方解石（英文名稱：Calcite）為一種碳酸鈣礦物，分子式為CaCO?，是天然碳酸鈣中最常見的礦物，因敲破，塊塊方解以得名。方解石通常為白色或無色，由于含有其他微量元素或機械混入物，可呈不同的顏色，如含鐵錳時為淺黃、淺紅、褐黑等等。無色透明的方解石稱冰洲石。具強雙折射現象，雙折率極高，一般具無或很弱的多色性，具有發光性，在長波紫外光及短波紫外光照射下，可發出熒光，熒光可隨體色而變。方解石屬三方晶系，晶形多樣，不同聚形達600種以上，晶體呈菱面體狀、六方柱狀、復三方偏三角面體狀、板狀、針狀、粒狀、塊狀、纖維狀、鐘乳狀等。還常出現聚片雙晶和接觸雙晶。
方解石具有各種不同的成因類型，主要有沉積型、熱液型、巖漿型和風化型。其中沉積型尤其是在海洋環境中，方解石通過生物沉積或化學沉積的方式形成，例如珊瑚、貝殼等生物體內的碳酸鈣沉積，隨著時間的推移可以轉變為方解石。方解石是分布最廣的礦物之一，產地非常廣泛，世界產地眾多，如中國、墨西哥、加拿大、英國、冰島、意大利、俄羅斯、美國的紐約及蒙大拿州等地，幾乎每個國家都有或多或少的產出。方解石在冶金工業上用做熔劑；在建筑工業方面用來生產水泥、生石灰，大理石還可作建筑裝飾材料。方解石經機械加工（用雷蒙磨或其他高壓磨直接粉碎天然的方解石）可以制得重質碳酸鈣，它是優良的填充劑和性能改良劑。方解石晶體可以用來制造偏光棱鏡的光學材料。
命名與歷史
方解石的中文名稱據宋·馬志《開寶本草》記載：敲破，塊塊方解，故以得名，英文名稱（Calcite）來自拉丁文單詞“石灰”（Calx-cis）之意。它是組成大理巖的主要礦物。早在古希臘時代以前的幾千年，古希臘人就在克里特島開始用大理石進行雕刻。方解石在多種歷史時期都發揮了重要作用，古代埃及人曾利用方解石制作透光的窗戶，而在中世紀，方解石也常用于雕刻和建筑材料。中國的云南大理縣因盛產大理巖而得名。對其開發利用的歷史悠久，如山東曲阜西夏候新石器時代遺址，就出土有用大理巖制成的用具和戒指，出土時指環還套在死者的左手指上；在商代陵墓中則發現了大理巖雕刻的人和獸類等立體雕像。質優者稱“漢白玉”，是重要的雕刻材料和建筑材料。
Sandberg于1975年注意到新生代早期的海水環境有利于方解石沉淀，新生代晚期至現代的海水環境有利于文石沉淀，并將有利于方解石、文石沉淀的地質歷史時期分別稱為方解石海和文石海時期。
主要特性
化學組成
方解石的主要成分為碳酸鈣，化學式為CaCO3（其中CaO：56.03%，CO2：43.97%），常含錳、鐵、鋅、鎂、鉛、、、鈷、稀土元素等類質同象替代物；當它們達到一定量時，可形成錳方解石、鐵方解石、鋅方解石、鎂方解石等變種。
結構特征
晶體結構
方解石屬三方晶系，其結構相當于一個沿三次軸壓扁了的NaCl結構，每個Na+的位置被Ca2+取代，而每個Cl的位置被CO32-取代。每個Ca2+的周圍有6個CO32-，每CO32-的周圍有6個Ca2+。各CO32-中的O2-排列成三角形，C4+處于三角形的空隙中，各CO32-三角形平面均垂直于三次軸。
結晶習性
方解石晶形態多樣，不同聚形態達600多種以上，晶體呈菱面體狀、六方柱狀、復三方偏三角面體狀、板狀等。還常出現聚片雙晶和接觸雙晶，如蝴蝶狀雙晶、燕尾狀雙晶為接觸雙晶。具有兩個晶頭的晶體和平行連生的比較少見。集合體形態多種多樣，如由片狀、板狀或纖維狀方解石成平行或近似平行連生分別稱“層解石”和“纖維方解石”，呈粒狀者稱“大理巖”、致密塊狀者稱“石灰巖”、鐘乳狀者稱“鐘乳石”、土狀者稱“白里”、多孔狀者稱“鈣華”，還有晶族狀、尖錐狀、花瓣狀、鰭狀、豆狀、葡萄狀等。方解石晶體形態與形成條件有關，隨著溫度降低，其晶體形態會有從板狀、鈍角菱面體為主的晶形向復三方偏三角面體、六方柱為主及銳角菱面體晶形演化的趨勢；隨著溫度增高則晶形趨向扁平。
理化特性
無色透明的方解石稱“冰洲石”。方解石通常為白色，由于含有其他微量元素或機械混入物，可呈不同的顏色，如因含微量的鈷、錳而呈灰色、褐色、黃色、紅色，含銅可呈綠色、藍色，含有機質而呈灰黑色。玻璃光澤，透明至不透明，一軸晶負光性，折射率No=1.658、Ne=1.486，雙折率為0.172，色散度為No=0.028，Ne=0.014。方解石具強雙折射現象，雙折率極高，一般具無或很弱的多色性。方解石硬度為3，性脆，為貝殼狀端口，{}完全解理，在應力影響下，沿{}聚片雙晶方向滑移形成裂開。方解石遇熱發光，摩擦發光（通過對方解石發光的研究表明，它發光的原因是以Mn2+，Pb2+，Re3+，UO2+為激活劑構成的分立發光中心和以有機質產生的分立發光中心所引起的）；紅色、藍色、黃色及其他顏色熒光，有磷光。
