第十一章 含氧盐矿物大类.ppt

1、第二十一章 含氧盐矿物大类,含氧盐矿物： 金属阳离子与各种含氧酸根 络阴离子结合而成的盐类化合物。 本大类矿物种数约占已知矿物总数 的2/3，重量超过地壳总重量的4/5。,1 概 述,一、化学组成 阳离子： 惰性气体型离子最为重要； 其次为部分过渡型离子。 络阴离子： SiO44-、SO42-、CO32-、PO43-、 WO42-、BO43-、AsO43-、VO43-、 MoO42-、NO3-、CrO42-,二、晶体化学特点晶体化学特点 络阴离子内中心阳离子的半径小、 电价高，主要以共价键与O2-牢固相联， 是晶体结构中的独立单位；络阴离子 主要藉助O2-与外部金属阳离子以离子键 结合；层状结

2、构者层间以分子键联系。 总体看含氧盐属离子晶格。,三、物理性质 具离子晶格的特性 1光学性质： 通常为浅色，条痕白色， 透明，玻璃光泽；少数为金刚光泽、 半金属光泽。,2其他性质： 1）H 变化极大（18）：无水的 含氧盐特别是硅酸盐(层状硅酸盐 除外)矿物一般具较高的硬度和 熔点，一般不溶于水；其他矿物 硬度较小。,2）G中等轻。 3）不同类矿物及同一类矿物 不同矿物种，其解理发育不同。 4）导热性差，不导电。,四、分类 据络阴离子种类的不同，分为： 硅酸盐类 硫酸盐类 碳酸盐类 磷酸盐类 钨酸盐类 硼酸盐类 砷酸盐类 钒酸盐类 钼酸盐类 硝酸盐类 铬酸盐类,一、一般特点 硅酸盐矿物： 金属

3、阳离子与各种硅酸根 相结合而成的含氧盐矿物。,2 硅酸盐类,本类矿物在地壳中分布最广泛， 目前已发现的有800多种，约占 矿物总种数的1/4，其重量约占地壳 总重量的85%。,意义： 1）是三大类岩石的主要造岩矿物，是 组成地壳的物质基础； 2）对研究岩石或矿床的成因、划分 构造带均有特殊意义； 3）许多硅酸盐矿物本身，作为非金属 矿物原料或特种非金属材料，广泛用于 工业、国防、尖端技术及其他领域，并 日益发挥重要作用。,4）是许多金属元素特别是稀有金属 Be、Li、Rb、Cs、Zr、Hf等的主要或 唯一来源。 5）不少硅酸盐矿物是珍贵的宝玉石 矿物，如绿柱石(祖母绿和海蓝宝石)、 硬玉(翡翠

4、)、软玉、电气石(碧玺)、 黄玉、石榴子石（紫牙乌）等。,（一）化学组成化学组成 阳离子：主要是惰性气体型离子 及 部分过渡型离子；铜型离子很少见。 最主要为Al、Fe、Ca、Mg、Na、K， 其次有Mn、Ti、Li、Be、Zr等。,阴离子：主要由Si和O组成的 各种络阴离子。 附加阴离子： F-、Cl-、(OH) -、O2- 及 S2-、CO32-、SO42- H2O,注意： 1）各种不同元素间普遍存在类质同像。 2）硅酸盐中的水，常为(OH)- 和H2O； (H3O)+只在某些层状硅酸盐中少量存在， 且易于转变为H+H2O。H2O多呈沸石水 或层间水，仅在少数硅酸盐中才以结晶水 的形式存在

5、，起着充填空隙或水化阳离子 的作用。,（二）晶体化学特征 SiO44-四面体SiO44-四面体是硅酸盐矿物的 基本构造单位，可孤立地存在；也可 以角顶相联形成多种复杂的络阴离子， 即各种形式的硅氧骨干，再与金属 阳离子结合形成多种硅酸盐矿物。,活性氧（非桥氧）： SiO44-四面体中与1个Si 相联结的O。 惰性氧（桥氧桥氧）： SiO44-四面体中与2个Si 相联结的O，其电荷已中和。,1硅氧骨干的基本形式 硅酸盐矿物晶体结构中 的络阴离子骨干，因SiO44-的 联结方式的不同而异。 目前已发现的硅氧骨干有几十种， 常见的基本形式主要有：,1）岛状硅氧骨干 硅氧骨干被其他阳离子隔开， 彼此分

6、离犹如孤岛。 （1）孤立四面体孤立四面体： SiO44- SiO = 14 SiO44-间彼此互不连接，孤立地 分布。如橄榄石 (Mg,Fe)2SiO4橄榄石 (Mg,Fe)2SiO4 。,（2）双四面体双四面体： Si2O76- SiO = 13.5 2个SiO44-共用1个角顶相互连接。 如异极矿 Zn4Si2O7(OH)2 。,2）环状硅氧骨干环状硅氧骨干：SinO3n2n- SiO = 13 由n个SiO44-彼此共用角顶相联 形成封闭的环，每个SiO44-与相邻 的SiO44-共用2个角顶。 最常见六环Si6O1812-，如绿柱石 Be3Al2Si6O18绿柱石Be3Al2Si6O1

