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【化学组成】成分中的Mg可被Fe、Mn、Co、Zn替代。其中CaMg［CO₃］₂—CaFe［CO₃］₂可呈完全类质同像系列；当Fe>Mg时称铁白云石。Fe与Mn的替代则有限，其Mn的端员CaMn［CO₃］₂称为锰白云石。还可形成铅白云石、钴白云石、锌白云石等变种。

【晶体结构】三方晶系；菱面体晶胞：a_rh=0.601nm；α=47°36′；Z=1；六方晶胞：a_h=0.481nm,c_h=1.601nm；Z=3。晶体结构与方解石相似。不同之处在于方解石晶体结构中Ca²⁺所占据的结构位置，其中1/2在白云石中被Mg所占据；Ca²⁺和Mg²⁺在垂直三次轴的方向上分别呈层作有规律的交替排列，因此导致白云石的晶体结构的对称程度低于方解石。白云石中的Fe、Mn代替Mg后，可导致晶胞增大。

【形态】晶体常呈菱面体状，不如方解石形态多样，晶面常弯曲成马鞍状(图H-7(a)、H-7(b))，经切薄片在镜下观察可见这种马鞍状形态具有晶畸相嵌状结构和波状消光现象(图H-7(c))。经常依形成双晶，后者双纹平行于白云石解理面长、短对角线与方解石不同。有些白云石出现{021}裂开，为双晶造成。集合体常呈粒状、致密块状，有时呈多孔状、肾状。