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透辉石
英文名	Diopside
化学式	MgCaSi2O6
分类	硅酸盐
晶系	单斜晶系
硬度	5-6
比重	3.278
颜色	常用光至暗绿色，可能是蓝色，棕色，无色，白色，灰色，
条痕	白
光泽	璃玻光泽，不明亮的
折射率	n = 1.663 - 1.699 n = 1.671 - 1.705 n = 1.693 - 1.728
透明度	透明，不透明
解理	清楚/良好的
断口	不规则的/不平整，贝壳状
晶体常态：短柱状晶体常见的，可以是粒状，柱状，大量的

透辉石

科技名词定义

中文名称：

透辉石

英文名称：

diopside

定义：

化学式为CaMg(Si2O6)，晶体属单斜晶系的单链硅酸盐矿物。有的可作为宝石。

应用学科：

材料科学技术（一级学科）；天然材料（二级学科）；矿物（三级学科）

以上内容由全国科学技术名词审定委员会审定公布

矿物名片

透辉石是辉石中常见的一种,属单斜晶系，它属于硅酸盐矿物，是钙和镁的硅酸盐。

简介

　　透辉石是辉石中常见的一种,属单斜晶系，它属于硅酸盐矿物，是钙和镁的硅酸盐。透辉石是一种天然的钙镁硅酸盐，透辉石外观呈灰白色，烧后洁白，是一种非常接近理论成分，有害杂质和烧失量极低的优质透辉石。透辉石是陶瓷常用原料，辉石应用于日用瓷釉中，综合了滑石和方解石的优点，不仅可以提高釉面的光泽度，半透明性和平整度。而且可降低瓷釉的烧成温度，扩大烧成范围。

基本介绍

　　透辉石，英文名称diopside，常见颜色为蓝绿色至黄绿色、褐色、黄色、紫色、无色至白色，长柱体、粒状或片状。光泽为玻璃光泽。透明美丽的透辉石也被视为宝石。在透辉石当中如果含有铬的话，矿物会带有绿色，因此透辉石的宝石也常常与其它宝石混淆，例如黄绿色的橄榄石、（绿色）碧玺、金绿宝石等，当然，这就必须倚靠矿物间其它的物理性质差异，才能将它们分辨出来。　
　　有的透辉石也可能具有猫眼的现象；这样的宝石，例如石英、绿柱石、金绿石等，如果将它们琢磨出适当的凸圆面，在圆面的中央会有线状的光线聚集处，形成一条白色亮带，于是整个宝石看起来就像是猫的眼睛一般，所以称为猫眼。许多矿物都可能出现猫眼的现象，猫眼现象的成因在于：这些矿物当中都含有许多平行排列的针状或管状内含物，当有凸圆面的宝石其底部与这些线状内含物所在的平面平行时，这些内含物会将光线反射并聚集在宝石的圆顶，产生亮带、形成猫眼。如果幸运的话，有的透辉石宝石还会有两条互相垂直的猫眼－－十字星彩！据说，星彩透辉石是七月四日的诞生石呢。
　　中国人喜爱的翡翠当中也含有透辉石。翡翠在矿物学上属于硬玉，它是一种辉石类矿物的集合体：其中透辉石的出现带来了白色、浅绿色，钙铁辉石、霓辉石分别呈现出墨绿色、黑绿色，而外来的氧化铁沉淀则点缀了红色，这些矿物的组合共同造就了翡翠的美丽颜色。其实，翡翠名称的由来，就是因为它是由许多不同颜色的矿物颗粒所组成，有时在浅色的基调上缀有红色和绿色的色团，颜色之美仿如古代具有赤色羽毛的翡鸟与绿色羽毛的翠鸟，因此称之。
　　李商隐《锦瑟》中的诗句：“沧海月明珠有泪，蓝田日暖玉生烟”，人人皆耳熟能详，但是你可能不知道，这名闻遐迩的蓝田美玉是由蛇纹石化的透辉石矿物所组成的。蓝田玉产于陜西省的蓝田县，因此而得名，玉通常为不透明的黄色或浅绿色，其开采的历史相当悠久，汉书中就有相关记载，然而由于产量不多，所以汉代以后就渐渐被和阗玉所取代了。
　　透辉石与萤石、磷灰石、方解石等矿物一样，属于荧光矿物－都可能会发出荧光，也就是说：如果我们利用紫外光、X光等高能量的电磁波光源照射矿物或是加热矿物，矿物内部的某些微量元素会吸收这些光线、能量，然后又再把这些能量释放出来，如果恰好释放出的是可见光的话，当然就会被我们人类的眼睛看到，这就是荧光现象；例如白色的方解石经紫外线照射后，会发出红光。不过，并不是每一个透辉石都一定会发荧光，如果你家里有透辉石的标本或宝石，不妨用紫外线照一照它，看看它是不是会“变脸”。