7、8等；也有三环Si3O96-、四环Si4O128- 。,3）链状硅氧骨干 无数个SiO44-间通过共用 2或3个角顶，沿一个方向彼此相连， 无限延伸成链。链间为其他金属 阳离子联结。 常见单链和双链。,（1）单链： 每个SiO44-以2个桥氧分别 与相邻的2个SiO44-联结。,按重复周期和联结方式分： 辉石辉石型： SiO = 13： 硅灰石硅灰石型： 蔷薇辉石蔷薇辉石型：,（2）双链双链： 相当于2个单链联结而成。 角闪石型： SiO = 12.75 由互成镜像关系的2个辉石型单链 并联而成，每个SiO44-中有2或3个桥氧。,4）层状硅氧骨干层状硅氧骨干： SiO = 12.5 每个Si

8、O44-均以3个角顶 分别与相邻的3个SiO44-相连结 而形成向二维空间无限延展的 硅氧四面体层。,5）架状硅氧骨干架状硅氧骨干： (AlxSin-x)O2nx- (Si + Al)O = 12 所有SiO44-均以4个角顶分别 与相邻的4个SiO44-共用相连形成 三维空间无限扩展的架状结构。 所有O2-皆为桥氧，为电性中和的 结构，不再是硅酸盐的络阴离子。,故 在硅酸盐的架状骨干中，必须 有部分的SiO44-为AlO45-（个别 情况下可被BeO46-或BO45-等） 所替代，这样才能出现过剩的负电荷 成为架状络阴离子，得以与骨干之外 的一定的金属阳离子结合成铝硅酸盐。,如 正长石 KA

9、lSi3O8， 霞石 (Na,K)AlSiO4， 香花石 Ca3Li2BeSiO43F2 ， 钠硼长石 NaBSi3O8等。,注意： 架状硅氧骨干内，O2-剩余电荷 低，且空隙较大，要求低电价、大 半径、高配位数的金属阳离子与之 结合。有时并有附加阴离子和水分子 存在。, AlO45-不稳定，在硅氧骨干结构中， 2个AlO45-不能直接相连，而必需有 SiO44-的支持，并由SiO44-将其分隔。 故Al替代Si的数量不能超过Si总数的 一半；孤立硅氧骨干中AlO45-四面体 难以存在。,2化学键 硅氧骨干内部Si与O之间主要是 共价键，硅氧骨干与金属阳离子间 则以离子键为主。,Si O键的性

10、质与SiO比值 及 其他金属阳离子存在的情况有关： 随着SiO比值由14递增至12， Si O的作用递增，而O2-与金属 阳离子作用递减，致使Si的离子化 趋势逐渐增强。,3 Al 的作用Al 的作用 Al在硅酸盐结构中起着特殊的双重作用。 1）Al3+呈六次配位，与O2- 结合成 AlO6八面体，存在于硅氧骨干之外， 起联结络阴离子的普通金属阳离子 （如Mg2+、Fe2+）的作用，形成 铝的硅酸盐，如高岭石Al4Si4O10(OH)8， 黄玉Al2SiO4(F, OH)2 。,2）Al3+呈四次配位，进入硅氧骨干， 替代部分的Si4+，形成AlO4四面体， 构成铝硅酸盐，如钾长石KAlSi3

11、O8钾长石KAlSi3O8 。 3）有时，Al可在同一晶体结构中， 同时呈四次和六次配位，形成铝的 铝硅酸盐，如白云母KAl2AlSi3O10(OH)2白云母KAl2AlSi3O10(OH)2 。,Al 的氧化物的两性： 酸性条件下Al 起阳离子的作用，CN=6； 碱性条件下形成铝酸根，CN=4 。 rAl / rO = 0.386 （近于0.414） 高压条件下CN = 6 ； 高温条件下CN = 4, 高温或碱性条件下易形成铝硅酸盐， 如夕线石AlAlSiO5 ； 高压或酸性条件下易形成铝的硅酸盐， 如蓝晶石Al2SiO4 。,小结： 具单四面体岛状结构的硅酸盐， 晶体一般最紧密；具链状层

12、状架状 结构者，空隙度依次加大，结构的紧密度 依次降低。 硅酸盐矿物因晶体结构和化学组成 特点的不同，其形态和物理性质各具 特征。,结构内键力的键强及强键的取向 晶体习性及力学性质； 结构的紧密程度和金属阳离子的性质 光学性质,（三）形态 与硅氧骨干形式密切相关。一般地： 1）具孤立SiO44-四面体骨干的硅酸盐 矿物，常表现为三向等长的形态，呈 等轴状或粒状，如石榴子石，橄榄石。 若不同方向的键力有差异，则呈非三向 等长的形态，如红柱石呈柱状， 蓝晶石 呈板条状 。,2）具环状硅氧骨干者，垂直环平面 （沿c轴）的方向上环与环之间的 联结力一般较强，晶体常呈柱状形态， 往往属三方、六方晶系，如

