石膏

石膏是一种天然存在的矿物质，数千年来一直被人类用于各种目的。 它是一种用途广泛的矿物，在建筑、农业、工业甚至艺术领域有着广泛的应用。 在本介绍中，我们将探讨石膏的定义和成分。

石膏是一种软质硫酸盐矿物，由二水硫酸钙（CaSO4·2H2O）组成。 它常见于 沉积岩 形成并经常与其他 矿物质 如 硬石膏, 岩盐及 硫。 “石膏”这个名字源自希腊语“gypsos”，意思是“石膏”或“粉笔”。

石膏的化学成分相对简单，主要由钙、硫、氧和氢原子组成。 其化学式为CaSO4·2H2O，表明石膏的每个单元由2个钙（Ca）原子、XNUMX个硫（S）原子、XNUMX个氧（O）原子和XNUMX个水（HXNUMXO）分子组成。 这两个水分子在结构上与硫酸钙结合，使石膏具有特有的水合形式。

石膏中的水含量对其独特的性能和多功能性至关重要。 当石膏被加热时，它会经历一个称为煅烧的过程，在此过程中，根据加热的温度和持续时间，石膏会失去部分或全部水分。 这导致形成具有不同特性的不同石膏产品，例如熟石膏、灰泥和石膏板。

石膏以其柔软而闻名，很容易用指甲划伤。 其物理外观可以从透明无色到白色、灰色、棕色甚至粉红色，具体取决于矿物中存在的杂质。

常用用途：

• 施工： 石膏作为建筑材料广泛应用于建筑领域。 熟石膏和石膏板（干墙）是源自石膏的常见产品。 石膏用于在墙壁和天花板上创建装饰饰面，而石膏板用于内墙和天花板结构。
• 农业： 石膏在农业中应用于土壤，以改善其结构并减少土壤板结。 它为植物提供必需的钙和硫营养素，并有助于恢复盐碱地或碱土。
• 工业应用： 石膏具有多种工业用途，包括生产水泥、作为纸张和纺织品的填料以及作为制造模具和铸件的成分。
• 艺术与雕塑： 石膏在艺术和雕塑中的应用有着悠久的历史。 艺术家用它来创造复杂的雕塑和铸造模具。

总之，石膏是一种天然存在的矿物，其化学成分简单，为二水硫酸钙。 其独特的性能，包括失去和恢复水分的能力，使其在建筑、农业、工业和艺术领域具有广泛的应用价值。 石膏在各个行业中的重要性及其对建筑环境的贡献使石膏成为全球重要的矿产资源。

名字：来自矿物的希腊语名称，但更特指煅烧矿物。

社区：石盐， 天青石, 方解石, 文石, 硬石膏, 白云石、硫磺。

诊断功能：特点是柔软，三个方向不等解理。 它在酸中的溶解度和大量水的存在使其与硬石膏区别开来。

结晶学。 单斜晶系； 棱柱形。 晶体具有棱柱形习性； 与 clinpinacoid 平行的板状； 菱形，边缘由棱柱面和金字塔面倾斜。 其他形式很少见。 双胞胎常见于orthopinacoid，双胞胎平面通常会产生燕尾双胞胎。 可裂解块状； 叶状； 粒状块状。 缎晶石是一种纤维状石膏，具有丝般光泽。 雪花 是细粒度的大量品种。 亚硒酸钠 是一种产生宽阔无色透明裂叶的品种

