架状和层状硅酸盐矿物.ppt

在本亚类的晶体结构中，每个SiO4四面体的四个角顶全部与其相邻的四个SiO4四面体共用，形成类似氧化物石英中的Si-O架状结构，由于部分四面体中的Si被Al代替，出现了多余的负电荷，它们要求有阳离子加入进行补偿，从而形成铝硅酸盐,一、化学成份 架状结构硅酸盐中，阳离子电价低、半径大、配位数高，主要由K、Na、Ca、Ba等，有时还有Rb、Cs、NH4等。一般不存在6次配位的Fe、Mg、Mn、Al等。 可有附加阴离子Cl、F、S及H2O。 类质同象主要是K-Na-Ca-Ba。,架状结构硅酸盐矿物,二、晶体结构 架状硅酸盐的结构是晶体中最复杂的结构。一般将其视作：硅（铝）氧四面体各种元环各种笼架状结构,1、多元环,由硅氧四面体互相连结构成多元环，其形式多种多样。用硅-硅连线形成的多边形表示。,2、笼 由多元互相连结形成的空间几何体，称作笼。,3、笼与笼连结形成架状硅酸盐结构,4、长石的晶体结构,硅氧四面体首先形成四方环，环与环之间连接形成沿a轴延伸的曲折状的链，链间又通过桥氧相连,完全无序的 透长石,完全有序的 微斜长石,完全有序的 钙长石,三、形态与物性,由于四面体在三维空间不同方向上排列的紧密程度不同，从而形成多种次类型结构 形态上有柱状、片状、块状等； 某些方向有解理； 具较高的硬度（仅次于岛状结构硅酸盐矿物）,一般为浅色（不含Fe2+、Mn2+等色素离子） 相对密度较小，折射率较低（因为结构中存在较大的空隙,1、长石族 (feldspar),钡长石BaAal2Si2O8,钾长石(Or) KAlSi3O8,钠长石(Ab) NaAlSi3O8,钙长石(An) CaAl2Si2O8,从化学成分上看：,长石是一种重要的造岩矿物，它大约占地壳重量的50， 为其体积的60。长石族矿物广泛产出于各种成因类型的岩石中,自然界的大多数长石都包含在KAlSi3O8 、NaAlSi3O8 、CaAl2Si2O8三成分体系中。,四、常见矿物,Ab和An形成类质同象系列，构成斜长石（Or5-10%），按Ab分子和An分子含量比的不同而划分为6个矿物种： 钠长石 An0-10Ab90-100 奥长石 An10-30Ab70-90 中长石 An30-50Ab50-70 拉长石 An50-70Ab30-50 培长石 An70-90Ab10-30 钙长石 An90-100An0-10,长石有序无序的结构状态以有序度和三斜度表示。 有序度是指A1、Si在TO4四面体位置上代替，分布的程度，这取决于A13+的占位率，它分单斜有序度和三斜有序度。 三斜度是指偏离单斜对称的程度。因为从单斜对称向三斜对称转变时，随着有序化程度增加，轴角由90最终增大至9041，由90减少至8739，表明三斜有序化过程角有明显的偏离。,长石的有序度、三斜度,长石的矿物的形态和物性,长石族矿物多呈平形于a轴延伸的长柱状或厚板状 颜色：多为浅色，较常见为灰白色或肉红色 解理：010和001解理完全，解理交角等于或近 于90（在单斜晶系等于90 ，在三斜晶系中则 近于90 ） 硬度：66.5 相对密度：较小，2.5-2.7,成因产状,主要形成于岩浆作用和变质作用,主要用途,主要用于玻璃和陶瓷工业，色泽美丽者可作宝石,正长石Orthoclase,正长石的化学组成是KAlSi3O8，晶体属单斜晶系的架状结构硅酸盐矿物。