13、电气石， 绿柱石。,3）具链状硅氧骨干者，均链的 方向而成柱状、针状、纤维状，如 辉石，角闪石。 4）层状结构矿物晶体结构层 的方向而成板状、片状、鳞片状， 如滑石，云母。,5）架状结构矿物较复杂，其形态 主要取决于SiO44-与AlO45-骨干 内部的连接形式及化学键分布的情况， 可呈粒状、片状、板状、板柱状或 柱状。,如沸石族矿物因骨干内部有的 沿一个方向联结力特强而似链状， 有的在某一平面内联结力特强而 似层状，有的则呈典型的架状， 故钠沸石呈柱状、片沸石呈片状、 方沸石呈三向等长形态。,（四）物理性质 硅氧骨干内部主要是共价键， 硅氧骨干与金属阳离子之间主要 以离子键结合。,硅酸盐矿物

14、一般具离子晶格的性质， 明显表现出非金属性： 大多为透明或半透明，玻璃光泽或 金刚光泽，条痕白色或近白色的浅色等。 但颜色、解理、硬度、比重等性质变化 很大，主要受硅氧骨干形式及金属阳离子 的种类的影响。,1）颜色：取决于金属阳离子的种类： 惰性气体型离子的硅酸盐矿物 为无色或浅色； 含Fe、Mn、Ti等过渡型离子者， 颜色较深。,2）解理：明显受结构中强键的分布 所控制： 具岛状结构之三向等长者，一般 无完全解理；而红柱石具c轴方向 的柱状解理，蓝晶石具100的完全 解理。, 环状者，如有解理，则为柱状 或底轴面的解理。 链状者具链的方向的柱状 完全解理。 层状者，具层的极完全解理。 （完全

15、的底面解理）, 架状者，视其晶体格架类型而 有所不同，解理完善程度视键力情况 而不同。如长石族矿物具001和 010中等完全解理。,3）硬度： 一般均较高（小刀）， 仅层状结构者例外。 岛状结构者，结构紧密，H 最高，通常为68； 环状结构者，与岛状结构者 大体相似； 链状结构者稍低，为56；, 架状结构者，虽结构疏松，但 SiO44-与AlO45-的联结均很牢固， 故H并不低(56)，仅沸石族矿物 因含H2O，H降至3.55。 层状结构者，因层间的联结力 （分子键或弱离子键）较弱，故 H 很低，近于指甲：最低者(滑石、高岭石 等)仅 1 ；云母族矿物2.5。,4）相对密度： 岛状者G偏大，一

16、般在3.5或4。 大多结构紧密，阳离子多半径较小、 原子量较大，如Zr4+、Ti4+、Fe等。 架状者 G偏小，一般3。 结构疏松、空隙大，主要阳离子 多为原子量小、半径大的K+、Na+、 Ca2+等。 链状、层状或环状者：G约33.5。,（五）成因产状 内生、外生、变质作用均可形成： 大部分不含水的硅酸盐矿物主要 形成于较高的温度、压力条件下； 含水（OH-、H2O）者形成的温度、 压力较低，甚至在地表条件下也能 大量形成。,（六）分类：通常据硅氧骨干的形式分亚类：,二、分述 （一）岛状结构硅酸盐亚类 包括：具单四面体SiO4结构、 双四面体Si2O7结构的矿物。,1晶体化学特点 络阴离子：

17、 主要为SiO44-、Si2O76- 阳离子： 主要是电价高的Al3+、Fe3+、 Cr3+、Mn3+、Ti4+、Zr4+、Hf4+、TR3+等， 或电价不高但半径较小、CN较低的 二价阳离子，如：Mg2+、Fe2+、Ca2+、 Mn2+等。 有时有附加阴离子O2-、(OH)-、F-、Cl-。,孤立SiO44-三向等长，可交错排列； 其间藉其他阳离子以联系。SiO44- 一般不被或很少被AlO45-替代。 岛状结构的紧密度居硅酸盐之首， 络阴离子及阳离子的电价高（或 电价虽不高，但CN低），结合力强。 硅氧骨干内部以共价键为主， 硅氧骨干与阳离子间以离子键为主。,2形态、物理性质 一般晶形完好

18、。具孤立SiO44-者 呈等轴粒状或短柱状；具Si2O76-者 多呈柱状。 多呈无色或浅色，若含Fe2+、Fe3+、 Mn2+、Cr3+，则常呈绿、褐、红等色。 透明半透明，玻璃或金刚光泽， 硬度高(68)，G较大，折射率很高。,3主要矿物 锆石（zircon）： ZrSiO4 晶体结构： 四方晶系，对称型 4/mmm。 结构中孤立的SiO44-络阴离子之间 藉八次配位的ZrO8变形配位立方体 而相互联系。,鉴定特征： 晶体常呈柱状，并具标型性： 碱性岩中者，锥面发育，柱面不发育， 晶体呈双锥状或短柱状；酸性岩中者， 柱面锥面皆发育，晶体呈柱状。 通常呈黄红棕色，金刚玻璃光泽， 断口油脂光泽。

19、 柱面不完全解理； H7.58。G 4.4 4.8。,成因产状： 为岩浆作用晚期的产物，主要产于 霞石正长岩及其伟晶岩中，与长石、 霞石、磷灰石及含TR、Th、U、Nb、Ta 的矿物共生； 可作为副矿物出现于各类岩浆岩中； 常可形成漂砂矿床； 常作为碎屑物质见于碎屑岩及变质岩中。,用途： 提取Zr、Hf的主要矿物原料； 色美而透明无瑕者可作宝石； 锆石的形态、颜色、Zr/Hf等 具标型性，据以对比岩体或地层； 利用锆石以研究沉积物中碎屑 物质的来源。,橄榄石族 化学通式： X2SiO4 X Mg2+、Fe2+、Mn2+等。 通常所称之橄榄石橄榄石（olivine）： (Mg, Fe)2SiO4

