雲母グループは 37 種類のフィロケイ酸塩鉱物で構成されています。すべては単斜晶系で結晶化し、擬六方晶の傾向があり、構造は似ていますが化学組成は異なります。雲母は半透明から不透明で、独特のガラス質または真珠のような光沢があり、雲母鉱物によって白から緑、赤から黒までさまざまな色を呈します。雲母の堆積物は、薄片状または板状の外観になる傾向があります。
雲母の結晶構造は TOT-c と表現されます。これは、陽イオン (c) によって互いに弱く結合した平行な TOT 層で構成されていることを意味します。TOT 層は、1 つの八面体シート (O) の 2 つの面に強く結合した 2 つの四面体シート (T) で構成されています。TOT 層間の比較的弱いイオン結合により、雲母は完璧な基底劈開性を持つようになります。
四面体シートはシリカ四面体で構成され、各シリコンイオンは 4 つの酸素イオンに囲まれています。ほとんどの雲母では、シリコンイオン 4 個のうち 1 個がアルミニウムイオンに置き換えられていますが、脆い雲母ではシリコンイオンの半分がアルミニウムイオンに置き換えられています。四面体はそれぞれ、4 つの酸素イオンのうち 3 つを隣接する四面体と共有して、六角形のシートを形成します。残りの酸素イオン (頂点酸素イオン) は、八面体シートと結合できます。
八面体シートは、二八面体または三八面体です。三八面体シートは鉱物ブルーサイトのシート構造を持ち、マグネシウムまたは第一鉄が最も一般的な陽イオンです。二八面体シートは、アルミニウムが陽イオンであるギブサイトシートの構造と（通常は）組成を持ちます。頂点酸素は、ブルーサイトまたはギブサイトシートに存在する一部のヒドロキシルイオンの代わりになり、四面体シートを八面体シートにしっかりと結合します。
四面体シートは、そのバルク組成が AlSi3O105- であるため、強い負電荷を帯びます。八面体シートは、そのバルク組成が Al(OH)2+ (頂点サイトが空の二八面体シートの場合) または M3(OH)24+ (頂点サイトが空の三八面体サイトの場合。M は第一鉄またはマグネシウムなどの二価イオンを表します) であるため、正電荷を帯びます。結合した TOT 層は、そのバルク組成が Al2(AlSi3O10)(OH)2− または M3(AlSi3O10)(OH)2− であるため、残留負電荷を帯びます。TOT 層の残りの負電荷は、層間陽イオン (通常はナトリウム、カリウム、またはカルシウムイオン) によって中和されます。
T シートと O シートの六角形のサイズはわずかに異なるため、シートが TOT 層に結合するとわずかに歪みます。これにより六角形の対称性が崩れ、単斜晶系の対称性になります。ただし、雲母結晶の擬似六角形特性では、元の六面体対称性が識別できます。劈開された白雲母上の K+ イオンの短距離秩序が解明されました。
シート状雲母は、ペグマタイトの走向と傾斜に沿って坑道を掘るか、半硬質ペグマタイト鉱石を露天掘りで採掘することによって回収されます。いずれの場合も、鉱脈を見つけるためのコストと、鉱脈を見つけて採掘した後で回収される雲母の品質と量が予測できないため、経済的に非常にリスクの高い採掘手順となります。
地下採掘では、エアドリル、ホイスト、爆薬を使用して、傾斜と走向に対して適切な角度でペグマタイトに主坑道が掘られます。有望な雲母の露出を追うために、横切りと上げが行われます。雲母の塊が見つかった場合、結晶へのダメージを最小限に抑えるために、除去には細心の注意が払われます。40% ～ 60% の強度の小さな爆薬を慎重に塊の周囲に配置し、雲母が貫通しないように掘削手順に注意を払います。爆薬の量は、雲母を母岩から振り落とすのにちょうど十分な量です。爆破後、雲母は手作業で選別され、箱や袋に入れられてトリミング小屋に運ばれ、そこで等級分けされ、分割され、販売用にさまざまな指定サイズに切断されます。
採掘コストが高く、市場が小さく、資本リスクが高いため、米国では板状雲母は採掘されなくなりました。板状雲母のほとんどは、労働コストが比較的低いインドで採掘されています。