化学性质

石膏是一种天然存在的矿物，化学式为 CaSO4·2H2O，具有多种重要的化学特性，有助于其在各种应用中的多功能性和实用性。 以下是石膏的一些关键化学性质：

1. 水合结构： 石膏是一种水合矿物，这意味着它的晶体结构中含有水分子。 具体来说，每个单位的石膏含有两个与硫酸钙 (CaSO2) 离子化学结合的水分子 (2H4O)。 这种水合结构对其性能和应用至关重要。
2. 脱水： 石膏最显着的化学特性之一是其在加热时能够进行受控脱水的能力。 当石膏受热时，通常温度范围为 150°C 至 190°C（300°F 至 375°F），它会失去部分或全部水分。 这个过程称为煅烧。 脱水程度取决于加热的温度和持续时间。
   • 部分脱水：当石膏部分脱水时，它会形成一种称为“熟石膏”或“烧石膏”的材料。 熟石膏是一种白色粉末状物质，可以与水混合制成可使用的石膏糊，用于各种建筑和艺术应用。
   • 完全脱水：如果石膏被加热到较高温度并持续较长时间，它会失去所有水分，转化为无水硫酸钙（CaSO4），通常称为“硬石膏”。 与石膏相比，硬石膏具有不同的特性，在建筑中较少使用。
3. 补液： 石膏的独特性能之一是它能够重新吸收水分，并在与水分接触时恢复到原来的水合形式。 这种再水化特性被用于生产石膏基建筑材料，如干墙（石膏板）。 当干墙暴露在潮湿环境中时，它可以吸收水分，这有助于防火并提供保护屏障。
4. 化学稳定性： 石膏在正常条件下化学性质稳定，但随着时间的推移会慢慢溶解在水中。 这一特性使其适合农业应用，可用于为植物提供必需的钙和硫营养素。 石膏还可以通过置换钠离子土壤中的钠离子来改善土壤结构。
5. 化学杂质： 虽然石膏的化学式比较简单（CaSO4·2H2O），但天然石膏 存款 可能含有杂质，包括少量其他矿物质或元素。 这些杂质会影响矿物的颜色、纯度和特定应用的适用性。

总之，石膏的化学特性，包括其水合结构、进行受控脱水和再水合的能力以及化学稳定性，使其成为一种用途广泛的矿物，可用于从建筑和农业到艺术和工业等各个行业。 它从水合状态转变为无水状态并再次返回的能力在许多实际应用中特别有价值。

石膏物理性质

1. 硬度： 石膏是一种相对较软的矿物，按莫氏硬度计，硬度等级为 2。这意味着它很容易被指甲或小刀刮伤。 它的柔软度是雕刻和雕刻等应用中的重要特性。
2. 颜色： 石膏的颜色会根据矿物中存在的杂质而变化。 它通常呈白色、灰色或无色。 然而，当存在杂质时，它也会呈现出棕色、粉色或黄色等颜色。
3. 透明度： 石膏晶体可以是透明到半透明的，允许光线不同程度地穿过它们。 透明度水平取决于晶体的质量和杂质的存在。
4. 乳沟： 石膏在一个方向上表现出极好的解理，这意味着它在受到机械应力时很容易分裂成薄而平坦的片材或板。 该特性使其适合生产石膏板（干墙）和灰泥产品。
5. 光泽： 当其表面新鲜且未改变时，石膏具有珍珠光泽至玻璃光泽。 这一特性有助于其在某些艺术和装饰应用中的审美吸引力。
6. 密度： 石膏的密度根据其水化程度而变化。 无水石膏（硫酸钙）的密度约为 2.96 克每立方厘米 (g/cm4)。 水合石膏 (CaSO2·2HXNUMXO) 由于其结构中存在水分子，密度较小。
7. 溶解性： 石膏在水中的溶解度适中，随着时间的推移，它与水分接触会慢慢溶解。 这一特性在农业应用中被利用，将钙和硫离子释放到土壤中，改善其结构和养分含量。
8. 晶体结构： 石膏通常形成具有独特棱柱或刀片形状的单斜晶体。 这些晶体通常以簇或聚集体的形式生长，在天然石膏地层中形成独特而复杂的图案。
9. 口味： 石膏有微甜的味道，这可以归因于其钙含量。 然而，由于石膏的溶解度低且天然石膏沉积物中存在杂质，石膏通常不被摄入。
10. 重量和处理： 石膏相对较轻，因此易于在建筑和其他应用中处理。 这一特性使其在制作石膏产品、轻质建筑材料和雕塑方面广受欢迎。

