石膏和硬石膏演变的化学过程

在石膏和硬石膏的矿床内，存在着数量不等的钠盐、钾盐和镁盐，这些盐类即使比例很少，也能改变建筑石膏(或称熟石膏)制品的性能。不仅在硫酸钙刚刚沉淀后的盐水中可能存在着这些盐类，而且在后期渗透进矿床的咸质地下水中也可能含有这些物质。这种现象可以用元素化学来解释：无水石膏是在含有易溶盐，特别是在含有氯化钠的水溶液中二次水化成二水石膏的。通常以杂质形态存在于石膏矿床中的盐水，石膏粉碎机与粘土质矿物一接触，就会在其表面产生正离子交换反应。交换反应过程中，Caz+进入溶液，Na+被吸附到Ca”原来的位置上。由于每种溶解的离子的吸收数量取决于它的浓度，所以当水化溶液向无水石膏提供――部分水分子使其成为二水石膏时，上述现象就更加明显，从而增加了Na+的浓度。因此，当矿层顶部开始水化时，采矿场底部盐的浓度就非常大。

如果粘土质矿物中吸收的Na+达到饱和状态，石膏粉生产线就会在岩石缝隙中的溶液内形成Na+的富集。富集的钠离子与硫酸根反应先生成硫酸钠，或者与剩余的Cl―反应生成氯化钠。来自水化物溶液中的C1―具有负电性，因此它在石膏中的浓度较低。

从运动学的观点来看，石膏矿床应该是一个动态的体系，石膏矿物在地壳内复杂的物理化学运动作用下，可以改变其结构形态及其在地层中的位置。有时硫酸钙大量富集，成为有开采价值的石膏矿床；有时需要清除矿床中原已存在的杂质，甚至对整个矿床进行净化处理；有时在前一地质年代形成的二水石膏会被溶解，在以后的另一个地质年代重新生成。

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