米国で生産される薄片雲母は、長石やカオリン資源の処理の副産物である片岩と呼ばれる変成岩、砂鉱床、ペグマタイトなど、いくつかの源から来ています。従来の露天掘り法で採掘されます。柔らかい残留物の場合、採掘プロセスではブルドーザー、シャベル、スクレーパー、フロントエンドローダーが使用されます。ノースカロライナ州の生産量は、米国の雲母総生産量の半分を占めています。雲母を含む鉱石の硬岩採掘には、掘削と発破が必要です。発破後、鉱石はドロップボールでサイズが小さくされ、シャベルでトラックに積み込まれ、雲母、石英、長石が抽出される処理工場に輸送されます。
粉砕雲母の主な用途は、石膏ボードのジョイントコンパウンドです。充填剤および増量剤として機能し、より滑らかな粘稠度を提供し、作業性を向上させ、ひび割れを防ぎます。ペイント業界では、粉砕雲母は顔料増量剤として使用され、軽量で板状の形態のため、懸濁も促進します。粉砕雲母は、ひび割れや白亜化を軽減し、ペイントフィルムの収縮やせん断を防ぎ、水の浸透や風化に対する耐性を高め、着色顔料の色調を明るくします。粉砕雲母は、井戸掘削業界でも掘削「泥」への添加物として使用されています。
プラスチック業界では、粉砕した雲母を増量剤や充填剤として、また強化剤として使用しています。ゴム業界では、粉砕した雲母を不活性充填剤として、またタイヤなどの成形ゴム製品の製造における金型潤滑剤として使用しています。
シート状マイカは、主に電子および電気業界で使用されています。シート状マイカとブロック状マイカの主な用途は、電子機器の電気絶縁体、断熱材、ゲージ「ガラス」、ストーブや灯油ヒーターの窓、コンデンサーの誘電体、ランプや窓の装飾パネル、電気モーターや発電機の電機子の絶縁体、フィールドコイルの絶縁体、磁石や整流子コアの絶縁体です。
雲母群の既知の 28 種のうち、一般的な岩石形成鉱物は 6 種のみです。一般的な明るい色の雲母である白雲母と、通常黒またはそれに近い黒雲母が最も豊富です。通常茶色の金雲母と、肉眼では白雲母と区別がつかないパラゴナイトも、かなり一般的です。一般にピンクがかった色からライラック色の鱗雲母は、リチウム含有ペグマタイト中に産出します。他の雲母と同じ一般的な肉眼的特徴を持たない緑色の海緑石は、多くの海洋堆積層中に散発的に産出します。海緑石を除くこれらの雲母はすべて、容易に観察できる柔軟なシートへの完全な劈開を示します。ほとんどの場合ペレット状の粒子として産出する海緑石には、明らかな劈開はありません。
岩石を形成する雲母の名前は、鉱物の命名に使われる多様な基底の良い例です。黒雲母は、雲母の光学特性を研究した 19 世紀のフランスの物理学者、ジャン バティスト ビオにちなんで名付けられました。白雲母は、間接的ではありますが、地名にちなんで名付けられました。もともとロシアのモスクワ地方で採れたため、「モスクワ ガラス」と呼ばれていました。緑青石は、典型的には緑色ですが、ギリシャ語で青を意味する言葉にちなんで名付けられました。鱗雲母は、ギリシャ語で「鱗片」を意味する言葉にちなんで、鉱物の劈開板の外観に基づいています。金雲母は、ギリシャ語で「火のような」という意味の言葉にちなんで、一部の標本が赤みがかった輝き (色と光沢) を放つことから選ばれました。パラゴナイトは、ギリシャ語で「誤解させる」という意味の言葉にちなんで、もともと別の鉱物であるタルクと間違えられたため、このように名付けられました。
雲母はシート構造を持ち、その基本単位は 2 枚のシリカ (SiO4) 四面体の重合シートで構成されています。2 枚のシートは、四面体の頂点が互いを向くように並置されています。シートは陽イオン (白雲母のアルミニウムなど) で架橋され、ヒドロキシル ペアがこれらの陽イオンの配位を完了します (図を参照)。したがって、架橋された二重層はしっかりと結合し、その外側の両方にシリカ四面体の基底を持ち、負に帯電します。電荷は、架橋された二重層に結合して完全な構造を形成する、単電荷の大きな陽イオン (白雲母のカリウムなど) によってバランスが取られます。雲母の種類による違いは、X 陽イオンと Y 陽イオンの違いによって決まります。
雲母は一般に単斜晶系（擬六方晶系）であると考えられていますが、六方晶系、斜方晶系、三斜晶系もあり、これらは一般にポリタイプと呼ばれます。ポリタイプは、単位格子内の基本構造の順序と層数、およびそれによって生じる対称性に基づいています。ほとんどの黒雲母は 1M で、ほとんどの白雲母は 2M ですが、個々の標本には複数のポリタイプが存在するのが一般的です。ただし、この特徴は肉眼では判別できません。ポリタイプは、X 線を使用するような比較的高度な技術によって区別されます。
