正長巖(syenite)是一種中性深成侵入巖,主要由長石、角閃石和黑云母組成,不含或含極少量的石英。其化學組成主要為二氧化硅,含量約占60%,其次是氧化鋁為15-20%,氧化鈉、氧化鉀約10%左右,氧化鈣含量很低。此外,還含有少量的鐵和鎂。
正長巖呈淺灰色、灰白色或玫瑰紅色,體積密度為2.63~2.75g/cm3,孔隙度及飽水度都很小,壓縮強度120~180MPa。正長巖的硬度比花崗石小,具有較大的韌性,因此,易于磨光,結構均勻,易于拼接。正長巖呈半自形等粒狀結構、斑狀結構和塊狀或似片麻狀等結構。
正長巖一般認為沒有獨立的母巖漿,其成因有二:一為玄武巖漿分異產物,二為花崗巖漿同化產物。常與花崗石、堿性的基性巖或霞石正長巖伴生。正長巖同花崗巖共生時,它作為花崗巖的邊緣相存在,如瑞典的烏普薩拉、美國的佛蒙特州、中國北京等地可見;同堿性巖共生時,它們之間構成復雜的堿性巖雜巖體,在中國四川和山西省等地可見。此外,在非洲、印度南部、澳洲大陸等地也有正長巖產出。
正長巖的應用廣泛,在建筑領域,正長巖可用作建筑材料、裝飾石料;在陶瓷領域,新鮮而較純的(暗色礦物極少或無)正長巖可作為陶瓷原料;在農業領域,富鉀的正長巖可作為鉀肥原料;在化工領域,正長巖還可作化工耐酸堿的材料。
主要特性
礦物組成
元素組成:正長巖中二氧化硅(SiO2)的含量約為60%,氧化鋁(AI2O3)含量為15-20%,氧化鈉(Na2O)、氧化鉀(K2O)含量可達10%左右,氧化鈣(CaO)含量很低,此外,還含有少量的鐵(Fe)和鎂(Mg)。
礦物組成:正長巖主要由長石、角閃石和黑云母組成,不含或含極少量的石英(石英含量小于5%)。
在長石中,堿性長石約占70%以上,主要是正長石,微斜長石較少。晶形常呈板狀外形或其它形狀,常見卡式雙晶、格子狀雙晶。在堿性系列巖石中出現歪長石;培長石含量不多,一般為中長石或奧長石,可見環帶結構,半自形,具細密的聚片雙晶。
暗色礦物主要是普通角閃石和黑云母,屬于鐵鎂礦物,占20%左右,有時也含有輝石,堿性系列中為堿性輝石和堿性角閃石,有時可出現少量的橄欖石。
石英含量小于5%。多呈充填狀或與鉀長石形成文象交生;石英與似長石(霞石、白榴石、方鈉石等)不能共生,它們分別出現在鈣堿性正長巖和堿性正長巖中。副礦物:在堿性系列中種類稍復雜些,有獨居石、褐簾石、燒綠石、鈮鉭鐵礦等。
物理特性
正長巖呈淺灰色、灰白色或玫瑰紅色,體積密度為2.63~2.75g/cm3,孔隙度及飽水度都很小,壓縮強度120~180MPa。正長巖的硬度比花崗石小,壓入硬度為5700MPa,塑性系數2.2,彈性模量88000MPa,具有較大的韌性,因此,易于磨光,結構均勻,可拼性好。
結構特征
正長巖具半自形等粒狀結構、斑狀結構和塊狀或似片麻狀等構造。
半自形等粒狀結構常見于中酸性和酸性深成巖中,其特點是全晶質,巖石中的主要礦物長石呈半自形粒狀,其中斜長石自形程度比正長石要高,而鉀長石又比石英自形程度要高;深色礦物角閃石和黑云母與培長石相比晶形發育較好;如下圖所示。
斑狀結構是指巖石中有兩種大小截然不同的礦物顆粒(大的稱斑品,小的稱基質)的一種結構。一般是把基質為隱晶質、玻璃質的結構稱為斑狀結構。如斑晶數量很多,超過基質,稱為多斑結構。如斑晶很少,則稱少斑結構。
形成原因
正長巖一般認為沒有獨立的母巖漿,其成因有二:一為玄武巖漿分異產物;二為花崗巖漿同化產物。花崗巖漿與玄武巖漿產物主要不同之處是FeO/MgO分子比值上,前者變化范圍為0.7-1.6,平均為1.2,后者變化范圍為1.0-5.1,平均為2.7。此外,在堿的含量上,前者低,屬鈣堿性巖;后者高,屬偏堿性巖及堿性巖。在SiO2飽和度上,前者過飽和,常含石英,后者飽和,很少含石英。還有在侵入巖體的巖相上,前者復雜,后者均一,前者巖體大,常在花崗石的邊部,與花崗閃長巖、石英閃長巖共生,為花崗巖漿同化產物,接觸變質強,與之有關的鐵礦工業意義較小,后者巖體小,常與火山巖,輝長巖、輝綠巖等共生,為玄武巖漿分異產物,接觸變質弱,與之有關的鐵礦工業意義較大。