晶体化学

　　理论组成（wB%）：CaO25.9，MgO18.5，SiO255.6。次要组分Al2O3一般为1~3%，可高达8%；Al3+可替代Mg2+和Fe2+，也可替代Si，若替代Si超过7%，称铝透辉石；富含Cr2O3者称为铬透辉石，是金伯利岩的特征矿物之一。Ni和Ti含量一般<1%。但Al2O3高时，TiO2含量可达2~3%。这种富铝钛的透辉石中，存在着Mg2+Si4+=Ti4+Al3+的异价类质同像代替。Fe3+和Mn可少量存在，Na可少量代替Ca。如果NaAl[Si2O6]或NaFe[Si2O6]组分超过10%而小于20%时，分别称为含硬玉、含霓石的透辉石；如果大于20%小于50%，则称为硬玉－透辉石、霓石－透辉石。

结构形态

　　单斜晶系，a0=0.9746~0.9845nm，b0=0.8899~0.9024nm，c0=0.5251~0.5245nm，β=105。38'~104。44'；Z=4。[SiO4]四面体以两角顶相连成单链，平行c轴延伸，链间由中小阳离子M1(Mg、Fe，六次配位)和较大阳离子M2(Ca，有时有少量Na，8次配位)构成的较规则的M1-O八面体和不规则的M2-O多面体共棱组成的链联结。在空间上,[SiO4]链和阳离子配位多面体链皆沿c轴延伸，在a轴方向上作周期堆垛。在富铝的辉石中，6次配位的Al将使晶格常数a0、b0减小，4次配位的Al将使晶格常数增大。
　　斜方柱晶类，C2h-2/m（L2PC）。常呈柱状晶体。常见单形：平行双面{100}、{010}及斜方柱{110}、{111}等。晶体横断面呈正方形或八边形。常见依（100）、（001）成简单双晶和聚片双晶。

物理特性

　　白色、灰绿、浅绿至翠绿、绿色。条痕无色至浅绿。解理{110}完全，解理夹角87；具{100}和[010]裂开。硬度5.5~6。相对密度3.22~3.56。
　　偏光镜下：无色至黄绿色。二轴晶(+)，2V=50~62。Ng=1.694~1.757，Nm=1.672~1.730，Np=1.664~1.732（折射率除Nm=1.730外，均为合成端员的数据）。透辉石物性变化与成分具有明显的依赖关系。颜色随着Mg被Fe2+代替量的增大，由无色逐渐变为绿色，多色性亦增强，折射率随Fe2+量的增大而增大，且Fe3+、Al的代替亦使折射率增高，Ng和相对密度亦随Fe2+量的增高而增大。

