Последние характеризуются несколько более высокими показателями преломления, чем обезвоженные полугидраты, и их образование сопровождается небольшим экзотермическим эффектом, свидетельствующим об изменениях в решетке, а- и р-модификации растворимого ангидрита в настоящее время считают одной и той же разновидностью CaS04. Превращение этих модификаций в нерастворимый ангидрит сопровождается дальнейшим уплотнением кристаллической решетки - повышением удельного веса и показателей преломления кристаллов минерала. Из всех рассмотренных модификаций сульфата кальция нерастворимый ангидрит обладает наиболее устойчивой кристаллической решеткой.

Выше 750° С начинается термическая диссоциация CaS04, сопровождающаяся высвобождением из решетки СаО и S02. Степень распада CaS04 с повышением температуры возрастает.

Ряд исследователей считает (Шпунт С. Я., Завадский И., Кирти Р.), что процесс разложения CaS04 протекает ступенчато, и на одной из его ступеней образуется основной сульфат кальция - 2СаО S03. Основной сульфат кальция не имеет, по-видимому, строго постоянного состава, так как выявлены его разновидности с большим содержанием СаО (5 CaO-2S03 и др.). Система СаО-CaS04 склонна к неупорядоченным «ложным» равновесиям, что связано с образованием в ней метастабильных твердых растворов. В области высоких температур предполагается существование еще одной модификации CaS04. Высокотемпературный a-CaS04 образуется примерно при 1200-1220° С и отличается по структуре от предшествовавшего ему 3-CaS04. Однако он неустойчив и легко образует с СаО эвтектический расплав (- 1365° С). Полное плавление CaS04 относят к 1460°С.

При температурах 1200-1440° С в спеках, частичных и полных расплавах CaS04 наблюдались следующие виды кристаллов: пластинки растворимого ангидрита неправильной формы, мелкие пластинки ангидрита, мельчайшие кристаллы СаО, не идентифицированные по составу бурые пластинки и зернистые фазы.

В присутствии примесей скорость разложения CaS04 возрастает.