分布區域
正長巖石自然界產出很少,它較少成獨立的巖體可供開采,常與花崗巖、堿性的基性巖或霞石正長巖伴生。一般都形成較小的巖體,如巖蓋、巖盆、巖株、巖脈或不規則巖體,侵位于巖漿活動晚期、更多的是組成其他巖體的一部分。
據統計,連同與之相當的噴出巖(粗面巖)一起只占整個巖漿巖分布面積的千分之六(0.6%)。正長巖同花崗石共生時,它作為花崗巖的邊緣相存在,如瑞典的烏普拉薩、美國的弗蒙特、中國北京;同堿性巖共生時,則它們之間構成復雜的堿性巖雜巖體,如中國四川和山西省等地所見。
此外,除了瑞典,歐洲其他地區如瑞士、德國、挪威、葡萄牙、蘇格蘭等,非洲如埃及等,印度南部地區,澳洲大陸等地也有正長巖產出。
應用領域
建筑領域
正長巖與花崗巖、閃長巖、輝長巖等同屬于深成巖,是由于地表深處巖漿受上部覆蓋層的壓力作用,緩慢均勻地冷卻而形成的巖石。深成巖的特點是結晶完全、晶粒粗大、結構致密、表觀密度大、抗壓強度高、吸水率小、抗凍性和耐久性好,屬于應用廣泛的砌筑用石材。
農業領域
正長巖是難溶性含鉀巖石中的一種,鉀是農作物生長所必需的3種基本營養元素之一,在農作物體內起著至關重要的作用,是決定農作物產量的關鍵元素,同時鉀離子又是植物各組織中最豐富的無機化合物陽離子,因此農作物的正常生長離不開鉀。利用焙燒浸出法、壓熱法、低溫分解法 和微生物法從正長石中提取鉀鹽,用于生產鉀肥肥料。
陶瓷領域
正長巖是陶瓷原料的天然巖石之一,用天然巖石作為原料是世界陶瓷生產的發展趨向,但是天然礦物最大的缺陷是成分不穩定和雜質含量問題。因此,必須對天然礦物進行撿選、精加工、分級。一方面改進其性能,另一方面使原料品級標準化、系列化,做到優質優用,劣質巧用。不僅可以滿足不同用戶的要求,而且可以保證終端產品的質量穩定。例如,一般傳統陶瓷制品基本都是“白色”,因而主要研究利用的只能是一些顏色指數較低的淺色巖漿巖。而今,在一些色瓷象文化磚、廣場磚中,突破了“白色”界限,使一些顏色較深的原料得到應用,而且獲得了特殊的藝術效果。
化工領域
正長巖有較好的抗壓強度及耐酸堿特性,也可作化工上的耐酸耐堿的材料,如可作為填料用在泡沫橡膠和塑料中。
相關類型
根據主要礦物組成長石含量分類,將正長石含量大于80%的正長巖稱為鉀正長巖(鉀長正長巖或鉀質正長巖),鈉長石含量大于80%的正長巖稱為鈉正長巖(鈉長正長巖),有人稱為亞堿性正長巖;根據次要礦物組成角閃石、黑云母和單斜輝石分類,正長巖可分為角閃正長巖,黑云母正長巖和輝石正長巖;根據石英含量分類,當石英含量達5-20%則稱石英正長巖,當石英含量增加時就向花崗正長巖過渡;把含少量石英和輝石的正長巖稱英輝正長巖。
名稱來源
Syenite這一名稱來自埃及尼羅河畔的城市阿斯旺(Syene),古時在那里露天開采石頭。
參考資料 >
Geochemistry and petrogenesis of syenites and associated rocks of the Elagiri complex, Southern Granulite Terrane, India.sciencedirect.2024-03-27
Oldest syenitic intrusions of the Yilgarn Craton identified at Karari gold deposit, Carosue Dam camp, Western Australia?.tandfonline.2024-03-27