重慶自然博物館 2100433B

科學研究

電氣石礦物種分類

有學者將電氣石分為鎂鐵鋰電氣石、鈣鎂電氣石、鈉錳電氣石、布格電氣石四個礦物種。

（1）鎂鐵鋰電氣石：Na（MgFeAlLi）₃Al₆（BO₃）₃（Si₆O₁₈）（O，OH，F）₄

根據三元完全類質同象（類質同象是在一種晶體的內部結構中﹐本來完全可由某種離子或原子占據的位置﹐部分地由性質類似的他種離子或原子所占據﹐共同形成均勻的﹑單一相的混合晶體的現象。一般而言，相互替代的原子或離子的半徑接近，離子類型和化學鍵相同或相近，則比較容易形成類質同象替代，同時還要能保持電價平衡 ）種的劃分分為三個亞種 ：

鎂電氣石 （Dravite）：NaMg₃Al₆（BO₃）₃（Si₆O₁₈）（OH）₄

鐵電氣石 （Schorl）：NaFe₃Al₆（BO₃）₃（Si₆O₁₈）（OH）₄

鋰電氣石 （Elbaite）：Na（Li_1.5Al_1.5）Al₆（BO₃）₃（Si₆O₁₈）（OH）₃（OH）

（2）鈉錳電氣石：NaMn₃Al₆（BO₃）₃（Si₆O₁₈）（OH）₄

（3）鈣鎂電氣石：CaMg₃（Al₅，Mg）（BO₃）₃（Si₆O₁₈）（OH）₄

（4）布格電氣石：NaFe³ ₃Al₆（BO₃）₃（Si₆O₁₈）O₃F

電氣石顏色分類

電氣石按其顏色的不同，主要可分為黑色電氣石和彩色電氣石。其中，彩色電氣石又可分為紅色、藍色、綠色、黃色等。通常黑色富鐵 ；粉紅色富鋰、錳 ；褐色、黃色富鎂 ；綠色富鉻。其中，一般我們所見的為黑色電氣石，主要有鐵電氣石、布格電氣石等。

電氣石電氣石

電氣石是一類環狀硅酸鹽礦物，其結構通式可表示為XY₃Z₆Si₆O₁₈（BO₃）₃W₄，式中X=Na 、Ca² 、K 、空位， Y=Mg² 、Fe² 、Mn² 、AI³ 、Fe³ 、Mn³ 、Li ，Z=AI³ 、Fe³ 、Cr³ 、Mg² ，W=OH^-、F^-、O^2-。其中X，Y，Z三位置的原子或離子種類不同會影響電氣石的物理性質。晶體結構的對稱性為R3m。電氣石的主要礦種有鐵電氣石（Sehorl）、鎂電氣石（Dravite）和鋰電氣石（Elbaite）等。

主要電氣石族礦物及其密度如下表 ：

電氣石電氣石塊

礦山直接開采下來的單個晶體狀或微小晶粒聚集成一定體積的塊狀電氣石。

電氣石電氣石砂

粒徑大于0.15mm小于5mm的電氣石顆粒。

電氣石電氣石粉

電氣石塊或砂經過加工獲得的粉狀產品。

對于各型產品的具體參數，請參見《JC/T 2012-2010 電氣石 電氣石粉》中相關規定。

電氣石研究簡史

有關電氣石的記載，始于古錫蘭，之后陸續發現它具有電性、壓電性，并被用于紅外光譜探測和熱像等儀器上。1880年Jacques和Pierre首次發現了電氣石的壓電性效應。1989年，日本學者Kubo首次發現了電氣石存在自發電極、電氣石微粒周圍存在靜電場現象，就此對電氣石微粉的電場效應展開了一系列應用研究，由此興起了電氣石在環境、人體保健領域的研究新熱潮。此后，日本，美國等國學者紛紛開始了對這一方面的應用性研究，陸續申請了多項專利。

　　特性

電氣石自發電極性

當電氣石晶體所處環境溫度與壓力變化時，晶體中帶電粒子之間發生相對位移，正負電荷中心發生分離，晶體的總電矩發生變化，從而導致極化電荷產生。電氣石的自發極化效應表現為，在電氣石晶體周圍存在著以c軸軸面為兩極的靜電場。當電氣石晶粒很小時，電氣石微粒的作用相當于一電偶極子，由于正負電荷作用相互抵消，在平行于c軸方向電場強度最大，電氣石的自發極化效應是永久性的，與其結構和成分密切相關。

電氣石壓電、熱電效應

電氣石同時具有壓電效應和熱電效應，當周圍環境發生變化，溫度或壓力改變時，電氣石晶格內晶鍵發生扭轉，電子發生轉移，使得電氣石一端帶正電，另一端帶負電。相反的電極被定義為c 和c^-，c 是冷卻或加壓過程中沿c軸壓縮的正極，c^-是在加熱或減壓過程中沿c軸膨脹的負極。