方解石具發光性，在長波紫外光及短波紫外光照射下，可發出熒光，熒光可隨體色而變。如含錳方解石可發紅色熒光。在吸收光譜上沒有特征吸收譜，但是可因為存在不同雜質而具不同吸收譜線。方解石還可具貓眼效應，遇鹽酸起泡，易溶于較多酸。二氧化碳對其有增溶作用。方解石具有逆溶解性，溫度升高，在水中溶解度降低。灼熱后的方解石碎塊置于石蕊試紙上呈堿性反應；有鈣的焰色反應（橘黃色）。
成因與產狀
方解石是分布最廣的礦物之一，具有各種不同的成因類型。
①沉積型，海水中的碳酸鈣達到過飽和時（海水中的碳酸鈣主要來源于海相生物的骨骼，其含有豐富的鈣質，如角石、鸚鵡螺和菊石等），可沉積形成大量的石灰巖、狀灰巖等。
②熱液型，熱液型礦床成礦時代以燕山期為主，次為海西期。涉及的礦種有鐵、鉛、鋅、銀、銅、錫、鎢、金、銻、鈹、錳及螢石和石棉等。方解石可成為各種金屬礦床的脈石礦物，常見于中、低溫熱液礦床中，呈脈狀或見于空洞里，具良好的晶形。
③巖漿型，巖漿型礦床也稱正巖漿礦床，是由各類巖漿在其生成、運移或就位過程中，主要通過分異作用和結晶作用，使巖漿中分散的有用物質聚集，或者在特殊條件下固結成具有經濟價值的地質體所形成的礦床。方解石為巖漿成因的碳酸巖和碳酸根熔巖中的主要造巖礦物，常與白云石、金云母等共生。
④風化型，石灰巖、大理石在風化過程中地下水溶解易形成重碳酸鈣進入溶液，當壓力減小或蒸發時，使大量二氧化碳逸出，碳酸鈣可再沉淀下來，形成鐘乳石、石筍、石柱等。它們常分布在石灰巖的溶洞或裂院中。中國石灰巖溶洞尤以桂林為佳，其中的石鐘乳和石筍形成瑰麗壯觀的景色，聞名世界。
主要用途
建筑材料
石灰巖是制造石灰和水泥的基本原料。這是石灰巖的主要利用領域，平均每生產1t硅酸鹽水泥需用石灰巖1.25t。石灰巖也是玻璃和陶瓷生產的配料之一。原料中加入適量石灰巖可降低燒成溫度，縮短陶瓷燒成周期，提高的坯體半透明度，加強坯釉間的結合強度。利用石灰巖（大理石）的顏色，觀賞性結構構造及花紋特色，可加工成建筑石料和室內、外裝飾板材以及雕刻工藝制品的石料等。對建筑用石灰巖的基本要求是色澤、花紋好和塊度適用、可加工性及機械強度較好。石灰巖是混凝土的常用骨料原料。
冶金工業
石灰巖作煉鋼、鐵的堿性熔劑，是黑色和有色冶金的輔助原料。CaO使礦石中的硫、磷等雜質與焦炭灰分相結合變成爐渣而排除。一般使用的都是生石灰，大部分用于轉爐。用石灰巖燒制的活性石灰用于煉鋼，特別是對氧氣轉爐煉鋼，可縮短吹氧時間，提高脫硫率，減少螢石消耗，增加鋼水產量、延長爐齡。
化學工業
碳化鈣、制堿、酸酸鈣、碳酸鉀和某些化學肥料的生產均需用石灰巖作原料。其中，氫氧化鈉在化學工業中的應用于人造絲、化學藥品、染料、紙漿工業，石灰巖粉碎后制成的碳酸鈣可用作農業肥料。
光學儀器
方解石晶體可以用來制造偏光棱鏡的光學材料。在國防尖端工業上，用于制造電子計算機，萊塞光開關，大屏幕顯示器，濾光程度高的天文望遠鏡，激光測距儀等光學元件。
其他
石灰巖粉，包括重質碳酸鈣和輕質碳酸鈣，是涂料、橡膠、造紙等方面的填料或添加劑。在造紙過程中，石灰巖粉也是脫硫劑。
主要產地
方解石產地非常廣泛，世界產地眾多，如中國、墨西哥、加拿大、英國、冰島、意大利、俄羅斯、美國的紐約及蒙大拿州等地，幾乎每個國家都或多或少地的產出。具有觀賞價值的方解石，主要產出國有中國、美國、英國、德國、瑞士、墨西哥等。中國可供觀賞的方解石遍布20多個省（區），主要產地如湖南石門和郴州市、湖北大冶、文山壯族苗族自治州、貴州省、江西省、陽山縣、南丹縣及大廠等。
鑒別
方解石可以根據其折射率、強雙折射、密度、硬度及完整的菱形解理識別。沿{}聚片雙晶方向，給以砸擊，可沿此方向滑移或裂開，依此與其他礦物晶體相區別。它很像白云石，其區別方法為滴加鹽酸，方解石遇鹽酸容易立即強烈起泡，而白云石則發泡很慢，可依據方解石的一軸晶、低密度、低折射率、雙折射現象及形解理與它的同質多象相區別。
灼熱后的方解石碎塊置于石蕊試紙上呈堿性反應和鈣的橘黃色焰色反應，也是重要的識別特征。
參考資料 >
巖石展廳 | 最常見的天然碳酸鈣——方解石.微信公眾平臺.2025-04-13
科普小課堂|方解石.微信公眾平臺.2025-04-13
方解石晶簇.中國地質大學逸夫博物館 .2023-02-27
方解石.中國石油大學地球科學與技術學院.2023-02-27
方解石.國家巖礦化石標本資源共享平臺.2023-06-23