石材矿物组成对石材显色后期着色及表面防护的影响

从矿物学角度而言，石材是由各种矿物组成的一种岩石。石材之所以呈各种颜色，主要是石材中的各种显色矿物所致。各种矿物在自然界的生成过程中可表现出其本质色彩，如黑云母、普通辉石、普通角闪石、磁铁矿、钛铁矿等呈黑色；橄榄石、天河石、Rb0，、角闪石、辉石、海绿石、蛇纹石、霞石等呈绿一深绿色；钾长石、赤铁矿、褐铁等呈红色；黄铁矿呈黄色；氧化锰矿呈紫色等等。当然在石材的岩浆生程过程中，上述的各种矿物成分不可能形成纯净的矿物，因此造成了各种颜色的交叉或重叠。上述矿物的各种颜色主要由矿物中的各金属离子所决定，通常是铁离子显红色、钴离子显蓝色、铜离子显绿色、铬离子显黄色、锰离子显黑色、镍离子显紫色、镁铝离子显白色等。石材中的各种矿物有的是相当稳定，自然界的长期风化，其成分、色彩基本不变，如钾长石、黑云母、石英、橄榄石等；有些矿物当受自然界长期风化后，其成分或颜色就随之改变，称之为活性矿物。如磁铁矿、赤铁矿、褐铁矿、角闪石、黄铁矿等。这就是我们通常所见到的石材的锈饰和褪色现象，这时就须对石材采取防护措施。
      石材中矿物的种类及矿种的多少，往往决定着石材的优劣及色彩的名贵与否。一般来说石材中矿物组成越简单越好，单一矿物为最好，其次为由2～4种矿物组成，且矿物之间界线分明，这样可使石材的颜色纯正，没有交叉污染。巴西蓝为单一矿物拉长岩组成，色调简洁明快；印度红由两种矿物(钾长石、石英)组成，钾长石显单一红色，石英呈萤光白色，色彩分明无交叉无扰；南非红由三种矿物(钾长石、石英、黑云母)组成，由于黑云母的深色调，更能衬托出石材的庄重感；我国的四川红也是由钾长石、石英、黑云母等三种矿物组成，红、白、黄、黑几种色彩独立清晰，为我国所产的较为优质的红色花岗岩石材。即使由四种矿物组成时，当各种矿物仍保持自己的本色，没有任何蚀变发生时，也不失为一种名优石材的本质。如常见的由钾长石、斜长石、石英、黑云母四种矿物组成的红色花岗岩，应该是钾长石显红色、斜长石显白色、 英显萤光色、黑云母呈亮黑色 即所谓的”该红要红．法白耍自，陵黑要黑”，色彩界线清晰，仍可为一种明贵石材 然而自然界中的优质石材毕竟很少，我们所要面对的大部分为斜长石、石英岩等所组成的浅色石材．且组成矿物往往含有一定的活性，使石材产生饰变等缺陷。这就要求我们对石材进行后期的着色和防护处理。

      石材的着色即人为地改变石材表面(或深层内部)的颜色，使石材的颜色更加绚丽多彩。而这些都是针对石材中的某些矿物进行的。石材中的矿物有些可以着色，即可以改变其本身的颜色，而有些情性矿物是不可以或是很难改变其本身颜色的。这就要求我们在石材着色前．先了解石柑的矿物组成，来判定其着色的可能性和确定要着色的色别等。目前所研究的石材着色，大多是针对长石矿物和碳酸盐等浅色矿物进行的。而黑云母、石英等惰性矿物无法着色，对角闪石等深色矿物，也有进行套色来加深石材本身颜色的。总之，沉积盐和变质岩类岩石矿物，较岩浆岩类岩石矿物的着色容易些。如莱州一带的364、367花岗岩石材的着色就是对其内部的长石矿物进行的。该石材基一由石英、钾长石．纳长石、黑云母等四种矿物组成．其中在岩浆生成过程中，钠K石和黑云母的钾交代作用较弱，因此钠长石的含量较高，使得石材呈现浅红——饯灰色。对其长石矿物进行紫红色相的着色处理后，深红色的效果较为理想，即钠长石钾长石被染成深红色、石英颗粒为萤光白色、黑云母仍保持本色(黑色)。作者也曾以海洋蓝和阜平青进行过深色的着色处理，阜平青主要是针对辉石和霞石而进行的。由于石材中霞石的正长岩化较重，使得石材的颜色深度下降，经过黑色的着色处理后．其深色色度增加速度3—5度，敢果较为理想。

