長石

長石（英語：feldspar）是長石族礦物的總稱，是地殼中最重要的造岩成分，比例達到60%^[1]。

長石圖

組成長石固溶體的各種成分相圖

花崗岩中的鉀長石晶體

阿波羅16號從月球帶回地球的長石標本

鹼長石的條帶紋（7cm長，3cm寬）.

拉長石

長石屬於含鉀、鈉、鈣、鋇等元素的鋁矽酸鹽礦物（KAlSi₃O₈ - NaAlSi₃O₈ - CaAl₂Si₂O₈）。

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^[2]。幾乎完全由鈣質斜長石形成的岩石稱作斜長岩^[3]。在多種沉積岩中也發現了長石^[4]。另外月球的地殼也由長石組成。

語源

長石的英文名feldspar是由德文Feld（田地）和Spat（不含礦物的岩石）兩個單字組成的。^[5]

成分

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：

• 鉀長石（正長石）端元KAlSi₃O₈^[1]

• 鈉長石端元NaAlSi₃O₈^[1]

• 鈣長石端元CaAl₂Si₂O₈^[1]

鉀長石與鈉長石的固溶體被稱作鹼長石。^[1]鈉長石與鈣長石的固溶體被稱作斜長石。^[1] 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。

鹼長石

鹼長石（又稱鹼性長石^[6]，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）^[7]—KAlSi₃O₈
• 透長石 （單斜晶）^[8] —(K,Na)AlSi₃O₈
• 微斜長石（三斜晶）^[9]—KAlSi₃O₈
• 歪長石（英語：Anorthoclase）（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。^[7][8] 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。^[10]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

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
• 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

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

鋇長石（英語：barium feldspars）系列是單斜晶的，包括:

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

長石在化學風化作用下可以形成粘土礦。^[11]

用途

• 長石是製造陶瓷、玻璃、搪瓷及和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。

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。^[12]