总之，石膏的物理特性，包括其柔软度、颜色变化、解理、光泽和密度等，使其成为从建筑和农业到艺术和工业等各个行业的多功能且有价值的矿物。 它易于成型、雕刻和转变为各种形式的能力增加了其在创意和实际应用中的吸引力。

石膏光学性能

水晶习惯	Massive, flat. Elongated and generally prismatic crystals
分裂	完美的
结对	很常见于
光学标志	双轴 (+)
双折射	0.010
援助	低

石膏的赋存与形成

石膏是一种天然存在于世界各地各种地质环境中的矿物。 它的形成与特定的地质和环境条件密切相关。 以下是石膏的发生和形成的概述：

1. 地质赋存：

• 沉积矿床: 石膏形成最常见的地质环境是沉积环境。 石膏通常存在于 沉积岩，特别是在含有蒸发矿物的地层或床中。 蒸发岩矿物是古代海洋、湖泊或其他水体中水蒸发的结果。 石膏是几种蒸发岩矿物之一，包括石盐（盐）和硬石膏，常见于此类矿床中。
• 沙漠环境： 石膏也可以在蒸发率高的干旱或沙漠地区形成，地下水携带溶解的钙和硫酸根离子渗到地表。 随着时间的推移，随着水的蒸发，石膏晶体会沉淀，导致表面形成石膏沉积物。
• 洞穴沉积物： 石膏晶体可以通过称为洞穴生成的过程在洞穴中形成。 当含有溶解石膏的地下水与洞穴环境接触时，就会发生这种情况，导致石膏晶体沉积在洞穴墙壁、天花板和地板上。 这些石膏结构通常被称为“石膏花”或“亚硒酸盐”。

2、形成过程： 石膏的形成涉及一系列地质和环境过程：

• 沉积： 石膏最初以溶解在水中的钙和硫酸根离子形式形成。 这些离子可能有多种来源，包括溶解在水中的含钙矿物质。 岩石 以及从有机物和火山排放物中浸出硫化合物。
• 蒸发： 在蒸发率高的环境中，例如干旱地区或蒸发的古代海洋，水在缓慢蒸发时会浓缩溶解的钙和硫酸根离子。 离子浓度的增加使得石膏更有可能从溶液中沉淀和结晶出来。
• 结晶： 随着钙和硫酸根离子浓度的不断增加，石膏晶体开始形成。 这些晶体可能会随着时间的推移而生长，最终在沉积岩内的层或床中积累，或在洞穴或其他地下环境中以不同的晶体形式沉积。
• 改造: 在地质时期，石膏可能会经历改变过程，例如水合和脱水，具体取决于温度、压力和其他矿物质的存在的变化。 这些过程可以 铅 将石膏转化为硬石膏或其他矿物。