緑青石以外の雲母は、短い擬似六角柱として結晶化する傾向があります。これらの柱の側面は、通常、ざらざらしており、縞模様や鈍いものもありますが、平らな端は滑らかで光沢がある傾向があります。端面は、このグループの特徴である完全な劈開と平行です。
岩石を形成する雲母（緑青石以外）は、明るい色の雲母（白雲母、パラゴナイト、リシア雲母）と暗い色の雲母（黒雲母、金雲母）の 2 つのグループに分けられます。緑青石以外の雲母鉱物の特性のほとんどは、まとめて説明できます。ここでは、雲母、つまり緑青石以外の雲母についてのみ説明します。後者の特性については、後で個別に説明します。
雲母の最も広く認識されている特徴は、おそらく、薄くて弾力性のあるシートに完全に割れることです。この割れは、上記のシート構造の現れです。(薄いシートの弾力性により、雲母は、似たような外観の緑泥石やタルクの薄いシートと区別されます。) 岩石を形成する雲母は、特定の特徴的な色を示します。白雲母は、無色、緑がかった色、青緑、エメラルドグリーン、ピンクがかった色、茶色がかった色、シナモン色がかった黄褐色まであります。パラゴナイトは無色から白色、黒雲母は黒、茶色、赤から赤褐色、緑がかった茶色、青緑色です。金雲母は黒雲母に似ていますが、蜂蜜色の茶色です。鱗雲母は、ほぼ無色、ピンク、ラベンダー色、または黄褐色です。黒雲母と金雲母は、多色性（または、これらの鉱物ではより正確には二色性）と呼ばれる特性も示します。特に透過偏光を使用して、異なる結晶方向に沿って見ると、異なる色、異なる光の吸収、またはその両方を示します。
雲母の光沢は、通常、輝かしいと表現されますが、一部の劈開面は真珠のような光沢を呈します。白雲母またはパラゴナイト (またはその両方) からなる微細結晶の変種は、一般にセリサイトと呼ばれ、絹のような光沢を呈します。
雲母のモース硬度は、劈開片では約 2 1/2、劈開面では 4 です。したがって、雲母はナイフの刃や地質ピックでどちらの方向にも傷をつけることができます。硬度は雲母とクロリトイドを区別するために使用されます。クロリトイドは変成岩の中に板状の塊としてよく見られますが、モース硬度が 6 1/2 のクロリトイドはナイフの刃や地質ピックで傷をつけることはできません。
雲母の比重は組成によって異なります。全体的な範囲は、白雲母の 2.76 から鉄分を多く含む黒雲母の 3.2 までです。
緑青石は、一般的にペレットと呼ばれる、土色から鈍い、半透明、緑からほぼ黒の粒として最も一般的に見られます。塩酸によって容易に侵されます。堆積物およびそれらの堆積物から形成された堆積岩におけるこの鉱物の色と存在は、通常、識別するのに十分です。
雲母鉱物の用途
世界最大の雲母鉱床は、インドのビハール州とマドラス州ネルール地区の火成岩、変成岩、堆積岩地域にあります。商業的に重要な雲母は主に白雲母と金雲母です。雲母のユニークな特性は、さまざまな分野で非常に役立ちます。
マイカの主な用途は以下の通りです。
日常生活における雲母の用途- 今日、雲母は建物の建設から化粧品まで、ほとんどすべてのものに使用されています。雲母グループの 37 種類のフィロケイ酸塩鉱物は板状の質感を持ち、現場で使用されています。顔料の増量剤として使用されます。雲母ディスクは、呼吸器、通信機器、レンズ、広帯域波長板などに使用されます。雲母は電子レンジにも使用されます。これだけでなく、ほとんどの女性が日常的に使用するアイライナーやリップグロスにも雲母が含まれています。
マイカパウダーの用途– 私たちは長年にわたり、特に装飾用にさまざまな目的で雲母粉を使用しています。雲母粉は、粘土の壺、伝統的なプエブロ陶器、着色粉、印刷技術、木版画に使用されています。また、建物の窓の装飾や着色顔料を明るくするためにも使用されています。化粧品にも広く使用されています。
マイカシートの用途– マイカシートは主に窓シートとして使用されます。マイカシートの小片は玩具にも使用されます。シートマイカは、電子機器、顕微鏡、酸素呼吸装置のダイヤフラム、ナビゲーションコンパス、温度調節器、光ファイバー、高温計（遠くの物体の温度を測定するために使用される温度計の一種）、ストーブまたは灯油ヒーターの窓、マイカサーミックヒーターなどに使用されます。
