[科普中国]-冰洲石

冰洲石，即无色透明的方解石。这样的方解石有一个奇妙的特点，就是透过它可以看到物体呈双重影像。因此，冰洲石是重要的光学材料。方解石是石灰岩和大理岩的主要矿物，在生产生活中有很多用途。我们知道石灰岩可以形成溶洞，洞中的钟乳石、石笋汉白玉等其实就是方解石构成的。

化学成分冰洲石，化学成分为CaCO3，是无色透明纯净的方解石(Calcite)，由于其具有特殊的物理性能，被称为特种非金属矿物。最早是发现于冰岛,故被称为"冰洲石"。在白色透明晶体矿物中具有最高的双折射率和偏光性能。优质冰洲石的晶体产于玄武岩的方解石脉和沸石方解石脉中。主要用于国防工业和制造高精度光学仪器，亦广泛用于无线电电子学、天体物理学等高新技术领域。1

特性自然界已经发现的矿物质总共有二千五百余种，其中重折率值最高的为冰洲石(方解石)达0.1720，并具有最大的双折射功能，这二种物理特性被广泛应用于现代的科技领域。

冰洲石主要化学成分为：CaCO3，质纯近似理论值CaO 56.03%、CO2 43.97%；

晶系：三方晶系；

形状：菱面体；

颜色：无色透明、紫色透明、浅黄色透明、金黄色透明、茶色透明、绿色透明；

光性：一轴晶（―）；

折光率：Ne=1.4864、No=1.6584(λ=589nm)；

重折率：0.1720；

解理：菱面体解理{1011}；

双晶：聚片双晶{0112}；

荧光：无；

摩氏硬度为：3；

密度：2.703g/cm³-2.715g/cm³。2

形态结构晶体形态：

复三方偏三角面体晶类，主要呈平行【0001】发育的柱状，平行发育的板状。常见单形有：菱面体e、f等，复三方偏三角面体。

晶体结构：

晶系和空间群：三方晶系，空间群R3c；

晶胞参数：a0=6.37Å；

粉晶数据：3.035(1)2.095(0.18)2.285(0.18)3

鉴定鉴定特征：方解石，可以从摩尔硬度3、菱形的解理、浅色、玻璃光泽和与冷稀HCl相遇剧烈气泡遇，予以鉴定。亦可以作钙的试验。它和白云石很类似，而且共生在一起。不过白云石要在热的盐酸中，才有显著的气泡反应。它和霰石不同之处是比霰石轻，霰石的比重是2．9-5；

成因产状：形成于许多岩石中，石灰岩和大理岩主要由方解石组成；3

用途冰洲石晶体具有最大的双折射功能和最大的偏振光性能，是已知物质中不能人工制造和无法替代的天然晶体。常用于光学工业中的偏光棱镜，和偏光片，是制造天文用的太阳黑子仪，微距仪,中的心脏材料。也用于宝石二色镜中的棱镜。

质量要求：1、为结构完整完全透明；2、无色透明或均一染色体；3、晶体内部不允许有气体分子存在，(干涉法测定晶体无散光闪点存在)；4、不允许双晶和导波扭曲的晶体；

普通方解石用于化工、水泥,塑料,塘瓷,璃璃,造纸，医药,食品和动物饲料添加剂。方解石在冶金工业上用做助熔剂，在建筑工业方面用来生产水泥、内外墙凃料。还用于塑料牙膏.化粧品食品中添加剂。

冰洲石不作为首饰材料来用，市场上常用见到发的夜光球都是用夜光粉凃布的方解石冰洲石本身在任何环境任何条件下都不会发光。

右图演示了冰洲石的双折射性能。1

质量要求对冰洲石质量合格的要求

1.晶体完全透明.干涉测试无气体分子存在；

2.单晶体(双晶者,多晶体.管道.结瘤不能用)；

3.不允许有次生和机械裂；

4.无色.和均一淡色.不允许有不圴一染色；2

光学性质薄片中无色。一轴晶（-）有时为异常二轴晶。2V=5-10°。No=1.658，Ne=1.486。与Mn、Fe类质同象时，N变大。2

物理性质硬度：3

比重：2.715g/cm3

解理：解理完全

断口：参差状贝壳状断口

颜色：浅黄色至黄色

条痕：无色

透明度：透明

光泽：玻璃光泽

发光性：荧光

折光性：

其他：性脆2

著名产地世界上出产良好方解石晶体的地点有：美国的苏必利尔湖的铜矿区；德国的Saxony、Harz山脉的Ardreasberg；英国的Cumberland、Derbyshire、Durham、Cornwall和兰开斯特城；冰岛；墨西哥的Guanajuato等。3

生产方法冰洲石的生产方法主要有以下几种：第一，碳化法，即将精选过的石灰石破碎至50～150mm，无烟（白）煤的粒度为38～50mm。煤与石灰石以1:8～1:11混合，方程式为CaCO3→CO2+CaO、CaO+H2O→Ca(OH)2、Ca(OH)2+CO2→CaCO3+H2O。

第二，氯化钙碳化法，即将氢氧化钙与盐酸反应生成氯化钙，经活性炭脱色、过滤除杂，使氯化钙在氨水存在下用二氧化碳碳化既得，方程式为Ca(OH)2+2HCl→CaCl2+2H2O、CaCl2+2NH3·H2O+CO2→CaCO3+2NH4Cl+H2O。

第三，由蛋壳等生物原料，经清洗、粉碎、过筛等精制即了可得。

第四，以石灰石（含碳酸钙98%以上）为原料，经煅烧、消化、CO2碳酸化即可制得。

第五，粉碎法将白石(天然石灰石)先在颚式破碎机中粗碎，使其块度达40--60mm，再用提升机提升至雷蒙即可得。2

安全信息冰洲石的危害主要是对开采加工的工人有健康危害，即常出现上呼吸道炎症、支气管炎，可伴有肺气肿。

中毒处理方法：

1.皮肤接触： 脱去污染的衣着，用流动清水冲洗；
2.眼睛接触： 提起眼睑，用流动清水或生理盐水冲洗，就医；
3.吸入：脱离现场至空气新鲜处。如呼吸困难，给输氧，就医；
4.食入：饮足量温水，催吐，就医；

RTECS号：FF9335000

危险品标志：Xi

风险术语：R36/38:

安全术语：26-36;37;39;S26;S37/S39;S36/S37/S39

危险类别：37/38-41

毒理学数据：471-34-1(Hazardous Substances Data)2

本词条内容贡献者为:

邱昆峰 - Research Fellow - Colorado School of Mines, USA