20、,晶体结构： 斜方晶系，对称型 mmm 。 孤立SiO44-由Mg2+、Fe2+联结。 O2-（100）近似六方最紧密堆积， X2+充填八面体空隙。结构中各方向 的键力近似。,鉴定特征鉴定特征： 粒状。橄榄绿色，玻璃光泽。 解理性差，贝壳状断口，H6.57。,成因产状： 形成与深部岩浆作用有关， 是超基性岩及基性岩的主要造岩矿物。 是地幔岩和石陨石的主要矿物之一。 也有接触变质和区域变质成因。 用途： 富Mg的橄榄石可作镁质耐火材料； 颗粒粗大 (8mm)而透明者可作宝石。,石榴子石族 化学通式： X3Y2SiO43 X2+： Mg2+、Fe2+、Mn2+、Ca2+等 Y3+： Al3+、Fe

21、3+、Cr3+等 铝系： (Mg,Fe,Mn)3Al2SiO43 钙系： Ca3(Al,Fe,Cr)2SiO43,晶体结构晶体结构： 等轴晶系，对称型 m3m 。 结构中孤立SiO44-由X2+和Y3+ 联结，形成畸变配位立方体和配位 八面体。结构很紧密，各方向的键力 很少有差异。,鉴定特征鉴定特征： 常呈110、211或二者之聚形。 通常富Ca岩石(如矽卡岩) 中，多形成 钙系石榴子石，以110为主，次为211； 而在富Al岩石(尤其是花岗伟晶岩)中， 多形成铝系石榴子石，往往呈211。 常呈深红、红褐褐黑色，玻璃 光泽，断口油脂光泽。无解理， H 6.57.5，性脆。,成因产状： 主要为变

22、质作用产物。 Ca系：主要为钙铁榴石或钙铝榴石， 接触交代成因，产于矽卡岩中。 Al系：主要是铁铝榴石，区域变质 成因，普遍见于各种片岩及片麻岩中。,用途： 作研磨材料、钟表钻头。 色美、粒大（8mm，绿色者 3mm）、透明而无杂质者可作 宝石原料；最有意义的是镁铝榴石， 可用于指导 找金刚石。,Al2SiO5同质三像变体同质三像变体 蓝晶石 Al2SiO4O 红柱石 AlAlVSiO4O 矽线石 AlAlSiO5,蓝晶石蓝晶石（kyanite）： Al2SiO4O 鉴定特征： c轴的扁平柱状或板条状。 常呈浅蓝色，也有蓝绿色、灰白色， 100一组完全解理，解理面上珍珠 光泽。H明显异向性。,

23、红柱石（andalusite）：AlAlVSiO4O 鉴定特征： 柱状晶体，横断面近正方形。有时 含定向排列的碳质包裹体 ，横断面呈 黑十字形（空晶石）。集合体常呈 平行状或放射状（菊花石）。 常呈灰白色，新鲜面呈肉红色。 110 中等解理（9048）。 H6.57.5 。,矽线石（sillimanite）：AlAlSiO5 鉴定特征： 长针状或针状晶形，常呈纤维状 或放射状集合体。 白、灰或浅褐、浅绿色。010 完全解理。H6.57.5 。,黄玉黄玉（topaz）： Al2SiO4(F,OH)2 斜方晶系，对称型 mmm 。 鉴定特征： 斜方柱状晶形，横断面呈菱形， 柱面常有纵纹。 酒黄色或

24、无色透明，玻璃光泽。 001一组完全解理；H 8。,成因产状： 典型气成热液矿物。主要见于 花岗伟晶岩、云英岩、高温气成 热液脉中。 用途： 可作研磨材料、精密仪表轴承等。 可作宝石原料。,榍石（sphene）： CaTiSiO4O 单斜晶系，对称型 2/m 。 鉴定特征： 常呈扁平信封状或楔状晶体，横断面 呈菱形。 蜜黄或褐色，金刚光泽，断口松脂 光泽。 H55.5 。 成因产状： 中、酸性岩浆岩和碱性岩中常见副矿物 之一。碱性伟晶岩中常见较大晶体。,绿帘石绿帘石（epidote）： Ca2Al2FeSi2O7SiO4O(OH) 单斜晶系，对称型 2/m 。 鉴定特征： 晶体大者呈b轴延长的

25、柱状晶形和 晶面条纹。 特征的黄绿色，含Fe多时呈绿黑色， 玻璃光泽。001一组完全解理；H66.5。,（二）环状结构硅酸盐亚类 绿柱石（beryl）： Be3Al2Si6O18 六方晶系，对称型 6/mmm 。,鉴定特征： 晶体多呈六方柱状，柱面上常有 纵纹。富碱金属者，呈短柱状或 0001更发育的板状；不含碱者晶面 条纹较明显。,纯者无色透明，通常颜色因所含杂质 而异： 祖母绿：含微量Cr2O3 ，翠绿色； 海蓝宝石：含FeO，海蓝色，透明； 金绿柱石：含Fe2O3、Cl，金黄色、 浅柠檬黄色； 铯绿柱石：含较多Cs2O，粉红色、 玫瑰红色。 玻璃光泽。H 7.58；0001、 不完全解理

