石材的礦物組成

礦物是具有比較固定的化學(xué)成分和物理性能的自然均質(zhì)體（單質(zhì)或化合物），它是地殼中各種地質(zhì)作用的產(chǎn)物。礦物是組成各種巖石（石材）的最基本單元。不同的巖石由不同比例、不同種類(lèi)及不同化學(xué)成分的礦物組成。不同礦物的聚合就表現出巖石（石材）相應的外觀(guān)和基本的物理、化學(xué)特性。

石材的礦物成分主要由長(cháng)石、石英、云母、角閃石、輝石、白云石、方解石、鐵鎂礦物等中的若干種組成，詳見(jiàn)表1-3。每種礦物都具有一定的結晶構造、化學(xué)成分、物理性能等特征，因此同一種石材的礦物成分基本相似。但另一方面，礦物形成的條件差異，或有其他外來(lái)元素及物質(zhì)的影響，導致礦物特征的差異，例如，顏色差異、晶體顆粒大小差異、解理差異等，因此也會(huì )出現相同的礦物在同一品種石材或不同品種石材中的外觀(guān)不盡相同。

由于組成石材的各種礦物具有各自的特征，因此在研究、探討一種石材品質(zhì)或病變時(shí)，應首先對該石材內部的組織物質(zhì)(礦物)進(jìn)行探討，然后再進(jìn)行整體考慮（結構、花紋、材質(zhì)、外界環(huán)境等），這樣就可以作出全面的評價(jià)，找到有效的治理方法。

一、長(cháng)石

長(cháng)石是一種含鉀、鈉、鈣的架狀結構的鋁硅酸鹽礦物。富含鉀、鈉的長(cháng)石稱(chēng)為堿性長(cháng)石。富含衲、鈣的長(cháng)石稱(chēng)為斜長(cháng)石。根據鈉長(cháng)石、鈣長(cháng)石兩者比例的不同，又可分為基性斜長(cháng)石、中性長(cháng)石和酸性斜長(cháng)石。

花崗石的底色主要取決于長(cháng)石，鉀長(cháng)石通常呈紅色，以含鈉、鈣量高的斜長(cháng)石為主的花崗巖則呈灰白色，當部分長(cháng)石中混含有其他元素時(shí),則會(huì )改變其基本色調。

礦物晶體在外力作用（敲打、擠壓）下，嚴格沿著(zhù)一定的結晶方向破裂，并能裂出光滑平面的性質(zhì)，稱(chēng)為解理。

長(cháng)石是解理發(fā)達的礦物，長(cháng)石的解理越發(fā)達，則顯示其受風(fēng)化的程度越高，或是受外力作用越強。解理發(fā)達的結果將導致長(cháng)石發(fā)生片狀剝離、脫落或光澤度下降，并且使石材容易受到污染，發(fā)生鐵誘、髙嶺土化、色差等。解理發(fā)達的石材，其物理性能（抗壓強度、抗彎強度）會(huì )下降。另外，如果石材鋸切面平行于長(cháng)石的解理面，則會(huì )在石材表面出現絹絲霧狀的不均勻光澤，造成拋光板的瑕疵。

節理是肉眼或顯微鏡下可觀(guān)察到的微小、不連續裂痕。長(cháng)石是顆粒狀脆性礦物，所以長(cháng)石上的節理現象比較明顯。節理俗稱(chēng)雞爪紋，它對石材的品質(zhì)和病變的發(fā)生都有嚴重的負面影響，而且影響美觀(guān)、降低光澤度、促進(jìn)風(fēng)化、引起色差。

二、石英

石英是由二氧化硅晶體組成的礦物，它具有硬度高、耐磨性強、抗風(fēng)化等特性。一般為透明或乳白色，但當其摻雜其他元素后呈現多色性，如灰色、黑色等。

石英一般無(wú)解理性質(zhì)，但由于脆性高，故容易因外力作用而產(chǎn)生微破裂或微裂隙，這樣便會(huì )降低石英的透明度并引起組織松散，從而增加石材受污染的機會(huì )，產(chǎn)生石材病變。

三、云母

云母是鐵、鎂、鉀等的層狀結構鋁硅酸鹽水合物，具有極完全的片狀解理，可沿解理剝成具有彈性的薄片。云母又可分為黑云母和白云母，黑云母是含鐵、鎂的云母，白云母是含鉀的云母。雖然云母在石材中的含量遠低于長(cháng)石與石英，但它對石材品質(zhì)的影響不小。由于云母質(zhì)軟、硬度低，因此在石材研磨拋光時(shí)，云母解理面發(fā)生破裂而使表面出現無(wú)光澤的麻點(diǎn)，或者弓I起云母剝落而形成凹洞，影響了石材的美觀(guān)。另外，黑云母中的鐵質(zhì)也會(huì )引起銹斑。

四、輝石、角閃石

輝石是鐵、鎂、鈣、鈉、鋁的鏈狀結構硅酸鹽礦物。

角閃石是含氫氧根(OH")的鐵、鎂、鈣、鈉、鋁的鏈狀結構硅酸鹽礦物。

輝石、角閃石一般呈黑色或綠色，硬度髙（莫氏硬度6~7)、韌性強、光澤度高。它是石材結構組織中的良好礦物。但此類(lèi)礦物常具有兩組垂直的解理，故容易產(chǎn)生裂痕。另外，此類(lèi)礦物較長(cháng)石、石英容易風(fēng)化，產(chǎn)生石材結構松散或形成斑點(diǎn)和凹坑，影響石材美觀(guān)。

五、鐵、鎂礦物

鐵、鎂礦物主要包括磁鐵礦（FeFe2O4)、黃鐵礦（FeS2)、褐鐵礦（Fe2O3?nH2O)、菱鐵礦(FeCO3)、菱鎂礦（MgCO3)。

在黑色系列的石材中鐵、鎂礦物含量較高，可達50%以上，它存在于輝石、角閃石、橄欖石及部分中性、基性斜長(cháng)石中。在白色、灰色、紅色系列石材中，鐵、鎂礦物含量較低，一般不超過(guò)5%，因此它對此類(lèi)石材影響不大。

六、方解石（石灰石）

方解石是由碳酸鈣（CaCO3)組成的礦物，莫氏硬度3,耐酸性差、易風(fēng)化、光澤度高，一般呈白色或無(wú)色，含雜質(zhì)時(shí)呈黃、綠、灰等顏色。

石灰巖類(lèi)大理石主要是由方解石組成的，其含量不少于50%，如杭灰、宜興奶油、貴州黑等。

七、白云石

白云石是由碳酸鈣鎂（CaMg(CO3)2)組成的礦物，莫氏硬度3.5~4,耐酸性、耐候性均強于方解石，一般呈白、灰白、灰黑等顏色。

白云巖類(lèi)大理石主要是由白云石礦物組成的，其中碳酸鎂含量達45%以上。白云巖一般為均勻的微粒結構，如我國的漢白玉、皖螺均屬白云巖。