      对石材的深色着色处理，一般要根据石材中矿物和化学组分来进行。例如：1 当原色是由地下钾质热液交代而成的花岗岩石材。主要矿物为钾长石，其化学成分为氧化钾含量小于4 39％ ．氧化铁含量小于1．13％ ．由于色度浅，且不均匀，需要进行石材的增色处理。其工艺过程为：将氧化钾和氧化铁按7：3比例混合搅拌均匀， 以碳酸钠饱和溶液调成稀糊状混合液后，在租结构的板面上，选用混合液浓度为50—60％；在细结构板面上，选用混合液浓度为70—80％．将溶液均匀地涂抹在待处理的花岗岩石末j表面上，经过1—2天的渗透反应，板面表面形成一层硬沫层，此层用刮刀轻轻刮掉、再均匀豫抹一层奶油精和氧化铈的混合液，配比为95—100：I一将涂抹后的花岗岩石材再进行800—900℃ 、15—20分钟的强氧化处理后，自然冷却将石材板面擦干净， 获得显示色度均匀、深红色、光亮夺目、富于立体感的深红色高档装饰板材。2．由同生的辉石和角闪右及黑色斜长石的黑色花岗岩石材。主要矿物为辉 、角闪石、灰黑色斜长石等，化学成分主要是氧化铁、氧化锰和氧化镁致黑。当氧化铁含量小于9 75％ ，氧化锰含量小于0 12％ ．氧化镁含量小于14％66％ 时，为浅黑或浅灰色，需要进行增色处理。其着色方法为：先以4．5～5．5：2．5～3 5：1．5～2 5的比例，将氧化铁、氧化锰、氧化镁混合，以碳酸纳饱和溶液凋成稀糊状混台痕，在粗结构的石材板面i ，选用混台液浓度为50—60％；在细结构板面上，选用混台液浓度为70—80％，均匀地涂抹在待处理的花岗岩石材表面上，经过1—2天的渗透反应，板面丧面形成•;层硬洙层，此层用刮刀轻轻刮掉，再均匀涂抹一层奶油精和氧化铈的混合液，配比为95～100：l。将涂抹后的花岗岩石材再进行800～900℃ 、15—20分种的强氧化处理后，自然冷却将石材板面擦干净．即可获得富于立体感的深黑色、光亮照A的高档装饰板材。

      石材的表面防护处理亦是针对石材中某些矿物丽言的．石材中的某些活性矿物经l乏期风化．成分、颜色会有所改变。赤铁矿、黄铁矿等由于氧化，其内部岛会析出表面而出现锈斑；磁铁矿中的 铁氧化后，会使黑色色度下降；角闪石经内化后分解，石材的黑色减弱等等。为此需要在石材表面形成一保护层．来完成各种活性矿物同外界的氧 水份相隔离，减少氧化、风化的程度。作者对燕山监进行过裘面防护处理，较好地改善了石材的褪色问题。该石材主要由黑云母、角闪石组成，并有少量磁铁矿、使得石材的密度、硬度较高．其不足是颜色(蓝黑色)褪色较快，该石材放在室外2—3个月后．即褪色3—5个色度。采用水性和溶剂型两种防护液处理后．其黑色色度半年未见褪色。

      总之，研究了解石材的矿物成分，可使石材的着色及表面防护有了较强的目的性，对石材后期化学处理具有重要意义。