矽灰石的化學分子式為CaSiO3，結構式為Ca3［Si3O9］，理論化學成分：CaO 48.25%、SiO2 51.75%。自然界中純矽灰石罕見，在其形成過程中，Ca有時被Fe、Mn、Ti、Sr等離子部分置換而呈類質同象體，並混有少量的Al和微量K、Na。
　　由於矽灰石形成時的溫度、壓力等條件不同，可能出現3種同質多象體：①三斜鏈狀結構的Tc型矽灰石，通稱低溫三斜矽灰石(α-CaSiO3)；②單斜鏈狀結構的ZM型副矽灰石，通稱副矽灰石(α′- CaSiO3)；③三斜三元環狀結構的假矽灰石，通稱假矽灰石(β-CaSiO3)。目前被廣泛用作工業礦物原料的主要是低溫三斜矽灰石。
　　低溫三斜矽灰石為三斜晶系，大多呈針狀、纖維狀或片狀，常簇集呈扇形、輻射形集合體，有的呈細小的顆粒狀。白色微帶灰、紅色，玻璃光澤,解理麵呈珍珠光澤，解理平行 中等，兩組解理麵交角為74°。密度2.78～2.91 g/cm3，硬度4.5～5，熔點1540℃。熱膨脹系數低，在25～800℃時熱膨脹系數為6.5×10-6 mm/(mm·℃)；在1125℃左右時可轉化為假矽灰石，這時熱膨脹系數增加，並由於釋放出Fe、Sr等雜質，因此顏色由白色變為奶油色、紅色或褐色。

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