含氧盐：硅酸盐总论课件

第十九章含氧盐矿物大类（一）：

1.概念：含氧酸根+金属阳离子→盐类化合物。2.分类（据络阴离子团种类）：硅酸盐、碳酸盐、硫酸盐、磷酸盐、硼酸盐、硝酸盐钨酸盐、钼酸盐、铬酸盐砷酸盐、钒酸盐。一含氧盐矿物概述第十九章含氧盐矿物大类（一）：

1.概念：含氧酸根+1概念：硅酸根+金属阳离子。矿物种数：>600，占已知矿物1/6以上。地壳分布：85WB%，三大类岩石主要造岩矿物。资源属性：碱金属、Be、B、Zr等金属、非金属——石棉、滑石、云母、高岭石、沸石

宝玉石矿物二硅酸盐矿物类Silicates一)概述概念：硅酸根+金属阳离子。二硅酸盐矿物类一)概2络阴离子——[SiO4]4-。附加阴离子——少数有（OH）-、F-、Cl-、O2-、[CO3]2-、[SO4]2-、[PO4]3-

阳离子——约40种，惰气型和过渡型泋离子：（H3O）+

水分子：H2O二)晶体化学1.

化学组成络阴离子——[SiO4]4-。二)晶体化学1.

化3[SiO4]4-构成的络阴离子内Si—O键:共价键为主，键力生成能从岛状到架状减小，>3000千卡/克分子络阴离子外O－M键：

离子键，<1000千卡/克分子

含（OH）-者：氢键2.化学键性2.化学键性41）岛状——单四面体[SiO4]，Si/O=1/4，例：橄榄石(Mg,Fe)2［SiO4］活性氧/端氧——双四面体[Si2O7]，Si/O=1/3.5，例：异极矿Zn4[Si2O7](OH)2·H2O惰性氧/桥氧3.

硅氧骨干1）岛状3.

硅氧骨干52）环状Si/O=1/3——三方环[Si3O9]，例：硅酸钡钛矿——复三方环[Si6O18]，例：电气石——四方环[Si4O12]，例：包头矿——六方环[Si6O18]，例：绿柱石2）环状Si/O=1/36——单链，Si/O=1/3二重单链[Si2O6]，例：透辉石三重单链[Si3O9]，例：硅灰石五重单链[Si5O15]，例：蔷薇辉石——双链，闪石Si/O=1/2.75例：透闪石Ca2Mg5[Si4O11]2（OH）23）链状Si/O=1/3——单链，Si/O=1/33）链状Si/O=1/37图19-4单链状硅氧骨干辉石二重单链［Si2O6］；(b)硅灰石三重单链［Si3O9］；(c)蔷薇辉石五重单链［Si5O15］(潘兆橹等，1993)

图19-4单链状硅氧骨干8图19-5双链硅氧骨干角闪石双链［Si4O11］；(b)硬硅钙石双链［Si4O17］；(c)夕线石双链［AlSiO5］；(d)星叶石双链［Si4O12］(潘兆橹等，1993)

图19-5双链硅氧骨干9例：滑石Mg3[Si4O10]（OH）2鱼眼石KCa4[Si4O10]2F-·8H2O滑石鱼眼石4）层状Si/O=1/2.5滑石鱼眼石4）层状Si/O=1/2.510例：钾长石K[AlSi3O8]钙长石Ca[Al2Si2O8]白榴石K[AlSi2O6]方钠石Na8[AlSi3O8]6Cl2思考：——架状骨干中，必须有部分Si4+为Al3+所代替？——架状硅酸盐中的阳离子，都是低电价、大半径、高配位数的离子，有时含附加阴离子和水分子？

5）架状（Si+Al）/O=1/2，5）架状（Si+Al）/O=1/2，11方柱石方钠石方柱石方钠石12注：——两种骨干共存：绿帘石Ca2（Al，Fe3+）3[SiO4][Si2O7]O（OH）——两种骨干过渡：葡萄石Ca2Al[AlSi3O10]（OH）2注：13

——AlIV→铝硅酸盐aluminosilicate:钠长石Na[AlSi3O8]——AlVI→铝的硅酸盐aluminumsilicate：高岭石Al2[Si4O10]（OH）8——AlVI+AlIV→铝的铝硅酸盐：白云母K{Al2[AlSi3O10]（OH）2}

RAl3+/RO2-=0.419，与四次配位与六次配位分界处的阴阳离子半径比值0.414相近，所以，Al既可以四次配位，也可以六次配位。4.铝的作用——AlIV→铝硅酸盐aluminosilicate14AlIV代替Si难易排序：——岛、环、单链、双链、层、架AlIV/Si≤1∶1Al—O价键力（或键强）小于Si—O键键强，因此，［AlO4］四面体比［SiO4］四面体不稳定，且体积也大于［SiO4］四面体，所以［AlO4］四面体要靠［SiO4］四面体联接起来才稳定。AlIV代替Si难易排序：15几个完全类质同象系列：橄榄石系列——（Mg2+，Fe2+）2［SiO4］

