chap13含氧盐(一)：层状硅酸盐.ppt

硅酸盐矿物类(三) 层状硅酸盐矿物亚类 PHYLLOSILICATES,第九章 含氧盐矿物大类 Salt with Oxygen,一 概述,结构： Si-O骨干共用三个角顶构成六方网层（SHEETS），与骨干外阳离子互相联系组成结构层。 成分： 出现附加阴离子（OH）-、F-、Cl-； Si-O骨干中可有AlIV代替Si，AlIV / Si 13。 形态：平行结构层的片状、短柱状。 物性： 发育平行结构层的极完全解理； 依阳离子由惰气型向过渡型转变，颜色由浅而深； 玻璃光泽，不依颜色而变化。,一 概述,结构单元层类型： 依结构单元层的配置： TO型（1：1型）：蛇纹石-高岭石族； TOT型（2：1型）：滑石-叶蜡石族；云母族；绿泥石族；伊利石（水云母）族；埃洛石（叙永石、多水高岭石）族；蒙脱石-蛭石族。 依八面体片中阳离子数目： 三八面体型结构 二八面体型结构,二 晶体化学,1. 化学组成 阴离子： 络阴离子T4O104-。 附加阴离子（OH）-、F-、Cl-、O2-、（H3O）+ 阳离子惰气型和过渡型 水分子： 少数有H2O,二 晶体化学,2. 结构单元层 （1）TOT型和TO型 T：四面体片 Tetrahedral Sheet。- 活性氧、惰性氧 O：八面体片 Octohedral Sheet。 TO型（1：1型）：例：高岭石Al4Si4O10(OH)8 TOT型（2：1型）：例：滑石Mg3Si4O10(OH)2,叶蜡石的晶体结构,T层,O层,Si四面体,六方网环,二八面体型结构,惰性氧,活性氧,三八面体（a）和二八面体（b）型结构,二 晶体化学,2. 结构单元层 （2）二八面体型和三八面体型 二八面体型：层状结构中结构单元层八面体空隙由三价阳离子充填 例：高岭石Al4Si4O10(OH)8 三八面体型：层状结构中结构单元层八面体空隙由二价阳离子充填 例：滑石Mg3Si4O10(OH)2,与SiO4四面体所形成的六方网格相适应的八面体空隙,八面体空隙,OH,阳离子,O,二 晶体化学,3. 层间域 （1）无层间物结构单元层电荷平衡时： 例：滑石Mg3Si4O10(OH)2；高岭石Al4Si4O10(OH)8 ；叶蜡石Al2Si4O10(OH)2 （2）有层间物结构单元层电荷不平衡时： 例：黑云母 KMg3AlSi3O10(OH)2； 白云母 KAl2AlSi3O10(OH)2 ； 蒙脱石 Ex(H2O)4(Al2-x,Mgx)2（AlSi）4O10(OH)2 , ENa+、Ca2+ （3）层间域的重要意义 吸附性 阳离子交换性 膨胀性,滑石的晶体结构,层间域,TOT型,三八面型性结构,二 晶体化学,4. 化学键性 结构单元层内：共价键和离子键； 结构单元层间：分子键、氢键 5. 多型 例：云母1M; 2O; 2M1;2M2; 3T; 6H 在TOT结构单元层内两T层的活性氧位移1/3a0矢量成最紧密堆积，形成O层，这一矢量的方向在不同的单元层中可以相对旋转0或60的整数倍(60、120、180、240、300)，从而形成云母不同的多型变体。,三 间层(混层)矿物 mixed layer mineral,不同层状矿物间的结构单元层(或晶层) 浮生连生而成。 分为规则混层和不规则混层两种类型.规则混层矿物，可作为另一矿物种重新命名。 现被国际粘土研究协会(AIPEA)确认的规则混层矿物只有六种：即 滑皂石、柯绿泥石、滑绿石、累托石，云蒙石、羟硅铝石。 同种矿物不同多型之间也可混层连生，但不叫混层矿物。,四 粘土矿物 Clay Mineral,粒度小于2m；层状硅酸盐。 特性： 吸附性、离子交换性、吸水膨胀性、加热膨胀性、可塑性、烧结性。 结构越无序、缺陷越多、颗粒越细，活性越好。 研究方法： 差热分析(测试其脱水温度及相变温度曲线)、扫描电镜(观察其细小颗粒形态等)、红外光谱(测试其晶体结构)。,形态： 多呈单斜晶系， 假六方板、片状或短柱状。 物理性质： 一般具玻璃光泽，珍珠光泽。 平行结构单元层一组极完全解理； 低的硬度； 薄片具弹性或挠性，少数具脆性； 相对密度较小。,五 形态、物性,六 主要矿物概览,层状硅酸盐矿物亚类矿物特征,高岭石(Kaolinite)Al4Si4O10(OH)8 多为隐晶质致密块状或土状集合体。 纯者白色，因含杂质可成其他颜色；土状或蜡状光泽。001极完全解理。硬度2.03.5。相对密度2.602.63。土状块体具粗糙感，干燥时具吸水性(粘舌)，湿态具可塑性。阳离子交换性能差。 【成因及产状】 酸性介质，风化作用或低温热液交代的产物。,高岭石族 Kaolinite Subgroup 高岭石、迪凯石、珍珠陶土 TO型，二八面体型，层间无阳离子。