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话说重晶石
话说重晶石
要了解重晶石，需得先从钡的发现谈起。
一、钡的发现与性质
钡（Ba,Barium)：碱土金属，位周期表ⅡA族第六周期，原子序数56，原子量137.327，元素名来源于希腊文βαρύ&
(barys)，意为"重的"。
1602年，意大利博洛尼亚(Bologna）城，一位叫卡西奥劳罗的制鞋人，将一种含硫酸钡的重晶石与可燃物质一起焙烧，结果在黑暗中见到了一丝光芒，这种石头后来被人们称之为波罗拉石。
1774年，瑞典化学家舍勒(C.W.Scheele)研究波罗拉石，发现波罗拉石是由一种比重大的新土（称之为"Baryta"，重土)氧化物和硫酸结合成而的。
1776年，舍勒加热这一新土的硝酸盐，获得纯净的土(氧化物)。
1808年，英国化学家戴维(H.Davy)，用汞作阴极，铂作阳极，电解重晶石(BaSO4)制得了钡汞齐。经蒸馏去汞之后，便得到了一种纯度不高的金属，以希腊文barys(重)命名，将之称为钡，元素符号确定为Ba。
钡是一种银白色金属。它的原子体积39.24立方厘米/摩尔，热膨胀20.6 &m/(m&K) (25
°C)，莫氏硬度1.25，顺磁性，熔点725℃，沸点;，密度3.51 g/cm³(25℃)，导热性18.4
W/(m&K)，电阻率332 nΩ&m (20 °C)，拉伸模量13 GPa，剪切模量4.9
GPa。钡有138Ba(71.66%)、137BaBa(11.32%)、136Ba(7.81%)、135Ba(6.59%)、134Ba(2.42%)、130Ba(0.101%)和132Ba(0.097%)共7种稳定同位素。
钡是碱土金属中化学性质最为活泼的元素。钡单质具有很强的还原性和延展性。若只失去第一个电子时，钡在水中的还原性最强；但钡失去第二个电子相对困难，钡的还原性下降不少。即使如此，它也是酸性溶液中最活泼的金属之一，仅次于锂，铯，铷与钾。钡原子的价电子态为6S2，化学价为+2，与锶、钙钾离子的性质接近。
钡在空气中缓慢氧化，生成氧化钡。燃烧时发绿色火焰，生成过氧化钡。氧化钡为无色立方晶体，溶于酸，不溶于丙酮和氨水；与水作用成氢氧化钡，有毒。2Ba+O2=2BaO；2BaO+O2=2BaO2
氢氧化钡为无色透明结晶或白色粉末。在硫酸干燥器中能失去7分子结晶水，约在78℃失去全部结晶水，可溶于水、甲醇，微溶于乙醇，几乎不（难）溶于丙酮。若从空气中迅速吸收二氧化碳变成碳酸盐后，则不能完全溶于水。相对密度2.188。熔点78℃（八水化合物，在纯氢氧化钡的情况下是&408℃的）。折光率1.471。有毒。有腐蚀性。钡与水反应，生成氢氧化钡与氢气，由于氢氧化钡的溶解度不大，且钡的升华能较高，所以反应不如碱金属那样剧烈，生成的氢氧化钡会遮盖住视线。Ba
+ 2H2O = Ba(OH)2 + H2↑
钡能溶于液氨，生成具有顺磁性的、导电的蓝色溶液，其本质是形成了氨合电子。在长时间放置后，钡可以分解氨，形成氨基钡与氢气。
硫酸钡为无色斜方晶系晶体或白色无定型粉末。干燥时易结块。相对密度4.50(15℃)，熔点;。几乎不溶于水、乙醇和酸。溶于热浓硫酸中。在;左右发生多晶转变。在约;开始显著分解。化学性质稳定，硫酸钡溶于水的部分全部电离，为强电解质。硫酸钡不溶于稀硝酸。
钡的工业用途广泛，主要用于制钡盐、焰火、核反应堆等，是精炼铜的优良除氧剂，广泛用于合金，有铅、钙、镁、钠、锂、铝及镍等合金。金属钡可用作除去真空管和显像管痕量气体的消气剂、精炼金属的脱气剂。硝酸钡与氯酸钾、镁粉、松香混合，可以用来制造信号弹与烟火。可溶性的钡化合物常用作杀虫剂，可用于精制电解法制烧碱的盐水和锅炉用水，也用于制备颜料。纺织工业和皮革工业用作媒染剂和人造丝消光剂。硫酸钡是X线检查辅助用药，在体内可提供阳性对比的物质。医用硫酸钡在胃肠道内不吸收，也没有过敏反应，其中不含有氯化钡、硫化钡和碳酸钡等可溶性钡化合物。主要用于胃肠道造影，偶用于其他目的检查。
重晶石可作钻井泥浆加重剂、填料、水泥用矿化剂。
二、钡矿物
在地质上，钡属于分散元素，在地球中的丰度为23ppm，下地幔1ppm，上地幔76ppm，地壳390ppm。
钡是岩石圈上部最为丰富的微量元素之一，但在火成岩中，钡通常不能形成独立矿物，而只是分散在造岩矿物之中，主要替代长石和云母中的钾。
钡离子的性质与锶钙钾离子的性质较为接近，但锶易与钙呈类质同象，钡则与钾呈类质同象。B