镁铝榴石系列：(Mg,Fe,Mn)3Al2[SiO4]3钙铁榴石系列：Ca3（Al,Fe,Cr,V,Zr）2[SiO4]3单斜辉石系列——Ca（Mg，Fe）［Si2O6］斜长石系列——Na［AlSi3O8］-Ca［Al2Si2O8］

5.类质同象Isomorphism从岛状→环状→链状→层状→架状，不同大小的离子的代换范围依次减小。几个完全类质同象系列：

5.类质同象I16（1）岛状——三向等长：石榴子石、橄榄石等。

［AlO6］八面体分布的影响：

如蓝晶石∥{100}的板状，［AlO6］八面体层；红柱石、绿帘石柱状，［AlO6］八面体链。（2）环状——一向延长：绿柱石、电气石。（3）链状——一向延长：辉石、角闪石、硅灰石。（4）层状——二维延展：云母、葡萄石。（5）架状——取决于架内化学键的分布。

如：钠沸石中有较强的链——柱状。长石中平行a和c轴较强链——平行a或c轴板状。三)形态物性1.形态——取决于硅氧骨干型式和其他配位多面体，特别是［AlO6］八面体连结方式。（1）岛状——三向等长：石榴子石、橄榄石等。三)形态物性17（1）一般为浅色或无色,玻璃、金刚光泽，透明；硬度较高（仅次于无水氧化物，但层状骨干者很小，为什么？从层键和层间阳离子性质考虑。）（2）解理与硅氧骨干形式和［AlO6］八面体的联结有关:？请自己归纳。（3）相对密度与结构形式和化学成分有关。？请自己归纳。（从结构紧密度和含水情况考虑）。2.物性——离子晶格的特性（1）一般为浅色或无色,玻璃、金刚光泽，透明；硬度较高（仅次18依据：硅氧骨干的型式。亚类：（1）岛状结构硅酸盐；（1）环状结构硅酸盐；（2）链状结构的硅酸盐；（3）层状结构的硅酸盐；（4）架状结构的硅酸盐。四)亚类的划分依据：硅氧骨干的型式。四)亚类的划分19（1）岩浆作用。——鲍文反应系列。锆石、榍石、橄榄石、辉石、角闪石、云母、长石。（2）伟晶作用。——含半径过小(如Li、Be等)或过大(如Rb、Cs)的离子的硅酸盐（锂云母、绿柱石）和含挥发组分(B、F)的硅酸盐（电气石、黄玉）。（3）变质作用。

——接触变质：红柱石、堇青石、透辉石、透闪石、硅灰石、石榴石。——区域变质：石榴石、蓝晶石、十字石、辉石、闪石、夕线石、云母、长石。（4）热液作用。

——绿帘石、

透闪石、阳起石、叶蜡石、高岭石、滑石、蛇纹石、绿泥石、沸石。（5）外生作用。——高岭石、蒙脱石、蛭石。五)成因产状（1）岩浆作用。五)成因产状20

1.硅氧骨干类型与形态物性关系的本质;

2.以Al2SiO5的三种同质多象变体为例,从配位数的影响因素分析铝在硅酸盐矿物中存在形式的成因意义；3.电气石族矿物的颜色变化及其类质同象系列与其成因的关系；思考题1.硅氧骨干类型与形态物性关系的本质;21第十九章含氧盐矿物大类（一）：

1.概念：含氧酸根+金属阳离子→盐类化合物。2.分类（据络阴离子团种类）：硅酸盐、碳酸盐、硫酸盐、磷酸盐、硼酸盐、硝酸盐钨酸盐、钼酸盐、铬酸盐砷酸盐、钒酸盐。一含氧盐矿物概述第十九章含氧盐矿物大类（一）：

1.概念：含氧酸根+22概念：硅酸根+金属阳离子。矿物种数：>600，占已知矿物1/6以上。地壳分布：85WB%，三大类岩石主要造岩矿物。资源属性：碱金属、Be、B、Zr等金属、非金属——石棉、滑石、云母、高岭石、沸石

宝玉石矿物二硅酸盐矿物类Silicates一)概述概念：硅酸根+金属阳离子。二硅酸盐矿物类一)概23络阴离子——[SiO4]4-。附加阴离子——少数有（OH）-、F-、Cl-、O2-、[CO3]2-、[SO4]2-、[PO4]3-

阳离子——约40种，惰气型和过渡型泋离子：（H3O）+

水分子：H2O二)晶体化学1.

化学组成络阴离子——[SiO4]4-。二)晶体化学1.

