6实验六-硅酸盐矿物大类解析课件

实验六硅酸盐矿物的手标本鉴定（一）一、实验目的和要求1．加深对硅酸盐矿物一般特征的了解；2．掌握常见硅酸盐矿物的形态、物性、成因产状及其用途；二、实验内容实验标本：、、电气石、普通辉石、普通角闪石、橄榄石、黄玉、绿帘石、绿柱石、透辉石、透闪石、阳起石2020年9月28日1Si-O骨干类型阴离子（有无附加阴离子）矿物形态，解理，硬度岛状[SiO4]锆石橄榄石石榴石柱状，无，7.5-8粒状，中，6.5-7粒状，无，6.5-7.5［SiO4］O［SiO4］O［SiO4］(F,OH)2[SiO4]2O2(OH)2［Si2O7］[SiO4]

O(OH)红柱石蓝晶石黄玉十字石绿帘石柱状，{110}中,6.5-7.5柱状，{100}完,{010}中,二硬柱状，{001}完，8柱状，{010}中,7.5柱状，{001}完，6环状［Si6O18］六方环［Si6O18］复三方环绿柱石电气石柱状，无，7-7.5柱状，无，7.5-8

岛状硅酸盐亚类矿物形态物性与阴离子关系2020年9月28日2形态物性条痕白色，玻璃光泽，透明岛状结构：

1、不含附加阴离子粒状，如石榴石，解理不发育

2、含附加阴离子O—柱状，如红柱石，解理发育环状结构：柱状，如电气石，解理不发育硬度：一般大与小刀2020年9月28日3橄榄石(Mg,Fe)SiO4（Olivine）包括一组成分类似同属正交晶系的矿物。一般化学式为X2[SiO4]。其X通常为Mg2+、Fe2+、Mn2+等。Mg2+和Fe2+是最常见的组成部分，可以形成以Mg2[SiO4]镁橄榄石(forsterite)及Fe2[SiO4]铁橄榄石(fayalite)为两个端员组份的完全类质同象系列。其中间成员，是最常见的所谓橄榄石。化学组成:(Mg,Fe)2[SiO4]结构特点:正交晶系。晶体结构表现为[SiO4]4-由金属阳离子Mg2+、Fe2+连接起来。氧离子近似成六方紧密堆积，八面体空隙被二价阳离子占据。晶体形态:单晶呈三向等长或扁平，集合体呈粒状。物理性质:

橄榄绿色；玻璃光泽。硬度6~7；解理平行{010}和{100}不完全；比重随成分不同而变化大。鉴定特征:

以其黄绿色、粒状、解理性差、难熔特征。橄榄石是地幔岩的主要组成矿物之一,随温度压力条件的增加,其结构将变为beta相gamma相。也是构成石陨石的主要矿物之一。

岛状结构硅酸盐2020年9月28日4橄榄石鉴定特征2020年9月28日52020年9月28日6石榴子石族（Garnet）化学组成:

一般化学式为X3Y2[SiO4]表示，其中X代表二价阳离子，主要为Ca2+、Mg2+、Fe2+、Mn2+等；Y代表三价阳离子，主要为Al3+、Fe3+、Cr3+等。类质同象广泛存在。分成两个系列：镁铝石榴子石系列（Mg,Fe,Mn)3Al2[SiO4]3镁铝石榴子石PyropeMg3Al2[SiO4]3铁铝石榴子石AlmanditeFe3Al2[SiO4]3锰铝石榴子石SpessartiteMn3Al2[SiO4]3钙铝石榴子石系列Ca3(Al,Fe,Cr,Ti,V,Zr)2[SiO4]3钙铝石榴子石GrossulariteCa3Al2[SiO4]3钙铁石榴子石AndraditeCa3Fe2[SiO4]3钙铬石榴子石UvaroviteCa3Cr2[SiO4]3钙钒石榴子石GoldmaniteCa3V2[SiO4]3钙锆石榴子石KimzeyiteCa3Zr2[SiO4]32020年9月28日7结构特点:

等轴晶系。结构中二价阳离子作八次配位，形成畸变配位立方体，三价阳离子作六次配位。这一结构很紧密，各方向的键力很少有差异晶体形态:

