第21章2 链层架PPT课件

1、链状结构硅酸盐亚类 概述常见闪石命名图:非闪石族矿物Mg7Si8O22(OH)2Ca2Mg5Si8O22(OH)2Ca7Si8O22(OH)2透闪石铁阳起石直闪石铁闪石单斜闪石斜方闪石普通角闪石Ca2Fe5Si8O22(OH)2Fe7Si8O22(OH)2阳起石镁铁闪石第1页/共48页链状结构硅酸盐亚类 概述结构： 辉石族: 单链骨干 单链投影为一个梯形，其中短边为活性氧，长边为惰性氧，活性氧相对组成M1位(八面体)，其中充填Y阳离子；惰性氧相对组成M2位，其中充填X阳离子。沿链间产生解理(93-87)第2页/共48页辉石的一个单链第3页/共48页链状结构硅酸盐亚类 概述结构： 闪石族: 双链

2、骨干 双链投影为一个梯形，其中短边为活性氧,长边为惰性氧,活性氧相对组成M1M2M3位(八面体,有5个)，其中充填Y阳离子；惰性氧相对组成M4位(2个)，其中充填X阳离子。沿链间产生解理(124-56)。位在惰性氧之间OH在活性氧组成的六边环中央XYAYX第4页/共48页链状结构硅酸盐亚类 概述双链及其投影第5页/共48页链状结构硅酸盐亚类 概述辉石闪石形态物理性质：短柱状长柱状，纤维状解理夹角8793 解理夹角12456 白色、灰绿、灰褐 白色、浅绿、墨绿 第6页/共48页链状结构硅酸盐亚类 概述主要矿物： 斜方辉石： 斜方闪石：紫苏辉石（MgFe） 直闪石（MgFe） 单斜辉石： 单斜闪石

3、：透辉石次透辉石（CaMg-CaFe）透闪石阳起石（CaMg-CaFe）普通辉石（CaMgFe） 普通角闪石（CaMgFe） 硬玉（NaAl） 蓝闪石（NaAl） 锂辉石（LiAl） 每个矿物的具体特征请在实习课中自己总结。第7页/共48页硬玉（翡翠）第8页/共48页角闪石透闪石第9页/共48页阳起石角闪石石棉第10页/共48页链状结构硅酸盐亚类 链状硅酸盐除了辉石、角闪石外，还有： 硅灰石（单链）夕线石（双链）化学组成：Ca3Si3O9 AlAlSiO5结构：SiO4连接成单链 SiO4与AlO4连接成双链形态：板状、片状、纤维状 针状、纤维状物理性质：白色，玻璃光泽， 白色，青灰色，玻璃光

4、泽， 有解理，硬度较大 有解理，硬度大成因：热接触变质 热接触变质、区域变质这两个矿物在前面的课程中都提到过，回忆？第11页/共48页链状结构硅酸盐亚类思考题 1、对比辉石与闪石的结构异同，并解释由此导致的形态物性差异。2、单斜辉石（闪石）的解理是110，斜方辉石（闪石）的解理符号是210，解理夹角是否一样？为什么？提示：画出X-Y晶轴及其轴单位，在上面画出110和210 解理）3、翡翠主要由什么矿物组成？什么是软玉？4、什么是辉石的出溶片晶结构？它属于什么规则连生？5、单斜辉石（闪石）与斜方辉石（闪石）在成分上有什么区别？6、硅灰石的单链与辉石的单链有什么区别？7、什么是角闪石石棉？有什么工

5、业应用？第12页/共48页 层状结构硅酸盐亚类 概述晶体结构特征：1、四面体片及八面体片： SiO4四面体连接成层，活性氧指向一边，即形成四面体片，用T表示；两层四面体片的活性氧相对（活性氧形成的六方环中央有OH），并位移一定距离以达到最紧密堆积方式排列，形成八面体片，用O表示。O层也可能是由一层活性氧与一层OH组成。第13页/共48页SiO 4TOOH第14页/共48页 层状结构硅酸盐亚类 概述2、三八面体型与二八面体型：八面体片（O层）里面如果充填2价离子（如Mg2+），则可以全部充满，这时形成的O层结构叫三八面体型；如果充填3价离子（如Al3+），则不可以全部充满，只能充填2/3的八面体

6、，这时形成的O层结构叫二八面体型。M1M2MMMMMM第15页/共48页 层状结构硅酸盐亚类 概述3、结构单元层的基本类型：四面体T层八面体O层组合起来形成更大一级的单位层，并以此周期性地堆跺起来形成整个层状结构，这种单位层叫结构单元层，有两种基本类型：1:1型（TO型）2:1型（TOT型）TOTOT第16页/共48页 层状结构硅酸盐亚类 概述KKOHSiAlKOMg高岭石型 叶腊石型 云母型 绿泥石型第17页/共48页 层状结构硅酸盐亚类 概述4、层间域：结构单元层之间的空隙层叫层间域，其间可充填大阳离子（K,Na,Ca等）、水分子、有机分子等，也可以空着，决定于层内电荷是否平衡（思考：层内