三斜或单斜晶系。,蛇纹石()Mg6Si4O10(OH)8 通常呈致密块状。纤维状者称蛇纹石石棉，亦称温石棉。 深绿、黑绿、黄绿等各种色调的绿色，并常呈青、绿斑驳如蛇皮。铁的代入使颜色加深、密度增大。油脂或蜡状光泽，纤维状者呈丝绢光泽。硬度2.53.5。相对密度2.23.6。除纤维状者外，解理001完全。 超基性岩或白云岩经热液交代而成,蛇纹石族 Serpentine Subgroup TO型，三八面体型。主要为单斜晶系。层间无物。,TOT型结构，层间无阳离子。 滑石 Mg3Si4O10(OH)2 叶蜡石 Al2Si4O10(OH)2,滑石叶蜡石族,常呈致密块状。 纯者为白色，含杂质时呈其他浅色。玻璃光泽，解理面显珍珠光泽晕彩。解理001极完全；贝壳状断口。硬度1。相对密度2.582.83。有滑腻感。解理片具挠性。 超基性岩、白云岩水热蚀变产物。 与叶蜡石相似。在素瓷板上滴一滴水，以矿物碎块轻磨得乳浊液，用石蕊试纸检验，滑石pH约为9，叶蜡石pH约为6。 用于陶瓷、造纸、涂料、塑料、橡胶、化妆品，高频电瓷绝缘材料；滑润剂，镁质化肥等。 ,滑石(Talc) Mg3Si4O10(OH)2,常呈叶片状、鳞片状或隐晶质致密块体，有时呈放射叶片状集合体。 白色、浅绿、浅黄或淡灰色；玻璃光泽，致密块状者呈油脂光泽，解理面呈珍珠光泽。解理001极完全；隐晶质致密块体具贝壳状断口。硬度11.5。相对密度2.652.90。有滑感，解理片具挠性。 酸性喷出岩或结晶片岩经热液变质而成。 用途与滑石近同。在雕刻工艺和印章制作中，叶蜡石有悠久历史。,叶蜡石(Pyrophyllite)Al2Si4O10(OH)2,TOT型，层间域有大阳离子K、Na等. 白云母亚族(二八面体型) 白云母 KAl2AlSi3O10(OH)2 黑云母亚族(三八面体型) 黑云母 K(Mg,Fe)3AlSi3O10(OH)2 金云母 KMg 3AlSi3O10 (OH)2 锂云母亚族(三八面体型) 锂云母 KLi2-xAl1+xAl2xSi4-2xO10(F,OH)2 铁锂云母 KLiFeAlAlSi3O10(F,OH)2,云母族 Mica Group,上层,下层,白云母的晶体结构,层间域,形态: 假六方板、片状，鳞片状、柱状。 物性：颜色依成分而异，玻璃光泽、珍珠光泽，透明半透明；硬度23，解理001极完全，解理片有弹性，相对密度2.73.1。 成因：约占地壳3.8WB%，岩浆、沉积和变质作用下形成。 合成云母（如氟金云母KMg3AlSi3O10F2）因质地纯，不含OH，因而电性能和高温热稳定性比天然云母好。,云母族 Mica Group,白云母,绿泥石(chlorite) 【化学组成】 化学通式Y3ZO10(OH)2+Y3(OH)6，Y为Mg、Al、Fe，Z为Si、Al。通式前半部相当于一个滑石层，后半部分相当于一个水镁石层，两者相间排列。 【形态】 常呈鳞片状集合体、土状集合体。 【物理性质】 多带绿色调，富镁为浅蓝绿色，富铁为深绿到黑绿，含锰呈浅褐、橘红色，含铬呈浅紫到玫瑰色；条痕无色；玻璃光泽，解理面呈珍珠光泽。解理001完全。硬度23。相对密度2.6803.40。解理片具挠性。 【成因产状】 常见于低级变质带绿片岩相及低温热液蚀变中。,绿泥石族Chlorite Group,绿泥石结构 TOT型 多属三八面体型和单斜晶系。,层间域： Mg（OH）6八面体片（或氢氧镁石片）充填；,Mg,OH,Si,O,T片,O片,T,OH,TOT型，层间域有层间水。 二八面体型的蒙脱石亚族 蒙脱石、贝得石、累托石； 三八面体型的皂石亚族 皂石、锂皂石、斯皂石。,蒙脱石皂石族(蒙皂石族),Ex(H2O)4(Al2-x,Mgx)2(Si,Al)4O10(OH)2 【化学组成】 E主要为Na+、Ca2+。x一般在0.20.6之间。 【晶体结构】 单斜晶系；TOT型，二八面体型结构。 【形态】 常呈土状隐晶质块状，电镜下为细小鳞片状。 【物理性质】 白色或浅色。鳞片状者(001)解理完全。硬度22.5。相对密度22.7。甚柔软。有滑感。加水膨胀并变成糊状物。具很强吸附及阳离子交换性能。 【成因及产状】 基性火成岩在碱性环境中风化而成。为膨润土的主要成分。 【鉴定特征】 加水膨胀。 【主要用途】广泛用于化工及环保领域。,蒙脱石(Montmorillonite) 又称微晶高岭石或胶岭石。,蛭石(Vermiculite) (Mg,Ca)0.30.45(H2O)n(Mg,Fe3+,Al)3(Si,Al)4O10(OH)2 【结构】 单斜晶系。TOT型，三或二八面体型。 【形态】 粗粒的片状，主要为三八面体型；细粒者土状，多为二八面体型。 【物性】 褐、黄褐色；油脂或珍珠光泽。解理001完全，解