化24[SiO4]4-构成的络阴离子内Si—O键:共价键为主，键力生成能从岛状到架状减小，>3000千卡/克分子络阴离子外O－M键：

离子键，<1000千卡/克分子

含（OH）-者：氢键2.化学键性2.化学键性251）岛状——单四面体[SiO4]，Si/O=1/4，例：橄榄石(Mg,Fe)2［SiO4］活性氧/端氧——双四面体[Si2O7]，Si/O=1/3.5，例：异极矿Zn4[Si2O7](OH)2·H2O惰性氧/桥氧3.

硅氧骨干1）岛状3.

硅氧骨干262）环状Si/O=1/3——三方环[Si3O9]，例：硅酸钡钛矿——复三方环[Si6O18]，例：电气石——四方环[Si4O12]，例：包头矿——六方环[Si6O18]，例：绿柱石2）环状Si/O=1/327——单链，Si/O=1/3二重单链[Si2O6]，例：透辉石三重单链[Si3O9]，例：硅灰石五重单链[Si5O15]，例：蔷薇辉石——双链，闪石Si/O=1/2.75例：透闪石Ca2Mg5[Si4O11]2（OH）23）链状Si/O=1/3——单链，Si/O=1/33）链状Si/O=1/328图19-4单链状硅氧骨干辉石二重单链［Si2O6］；(b)硅灰石三重单链［Si3O9］；(c)蔷薇辉石五重单链［Si5O15］(潘兆橹等，1993)

图19-4单链状硅氧骨干29图19-5双链硅氧骨干角闪石双链［Si4O11］；(b)硬硅钙石双链［Si4O17］；(c)夕线石双链［AlSiO5］；(d)星叶石双链［Si4O12］(潘兆橹等，1993)

图19-5双链硅氧骨干30例：滑石Mg3[Si4O10]（OH）2鱼眼石KCa4[Si4O10]2F-·8H2O滑石鱼眼石4）层状Si/O=1/2.5滑石鱼眼石4）层状Si/O=1/2.531例：钾长石K[AlSi3O8]钙长石Ca[Al2Si2O8]白榴石K[AlSi2O6]方钠石Na8[AlSi3O8]6Cl2思考：——架状骨干中，必须有部分Si4+为Al3+所代替？——架状硅酸盐中的阳离子，都是低电价、大半径、高配位数的离子，有时含附加阴离子和水分子？

5）架状（Si+Al）/O=1/2，5）架状（Si+Al）/O=1/2，32方柱石方钠石方柱石方钠石33注：——两种骨干共存：绿帘石Ca2（Al，Fe3+）3[SiO4][Si2O7]O（OH）——两种骨干过渡：葡萄石Ca2Al[AlSi3O10]（OH）2注：34

——AlIV→铝硅酸盐aluminosilicate:钠长石Na[AlSi3O8]——AlVI→铝的硅酸盐aluminumsilicate：高岭石Al2[Si4O10]（OH）8——AlVI+AlIV→铝的铝硅酸盐：白云母K{Al2[AlSi3O10]（OH）2}

RAl3+/RO2-=0.419，与四次配位与六次配位分界处的阴阳离子半径比值0.414相近，所以，Al既可以四次配位，也可以六次配位。4.铝的作用——AlIV→铝硅酸盐aluminosilicate35AlIV代替Si难易排序：——岛、环、单链、双链、层、架AlIV/Si≤1∶1Al—O价键力（或键强）小于Si—O键键强，因此，［AlO4］四面体比［SiO4］四面体不稳定，且体积也大于［SiO4］四面体，所以［AlO4］四面体要靠［SiO4］四面体联接起来才稳定。AlIV代替Si难易排序：36几个完全类质同象系列：橄榄石系列——（Mg2+，Fe2+）2［SiO4］

镁铝榴石系列：(Mg,Fe,Mn)3Al2[SiO4]3钙铁榴石系列：Ca3（Al,Fe,Cr,V,Zr）2[SiO4]3单斜辉石系列——Ca（Mg，Fe）［Si2O6］斜长石系列——Na［AlSi3O8］-Ca［Al2Si2O8］

5.类质同象Isomorphism从岛状→环状→链状→层状→架状，不同大小的离子的代换范围依次减小。几个完全类质同象系列：

5.类质同象I37（1）岛状——三向等长：石榴子石、橄榄石等。

［AlO6］八面体分布的影响：

如蓝晶石∥{100}的板状，［AlO6］八面体层；红柱石、绿帘石柱状，［AlO6］八面体链。（2）环状——一向延长：绿柱石、电气石。（3）链状——一向延长：辉石、角闪石、硅灰石。（4）层状——二维延展：云母、葡萄石。（5）架状——取决于架内化学键的分布。

如：钠沸石中有较强的链——柱状。长石中平行a和c轴较强链——平行a或c轴板状。三)形态物性1.形态——取决于硅氧骨干型式和其他配位多面体，特别是［AlO6］八面体连结方式。（1）岛状——三向等长：石榴子石、橄榄