矿物组成

　　透辉石广泛分布于基性与超基性岩中，在夕卡岩中与石榴石、符山石、硅灰石、方解石等共生。天然透辉石主要为热液及岩浆成团，它也是含硅的碳酸盐原岩变质的特征矿物，在中国分布很广。按纯度和共生矿物天然透辉石可分为七大类。各类天然透辉石矿在陶瓷工业中都能找到合适的用途。
　　第一类为高纯透辉石矿，仅含少量的方解石杂质矿物，偶尔可见石英和透闪石。它可以作为无线电陶瓷（高频瓷）、电子陶瓷（高铝瓷）、高压电瓷、陶瓷颜料、釉料及稳定性好的结构陶瓷的原料。
　　第二类为透辉石和石英共生矿，透辉石含量在一半以上，杂质矿物除石英外还有方解石，它可以作为高压电瓷、釉料及热稳定性好的结构陶瓷原料。
　　第三类和第四类为矿物组成最为复杂的矿石，它们含有波动范围极大的硅灰石、方解石和石英。按各种矿物的比例将它们称为硅灰石-方解石-透辉石和硅灰石-透辉石。这两类矿物还可能含有透闪石、长石、方柱石、黑云母、木石、花岗岩等矿物。从化学成分看，熔剂氧化物含量很高，同时着色氧化物的含量也不低，所以，它们主要作为彩陶、釉面砖和铸石的原料。
　　第五类为含有磷灰石的透辉石矿，矿石中还常含有方解石，可作地面砖和铸石的原料。
　　第六类为石英-透辉石矿，石英的含量常高于透辉石的含量，有时还含有少量的方解石和硅灰石，可作为工业玻璃和硅酸盐耐火砖的原料。
　　第七类为方解石-透辉石矿，这类矿物的透辉石含量较低，透辉石可看方解石矿的杂质矿物，主要用作胶凝材料的原料。

熔剂性能

　　透辉石开始变形温度1170℃，软化温度1280℃，熔融温度1390℃，软化范围110℃，熔化范围10℃。由于透辉石中CaO、MgO为44.4%。在坯体中引入大量的CaO、MgO降低了坯体的酸度、熔融温度和玻璃相的粘度，它易润湿Al2O3、SiO2颗粒，能迅速促进坯体的烧结，起到了强矿化剂的作用。使用透辉石的釉面砖素烧温度比叶腊石质坯体降低120℃，比硅灰石质坯体降低80℃，烧成周期比叶腊石质、硅灰石质坯体力劳动缩短8小时以上；釉烧温度比叶腊石质釉面砖降低80℃，比硅灰石质降低40℃，烧成周期比叶腊石质釉面砖缩短7小时，比硅灰石质釉面砖缩短2小时。这表明透辉石的熔剂性能比叶腊石、硅灰石的更好。
　　透辉石在1000~1100℃范围内，急剧熔解于碱金属的铝硅酸盐熔剂。一方面可析出新的钙长石晶体，另一方面促进了坯料中游离石英的熔解。最终素中的残余石英量减少，机械强度和热稳定性提高，素坯的烧结温度可降低到釉烧温度1100℃。

工艺性能

　　透辉石为柱状、针状晶体，无吸附水，层间水，烧失量很低仅为0.22%~1.4%，而粘土的烧失量高达17%左右。透辉石坯体吸水率低，它属于瘠性材料，能有效减少陶瓷坯体的收缩。透辉石与粘土等组成坯料，由于粘土颗粒很细并有很强的可塑性和粘合能力，而透辉石颗粒较粗且为针状或柱状晶体，粗细堆积均匀，坯体内部存在很小的空隙，构成了排水通道，它就赋于泥浆压滤脱水和泥饼干燥较快的特性，可以实现快速干燥。使用透辉石的坯料成型性能好，坯料干燥强度大，不易产生夹层等缺陷的优良性能。
　　透辉石釉面砖坯体烧成后生成钙长石、菫青石、方石英等矿物所产生放热效应较普通釉面砖烧成后生成的钙长石、莫来石、方石英的热效应小，反应比较平稳。同时透辉石釉面砖中石英加入量比普通面砖少，可以快速预热和冷却，并能大大减小釉面砖冷却收缩。由于透辉石釉面砖膨胀系数小，可以快速冷却，这可防止釉面析晶和坯体内Fe2+再氧化成Fe3+，从而提高釉面砖的光泽度和白度。透辉石矿物构成网状结构，玻璃分布骨架之间，这种网状空隙有利于釉层的渗透，使坯、釉较好结合。因此，透辉石釉面砖的机械强度、收缩率、产品格率皆优于其它材质的釉面砖。

