[量子晶選] 長石（Feldspar)

        長石（Feldspar）是地球上最重要、最豐富的造岩礦物之一，長石是長石族礦物的總稱，構成地殼重量的約 60%。它在火成岩、變質岩和沉積岩中都廣泛存在，是地質學中不可或缺的礦物。長石是一族富含鉀、鈉、鈣、鋇等元素的鋁矽酸鹽礦物，是地殼中最常見的造岩成分之一。 它存在於各種岩石中，包括火成岩、變質岩和沉積岩。 長石有多種寶石種類，如月光石、天河石和拉長石，並廣泛應用於陶瓷和玻璃工業。

        長石是在侵入火成岩或噴出火成岩中的岩漿的結晶體，形成礦脈；也可存在於多種變質岩中。幾乎完全由鈣質斜長石形成的岩石稱作斜長岩。在多種沉積岩中也發現了長石。另外月球的地殼也由長石組成。

阿波羅16號從月球帶回地球的長石標本

長石的化學結構與分類

        長石是一組鋁矽酸鹽礦物，其通用化學結構可以表示為：(K,Na,Ca,Ba)(Al,Si)4​O8​，長石族礦物是網矽酸鹽。常見長石由三種端元（endmember）組分別構成， 長石的分類主要依據其所含的鹼金屬或鹼土金屬離子（鉀、鈉、鈣）來劃分。

• 鉀長石（正長石）端元KAlSi₃O₈
• 鈉長石端元NaAlSi₃O₈

• 鈣長石端元CaAl₂Si₂O₈

        鉀長石與鈉長石的固溶體被稱作鹼長石。鈉長石與鈣長石的固溶體被稱作斜長石。鉀長石與鈣長石僅存在有限的混溶，不形成礦物系列。而對於鹼長石與斜石兩種固溶體，在地殼內部常見的溫度下，二者是難混溶的。鈉長石被認為既是鹼長石又是斜長石。除了鈉長石，鋇長石也被認為既是鹼長石又是斜長石。鋇長石是替換鉀長石而形成的。

       雖然長石家族非常龐大，但主要可分為幾系列：        

• 鹼長石系列（Alkali Feldspar Series）

        鹼長石（又稱鹼性長石，英語：alkali feldspars）是一系列礦物，可分為兩類。第一類是含有鉀，並搭配鈉、鋁或矽的組合；第二類是含有鋇，並搭配鈉、鋁或矽的組合。其中第一類包括：

• 正長石（單斜晶）—  KAlSi₃O₈
• 透長石 （單斜晶）—  (K,Na)AlSi₃O₈
• 微斜長石（三斜晶）— KAlSi₃O₈
• 歪長石（三斜晶）— （Na,K）AlSi₃O₈

        透長石在較高溫度下穩定，微斜長石在較低溫度下穩定。紋長石具有鹼長石的典型紋理,因為中間混合組分在冷卻時不同成分離溶而形成的。許多花崗岩的鹼長石條紋紋理肉眼可見。晶體的微條紋紋理可用小型顯微鏡觀察，而隱條紋（cryptoperthitic）紋理需要用電子顯微鏡觀察。


        第二類即下述的鋇長石。

• 斜長石系列（Plagioclase Feldspar Series）

        這是一個連續的固溶體系列，從富鈉端元到富鈣端元連續變化，成分可以在鈉長石 (NaAlSi3​O8​) 和鈣長石 (CaAl2​Si2​O8​) 之間連續變化，斜長石系列是（三斜晶）的。斜長石系列包括（括號內為含鈣長石百分比）:

• 鈉長石（0 to 10）— NaAlSi₃O₈   (富鈉端：鈉長石（Albite））。
• 奧長石（10 to 30）— (Na,Ca)(Al,Si)AlSi₂O₈
• 中長石（30 to 50）— NaAlSi₃O₈—CaAl₂Si₂O₈
• 拉長石（50 to 70）— (Ca,Na)Al(Al,Si)Si₂O₈
• 倍長石（70 to 90）— (NaSi,CaAl)AlSi₂O₈
• 鈣長石（90 to 100）— CaAl₂Si₂O₈（富鈣端：鈣長石（Anorthite）。