晶形常呈菱形十二面体、四角三八面体，或二者之聚形。通常在富Ca岩石(如矽卡岩)中，多形成钙系石榴子石,以菱形十二面体为主；而在富Al岩石中，多形成铝系石榴子石，往往呈四角三八面体晶形。物理性质：无解理，断口贝壳状或参差状。矿物名称比重颜色铝系铁铝榴石4.318褐色、深红色至黑色镁铝榴石3.582粉红色、血红色至暗红色锰铝榴石4.190暗红色至黑色钙系钙铁榴石3.859黄色、褐色、红色、褐黑色至黑色钙铝榴石3.594黄色、白色、红色、绿色或褐色钙铬榴石3.90翠绿色至墨绿色2020年9月28日82020年9月28日92020年9月28日10下一页2020年9月28日11下一页2020年9月28日12下一页2020年9月28日13

返回石榴子石鉴定特征2020年9月28日14蓝晶石族矿物

Al2SiO5的同质多象变体蓝晶石红柱石矽线石2020年9月28日15红柱石Al2SiO5

（Andalusite）化学组成:

Al2[SiO4]O,可含少量的Fe3+和Na、K等。 结构特点:正交晶系。晶体形态:单晶体呈柱状，其横切面接近于正方形，类似四方柱。。

物理性质:常呈灰白色或肉红色，玻璃光泽。硬度6.5~7.5，{110}解理清晰。

鉴定特征:以柱状形态，解理交角近于垂直，常呈肉红色为特征。2020年9月28日16红柱石2020年9月28日17黄玉（黄晶）Al2[SiO4](F,OH)2

（Topaz）化学组成:

Al2[SiO4](F,OH)2。F-可被(OH)-置换，置换的最高量占氟含量的30%左右。

结构特点:

正交晶系。黄晶的晶体结构表现为氧离子作最紧密堆积，但是这种堆积方式比较复杂，是立方和六方最紧密堆积结合的结果。

晶体形态:

单晶体常呈柱状，柱面常现纵纹。。

物理性质:

无色透明或其他淡色调；玻璃光泽。硬度8；解理平行{001}完全；比重3.52~3.57。

鉴定特征:

柱状晶形，高硬度和平行{001}解理为特征，透明色美者可作宝石。2020年9月28日18绿柱石Be3Al2[Si6O18](Beryl)化学组成:

Be3Al2[Si6O18],常含有碱金属和H2O。结构特点:

六方晶系。结构中硅氧四面体组成六联环，环与环之间借Be2+、Al3+相联。Be2+

作四次配位，形成扭曲了的铍氧四面体，Al3+

作六次配位，形成铝氧八面体。绕c轴方向，上下叠置的六联环错开一定角度。上下叠置的环内，形成了一个巨大的通道，大的阳离子如K+、Cs+，以及H2O分子即可赋存其中。晶体形态:单晶体呈柱状，通常发育完整，柱面上有细纵纹。

物理性质:

呈不同色调的绿色，翠绿色的亚种称祖母绿(emerald)，蔚蓝色的亚种称海蓝宝石(aquamarine)，玻璃光泽，硬度7.5~8,比重2.66~2.83。

鉴定特征:

以其六方柱状形态和柱面上具纵纹为特征。

环状结构硅酸盐2020年9月28日19祖母绿返回2020年9月28日20下一页海蓝宝石2020年9月28日21电气石Na(Mg,Fe,Mn,Li,Al)3Al6[Si6O18][BO3]3(OH,F)4

(Tourmalite)化学组成:

NaR3Al6[Si6O18](BO3)3(OH,F)4,其中R为Mg2+时，称镁电气石;R为Fe2+时，称黑电气石;R为(Li++Al3+)时，称锂电气石。均为类质同象系列的端员矿物。结构特点:三方晶系。电气石的晶体结构，经不同学者作过结构分析，其结果颇有分歧。但都肯定硅氧四面体连接成六联环。关于电气石结构的解释，公认的模式如下：硅氧四面体组成[Si6O18]12-六联环，而Mg2+与O2-及(OH)-组成层状的水镁石型结构，三个Mg-O4(OH)2配位八面体与六联环相接，共用硅氧四面体角顶上的一个O2-。三个配位八面体的交点，适位于联环的中轴线上，被(OH)-所占据。在该(OH)-离子的对角处，也是(OH)-离子的所在。(BO3)3-三角形与配位八面体层共用一个O2-。晶体形态:

单晶体呈短柱状，长柱状甚至针状。最常见的单形是三方柱{1010}和六方柱{1120}，同时柱面上常有纵纹，并因而使晶体的横断面呈弧线三角形。物理性质:

黑电气石一般呈绿黑色至深黑色；锂电气石常呈玫瑰色、蓝色或绿色，也有呈无色者，镁电气石的颜色变化于无色到暗褐色之间。玻璃光泽。硬度7，无解理，电气石还有明显的压电性和焦电性。鉴定特征:

柱状形态，柱面上有纵纹、横切成量弧线三角形、无解理和高硬度作为特征。透明而色美者作宝石。2020年9月28日22黑电气石返回2020年9月28日23彩色电气石2020年9月28日24

返回彩色电气石2020年9月28日25Tourmaline.