雲母は光の偏光と伝播方向に応じて屈折率が異なるため、1/4 波長板や 1/2 波長板の製造によく使用されます。雲母の特殊な用途としては、航空機部品や海上発射ミサイル システムなどがあります。このほか、レーザー デバイス、レーダー システム、ガイガー ミュラー管などにも使用されています。
化粧品におけるマイカの用途– マイカの反射および屈折特性により、化粧品の重要な成分となっています。マイカは、チーク、口紅、リップグロス、アイライナー、アイシャドウ、ファンデーション、グリッター、マスカラ、マニキュア、保湿ローションなどに使用されています。歯のホワイトニング剤にもマイカが含まれているものがあります。マイカは肌に自然な輝きを与えます。より若々しく、より輝き、しわのない外観を与えるのに役立ちます。これら以外にも、マイカは肌に反応せず、すべての肌タイプに適しています。
マイカ紙の用途– マイカ紙は主にマイカプレートやマイカテープに使用されます。マイカは優れた電気絶縁体であると同時に、優れた熱伝導体で、耐高温性（1000度まで）があります。これらの特性により、マイカテープは電気機器や熱機器に使用されます。また、シートマイカの代替品としても使用できます。装飾目的で使用されます。
医薬品における雲母の用途– マイカはアーユルヴェーダ（インドで普及している古代医学）で使用されています。呼吸器系や消化器系の病気の治療のためのさまざまな薬の調合に使用されています。
雲母のその他の用途– 薄くて透明な雲母シートは、ランタン、ボイラー、ストーブなどののぞき穴に使用されます。また、校正標準用のコンデンサーの製造にも使用されます。また、トランジスターや高圧蒸気ボイラーにも使用されます。
一般的な岩石を形成する雲母は世界中で発見されています。以下は、より重要な出来事です。
黒雲母は、多くの火成岩（花崗岩や花崗閃緑岩など）のほか、多数のペグマタイト塊や変成岩（片麻岩、片岩、ホルンフェルス岩など）に含まれています。化学的風化により容易に変化するため、堆積物や堆積岩にはほとんど存在しません。黒雲母の風化は、ある時点で不確実性を引き起こしました。黒雲母は化学的風化により柔軟性を失い、銀灰色の薄片に変わります。風化した黒雲母は中間段階では金色で青銅色の光沢があり、初心者には金の薄片と見間違えられることがあります。
金雲母は火成岩では珍しいですが、超塩基性岩（シリカの少ない）では見つかることがあります。一部のかんらん岩、特にダイヤモンドを含むキンバーライトと呼ばれる岩では見つかります。マグネシウムが豊富なペグマタイトの中には、珍しい成分である金雲母を含むものもあります。
白雲母は、特に変成片麻岩、片岩、千枚岩に見られます。白雲母は、千枚岩のような細粒の葉状岩に微細な粒子 (絹雲母) として存在し、これらの岩に絹のような光沢を与えます。白雲母はさまざまな花崗岩にも見られます。複雑な花崗岩ペグマタイトや晶洞石晶洞に豊富に含まれています。火成岩に含まれる白雲母の多くは、親マグマの固化の後半、またはその直後に発生したものと考えられています。白雲母は耐候性のある鉱物で、白雲母を含む岩石の上に形成されたさまざまな土壌、およびそれらから生成された砕屑性堆積物や堆積岩に見られます。
片麻岩、片岩、千枚岩のごく一部に、白雲母と同様の役割を果たしていると思われるパラゴナイトが含まれていることが確認されています。しかし、パラゴナイトは人々が考えるよりもはるかに多く含まれている可能性があります。最近まで、岩石に含まれるすべての淡色の雲母は、カリウムとナトリウムの比率を調べることなく、誤って白雲母と分類されていたため、一部のパラゴナイトが誤って白雲母と識別された可能性があります。パラゴナイトは、白雲母とほぼ同じように風化します。レピドライトは、複雑なリチウム含有ペグマタイトにほぼ主に見られますが、いくつかの花崗岩にも見られます。
前述のように、海緑石は現代の海洋のさまざまな場所で形成されています。また、海緑石は堆積岩の一般的な成分でもあり、その前駆堆積物は古い大陸棚の深部に堆積したと考えられています。海緑石を多く含む堆積物を表す用語はグリーンサンドです。海緑石の最も一般的な形態は顆粒で、ペレットと呼ばれることもあります。また、化石、糞便ペレット、砕屑物などのさまざまな基質を覆うフィルムの形で顔料としても利用できます。
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