銀星石

地質概況

永和磷礦位於七寶山一永和向斜中,地層走向近東西,傾向南,傾角35°一80°。礦田內永和逆掩斷層使含磷巖系倒轉逆掩於壺天灰巖之上,使磷礦層產生重疊、擠壓及缺失並暴露於地表,以致氧化加深。 ^[1] 

磷礦賦礦地層為震旦系,含磷巖系東西長達叭m,分佈在三灘一馬鞍山一金獅衝一帶。含礦層位有三個,即下震旦統蓮沱組、上震旦統陡山沱組和燈影組,尤以前二者重要。賦礦巖性為富含粘土質、炭質及白雲質的淺變質岩,其上部為一套較厚且含硅質較高的板岩,礦層頂底板和夾層一般為白雲質或炭質板岩。礦體形態多呈層狀和似層狀,亦有透鏡狀礦體。 ^[1] 

礦石結構構造有粒狀、鱺狀、假鱺狀、條紋狀、條帶狀、塊狀、角礫狀、虎斑狀(假角礫)、晶簇狀及皮殼狀等。礦石礦物組成簡單,主要有用礦物為碳氟磷灰石,非含磷礦物有粘土礦物、絹雲母、石英、方解石等,並見有少量炭泥質和鐵錳質礦物,偶見黃鐵礦晶體。 ^[1] 

銀星石產於氧化帶內,屬表生含磷礦物,一般在氧化不夠強烈的礦牀中不易形成。該礦牀含礦層裸露地表,構造斷裂發育,加之氣候濕熱,因而氧化帶非常發育,面型氧化深度為5一30m,沿斷裂破碎帶形成的線型氧化深度可達25om。按礦物組成、氧化程度和深度可將其分為氧化帶,半氧化帶和原生帶。氧化帶深度小於50m,見有大量的褐鐵礦、赤鐵礦、軟錳礦、錳土、粘土礦物、鐵錳碳酸鹽礦物和表生磷酸鹽礦物如銀星石、纖磷鈣鋁石和磷德鋁釩等。其中銀星石分佈普遍,常呈針狀、纖維放射狀集合體或晶簇狀分佈於裂隙、角礫間隙中,或包裹於碳氟磷灰石外圍(圖1)。半氧化帶深度一般50一100m,個別地方可達250m,鐵錳氧化物礦物、粘土礦物數量減少,石英、絹雲母、黃鐵礦增多,銀星石分佈不如氧化帶普遍,且顆粒細小,僅在裂隙中見有產出。半氧化帶之下為原生帶,該帶中未見有銀星石及其他表生含磷礦物產出。 ^[1] 

銀星石又稱放射纖維磷鋁石(張守範,1957),野外常呈放射狀,皮殼狀或塊狀集合體,有時在裂隙空隙中垂直兩壁生長形成銀星石晶簇(見圖1)。肉眼見結晶好者為針狀晶體,單晶長2一5mm,白色、乳白色,半透明,玻璃光澤,條痕白色,性脆易碎,比重2.3,摩氏硬度3.5,偏光鏡下呈無色、透明,礦物屬斜方晶系,二軸晶正光性。油侵法測定折光率為:Np=1.525±0.003,Nm=1.535±0.003,Ng=]1.551±0.005,與文獻資料一致。 ^[2-3] 

銀星石晶體發育十分完好，大小不等，柱長最大約3-5毫米，一般為0.5-1毫米。銀星石除呈長柱狀單晶零散附着在岩石表面外，亦呈球狀或放射狀集合體分佈在岩石裂隙中，較大者可呈板狀。 ^[4] 

銀星石針狀晶體經X射線粉晶分析,主要譜線分別為:8.45(10),5.68(6),5.40(3),5.00(2),4.83(4),3.44(7),3.22(9),3.08(2),2.810(5),2.605(2),2.575(5),2.275(3),2.100(6),1980(3),1.960(3)。

銀星石熱分析是在LCT一2型示差精密天平上進行的。試樣在雙目鏡下檢查,為純淨的銀星石針狀晶體。如圖2所示,銀星石的差熱曲線在259℃(250℃)和342℃(334℃)處有兩個吸熱谷,前者谷幅較為寬緩,谷峯短,後者谷幅窄狹,谷峯長,與文獻資料略有不同(kostovIvan,1968)。另外,在752℃(751℃)和1028℃(1030℃)處有兩個微弱的放熱峯,兩個放熱峯的温度變化範圍都比較小。

銀星石紅外光譜分析在P一E621型紅外分光光度計上採用KBr壓片法進行。實測圖譜波數從400cm^-1至4000cm^-1。圖3僅繪出實測圖譜的主要部分。可見銀星石的主要譜帶有:一個A₁對稱伸縮振動（γ₁）940，865cm^-1;一個E彎曲振動(γ₂)450cm^-1;一個F₂非對稱伸縮振動伸縮振動(γ₃)1145，1060，1020cm^-1,一個F₂彎曲振動(γ₄)500,550,593,640cm^-1;H₂0、OH伸縮3515，3420cm^-1;H₂O彎曲1645cm^-1。因為銀星石是屬於含有經基和水,並以Al³⁺為主要陽離子的磷酸鹽礦物,故在3515cm^-1處出現一個由Al-O-H伸縮產生的）H面鋭譜帶,在865cm^-1處出現一個由Al一O一H彎曲產生的OH面內彎曲的鋭譜帶,這和文獻資料基本一致 ^[5]  。這兩個鋭譜帶的出現是含水和經基的銀星石礦物區別於正磷酸鹽礦物的特徵標誌。