正长石是钾长石的亚稳相变体，钾长石和钠长石不完全类质同象系列。 短柱状或厚板状晶体，常见卡斯巴双晶、巴温诺双晶和曼尼巴双晶，集合体为致密块状。肉红或浅黄、浅黄白色，玻璃光泽，解理面珍珠光泽，半透明。两组解理（一组完全、一组中等）相交成90。摩氏硬度6，比重2.56-2.58。900以上生成的无色透明长石称透长石。,正长石广泛分布于酸性和碱性成分的岩浆岩、火山碎屑岩中，在钾长片麻岩和花岗混合岩以及长石砂岩和硬砂岩中也有分布。正长石是陶瓷业和玻璃业的主要原料，也可用于制取钾肥。,斜长石Plagioclase,斜长石属于NaAlSi3O8（Ab）-CaAl2Si2O8（An）类质同象系列的长石矿物的总称，共分为6个矿物种：钠长石、奥长石、中长石、拉长石、倍长石和钙长石。,晶体属三斜晶系的架状结构硅酸盐矿物，多为柱状或板状，常见聚片双晶，在晶面或解理面上可见细而平行的双晶纹。白至灰白色，有些呈微浅蓝或浅绿色，玻璃光泽，半透明。两组解理（一组完全、一组中等）相交成8624，故得名斜长石。摩氏硬度6-6.5，比重2.6-2.76。 斜长石广泛分布于岩浆岩、变质岩和沉积碎屑岩中。斜长石是陶瓷业和玻璃业的主要原料，色泽美丽者可作宝玉石材料，如日光石,微斜长石 与正长石相似。常呈条纹结构或文象结构，常具格子双晶。绿色变种称天河石。,岩石名称: 黝帘石化斜长 岩 矿物名称：斜长石，黝帘石， 铬云母，透辉石等 结构构造：隐晶粒状结构， 块状构造 硬度：5. 5-6. 5 相对密度：2. 73-3. 18（2 .90) 折射率：1. 56-1. 70 光泽：玻璃-蜡状光泽 透明度：半透明-不透明 韧脆性：韧性较差，脆性较 强,独山玉,颜色：变化大, 有白, 绿, 紫, 蓝, 黄, 黑等色, 一块玉 料上出现多色,品种 白独山玉（水白玉, 白玉) 绿独山玉(绿翠,翠玉， 青玉 紫独山玉 （紫玉,亮橙玉） 黄独山玉 杂色玉（墨玉，翠白玉， 菜花玉，黑花玉 五花玉）,似长石与长石族矿物相似，同为不含水的架状结构硅酸盐，但不同于长石，表现在： SiO2含量较低，最高约达碱性长石中SiO2含量的23 似长石矿物中金属离子K, Na与SiO2含量比高，霞石中 为1:2，白榴石中为1:3，而长石中为1:4，因而，似长石 矿物多形成于富碱贫硅的介质中，一般不与石英共生 结构开阔并较松弛，具有较大的空洞，易于容纳半径较 大的阳离子和阴离子团 相对密度小，硬度较低,似长石,一群矿物的总称，包括霞石族、方钠石族、白榴石族、钙霞石族日光榴石族等,霞石Nepheline,化学成分为KNa3AlSiO44，晶体属六方晶系的架状结构硅酸盐矿物，是最主要的似长石矿物。 通常晶体呈六方短柱状、厚板状，集合体呈粒状或致密块状。无色或灰白色，因含杂质而呈浅黄、浅绿或浅红等色，玻璃光泽。贝壳状断口，断口呈典型的油脂光泽。摩氏硬度5.5-6，比重2.55-2.66。,霞石主要产于富钠贫硅的碱性火成岩和伟晶岩中。 霞石主要用于玻璃和陶瓷工业,沸石族,沸石族矿物具有特殊的结构通道，因而具有巨大的比表面积、强吸附性、离子交换性，用作离子交换剂和分子筛。,硬水软化、淡化海水或从海水中提钾；除去废水中的放射性元素、重金属、磷酸根；处理和回收放射性元素处理核废料；土壤改良剂；净化提纯；载体等,沸石主要形成于火山低温热液。