可達40爐以上，安全係數大大提高，大大縮短工序周期，並大幅度降低原材料費用。

2、夕線石質耐火球及其生產方法本發明涉及一種直徑為60～70mm的夕線石質耐火球及其生產方法，主要適用於500m³以下煉鐵高爐球式熱風爐上部的熱交換材料。該耐火球通過合理的配料，經均勻混煉、半乾機壓成型、燒成等工序製做而成。該耐火球具有熱震穩定性好、熱容大、抗侵蝕、球與球之間不粘結、不易炸裂、剝落，能提高熱風爐換熱效率等優點，是500m³以下煉鐵高爐球式熱風爐上部理想的熱交換材料。

圖5.夕線石

3、夕線石、紅柱石微粉結合的耐火球本發明涉及一種耐火材料，特別是涉及一種夕線石、紅柱石微粉結合的耐火球。以重量百分比表示，原料中含有高鋁料40～60%，氣化SiO₂微粉1～5%，夕線石2～8%，紅柱石2～14%，焦寶石10～30%，白乾粘土8～15%，另外加入占原料總重2～8%的外加劑。本發明耐火球具有以下優點：

(1)其高溫蠕變率在0.2MPa×1400℃×5h條件下，降低到0.3%以下。

(2)耐壓強度高，達到2.5萬N/球。

(3)抗高溫性能好，1500℃高溫下，球體不變形，不軟化。

(4)產品壽命長，一次爐役均在5年以上，節省了大量檢修費用，具有較好的經濟和社會效益。

寶石價值

貓眼夕線石：英文名稱sillimanite cat’s eye。是一種市場上較常見的具貓眼效應的寶石，主要來自印度和斯里蘭卡。由夕線石的纖維狀集合體構成。常呈灰綠色，含有黑色包體。包體己確認為磁鐵礦和赤鐵礦。 貓眼光帶通常寬而模糊，效果較差，偶爾也有具漂亮的黃綠色，貓眼光帶非常清晰，與金綠寶石貓眼難分真假。但夕線石貓眼具較低的折射率和較低的相對密度，可鑑別之。

夕線石與相似寶石的鑑別

（一）夕線石與相似寶石的鑑別

灰褐色矽線石與煙晶外觀相似，可通過其高折射率，密度相區分。夕線石纖維狀包體通常明顯是其鑑定特徵，與葡萄石可混淆，但可通過折射率和密度區分。

（二）夕線石貓眼與相似寶石的鑑別

夕線石貓眼常見，通常為灰綠、褐色、灰白，半透明至不透明，罕見透明，放大觀察可見纖維狀結構或纖維狀包體，眼線擴散，不靈活。點測折射率1.66.偏光鏡下可顯四明四暗或集合偏光。

1.電氣石（碧璽）貓眼

電氣石貓眼通常為藍、綠、粉紅顏色，透明度高於夕線石貓眼，肉眼可見粗管狀包體。點測折射率1.64.偏光鏡下常顯四明四暗。

2.磷灰石貓眼

磷灰石貓眼通常為黃綠色、褐綠色，放大可見細管狀內含物，眼線明顯，靈活。點測折射率1.63或1.64.可見特徵光譜580nm雙線。偏光鏡下常顯四明四暗。

3.陽起石貓眼

陽起石貓眼通常為綠色、黃綠色，放大不可見形成眼線內含物，眼線擴散，不靈活，在光照下展示出的是一種“乳白蜜黃”狀的顏色（又稱“奶蜜”現象。）點測折射率1.62或1.63.可見特徵光譜505nm吸收線。偏光鏡下常顯集合偏光。