a2+的离子半径（134pm）和电负性（0.90），均与K1+离子半径（133pm）和电负性（0.80）接近，故钡常产于富钾的矿物中，如钾长石和黑云母，形成含钡的钾长石或含钡黑云母。当碱性岩体含钡高时，可见钡长石Ba[Al2Si2O8]和钡冰长石(K,Ba)[(Al,Si)Si2O8]。一般在岩浆结晶越晚，钡的富集程度越高。因此，岩浆结晶晚期，钡进入到钾长石和黑云母中。到岩浆期后热液阶段，钡易于被含氟的气水转移到热液中，形成萤石-重晶石（BaSO4）脉或重晶石脉。
从超基性岩（1ppm）到酸性岩(8.3ppm)，钡的丰度增加。正长岩和粗面岩中，钡的含量急剧增加，达1800ppm。白榴岩的钡含量最高可达4000ppm。
热液阶段可形成含钡的独立矿物，如重晶石、毒重石（BaCO3）、钡冰长石、硅钡铍石、钡沸石等。
在表生条件下，钡的载体矿物—钾长石和黑云母分解后，钡进入水体，形成碳酸盐（毒重石）、硫酸盐（重晶石）和氯化物沉淀。因此，钡常常在碳酸盐岩（灰岩和白云岩）及硬石膏岩中富集，但石膏岩一般钡的含量较低。
重晶石Barite（BaSO4）
钡的最常见矿物，BaO
&65.7%，SO3
&34.3%，可有因类质同象的Sr、Pb和Ca杂质。分子量233.39，密度4.3g/cm3，硬度3~3.5，条痕白色，纯净重晶石无色透明，一般则呈灰、白、浅黄色，具玻璃光泽，解理面呈珍珠光泽，透明至半透明，具三个方向的完全和中等解理。钡可被锶完全类质同象代替，形成天青石；被铅部分替代，形成北投石（因产自台湾北投温泉而得名）。正交（斜方）晶系，晶体常成厚板状、柱状、纤维状、管状晶体，聚集在一起，有时可形成玫瑰花形状或分叉的晶块，这称为冠毛状重晶石；多为致密块状或板状、粒状、结核状。不溶于水，滴酸不起泡。它常与石英、萤石、方铅矿、闪锌矿、黄铜矿、辰砂等共生。
毒重石witherite，alstonite，barolite（BaCO3）
BaO 77.7%，CO2
&22.3%，可有因类质同象的Sr、Mg和Ca微量杂质。斜方晶系，晶体少见，集合体多呈致密块状或纤维状、葡萄状。无色，微带灰、黄色。玻璃光泽，断口油脂光泽，硬度3-3.5，性脆。比重4.2-4.3，遇酸起泡，易溶于盐酸，加硫酸后产生硫酸钡（重晶石）沉淀。它常与白云石、方解石、重晶石共生。产于湖北隋县柳林、贵州天柱、广西象州圣母岭等地。
硅钡石sanbornite(Ba2[Si4O10]
BaO 55%， SiO2
45%，含Al2O3、CaO、MgO和SrO杂质。斜方晶系，晶体呈板状或片状，常为粒状集合体。白色至无色，半透明至透明，玻璃光泽至珍珠光泽。硬度5.5，比重3.71，不溶于水和酸。常与毒重石、石英共生。分布不广，没有大量被利用。
三、重晶石化意义
重晶石本身可以聚集成为重晶石工业矿床。
重晶石矿床圈定工业指标是：边界品位，要求硫酸钡（BaSO4）&30%；最低工业品位，要求硫酸钡（BaSO4）&50%；最小可采厚度，原生矿床&0.25m，风化粘土质矿床1m。
矿床类型有沉积型、火山沉积型、热液型矿床和残坡积型4类。
沉积型重晶石矿：块状、条纹条带状、豆粒状构造，主要矿物为重晶石，伴生石英、粘土或黄铁矿等。
热液型重晶石矿：致密块状、脉状构造，白色至灰色，主要矿物为重晶石、石英、萤石，伴生黄铜矿、方铅矿、闪锌矿、辉锑矿、辰砂、雄黄、雌黄、赤铁矿、毒重石等。
火山沉积型重晶石矿：主要矿物重晶石，伴生菱铁矿、镜铁矿等。
沉积型层状重晶石矿床主要集中于寒武系，其次是泥盆系，多产于构造活动褶皱带（区）和地台区的深水盆地中；脉状矿床多产在奥陶系、泥盆系和三叠系，主要产在地质构造较稳定的碳酸盐岩地台区的碳酸盐岩台地中。
沉积型层状重晶石矿床，与深大断裂关系密切。含矿岩石为含有机质的细碎屑岩、硅质岩，并具有眼球状构造，核部为块状重晶石，两侧为条纹状、条带状重晶石，再外侧为硅质岩，最外层为细碎屑岩。
重晶石除了本身构成工业矿体外，通常作为铅锌矿的围岩蚀变矿物，可综合回收。
重晶石化作为低中温围岩蚀变，常常为铅锌矿、铜矿、锑汞砷矿的找矿标志。
值得注意的是，重晶石化，也可成为与火山-次火山热液作用有关金银矿的找矿标志。
如青海玛多县抗得弄舍金银矿，主矿体为重晶石-石英型金多金属矿体，产于早二叠世马尔争组火山岩与浩特洛洼组灰岩层间断裂带及其次级裂隙中，赋矿岩石为层纹状石英-重晶石岩，矿物组成以重晶石为主，呈似层状、透镜状及少量脉状产出，少量石英位于重晶石粒间或充填于裂隙间。金矿化含量与重晶石化含量呈严格的正相关性。
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