26、。,成因产状： 典型气成热液矿物，主要产于 花岗伟晶岩中。 用途： 提取Be的主要矿物原料，Be及 其合金广泛用于航空、宇航、导弹、 原子能工业及机械工业；可作高档 宝石原料。,电气石： Na(Mg,Fe,Mn,Li,Al)3Al6Si6O18BO33(OH,F)4 三方晶系，对称型 3m,鉴定特征： 柱状（或针状）晶体，两端具不同 的三方单锥晶面，柱面常有纵纹， 横断面呈球面三角形。,颜色随成分而异： 富含Fe2+者，呈黑色，称黑电气石； 富含Li+、Cs+、Mn2+者，呈玫瑰红色、 绿色、浅蓝色，统称彩色电气石； 富含Mg2+，常呈黄色、褐色； 富含Cr3+，呈深绿色。 带色的电气石，围绕

27、c轴由中心向外 呈色带分布，c 轴两端的颜色也不相同。 玻璃光泽。无解理，有时可见0001 裂开；H77.5。具热电性和压电性。,成因产状： 典型气成热液矿物，主要产于 花岗伟晶岩及气成热液矿脉或其 蚀变围岩中，与白云母、石英、 黄玉等共生；也见于矽卡岩中；可 呈碎屑矿物出现于漂砂及沉积岩中。,用途： 可作宝石原料（碧玺）； 热电性及压电性良好的晶体 可用于无线电工业。,（三）链状结构硅酸盐亚类 链状结构硅酸盐有单链、双链 等之别。,1晶体化学特点 络阴离子： SiO4四面体共两个或三个角顶相联 而成的沿一维方向无限延伸的链状硅氧骨干。 各链平行排列，链间依硅氧骨干之外 的阳离子而互相联系。,

28、阳离子：主要为K、Na、Ca、Li、Rb、 Mg、Al、Be等惰性气体型离子和 Fe、Mn、Ti、Cr等过渡型离子。 附加阴离子：OH-、F-、Cl-等。 SiO4中被少量AlO4所替代， 替代量一般1/3。最多AlSi = 1/2。,2形态、物理性质 板状、柱状、针状、纤维状。 含惰性气体型阳离子者一般为 无色或浅色，含过渡型阳离子者 为深彩色。玻璃光泽。链延伸 方向的解理发育。,3主要矿物 辉石（pyroxene）族 化学通式： W1-p( X ,Y )1+p Z2O6 W： Ca2+、Na+； X： Mg2+、Fe2+、Mn2+、Li+等； Y： Al3+、Fe3+等； Z： 主要为Si

29、4+，次为Al3+。,注： 1）Z为四次配位，与O2-组成辉石型 单链状络阴离子。 2）X、Y一般为六次配位，占据较小 的空隙。 3）W为较大的阳离子，占据较大的 空隙。,i）斜方辉石亚族， 化学组成较简单， 基本无大阳离子，即 P1；Al3+、Fe3+ 等三价阳离子（Y）较少；Z 仅为Si4+。 ii）单斜辉石亚族：成分较复杂，通常 CNw = 8，配位多面体为畸变立方体， p = 01；X及Y 均广泛存在类质同像 替代；Z中可有部分Si4+为Al3+置换。,晶体结构： 每一 SiO44-均以2个角顶与 相邻的SiO44-联结，形成沿c轴方向 无限延伸的单链，链内每隔2个共顶 的SiO44-

30、即重复一次。链间藉Mg、 Fe、Ca、Al等阳离子相连，链间有 大小不同的2种空隙（小者为M1， 大者为M2）。,鉴定特征： 常呈短柱状，横断面为近正方形 的八边形。 c 轴的二组柱面解理中等完全， 夹角87。H 57。玻璃光泽，颜色 随阳离子的种类和含量而异，含Fe 多者色较深。,普通辉石（augite）： Ca(Mg, Fe2+, Fe3+, Ti, Al )(Si, Al)2O6 单斜晶系，对称型 2/m 。 鉴定特征： 晶体常为短柱状，横断面近正八边形。 集合体呈粒状或块状。 绿黑色、褐黑色或黑色，玻璃光泽。 柱面110解理完全或中等，夹角为87 和93。,成因产状： 内生作用的产物。

31、为基性、超基性岩 的主要造岩矿物，与 橄榄石、斜长石 等共生。也见于变质岩中。,透辉石 钙铁辉石： CaMgSi2O6CaFeSi2O6 透辉石（Di） 钙铁辉石（Hed）完全类质同像系列,单斜晶系，对称型 2/m 。 鉴定特征： 短柱状晶体，横断面呈正方形 或八边形。 Di呈无色浅绿色，条痕无色； Hed为深绿墨绿色，氧化后呈 褐色或褐黑色，条痕浅绿深绿。 玻璃光泽。H 5.56.5；110解理 中等完全，夹角87。,成因产状： 为矽卡岩矿物之一，与石榴子石 共生。 透辉石也是基性和超基性岩的 常见矿物；高级区域变质和热变质 作用也可形成。 钙铁辉石也可见于热变质的含铁 沉积物中。,硬玉（j