,天然沸石有30多种，肉眼难以区分。 一般以沸腾法和产状认别。,沸石晶体结构中的几种笼,白榴石 与石榴子石相似，为四角三八面体形状，灰白色，玻璃光泽。,1）概念： 层状结构硅酸盐矿物是指络阴离子为层状硅氧骨干的硅酸盐矿物。 该类型矿物在自然界中分布很广，尤其作为粘土矿物分布最多。 粘土矿物主要产于粘土和和粘土岩中，结晶细小（一般小于2微米），主要为含水的铝、镁和铁的层状结构硅酸盐矿物。具有吸附性、膨胀性、可塑性和离子交换等特殊性能。 这些性能在矿物材料中具有广泛的应用。,层状结构硅酸盐矿物,含氧岩大类 （四）层状结构硅酸盐矿物,2）成分特征 络阴离子（硅氧骨干）Si4O10 阳离子：大半径阳离子：K+、Na+、Ca2+ 中等半径：Mg2+、Fe2+、Mn2+等 小半径：Al3+、Fe3+等 附加阴离子F-、Cl-、OH-等 水层间水 Al 在层状结构硅酸盐中的作用：A:代替Si 进入络阴离子，呈四次配位，形成铝硅酸盐。 如金云母K Mg3AlSi3 O10 (OH)2；B：Al 在络阴离子外，呈六次配位形成铝的硅酸盐叶腊石Al2Si4O10 (OH)2；C：形成铝的铝硅酸盐白云母K Al2AlSi3 O10 (OH)2,B.三八面体结构(层)和二八面体结构(层) 在四面体片中一个六方环的范围内，包含三个共棱的八面体空隙，公共角顶是六方环中心的(OH)-。在一个六方环的范围内，上下两层的非桥式氧及2个(OH)-提供6个负电荷。 当3个二价阳离子充填三个八面体空隙，电荷平衡三八面体结构；当2个三价阳离子充填二个八面体空隙，电荷平衡二八面体结构。,3）晶体结构特征,含氧岩大类 （四）层状结构硅酸盐矿物,三八面体层：在层状硅酸盐结构中，由二价阳离子占据全部八面体空隙的结构层. 例：滑石Mg3Si4O10(OH)2 ,MgO6，Mg占据了全部三个八面体空隙。 二八面体层：在层状硅酸盐结构中，由三价阳离子占据2/3八面体空隙的结构层。 例：叶腊石Al2Si4O10(OH)2，Al占据了三个八面体空隙中的两个。,3）晶体结构特征,含氧岩大类 （四）层状结构硅酸盐矿物,C.结构单元层及其基本类型 由八面体片和四面体片靠非桥式氧连接组成的结构单元。 基本类型： TO(1:1)型：由1个四面体片(T)和1个八面体片(O)组成。八面体片(O)是由一个四面体片的角顶氧及OH-与另一层OH-组成。如高岭石Al4Si4O10 (OH)8。 TOT(2:1)型：由2个四面体片夹一层八面体片组成。如滑石。,3）晶体结构特征,含氧岩大类 （四）层状结构硅酸盐矿物,TO(1:1)型,TOT(2:1)型,结构单元层基本类型示意图,D 层间域 1）概念：结构单元层之间可被极性分子或平衡电价阳离子等占据的空间，称为层间域。 2）类型： A无充填物：如果结构单元层内部电荷已达平衡则在层间域中无其他阳离子存在，也很少吸附水分子或有机分子，如高岭石、叶腊石等矿物的结构。 B有充填物：如果结构单元层内部电荷未达平衡，尚存在一定的层电荷，被Na，K，Ca等充填，还可以吸附一定量的水分子或有机分子，如云母、蒙脱石等矿物的结构。,3）晶体结构特征,第二节 含氧岩大类 （四）层状结构硅酸盐矿物,E 结构单元层：根据层间域、结构单元层类型，层状结构硅酸盐可分为不同的结构单元层： 高岭石型-TO型（1：1型）结构层中性，层间分子键。 