Location:Brazil2020年9月28日26结构：链状Si-O骨干平行C轴排列，靠骨干外阳离子互相联系。

成分：

双链类角闪石族出现附加阴离子（OH）-、F-、Cl-；

Si-O骨干中可有AlIV代替Si，AlIV/Si≤1∶3，仅夕线石达1/2。

形态：平行Si-O骨干的柱状、板状、针状、纤维状。

物性：光学性质：离子晶格特征，玻璃光泽解理：发育平行链的解理；硬度：一般大于小刀链状硅酸盐矿物亚类2020年9月28日27辉石族矿物

化学组成:

化学式为W1-p(X,Y)1+pZ2O6,其中W=Ca2+、Na+;X=Mg2+、Fe2+、Mn2+、Ni2+、Li+;Y=Al3+、Fe3+、Cr3+、Ti4+、Z=Si4+、Al3+。在结构中Z作四次配位，与O2-组成辉石型链状络阴离子。X和Y一般作六次配位，占据较小的空隙。W是较大的阳离子，在结构中占据较大的空隙。结构特点:

辉石的晶体结构，最突出的地方是每一硅氧四面体均以两个角顶与相邻的硅氧四面体连接，形成沿一个方向无限延伸的单链，链与链之间借Mg、Fe、Ca、Al等金属离子相连。链的方向即c轴的方向。链上的重复周期约5.2Ǻ。链与链之间有两种不同大小的空隙，小者记为M1，大者记为M2。如果阳离子大小相当，则任意占据某一空隙;若不等，则大阳离子占据M2，如Na、Ca；而Mg、Fe则占有M1。链状结构硅酸盐2020年9月28日28晶体形态:

辉石族矿物都呈短柱状形态，横切面多呈正方形或截角的正方形。集合体呈致密块状或粒状。物理性质:

斜方辉石平行{210}、单斜辉石平行{110}解理中等至完全，解理交角87°。硬度5～7。玻璃光泽，比重3.2~3.6。

鉴定特征:

辉石型解理和柱状形态。辉石族矿物按对称程度划分，可分为斜方辉石亚族（顽火辉石、古铜辉石和紫苏辉石）和单斜辉石亚族（透辉石、钙铁辉石、普通辉石、霓石、霓辉石、锂辉石和硬玉）。2020年9月28日29辉石解理与晶体结构2020年9月28日30普通辉石（augite）返回2020年9月28日31透辉石—钙铁辉石CaMg[Si2O6]—CaFe[Si2O6]返回2020年9月28日32角闪石族矿物

化学组成:

化学式为W0-1X2Y3Z8O22(OH,F)2。硅氧四面体构成一向延长的双链结构。链与链之间借助A,M1,M2,M3,M4等位置上的阳离子连接。其中W为大阳离子,如K+或Na+等,占有A位;Y阳离子(Mn2+、Fe2+、Mg2+、Fe3+、Al3+和Ti4+等)占据M1,M2和M3晶位,它们均作六次配位构成配位八面体,且彼此共棱连接平行c轴,M1和M3配位八面体由4O+2(OH,F)组成，M2配位八面体由6O组成;X阳离子(Ca2+、Na+、Mn2+、Fe2+、Mg2+、Li+)占据M4位置,当Mn2+、Fe2+和Mg2+占有该晶位时，配位多面体为畸变的八面体,如果是Ca2+和Na2+等较大的阳离子占有该晶位时，则作八次配位。Z代表四面体中的Si4+和Al3+。结构中(OH)-位置有时可被F-或Cl-所置换。角闪石族矿物的化学组成极其复杂，是已知矿物中最为复杂者之一。典型矿物种:透闪石TremoliteCa2Mg5[Si4O11]2(OH)2阳起石ActinoliteCa2(Mg,Fe)5[Si4O1