32、adeite）： NaAl Si2O6 单斜晶系，对称型 2/m 。 鉴定特征： 晶体极少见，通常呈致密块状集合体。 最常见苹果绿色，也有白色、浅绿 或浅蓝色；玻璃光泽。H6.57，刺状 断口，质地坚韧。,成因产状： 典型的变质矿物之一 ，主要 产于碱性变质岩中。 用途： 可作玉石材料（翡翠）。,角闪石（amphibole）族 化学通式： W0-1X2Y5Z4O112(OH)2 W： Na+、K+、Ca2+、H3O+； X：Ca2+、Na+、Mn2+、Fe2+、Mg2+、Li+； Y： Mn2+、Fe2+、Mg2+、Fe3+、Al3+； Z： Si4+、Al3+、Ti4+。,注： 1）Z为四次

33、配位，与O2-组成角闪石型 双链状络阴离子。 2）W阳离子：在斜方角闪石亚族 矿物中不存在；而在单斜角闪石亚族 矿物中，当有部分的Si4+为Al3+替代时， 则有W阳离子。,晶体结构： 双链c轴方向延伸，链间藉金属阳离子 相连。结构中有5种大小不同的空隙： M1、M2空隙最小，M3空隙稍大，Y阳离子 占据此3种空隙，CNY = 6；M4空隙较M1、 M2、M3均大，为X阳离子占据，CNx = 8 （X为Ca2+或Na+）或6（X为Mn2+、Fe2+、 Mg2+，为畸变的配位八面体）；A空隙 最大，位于底面相对的2个双链之间，为 W阳离子占据。,鉴定特征： 长柱状，横断面为近菱形的六边形， 集合

34、体呈针状、纤维状。 c轴的二组完全解理，夹角为56， 解理等级略高于辉石。H56。玻璃 光泽，颜色随阳离子的种类和含量， 尤其因Fe的含量而异。,普通角闪石（hornblende）： NaCa2(Mg,Fe,Al)5(Si,Al)4O112(OH)2 单斜晶系，对称型 2/m 。 鉴定特征： 晶体呈较长的柱状或针状，横断面呈 假六边形或菱形，集合体常呈柱状或 纤维状。 常带不同色调的绿色：浅绿深绿或 黑绿色，玻璃光泽。H56；柱面解理 110完全，夹角56和124。,成因产状： 为各种中酸性岩浆岩（如闪长岩、 正长岩、花岗岩）的主要造岩矿物之一； 也是角闪岩相区域变质岩（如 角闪岩、角闪片岩、

35、角闪片麻岩）的 主要组成矿物之一； 辉长岩中也可见到。,透闪石（tremolite） 阳起石（actinolite）： Ca2Mg5Si4O112(OH)2Ca2(Mg,Fe)5Si4O112(OH)2 透闪石可含少量Fe，当FeO含量 在613%时，称阳起石。 单斜晶系，对称型 2/m 。,鉴定特征： 晶体常呈长柱状或针状，集合体成 细长柱状、针状、放射状、纤维状，或 粒状、块状。 透闪石常呈白色或灰白色；阳起石为 浅绿色墨绿色，因Fe含量之多少而异。 玻璃光泽，纤维状者具丝绢光泽。H56； 柱面解理110中等完全，夹角56和124。,注： 透闪石石棉：纤维状透闪石集合体。 阳起石石棉：纤维

36、状阳起石集合体。 软玉： 致密坚韧并具刺状断口的 透闪石 阳起石隐晶质块体。,用途： 石棉可作工业用的绝热、绝缘 材料； 软玉作装饰和雕刻材料。,（四）层状结构硅酸盐亚类 层状结构硅酸盐矿物特别是 粘土矿物分布很广。,粘土矿物： 产于粘土和粘土岩中的、结晶 极细（一般2m）的、以Al、Mg、 Fe等为主的含水层状结构硅酸盐 矿物。具良好的吸附性、可塑性、 膨胀性及离子交换等特殊性能， 广泛用作陶瓷、耐火材料，应用于 石油、建筑、纺织、造纸、油漆等 工业。,1晶体化学特点 本亚类矿物的络阴离子为Si4O104-， 与其相配位的阳离子有Mg2+、Fe2+、 Al3+、Fe3+、Li+、Cr3+等。

37、矿物普遍 含结构水，有的还具层间水。,四面体片 ( T ) ： 每个SiO44-均以3个角顶分别 与相邻的3个SiO44-相联结而成的 二维延展的网层，最常见六边形网。,八面体片 ( O ) ： 四面体片中六边形网要求Mg2+、 Fe2+、Al3+、Fe3+、Li+、Cr3+等阳离子 与之相适应，CN = 6，与O和OH 形成配位八面体，并彼此共棱相连 构成八面体片。,结构单元层： 由八面体片和硅氧四面体片 通过共用活性氧相互连结而组成。 结构单元层彼此堆垛相连构成矿物 的晶体结构，是层状硅酸盐矿物中的 最小重复单位。 层间域：结构单元层之间的区域。,结构单元层的基本类型： 1）11型（TO型

