方硼石

方硼石是硼酸鹽礦物氯硼酸鎂。化學式：B₇ClMg₃O_13。這種礦物產在石膏、石鹽礦床中。它們呈玻璃狀或結核狀晶體，主要為無色或白色。方硼石晶體常見六面，八面，圓粒等軸狀，硬度7，色彩有白，灰，黃，綠，藍等，玻璃光澤，具強烈熱電性。

基本介紹

• 中文名：方硼石
• 外文名：Boracite；paracite
• 化學式：Mg3[B7O12]OCl
• 分子量：392.04
• 學科：冶金工程
• 領域：冶煉

簡介

方硼石是一種罕見的錳氯硼酸鹽（Mn₃B₇O₁₃Cl）礦物，1951年首次發現於美國德克薩斯州錢伯斯郡，以產地命名為chambersite。在德克薩斯州錢伯斯郡Barbers　Hill鹽丘的儲油井回收的滷水中發現的方硼石產出於海拔700～830m，礦物主要呈四面體，存在連生四面體形態的穿插雙晶，雙晶軸，平均粒度為5mm（圖1a），其伴生礦物包　括石鹽、硬石膏和石膏。

方硼石屬於斜方晶系，硼氧骨架結構。其形態一般為不規則粒狀，也可見正四面體形態的同質多象變體，相變溫度為407℃。油脂－玻璃光澤，無解理，貝殼狀斷口，集合體為白色或灰白色，隨著錳輕微氧化，單晶從無色到深紫色變化，繼續暴露在陽光下顏色會進一步加深。硬度7，相對密度3.48。鏡下為正高突起，一級灰白至黃色干涉色，錐狀雙晶。

發展過程

20紀70年代初，河北省第十地質大隊在我國天津薊縣發現了世界上唯一且具有開採價值的方硼石礦床，一些學者對該礦床的成因進行了一定的探索。方硼石礦體在燕遼陸緣海潮下湖相低能環境下產出，賦存在長城系頂部高於莊組地層中，微晶白雲岩中的有機質和黃鐵礦在空間上和時間上都與方硼石礦石有關。王培君認為薊縣方硼石礦床符合沉積型硼礦床的二元結構模型，硼的來源可能與火山噴發有關。另外，肖榮閣等研究得出薊縣方硼石中δ¹¹B的值低於正常海相沉積硼礦物的硼同位素組成。

天津薊縣的方硼石

天津薊縣產出的方硼石礦物呈粒狀集合體或呈星點狀分布於微晶白雲岩中，主要伴生礦物為菱錳礦（圖1f）。其礦物顆粒微小，在光學顯微鏡下，觀察不到礦物單顆粒（圖1e、1f）。利用透射電子顯微鏡（TEM）觀察到方硼石礦物的粒度為50～200nm，呈長條狀（圖1c），偶爾可見正四面體假晶（圖1d）。

圖1

方硼石礦物形成

關於方硼石礦物形成的物理化學條件，有學者利用礦物合成實驗，通過與天然礦物的形態、成分和物相組合的對比，反演礦物形成時的地質環境。

北京大學地質學系曾用Na₂B₄O₇·10H₂O 和MnCl₂·4H₂O在180～250℃、酸性條件下合成了方硼石，以研究其形成的物理化學條件；Schnelle等在水熱條件下（T=320～600℃）高濃度氯化物介質中合成了具有方硼石結構的化合物；1983年曾貽善又開展了方硼石合成實驗，在200～500℃、pH 值為5.2～7.5合成了該礦物。