基本性质

　　1、成分：钙镁硅酸盐CaMg（SiO3）2为辉石族CaMg（SiO3）2--CaFe（SiO3）2为类质同象系列；CaMg--caFé中间成员有次透辉石、铁次透辉石，其中富含Cr的透辉石也称铬透辉石（变种）。CaMg（SiO3）2CaFe（SiO3）2透辉石、次透辉石、铁次透辉石、钙铁辉石成分中Mg与Fe成完全类质同象代替，随着铁的含量多而颜色由浅至深。
　　2、结晶特点：单斜晶系，晶体发育完好时呈柱状、粗短柱状，也有晶体碎块、水蚀卵石。
　　3、颜色：无色、灰色、淡绿、深绿、褐色和黑色。
　　4、品种：a铬透辉石：为鲜艳的绿色，颜色由铬所致；b星光透辉石：黑色，为四射不对称星光；c青透辉石：晶体细小，颜色为深紫色、蓝色，极少见。
　　5、力学性质：H5SG3.30(3.26-3.32)星光可为3.35，两组明显解理以近90o相交。
　　6、光学性质：二轴（+）RI1.67-1.70DR0.025，低色散（0.013）多色性弱到中等，铬透辉石具有明显的黄色和绿色的多色性。玻璃光泽，透明到不透明。
　　7、光谱：铬透辉石显示铬谱，红区有一双线（690nm）、635、655和670nm处有三条弱吸收带，蓝绿区508、505有吸收线，490nm有一吸收带。其它品种光谱不典型。
　　8、.光学效应：猫眼和星光效应。星光是由定向拉长状磁铁矿包体所造成，具有磁性；
　　9、发光性：SW紫外光下发出蓝或乳白色和橙黄色荧光；LW紫外光下有时发出浅紫色光。
　　10、产状产地：产于富含Ca的变质岩中和金伯利岩中（铬透辉石）；产地有巴西、意大利、缅甸、南非、西伯利亚、巴基斯坦、印度等地。

主要鉴别特征

　　颜色：绿色、黄褐色、黑色
　　RI：1.67-1.70DR0.025二轴（+）
　　SG：3.30(3.26-3.32)
　　多色性：明显
　　内含物：放大观察可见双影象，晶体包体，星光透辉石可见黑色的拉长状磁铁矿。
　　光谱：铬透辉石显示铬谱

功能应用

　　透辉石于70年代在国外首先被使用，主要原因是国外陶瓷工业面临三大问题：一是拥有优质高岭土的国家所产的高岭土主要用于造工业而使陶瓷工业的原料日渐枯竭；二是陶瓷工业本身面临能源问题，需要寻找节能原料；三是用于陶瓷工业的长石原料不足，而且价格较贵，虽然人们也找到了硅灰石作为其代用品，并能实现低温快烧，但硅灰石也不能满足需要，因此透辉石才开始被利用。直到80年代末90年代初，中国才在陶瓷工业使用透辉石。透辉石是一种新型的陶瓷工业矿产资源，以致中国近两年出版的有关矿产资源的大型专著都未涉及透辉石。