38、）： 由1个四面体片（T）和1个八面体片 （O）组成。 2）21型（TOT型）： 由2个四面体片（T）夹1个八面体片 （O）组成。即夹心饼干式。,在八面体片与四面体片相匹配中， 对应于四面体片中的一个六方环 范围内有3个共棱八面体，其公共 角顶位置正好是位于六方环中心 的附加阴离子 (OH)-之所在。,1）三八面体型结构： 在11型或21型结构单元层中， 基于电价平衡的要求，若每个八面体 位置均为二价阳离子（如 Mg2+、 Fe2+等）所占据。,2）二八面体型结构： 若仅有2/3的八面体位置为三价 阳离子(如Al、Fe3+等)占据，电价 即可达平衡，其余1/3的八面体位置 则空位。,层状结构硅

39、酸盐矿物结构的4种类型： 1） 高岭石型： 高岭石（Al4Si4O10(OH)8） 属11型的二八面体型结构； 蛇纹石（Mg6Si4O10(OH)8） 属11型的三八面体型结构。,2） 叶蜡石型： 叶蜡石（Al2Si4O10(OH)2） 属21型的二八面体型结构； 滑石（Mg3Si4O10(OH)2） 属21型的三八面体型结构。,3）云母型： 云母的结构是典型的21型，与 滑石、叶蜡石相似，只是在四面体片中 有部分的Si4+被Al3+所替代，在结构 单元层间出现K+以平衡层电荷。主要 根据八面体片中的金属阳离子的占位 情况、种别和含量分为三八面体型 和二八面体型。,4）绿泥石型 ： 绿泥石的结

40、构为211型， 相当于21型结构单元层（滑石层） 与Mg(OH)6八面体层（水镁石层） 交替排列而成。其滑石层中因R3+Si4+ 而引起的负层电荷，与水镁石层中因 R3+R2+所致的过剩正电荷彼此中和。,2形态、物理性质 取决于其特殊的层状结构。 多呈单斜晶系的假六方片状、板状 或短柱状。 一般具一组极完全的001底面解理， 解理面上珍珠光泽；薄片具弹性或挠性， 少数具脆性；H小；G不高。粘土矿物具 可塑性。,3成因产状 各种地质作用中均可形成，但以 表生条件最为有利且较稳定。许多 非层状结构的硅酸盐矿物风化蚀变 的最终的稳定产物即层状结构硅酸盐。,4鉴定研究方法 颗粒较粗者，一般据其特有的

41、形态、颜色、H低、完全的底面解理 等易辨别。,1）电子显微镜观察 2）热分析：测定各种水在不同温度下 的反应。 3）x射线粉晶衍射分析：确定面网间距 d值。 4）红外光谱分析 5）染色分析 6）折射率的测定 7）离子交换性能的测定,5主要矿物 滑石： Mg3Si4O10(OH)2 晶体结构： 单斜晶系，对称型 2/m 。 21型的三八面体型结构。 结构单元层内电荷平衡，层间无 阳离子，为微弱的分子键。,鉴定特征： 晶体微细，很少见。通常呈 致密块状、鳞片状、放射状集合体。 带浅黄、浅红、浅绿等的白色， 玻璃光泽，H 1，001解理完全， 薄片具挠性，有滑感。 绝缘、耐热及抗酸性能良好。,成因产

42、状： 典型的热液蚀变的矿物， 为富Mg的超基性岩或白云岩 经热液蚀变而成； 区域变质作用也可形成。,用途： 作为填料用于造纸、橡胶、涂料、 塑料、化工等部门； 块滑石、滑石粉可用作陶瓷原料； 块滑石瓷具良好的介电性能和 机械强度，作高频电瓷绝缘材料； 块滑石可作工艺美术品的雕刻石料； 可用作润滑剂、镁质矿物肥料等。,叶蜡石：Al2Si4O10(OH)2 单斜晶系，对称型 2/m 。 鉴定特征： 晶体罕见，常呈片状、鳞片状、 放射状或致密块状集合体。 白色、浅绿、浅黄、淡灰色，玻璃 光泽。致密块体呈油脂光泽。H12。 解理001完全，解理面上珍珠光泽。 叶片柔软具挠性，具滑腻感。,叶蜡石与滑石的

43、鉴别方法： 1）酸度法试验：在素瓷板滴一滴水， 以矿物碎块轻磨约0.5分钟获得乳浊状 的水溶液，用石蕊试纸定性地检验其 酸碱性，叶蜡石呈酸性，PH6，滑石 呈碱性，PH9。 2）硝酸钴法：叶蜡石灼烧后与硝酸钴 作用变为蓝色；而滑石则呈玫瑰红。,成因产状： 多系由富Al的岩石（主要是中酸性 喷出岩、凝灰岩或酸性结晶片岩） 经热液作用变质而成； 低温热液含金石英脉中也可出现。,我国主要分布在东南沿海一带， 尤其是福建寿山和浙江青田县等地 叶蜡石，弛名中外，系白垩纪的 流纹岩和流纹凝灰岩经热液蚀变 形成的，分别称为 “寿山石” 和 “青田石”。,用途： 作为填料或载体用于造纸、橡胶、油漆、 日用化工