7、电荷平衡性决定于什么？）。层间域里的内容直接影响层状硅酸盐矿物的硬度、解理、弹性、挠性、吸附性、离子交换性等。第18页/共48页 层状结构硅酸盐亚类 概述5、多型：结构单元层内，两层相对的T层活性氧要位移才能形成最紧密堆积层，这个位移矢量可以有多种选择，使得结构单元层的叠置方式不同，形成多型：1M多型2O多型第19页/共48页 层状结构硅酸盐亚类 概述6、混层矿物：不同层状矿物之间的结构单元层，以相似的两个T层为基础，可以相互连生在一起，形成混层矿物：云母层蒙皂石层云母层蒙皂石层云母与蒙皂石1:1混层，形成累托石思考：为什么会形成混层矿物？思考：混层矿物是规则连生吗？第20页/共48页 层状结

8、构硅酸盐亚类 概述形态及物理性质：片状，有时可见假六方片（为什么？）。一组极完全解理，解理片具弹性或挠性（决定于什么？），硬度低，较轻，玻璃光泽，珍珠光泽。此外，层状硅酸盐矿物还有一些特殊物理性质：吸附性、离子交换性、膨胀性、可塑性、烧结性。具有很大的工业应用价值。黏土矿物：粒度小于2um的层状硅酸盐矿物。 黏土矿物强调粒度小，是因为粒度越小，上述物理性质越突出，工业应用越好。目前，黏土矿物研究在“环境矿物学”、“应用矿物学”里一直是热门。第21页/共48页 层状结构硅酸盐亚类 概述成因及产状：岩浆型、伟晶型、热液型、变质型、沉积型等各种地质作用。在表生条件下具有极大的稳定性。第22页/共48

9、页 层状结构硅酸盐亚类 概述主要矿物：TO型： 高岭石(Al)，蛇纹石(Mg) （层间域空）TOT型： 白云母(Al)，黑云母金云母(Fe-Mg)，锂云母(Li) （层间域有K） 滑石(Mg)， 叶腊石(Al) （层间域空） 蒙脱石(Al,Mg)， 蛭石(Mg,Fe,Al) （层间域有水分子和水合Na,Ca,Mg离子）TOTO型： 绿泥石(Mg,Al,Fe) （层间域有O层，即OH组成的八面体层）第23页/共48页 层状结构硅酸盐亚类 概述KKOHSiAlKOMg高岭石型 叶腊石型 云母型 绿泥石型第24页/共48页黑云母白云母第25页/共48页叶腊石滑石第26页/共48页高岭石高岭石电子显微

10、镜下形态第27页/共48页层状结构硅酸盐亚类思考题 1、层状硅酸盐中，结构单元层有哪两种基本形式？什么是三八面体型？什么是二八面体型？什么是层间域？2、层间域里有些什么内容？并解释不同内容导致的不同物理性质。3、1M白云母与3T白云母是什么关系？它们是否为同一矿物种？4、什么是黏土矿物？什么是温石棉？它们的特性与主要工业应用是什么？5、高岭石、白云母、滑石、蒙脱石、蛭石的特性与工业应用是什么？第28页/共48页 架状结构硅酸盐亚类 概述1、SiO4四面体共四个角顶相连，无活性氧，电价已经平衡，形成SiO2矿物。2、如果要形成硅酸盐，必须有Al代替Si，产生多余负电荷，才能在骨干外引进阳离子，A

11、l/Si最大可达1:1。（ Al/Si 为什么不能大于1:1?）3、骨干外空洞大所以要求大半径的阳离子：K、 Na、Ca、Ba等，成分较简单，类质同像少。（为什么？）4、包括：长石族，似长石（霞石、白榴石），沸石族。这三类矿物的关系为： 石英 长石 似长石 沸石 结构紧密度下降，SiO2相对含量减少 第29页/共48页架状结构硅酸盐亚类长石族 概述化学成分：长石族包括两个系列（亚族）：碱性长石系列（亚族）和斜长石系列（亚族），由3个矿物种作为端员组成：ABCNaAlSi O38CaAl Si O238碱性长石系列斜长石系列KAlSi3O8(Or)CaAl2Si2O8(An)NaAlSi3O8(