在建筑陶瓷中的应用

　　采用透辉石一高岭石一石英系列配方研制低温二次快烧釉面砖，素烧温度1080~1120℃，素烧时间80min，釉烧温度1040~1080℃，釉烧时间80min，所研制的透辉石釉面砖各项性能指标都达到GB4100-83《白色陶质釉面砖》标准要求。与粘土-叶腊石配方相比，素坯烧成温度降低70~90℃，釉烧时间相比于多孔窑减少16~18h，素烧相比于倒焰窑减少约70h，节能效益明显。加入40%透辉石的釉面砖素烧周期12h，釉烧周期8h，素烧温1080℃，釉烧渡1040℃，比传统的长石质釉面砖烧成周期缩短3至5倍，烧成温度降低100~200℃，具有较强的抗折强度、热膨胀系数低、收缩小等优良特性，其经济效益是十分可观的。
　　在具有80年代国际先进水平、年产100万平方米的高级釉面砖生产线上的试产阶段，原配方烧成过程经常出现风惊，产量还不到设计能力，同时产品湿膨胀较大，后龟裂严重，质量难以提高。新配方以红粘土和30%的透辉石为主要原料，解决了试产阶段遇到的难题，提高了产品质量，降低了坯体素烧温度和单位产量煤耗，缩短了素烧、釉烧时间，产品抗压强度提高，超过原设计能力20%，创下了年产120万平方米的新记录，并使产品打入了国际市场，企业获得了明显的经济效益和社会效益。
　　在瓷质砖生产中，加入7%~15%的透辉石，坯体瓷化温度低，烧成范围宽（1160~1180℃），坯釉结合性能好，坯体尺寸规整不变形。由于透辉石为粒状，不含结晶水和发挥物，具有良好的热膨胀特性和助熔效果，其有利于快速升温和成瓷后的快速冷却，可显著缩短烧成周期，降低成本，更易干加工和粉碎，缩短坯料球磨时间，减少原料加工过程中的能耗。
　　应用劣质透辉石制釉面砖。烧成温度在1030~1100℃范围内，比传统粘土质釉面砖烧成温度低200℃左右，生产周期60~120分钟，吸水率19%~21%。具有机械强度高，热稳定性好，吸湿膨胀低等优良特点，大大节省能源，使釉面砖成本大幅度降低，综合经济效益十分可观。
　　透辉石是釉面砖卫生陶瓷低温快烧的好原料，用于釉面砖的熔块的较少。如在釉面砖熔块用透辉石代替方解石、滑石和部分石英有利于熔块熔制，降低釉烧温度和釉的膨胀系数，有利于降低釉料成本。透辉石低温低膨胀乳浊釉的釉烧温度1040~1080℃，釉烧时间90~120min，釉面白度78~79，釉面光泽度90%~100%，热膨胀系数7.14×10-6/℃，无色差，对透辉石素坯有良好的适应性，热稳定性好。
　　在主要含石英、伊利石、高岭石和赤铁矿的红黄粘土外墙配料中，引入10%的透辉石，组成中CaO、MgO含量显著上升，Al2O3含量下降，原配方中主要以K2O--Na2O-Fe3O4形成低共熔物，新配方中主要以CaO-MgO--K2O--Na2O--Fe2O3形成低共熔物，其助熔效果明显加强，烧成温度由1130℃下降到1100℃，烧成周期45min，由于透辉石烧失量小，无多晶转变，晶体呈柱状，可使配料脱水快，喷雾产量提高，生坯料易成型和干燥，整个过程的合格率提高。透辉石的引入，使砖致密、强化、产品的吸水率由8.15%下降到5.93%，抗弯强度由27.82MPa提高到29.97MPa，从而改善了产品质量。
　　以质量百分比：透辉石30~40、叶蜡石10~20、长石5~15、软质粘土20~30、砂石5~10制成的无釉瓷质砖，烧成温度1170℃±10℃，烧成周期48min。其吸水率：0.1%~0.2%；抗折强度：45~50MPa；总收缩率：5%~6%，热稳定性：经20~30次急冷急热循环未出现炸裂或裂纹。因此，透辉石的引入，降低生产成本，节约能源；缩短烧成周期；热稳定性好，提高机械强度[16]。