       斜長石的中間組分在冷卻時也可脫溶兩種成分，但與鹼長石相比，離溶的擴散速度非常慢，最終兩種成分的交錯生長結果非常微小以至於在光學顯微鏡下也觀察不到。拉長石的可見色彩是由於其內部的非常細粒度的脫溶片晶（lamellae）對光的影響。

• 鋇長石系列（barium feldspars Series）

        鋇長石系列是單斜晶的，包括:

• 鋇長石  —  BaAl2Si2O8
• 鋇冰長石  —   (K,Na,Ba)(Al,Si)4O8

        長石在化學風化作用下可以形成粘土礦。

 

組成長石固溶體的各種成分相圖

重要的物理與光學特徵

• 硬度：莫氏硬度約在 6 到 6.5 之間，具有良好的耐久性。

• 解理：具有兩組幾乎垂直（約 90∘）的完全解理，這是辨認長石的重要特徵。

• 光澤：通常為玻璃光澤到珍珠光澤。

• 光學效應：許多長石因其特殊的內部結構而產生迷人的光學效應：

• 月光效應（Adularescence）：月光石（Moonstone）表面的柔和藍色或白色光暈。

月光石是一種長石家族的寶石，正式名稱為「月長石」，其特色是在光照下會產生類似月光的柔和藍白色光暈，這稱為「月光效應」或「光彩效應」。 它被認為是代表愛情、直覺、女性能量和平衡的能量石，適合用來製作飾品或進行靈性療癒。

 

•  變彩效應（Labradorescence）：拉長石在光線下呈現的強烈金屬光澤的彩虹色。

拉長石，又稱 labradorite 或光譜石，是一種具有「變彩效應」的長石礦物，其特點是轉動時會呈現藍、綠、黃等多種美麗的色光。 它起源於加拿大拉布拉多地區，被認為具有靈性功效，如幫助吸引「靈魂伴侶」、清理負能量、提升自信、舒緩壓力與焦慮，並有助於改善睡眠品質。

 

• 砂金效應（Aventurescence）：日光石（Sunstone）中因含微小金屬或赤鐵礦內含物而產生的閃爍效果。

日光石，又稱太陽石，是長石家族的一種寶石，因內部含有赤鐵礦、針鐵礦或銅等礦物包裹體，在光照下會產生閃閃發光的「砂金效應」。 它通常呈現溫暖的橘紅色、黃色或金色，被認為能帶來積極、自信和熱情等能量。 俄勒岡州產的日光石以其含銅的獨特光澤聞名，該州將其訂為州石。 

商業與工業用途

        長石以其極高的多樣性和豐富的儲量，在地球科學和工業應用中都佔據著核心地位。

• 長石是製造陶瓷、瓷器和玻璃的重要原料，用作助熔劑。
• 花崗岩主要成分地質聚合物的常見原料；含有銣和銫的長石可作為提取稀有元素的原料。
• 長石在地球科學與考古學中被用作熱釋光測年法與雷射測定年代。
• 長石用作研磨劑的成分。
• 地球年代學及熱年代學中，鉀長石用於鉀-氬年代測定與氬-氬年代測定。
• 許多寶石級長石，如月光石、拉長石、天河石和日光石，因其美麗的光學效應而深受歡迎。

寶石

        雖然長石在自然界中分布廣泛，但能做為寶石者並不多見。長石類寶石多產於岩漿岩侵入體、偉晶岩和片麻岩中。具體的種類有月光石（KAlSi₃O₈）、天河石（KAlSi₃O₈）、日光石（NaAlSi₃O₈）和拉長石（CaAl₂Si₃O₈）。中國戰國時期的和氏璧可能就是寶石級的拉長石。