12、Ab)AbAn为完全类质同像；AbOr为不完全类质同像，温度降低后出溶形成条纹长石；AnOr不能形成类质同像第30页/共48页架状结构硅酸盐亚类长石族 概述晶体结构： SiO4四面体组成四元环，再由四元环连接成沿a轴的链和沿c轴的链；链与链再连接形成整个架状结构。两种四元环第31页/共48页沿c轴的链沿a轴的链第32页/共48页长石结构投影图第33页/共48页架状结构硅酸盐亚类长石族 概述所有长石的结构形式是一样的，但是，还因为下面两个因素使得不同长石的结构具有单斜或三斜两种对称：1、阳离子大小： 大阳离子K单斜；小阳离子Ca,Na三斜。2、有序度： 高温无序态单斜；低温有序态三斜。所以：钾长

13、石高温无序一定是单斜，低温有序可以变为三斜；思考：钠长石、钙长石高温无序是什么对称？低温有序是什么对称？第34页/共48页架状结构硅酸盐亚类长石族 概述长石结构的有序度： SiO4四面体中Al代替Si的占位有序的程度。长石结构的三斜度： 因为有序化使长石结构从单斜变为三斜，由单斜变化到三斜的程度。两者的关系： 有序度越高，三斜度也越高；但两者并不同步，有序度大于0时，三斜度可以为0。第35页/共48页架状结构硅酸盐亚类长石族 概述钾长石有序化过程：因为在长石结构中有4种类型的四面体： t1(o), t1(m), t2(o), t2(m)在钾长石（KAlSi3O8）中，恰好Al:Si=1:3，即

14、这四个四面体中有1个是被Al占据。第36页/共48页架状结构硅酸盐亚类长石族 概述1、如果在这四种四面体位置上Al代替Si的几率是相等的： t1(o) t1(m) t2(o) t2(m)0.25则为无序的，叫透长石，单斜晶系；t2(m)t1(o)t1(m)t2(o)t2(o)t1(o)t1(m)t2(m)第37页/共48页架状结构硅酸盐亚类长石族 概述2、当温度下降，长石有序化，这时： t1(o) t1(m) t2(o) t2(m) 直至： t1(o) t1(m) 0.5 t2(o) t2(m)=0t2(m)t1(o)t1(m)t2(o)t2(o)t1(o)t1(m)t2(m)这时对称面仍保留

15、，单斜对称，有序度0，但三斜度0第38页/共48页架状结构硅酸盐亚类长石族 概述3、进一步有序： t1(o) t1(m) t2(o) t2(m)=0t2(m)t1(o)t1(m)t2(o)t2(o)t1(o)t1(m)t2(m)这时对称面破坏了，三斜对称，有序度0，三斜度0第39页/共48页架状结构硅酸盐亚类长石族 概述形态： 短柱状、板状。最值得注意的是长石的双晶，其中双晶律主要有：钠长石律，卡斯巴律； 双晶类型有：简单双晶，聚片双晶，复合双晶，格子双晶，第40页/共48页第41页/共48页架状结构硅酸盐亚类长石族 概述物理性质： 所有长石都很相似：浅色，玻璃光泽，两组解理完全，夹角或近似9

16、0：010和001（什么情况下90 ？ ），硬度大，较轻。成因： 长石成因最广泛，占地壳总质量的50，但在地表条件下不太稳定，容易风化形成高岭石。 第42页/共48页架状结构硅酸盐亚类长石族 概述主要矿物：碱性长石（富K端员Or）：简称钾长石根据有序度定名： 透长石：有序度0，三斜度0 无色透明，不常见双晶 正长石：有序度0，三斜度0 肉红色灰白色，常见卡氏双晶 微斜长石（包括条纹长石）：有序度0，三斜度0 肉红色灰白色，常见卡氏双晶和格子双晶碱性长石（富Na端员Ab）： 歪长石：有序度很低，与透长石相似，但为三斜晶系。ABCNaAlSi O38CaAl Si O238碱性长石系列斜长石系列第

17、43页/共48页架状结构硅酸盐亚类长石族 概述主要矿物：斜长石（富Na端员Ab-富Ca端员An系列）： 根据成分定名：钠长石：Ab 10090 奥长石： Ab 9070 中长石： Ab 7050 拉长石： Ab 5030 培长石： Ab 3010 钙长石： Ab 100斜长石也有有序无序之分，但不根据有序度命名。从钠长石钙长石，颜色从白色灰色，常见聚片双晶，且越富Ca聚片双晶越密集。酸性斜长石中性斜长石基性斜长石ABCNaAlSi O38CaAl Si O238碱性长石系列斜长石系列第44页/共48页架状结构硅酸盐亚类长石族思考题1、长石族中分“亚族”的依据是什么？各亚族分“种”的依据各是什么？2、什么是条纹长石？怎么形成的？3、从透长石、正长石、微斜长石的双晶特点说明什么？4、什么是文象结构？属于什么规则连生？5、聚片双晶与出溶片晶有什么区别？6、什么是长石的有序度？三斜度？7、长石的结构相同，但对称性不同，