滑石型-TOT型 结构层中性，层间分子键。 云母型-TOTATOT 如，白云母K Al2Si3 Al O10 (OH)2，由与Al替代Si，出现多余负电荷，在层间充填大半径，低电价的K离子，弱离子键。 绿泥石型 -TOTOTOT，即变21，也有人称为1:1。OMg(OH)6八面体层与TOT交替排列。,3）晶体结构特征,第二节 含氧岩大类 （四）层状结构硅酸盐矿物,TO型 TOT型 ATOT型 OTOT型,根据层间域、结构单元层可分为以下主要结构单元层类型,4）形态与物性 形态：片状、鳞片状、板状或短柱状 物性：颜色浅（含Fe者颜色变深），无条痕，玻璃光泽，透明，硬度小（1-3），比重较小（2.5-3），解理001完全或极完全。 5）分类 蛇纹石高岭石族(TO型)：蛇纹石Mg6Si4O10(OH)8； 高岭石 Al 4Si4O10(OH)8 滑石叶蜡石族（TOT型）：滑石Mg3Si4O10(OH)2； 叶蜡石 Al2Si4O10(OH)2 云母族（ATOT）：黑云母、白云母 绿泥石族（OTOT）：绿泥石 蒙脱石族（复杂型）：蒙脱石,含氧岩大类 （四）层状结构硅酸盐矿物,6）用途 耐火工业：高岭石、叶蜡石 陶瓷、玻璃、水泥：高岭石、蒙脱石、叶蜡石、滑石 离子导电材料：蒙脱石 绝缘材料：云母、滑石 隔热、隔音材料：蛭石、滑石 涂料、造纸、油漆：高岭石、滑石,含氧岩大类 （四）层状结构硅酸盐矿物,1.滑石（Talc）,化学成分：Mg3Si4O10(OH)2。常含类质同象混人物Fe和Mn。 形态：晶体结构为TOmT型，单斜晶系，对称型为L2PC 。单晶体呈假六方板状，但单晶体很少见，集合体呈叶片状与致密块状。 物理性质：常呈带浅黄、浅褐、浅绿的白色，条痕白色，玻璃光泽，透明。硬度1，解理平行001极完全，薄片具挠性，手摸之有滑感，比重2.7-2.8。 成因产状：滑石主要是富含镁的岩石，如橄榄岩、蛇纹岩、白云岩经热液蚀变形成，常与菱镁矿共生。此外，区域变质作用也可以形成滑石，如滑石片岩。 鉴定特征：形态，薄片具挠性，手摸之有滑感，硬度1，解理极完全。 用途：在造纸和橡胶工业中的填料，纺织工业中作漂白剂、冶金工业中作耐火材料，也可以作润滑剂和雕刻石料。,滑石,2.叶蜡石（Pyrophillite）,化学成分：Al2Si4O10(OH)2。 形态：晶体结构为TOaT型，单斜晶系，对称型为L2PC。晶体少见，常呈片状、放射状或致密块状集合体。 物理性质：白色、浅灰、浅黄或浅绿色，条痕白色，玻璃光泽，透明。硬度1.5，解理平行001极完全，比重2.66-2.9。薄片具挠性，手摸之有滑感。 成因产状：主要是酸性火山岩及凝灰岩的水热变质产物。此外，也产于富Al的结晶片岩中。 鉴定特征：颜色浅，硬度1，一组解理极完全。 用途：雕刻石料。,过去一般认为印章石以叶蜡石矿物为主，所以有的书中称为叶蜡石质玉。根据近年研究表明，印章石矿物成分以叶蜡石、高岭石和地开石等矿物为主，有时含有水铝石，石英和绢云母等质矿物。 叶蜡石Al2Si4O102, 化学成分理论值为SiO2 66.70%，Al2O3 28.30%, H2O+ 5.0%。 高岭石、地开石和珍珠陶土晶体结构式均为Al4Si4O108，化学成分理论值：Al2O3 41.2，SiO2 48.0，H2O 10.8%。三者主要因晶体结构