我們採集了具針狀形態的銀星石進行了光譜半定量分析(表1)。分析結果表明,永和磷礦的銀尾石純度較高,除主要成分外,其他雜質或混入元素含量很低,Ca、Mg、Cu、Fe、Mn、Si均在萬分之三以下,Pb、Zn、Y、Sr、Ba、Cd、V、Ni、Co、As均在檢出線以下。

銀星石的化學全分析結果(表2)表明,銀星石的化學成分以Al、P、H₂O(OH)和F為主,混入有少量的Ca、Fe、Si、Mg、CO₂等,其他雜質含量都在十萬分之六以下,這與光譜分析數據所顯示的基本一致,根據化學成分計算的銀星石礦物化學分子式為Al₃(P0₄)₂(OH,F)₃·5H₂O_。 ^[4] 

銀星石的化學成分和該礦牀不同顏色的碳氟磷灰石(純度約90%)相比(表2),Al₂O₃、H₂O增加了一個數量級,P₂O₆。、Fe₂O₃、CO₂變化不大,其餘大部分成分都有減少的趨勢,其中SiO₂、TiO₂、MgO、SrO減少了一個數量級,CaO、BaO、Na₂O、K₂O減少了二至三個數量級。顯然,銀星石是在較酸性含鋁水溶液淋濾或交代磷灰石及地層中磷質後在表生環境下形成的無鈣或少鈣的含水鋁磷酸鹽礦物。 ^[1] 

筆者對永和磷礦銀星石的稀土元素也進行了初步的研究,並與該礦牀氧化帶和原生帶碳氟磷灰石的稀土元素進行了對比。表3為銀星石和碳氟磷灰石的稀土元素含量。可以看出該礦牀碳氟磷灰石的稀土元素含量較高,氧化帶碳氟磷灰石的稀土元素含量更高,説明稀土元素在氧化過程中發生了重新分配。這種現象與蘇聯紹里亞山區庫爾蘭別爾金斯克礦牀鋁磷酸鹽風化剖面,和印度洋上的聖誕節島磷酸鹽風化剖面呂,的稀元素變化是一致的。但是,該礦牀氧化帶銀星石的稀土元素含量很低,稀土總量為氧化帶碳氟磷灰石的1/93,為原生帶碳氟磷灰石的1/57,其中大部分稀土元素的含量都低於該元素的檢出限,有些在幾個ppb以下。從表2所列銀星石的化學組成來看,銀星石稀土元素含量極低是由於不含或少含N氣Ca、Sr、Ba等元素所造成的。這種現象的發生是受表生氧化還原地球化學環境所制約,也取決於稀土元素本身的地球化學性質。 ^[1] 

銀星石以菱方柱的形態為特徵，長:寬:厚=8:3:1，晶形完好，外形簡單。測角工作是在雙圈測角儀上進行的，用[001]晶帶調整，具三個單形，一為正方柱{100}以a示之，另一為菱方柱{110}以m示之，再一為雙面{101}以r示之，測角結果如表1所示，其晶體形態見圖4.

從測角結果可知，銀星石有兩個相互正交的對稱面及一個二次軸，屬斜方晶系，由於晶形僅上半段完整，尚難判定其是否有第三個對稱面與上兩個對稱面正交，這樣有無對稱心的間題尚待進一步確定，故銀星石可能屬於斜方單錐晶類C_rv或斜方雙錐晶類

。

單形一般以{110}最發育，但在大的晶體中有時則因{100}發育特別完善，柱體縮短而呈板狀。 ^[4] 

工作中對銀星石進行了熱重試驗及差熱分析。

熱重曲線(圖5)表明，銀星石在110℃開始脱水，110°-280℃脱去大部分結晶水，280℃以後曲線緩慢下降，表明結晶水慢慢析出，至900℃時則基本脱完，此時失重量為28.7%。 ^[4] 

差熱曲線(圖6)所示，260℃處有顯著的吸熱谷，説明銀星石的結晶水在此已大部分析出這與熱重分析結果的結晶水的主要析出階段是一致的。 ^[4] 

氣味 甘、寒、無毒。

主治 吐血咳血。用金星石、銀星石、玄精石、不灰木、陽起石、雲母石各等分。取坩鍋一個，鋪冬月水牛糞一、二寸，鋪約一層，鋪灰二寸，又鋪藥一層，如此重複鋪好，最後蓋上灰，加蓋封牢。在炭火中煅一天一夜，還要埋在土中一夜，然後去灰留藥塊，共研細，每藥一兩，加龍腦、麝香各半錢、阿膠二錢半，炒過。每服一錢，糯米湯送下。一天服三次。 ^[6]