礦物的同質多象及類型成因 部分圖片來自網路
礦物在不同的溫度、壓力和介質濃度等物理化學條件下，同種化學成分的物質形成不同結構晶體的現象稱為同質多象。
（1）在一定壓力下，同質多象變體間的轉變溫度是固定的。對於同一物質而言，高溫變體的對稱程度較高，但質點的配位數、有序度和相對密度較小。 常壓下，SiO2的同質多象轉變（可逆）
常壓下，SiO2的同質多象轉變（可逆）圖片來源網路
2）壓力對同質多象的轉變影響很大。一般說來，壓力的增高促使同質多象向配位數和相對密度增大的變體方向轉變。在極高的壓力下，石墨轉變為金剛石，前者配位數為3，相對密度為2.23，後者配位數為4，相對密度為3.55。
等軸晶系鑽石與六方晶系石墨結構 圖片來源彰化聚星鑑定所
在一定溫度或壓力下發生的變體轉化，可以訓示礦物形成時的壓力與溫度，有時將這些轉化形容為礦物溫壓計，地質溫壓計
Al2SiO5的同質多象變體有 紅柱石 ， 藍晶石 ， 矽線石。
紅柱石Andalusite摩氏硬度6.5～7.5，比重3.15～3.16-地溫低壓變質成因
紅柱石圖片來源網路
藍晶石kyanite摩氏硬度為4.5，垂直方向上為6，比重3.53～3.65-低溫高壓變質成因
當加熱到1300℃時，藍晶石變為莫來石，是高級耐火材料。也可選取鋁。
藍晶石kyanite圖片來自網路
矽線石sillimanite-。摩氏硬度7.5，比重3.23～3.27。
折射率：1.66~1.67，雙折射率：0.010。高溫低壓變質成因
矽線石sillimanite 圖片來自網路
矽線石加熱到1545°C，矽線石轉變為莫來石和石英。莫來石是一種重要的陶瓷材料，它的結構與夕線石一樣，但有多餘的Al→Si進入四面體雙鏈中，為使電價平衡，產生一些O2-缺席，即莫來石的化學式為：Al4+2xSi2-2xO10-x，x為O2-缺席數。
（3）介質的化學成分和酸鹼度也可影響同質多象的轉變。例如，在相同溫壓條件下，FeS2在鹼性介質中生成黃鐵礦（等軸晶系），而在酸性介質中生成白鐵礦（斜方晶系）。
白鐵礦是一種鐵的硫化物礦物。英文名為Marcasite
黃鐵礦與白鐵礦是一組同質異象的礦物。它們形成的物理化學條件基本相同，有內生的也有外生的，並在一定的條件下進行轉化，白鐵礦在高於350℃時轉化為黃鐵礦。由於二者物理化學性質極為近似，鑒別工作自然有一定的難度。黃鐵礦為黃銅黃色，而白鐵礦為淡黃銅黃色，也就是說白鐵礦的顏色要比黃鐵礦淺一些。若將二者並列直觀是顯而易見的。但若在顯微鏡僅見其一時，常令人難以捉摸。唯白鐵礦的新鮮斷面微具淺綠色，而黃鐵礦沒有這一特性。沉積形成的白鐵礦呈結核狀、草莓狀、不規則粒狀或生物遺體的假像出現，按其外表特徵，常誤認為是黃鐵礦。但白鐵礦置於空氣中，容易受氧化。在天氣悶熱、空氣潮濕的情况下，白鐵礦很快就會在其表面出現一些白色粒狀或柱狀、針狀的硫酸亞鐵：
2FeS2（白鐵礦）+7O2+2H2O——→2FeSO4+2H2SO4
硫酸亞鐵易溶于水和冷酸，並有很好的硫氰酸汞鹽顯微結晶反應和硫酸根的顯微結晶反應。另外，經常發現白鐵礦表面有腐爛現象，實際上是白鐵礦受氧化後生成的硫酸腐蝕的結果。
實地觀察證實：黃鐵礦在自然界氧化很慢，其氧化行程是有別於白鐵礦的。在降雨量多的濕熱地區，黃鐵礦的氧化並不經過硫酸鹽化過程，而是由黃鐵礦直接氧化為褐鐵礦。其作用過程大體可用下式代表：
4FeS2（黃鐵礦）+11H2O+15O2——→Fe4O3（OH）6（褐鐵礦）+8H2SO4
氧化後生成的硫酸則隨流水而散失，褐鐵礦則仍保留黃鐵礦原有形態（如立方體、五角十二面體等）的假像。這種現象，無論是室內或室外，宏觀或微觀都是容易見到的。相反，白鐵礦假像的褐鐵礦卻很難見到，其原因可能是白鐵礦氧化時因發生硫酸鹽化使晶形遭到破壞，而形成鐘乳狀、放射狀、同心環狀及土塊狀，以低熱液階段更為發育，囙此在此階段白鐵礦的存在量相對較高。白鐵礦的風化促成了“鐵帽”的發展，而在以菱鐵礦為主的較高階段，“鐵帽”則普遍地不大發育。
黃鐵礦與白鐵礦在自然界中有差异，也反映在礦物酸中的溶解方面：若將黃鐵礦與白鐵礦放在1:1硝酸中，室溫下黃鐵礦不起作用。而白鐵礦則表面變為灰色，而且會明顯起泡，以至完全溶解，並出現絮狀硫：
FeS2（白鐵礦）+4HNO3（稀）——→Fe（NO3）2+2S↓+2NO2↑+2H2O
黃鐵礦無此現象。用微化法區分二者可以一目了然。
此外，白鐵礦的光片在反光顯微鏡下具有明顯的非均質性，而黃鐵礦則是等軸晶系礦物，顯均質性。這一差异，熟練的礦相工作者是不難區分的。但必須注意，由於白鐵礦在磨制光片的過程中，熱和水的作用（磨片時發生）會加速白鐵礦的分解（硫酸鹽化作用），故最好是快磨速看，先將礦樣在切片上切割平整，快速磨制後，立即在顯微鏡下觀察光性特點，以利區分。
黃鐵礦 pyrite是鐵的二硫化物
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2018-08-29 |
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