第四节：第四亚类：架状硅酸盐矿物

第四亚类架状结构硅酸盐亚类矿物 在架状结构硅酸盐亚类的晶体结构中 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 形成类似氧化物中石英的Si O架状结构 由于部分 SiO4 中的Si4 被Al3 代替 出现了多余的负电荷 由阳离子进入晶格中进行补偿 从而形成铝硅酸盐 占地壳总重量的50 以上 重点 长石族矿物 在岩石的分类命名上非常重要 是最重要的造岩矿物 重要的陶瓷原料 沸石族矿物 在工农业方面有非常广泛的用途 重要的非金属矿物资源 一 化学成份1 阴离子 SiO4 和 AlO4 2 阳离子 电价低 半径大 配位数高 K Na Ca2 Ba2 等 有时还有Rb Cs 等 一般不存在6次配位的Fe Mg Mn Al等离子 3 可有附加阴离子Cl F S2 4 类质同象主要是K Na Ca Ba 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 各种多元环 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Si Si连线形成的多边形表示 2 笼由多元环互相连结形成的空间几何体 称作笼 立方体笼 六角柱笼 笼四元环六元环截角八面体 3 笼与笼连结形成架状硅酸盐结构 A型沸石 A型分子筛 笼通过立方体笼联结起来 沸石晶体结构中的几种笼 1 a笼立方体八面体菱形十二面体2 八面沸石笼3 立方体笼4 笼5 六角柱笼6 r笼7 八角柱笼 八面沸石的晶体结构B笼通过六角柱笼沿四面体方面排列而成 金刚石结构 4 长石的晶体结构 硅氧四面体首先形成四元环 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呈 010 的似层状 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 从而形成多种类型结构 1 形态 多为低级晶族 集合体形态多为粒状 短柱状 板状 块状 纤维状 束状 部分沸石 2 光学性质 灰白 白 肉红 透明 玻璃光泽 Fe2 Mn2 色素离子少 折射率较低 3 解理 层 似层 链特点 大多具中等 完全解理 4 硬度 架状结构结合力强 硬度较高 仅次于岛状结构硅酸盐矿物 含水矿物 沸石 H 4 5 密度 比重中级偏轻 存在较大的空隙 一 长石族 feldspar 钡长石Ba Aal2Si2O8 钾长石 Or K AlSi3O8 钠长石 Ab Na AlSi3O8 钙长石 An Ca Al2Si2O8 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 长石族矿物广泛产于各种成因类型的岩石中 自然界的大多数长石都包含在K AlSi3O8 Na AlSi3O8 Ca Al2Si2O8 三个端单元成分体系中 四 常见矿物 从化学成分上看 三种端元组分的长石的混溶性与温度的关系可用三角形图表示 A 广温区 任何温度下都稳定的晶体 B 高温区 高T下稳定混溶 低T下分离成两相 Ab Or在高温下混溶 形成均匀一相固溶体 温度降低时 固溶体分离 形成二相 条纹长石 C 不存在区 任何T都不混溶 C B A K AlSi3O8 Or K AlSi3O8 Or Ab和An形成类质同象系列 构成 斜长石亚族 Or 5 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 100Ab0 10 长石有序 无序的结构状态 用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 分布的有序的程度 这取决于A13 的占位率 三斜度 是指长石对称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90 41 由90 减少至87 39 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 形态和物性 形态 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 6 6 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 正长石亚族 又叫碱性长石亚族 包括由钾长石K AlSi3O8 Or 和钠长石Na AlSi3O8 Ab 组成的各种长石 碱性长石 以Or为主的碱性长石主要有 透长石 正长石 微斜长石 是K AlSi3O8 同质多象变体 1 透长石 高温下 900 以上 生成的无色透明长石 属单斜晶系 2 正长石 主要是Or 也含有数量不等的Ab 形成温度中等 属单斜晶系 正长石是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 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 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 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 微斜长石与正长石相似 是K AlSi3O8稳定的低温变体 也含有数量不等的Ab 20 三斜晶系 常呈条纹结构或文象结构 富含铷 铯的亚种 称天河石 斜长石亚族 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 构成斜长石亚族 晶体属三斜晶系 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 白色至灰白色 有些呈微浅蓝或浅绿色 玻璃光泽 透明 两组解理 一组完全 一组中等 相交成86 24 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 正长石与斜长石的肉眼鉴定特征 高温透长石 正长石 orthoclase K AlSi3O8 返回 卡氏双晶 正长石单晶 透长石 sanidine K AlSi3O8 返回 文象结构 返回 斜长石特征 返回 聚片双晶纹 天河石 amazonite 返回 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 最高约为碱性长石中SiO2含量的2 3似长石矿物中金属离子K Na SiO2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NephelineKNa3 AlSiO4 4 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 易于风化 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 霞石晶体 沸石族 含水架状结构硅酸盐 1756年 瑞典矿物学家克朗斯特德 BaronCronstedt 在冰岛玄武岩气孔中发现的 形态为美丽白色的晶体 加热时有沸腾现象 取名为沸石 Zeolite 意为沸腾的石头 1756发现第一种沸石为年辉沸石 据统计 自然界已产出沸石现已有40多种 人工合成沸石100多种 沸石晶体结构中的几种笼 晶体结构 性能及用途 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 具明显的阳离子交换能力 笼和通道中的K Na与骨干联结力弱 易被Ca2 Mg2 Sr Ba Cu Zn Ni等置换 而结构不被破坏 通道中的水分可自由出入 加热时可自由逸出 脱水后的沸石在适当条件下可以重新吸附水 同时可吸附其它物质的分子 NH3 CO2 H2S 在此种情况下 比孔道小的分子可以进入孔道 而比孔道大的分子则被拒之门外 从而对分子起筛选作用