在日用瓷中的应用

　　透辉石既能应用于建筑卫生陶瓷的工业中，也能应用于日用陶瓷的工业中。在高岭石、瓷石中加入5%~15%的透辉石，SiO2/Al2O3控制在4.23以下，在1240~1280℃的烧成范围内，制品达到日用细瓷的标准。坯料在低温还原烧成制定下烧成的大型扁平制品，具有较高的透明度，釉面白中泛青，具有景德镇的传统风味。烧成温度降低到1260℃左右，在节能与提高窑具使用寿面方面，将具有显著的经济效益。

在电瓷中的应用

　　由于透辉石是一种熔剂性矿物，对高压电瓷坯料的成瓷过程和瓷体性能产生较好的作用。在高压电瓷坯料中加入3%~5%的透辉石，就可降低100℃的烧成温度。若加入10%~20%的透辉石，作为电瓷坯料主要原料之一时，在降低烧成温度的同时还可改观电瓷的介电损耗、体积电阻率、工频电强度等电气性能，使瓷体强度提高16%~74%。
　　用线度较高（>90wt%）的透辉石矿可代替滑石作为高频瓷的主要原料，生产工艺和设备无需改变，烧成温度降低50℃左右，各项性能指标均能符合技术要求。适当降低配料中碳酸钡的用量和增加透辉石原料用量，可以增大熔体的温度粘度，从而将坯体烧结范围拓宽到30~40℃。透辉石瓷比滑石瓷的优点还在于它不存在老化问题，大大提高了瓷件的可靠性和使用寿命。透辉石瓷优良介电性能和较好的机械性能，这归结于晶相的稳定和细长的针晶特征。

在建筑陶瓷的应用

　　透辉石是具有独特功能和广阔应用前景的多功能材料。在升温过程中，透辉石无晶型转变，无烧失，热膨胀性能好，能迅速促进坯体的烧结，起到了强矿化剂的作用。透辉石能实现陶瓷的低温快烧，提高陶瓷的性能，广泛应用于电瓷、建筑陶瓷和日用陶瓷工业，是一种很好的新型节能添加剂和陶瓷原料。在建筑陶瓷工业中，透辉石的综合性能比硅灰石好；对于高频瓷，透辉石瓷比滑石更优良。人们应进一步对透辉石进行开发和研究，以拓宽其应用范围，更好地利用这一自然界非再生的、重要的矿产资源。

在药用功能

　　透辉石又被戏称为“哭泣石”，因为水晶医疗学者认为透辉石具有催人泪下的功能，从而达到治疗精神创伤的效果。透辉石能给予配戴者以创造力。透辉石还常与爱情和承诺等字眼联系在一起。水晶医疗学者还称，如将透辉石配戴靠胸的地方（如镶入项坠里），将有益于人的心、肺及循环系统。一些人还认为透辉石有益于健康、和睦、舒解精神压力。所以透辉石往往被用来收藏。

浙江德清县方山透辉石矿

　　透辉石－种新型的节能矿物原料，主要应用于陶瓷工业，釉面砖生产具低温快烧的特点，对发展建材工业－定意义。
　　浙江省已探明储量的透辉石矿产仅德清方山－处，探明资源储量74万吨，其中C级39.7万吨，余杭鸬鸟－带也有一些矿点。
　　透辉石矿产于震旦系统灯影碳酸盐岩，矿体形态简单，成矿与燕山期仙童坞隐伏花岗岩体有关，属于热变质层控型方解石、透辉石矿床。有工业矿体2个。一号矿体长520米，延深150米－240米，平均厚3.77米。二号矿体长720米，延深60米～170米，平均厚2.85米。探明资源储量74万吨，远景储量775吨，矿石益组分透辉石，次透闪石，其两者总含量56.5%.害组分Fe2O3含量0.26%～1.07%。