石膏矿床的大小和纯度各不相同，并且通常与其他矿物和岩层伴生。 石膏形成的具体条件以及该地区的地质历史决定了世界各地不同地点发现的石膏矿床的特征。

总体而言，石膏的产状和形成与地质过程和环境因素密切相关，导致这种矿物广泛分布在各种地质环境中。

石膏的位置和矿床

世界许多地方都发现了石膏矿床，其纯度和丰富度各不相同。 这些矿床出现在各种地质环境中，反映了石膏形成的不同条件。 以下是一些值得注意的石膏矿床位置和类型：

1. 沉积矿床：
   • 美国： 美国是世界主要石膏生产国之一，在德克萨斯州、俄克拉荷马州、爱荷华州、内华达州和加利福尼亚州等州拥有丰富的石膏矿藏。 新墨西哥州的白沙国家纪念碑以其广阔的纯石膏沙丘地而闻名。
   • 墨西哥： 墨西哥拥有大量石膏矿藏，特别是在新莱昂州、奇瓦瓦州和科阿韦拉州。
   • 加拿大： 新斯科舍省、纽芬兰和拉布拉多省以及安大略省等省都发现了石膏矿床。
   • 欧洲： 拥有显着石膏矿藏的欧洲国家包括西班牙、意大利、法国、德国和英国。
   • 中东： 石膏矿床在伊朗、阿曼和沙特阿拉伯等几个中东国家很常见。
2. 沙漠环境：
   • 北非： 北非国家，如摩洛哥和突尼斯，在干旱的沙漠地区拥有大量的石膏矿藏。
   • 澳大利亚： 石膏产于澳大利亚干旱地区，包括南澳大利亚州、西澳大利亚州和新南威尔士州。
3. 洞穴沉积物：
   • 石膏晶体可以在世界各地的洞穴中形成。 著名的例子包括墨西哥奈卡的石膏洞穴，其中含有一些世界上最大的石膏晶体，以及墨西哥奈卡矿的水晶洞。
4. 火山环境：
   • 一些石膏沉积物与火山活动有关。 当火山喷发的富含硫的气体与富含钙的岩石和地下水发生反应时，就会形成这些沉积物。 意大利和美国部分地区有在火山环境中形成的石膏矿床。
5. 海洋沉积物：
   • 石膏也存在于海洋沉积物中，通常与蒸发后的古代海洋有关。 这些沉积物可以在有海洋沉积历史的地区发现，例如欧洲部分地区、中东和北美。
6. 工业来源：
   • 除了天然矿藏之外，合成石膏也是各种工业过程的副产品，包括燃煤电厂的烟气脱硫和磷酸的生产。 这种合成石膏用于石膏板等建筑材料。

石膏矿床的纯度、晶体尺寸和矿物组合各不相同。 特定地点的石膏质量和特性取决于该地区的地质历史和环境条件。

石膏是一种宝贵的矿产资源，用于建筑、农业、工业和各种其他应用。 其广泛的分布确保了世界各地这些不同用途的稳定供应。

石膏的应用和用途领域

石膏是一种用途广泛的矿物，在各个行业都有广泛的应用。 其独特的性能，包括其进行受控脱水和再水化的能力，使其具有多种用途的价值。 以下是石膏的一些主要应用领域和用途：

1. 施工：
   • 干墙（石膏板）： 石膏是干墙的基本组成部分，也称为石膏板或石膏板。 它广泛用于建筑行业的内墙和天花板。 干墙板提供光滑、防火和隔音的表面。
   • 石膏： 灰泥由石膏制成，用于在墙壁和天花板上创建装饰饰面。 它可以作为薄涂层使用，以获得光滑且美观的表面。
   • 模具： 石膏基模制件，包括皇冠模制件、檐口和踢脚板，用于建筑物的装饰目的。
   • 地板垫层： 石膏基自流平衬垫用于为瓷砖、木材和地毯等地板材料创造光滑平整的表面。
   • 耐火结构： 石膏板提供被动防火作用，用于在建筑物中创建防火墙壁和天花板。
2. 农业：
   • 土壤调理剂： 石膏应用于农业土壤以改善土壤结构并减少板结。 它可以帮助分解重粘土，增强水分渗透，促进根系生长。
   • 营养来源： 石膏为植物提供必需的钙和硫营养素，有助于作物更健康的生长。 它还可以帮助纠正土壤中的养分失衡。
   • 钠盐土壤复垦： 石膏用于回收和提高钠质土壤的生产力，钠质土壤的钠含量很高，会抑制植物生长。
3. 工业应用：
   • 水泥生产： 石膏添加到水泥熟料中可调节凝结时间并改善混凝土的和易性。 它是波特兰水泥的重要组成部分。
   • 纸张和纺织品： 石膏在造纸和纺织工业中用作填料和凝固剂。 它可以提高纸张的印刷适性和亮度，并有助于控制造纸过程中的 pH 值。
4. 艺术与雕塑：
   • 石膏在艺术和雕塑中的应用有着悠久的历史。 艺术家用它来创作复杂的雕塑、雕像和浅浮雕。 它因其可加工性和精细细节能力而受到重视。
5. 牙科：
   • 石膏产品，例如牙科石膏和牙石，在牙科中用于制造牙科修复和修复的模具、模型和铸件。
6. 医学：
   • 石膏用于某些医疗应用，例如矫形石膏和夹板，用于在愈合过程中固定骨折的骨头。
7. 农业和工业副产品：
   • 合成石膏，作为工业过程中的副产品产生，例如 煤 燃烧和生产磷酸，用于各种应用，包括建筑和农业。
8. 石膏制品制造：
   • 石膏用于制造多种产品，包括天花板、装饰板、石膏块和各种形式的石膏基绝缘材料。
9. 环境整治：
   • 石膏可用于减轻建筑工地的水土流失和控制扬尘。 它还用于废水处理过程中去除杂质。
10. 石油和天然气工业：
    • 石膏用于石油和天然气行业的钻井泥浆中，以帮助控制流体损失并保持钻孔的稳定性。

石膏的多功能性和广泛的可用性使其成为多个行业的宝贵资源，有助于建筑物的建造、农作物的生长、艺术的创作以及改善我们日常生活的许多其他应用。

地理和地貌中的石膏

石膏在塑造各种地理环境中发挥着重要作用 地貌，特别是在沙漠环境和喀斯特地形中。 以下是对石膏如何影响这些景观的探索：

1. 石膏沙漠和景观：

• 白沙沙漠，新墨西哥州，美国： 最著名的石膏景观之一是新墨西哥州的白沙沙漠。 它是世界上最大的石膏沙丘，占地超过 275 平方英里（710 平方公里）。 白色闪闪发光的沙丘由纯石膏沙组成。 石膏的独特特性使其能够创造出这些巨大的沙丘。 石膏颗粒反射阳光，使沙丘呈现出引人注目的白色外观。
• 沙漠普拉亚斯： 石膏常见于沙漠普拉亚斯，沙漠普拉亚斯是平坦、干旱的地区，偶尔会充满水，但随后会蒸发，留下包括石膏在内的各种矿物质的外壳。 这些石膏结皮可以在犹他州的大盐湖沙漠和加利福尼亚州的碱平原等地找到。
• 盐滩： 石膏是盐滩的常见成分，盐滩是广阔、平坦的区域，表面有盐壳。 这些盐滩通常形成于干旱地区，水流入洼地然后蒸发，留下包括石膏在内的盐。

2、喀斯特地貌和石膏洞：

• 喀斯特地貌的形成： 喀斯特地貌是一种独特的景观类型，其特征是可溶性基岩的溶解，通常 石灰石，但有时是石膏，通过水的作用。 石膏岩溶景观比石灰岩岩溶景观少见，但具有相似的特征。 在基岩富含石膏的地区，微酸性雨水溶解石膏，形成独特的地貌。
• 石膏洞： 石膏洞又称石膏溶洞，是由石膏经地下水溶蚀而形成的。 当微酸性水渗透富含石膏的基岩时，它逐渐溶解石膏，形成地下空隙和通道。 随着时间的推移，这些空隙会扩大，形成复杂的洞穴系统，具有独特的石膏结构，包括亚硒酸盐晶体。
• 亚硒酸盐晶体： 石膏洞穴通常以其美丽的亚硒酸盐晶体而闻名，这些晶体可以长到令人印象深刻的尺寸。 这些半透明的棱柱状晶体是石膏洞穴的标志，也增强了它们的审美吸引力。 著名的例子包括墨西哥奈卡矿的水晶洞，其中含有一些世界上最大的石膏晶体。
• 落水洞 和 天然井: 在石膏喀斯特景观中，石膏的溶解会导致天坑和天然井（充满地下水的天然天坑）的形成。 这些特征可以在有石膏基岩的地区找到，并且经常被用作干旱地区的淡水来源。

石膏在水中的溶解度及其在微酸性条件下溶解的敏感性使其成为喀斯特景观的重要组成部分，喀斯特景观以其独特的地质特征而闻名。 无论是沙漠中巨大的石膏沙丘，还是复杂的石膏洞穴地下世界，石膏的存在都在地球的地理和地貌上留下了独特的印记。

参考资料

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• 达纳，JD (1864)。 矿物学手册……威利。
• 手册 矿物学。 [在线] 网址：http://www.handbookofmineralogy.org [访问日期：4 年 2019 月 XNUMX 日]。
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