44、、农药等部门； 与高岭石一同用作陶瓷原料； 与耐火粘土混合制成耐火砖，用于 钢铁及铸造工业； 航天工业上用作发动机喷管的密封材料； 合成金刚石工艺中用作制造模具； 彩瑰丽、石质脂润者主要用于雕刻 工艺品和印章。在我国俗称“图章石”。,云母（mica）族 化学通式： XY23Z4O10(OH, F)2 X ： 主要为K+，次为Na+，有时 有Ca2+、Rb+、Cs+等。 Y ： 主要为Mg、Al、Fe、Li， 少量V3+、Cr3+、Zn2+、Mn2+、Ti4+等。 Z ： 主要是 Si 和 Al ，一般 SiAl = 31；少数有Fe3+。,晶体结构： 典型的21型结构，与滑石、叶蜡石 相似，仅

45、四面体片中有部分的Si4+为Al3+ 所替代，在结构单元层之间有K+，以平衡 层电荷。 K+位于相邻的两结构单元层之间，居 六方环之中轴线上，与上下各6个O2-均 能接触，其CN = 12。,白云母、钠云母属二八面体型； 黑云母、金云母、锂云母等属三八面体型。 也有少数为过渡类型。 云母族矿物已知多型有20种左右， 自然界主要为1M、2M1、2M2、3T型， 其中二八面体型中以2M1型最多，三八 面体型中以1M型最多。,形态与物理性质： 结构特征决定了其001的片状形态。 结构单元层间无水分子，以离子键 联结，强度相对较大，故云母的硬度 稍高（H23）。,云母片受应力作用时，与K+配位的 12

46、个O2-所形成的配位多面体，可作 适当的弹性形变，应力释放后能自行 复原，故云母具显著的弹性。 层间虽以K+相连，但较结构单元层内 任何其他方向的结合力均弱得多，故 呈001极完全解理，解理面珍珠光泽。,白云母（muscovite）： KAl2AlSi3O10(OH)2 单斜晶系，对称型 2/m 。,鉴定特征： 晶体呈假六方板状、短柱状或片状。 绢云母（sercite）：细小鳞片状集合体 而呈丝绢光泽者。 白云母一般无色透明，含杂质者微具 浅黄、浅绿等色，玻璃光泽，解理面上 珍珠光泽。H2.53，001极完全解理， 薄片具弹性。绝缘性、隔热性及抗酸、 抗碱、抗压性强。,成因产状： 各种地质作用

47、均可形成，常产于中酸性 岩浆岩及其伟晶岩、片岩、片麻岩中。具 工业价值的白云母主要产于花岗伟晶岩中， 常与石英、长石及稀土、稀有、放射性 等矿物共生。,用途： 作绝缘材料广泛用于电器工业； 云母粉作建筑材料、造纸、颜料、 涂料、油漆、塑料、橡胶等的填充剂。 用于制云母陶瓷、云母纸。,黑云母（biotite）： K(Mg,Fe)3AlSi3O10(OH,F)2 单斜晶系，对称型 2/m 。,鉴定特征： 晶体呈假六方板状、短柱状， 通常为片状或鳞片状集合体。 黑色、深褐色，玻璃光泽，解理面上 珍珠光泽，透明半透明。一组001 极完全解理，薄片具弹性，绝缘性差。 易风化。,成因产状： 主要是中、酸性

48、和碱性岩浆岩及 伟晶岩、区域变质岩（片麻岩、片岩） 的重要造岩矿物之一。 黑云母经热液作用蚀变为绿泥石、 白云母和绢云母等其它矿物。 用途： 鳞片状黑云母常用作建筑材料 充填物（如云母沥青毡）。,高岭石（kaolinite）： Al4Si4O10(OH)8 三斜晶系，对称型 1 。,鉴定特征： 晶体呈菱形片状或假六方片状， 但极细小，仅电子显微镜下才能见到。 多为隐晶质致密块状或土状集合体。 白色，因杂质而带黄、浅褐、浅红、 浅绿、浅蓝等色调。致密块体土状光泽， H23；土状块体 H=1，疏松，易为手 捏碎成粉末，具粗糙感，干燥时吸水性 强，粘舌，加水具强可塑性但不膨胀。 灼烧后与硝酸钴作用呈

49、蓝色。,高岭石是分布最广的粘土矿物， 工艺性能有：强可塑性和烧结性、 较高的耐火度(一般可1750)、 良好的电绝缘性，以及较强的化学 稳定性。,成因产状： 主要是富Al 硅酸盐（如长石、 似长石等）的岩浆岩和变质岩，在 碱性条件，经风化作用或低温热液 蚀变而成。 我国盛产优质高岭石，著名产地有 江西景德镇、江苏苏州的羊山、河北 唐山、福建福清、湖南醴陵等地。,用途： 作为耐火材料的最主要矿物原料， 广泛应用于陶瓷、电瓷、冶金、玻璃、 水泥、化工等工业。 作为配料(填充剂、吸附剂、涂料)、 漂白剂用于造纸、橡胶、油漆、颜料、 纺织、化工、建筑等工业； 作为合成4A型沸石的主要矿物原料； 可作为

50、提取Al的新来源。,蛇纹石（serpentine）： Mg6Si4O10(OH)8 单斜晶系，对称型 m或2/m 。 鉴定特征： 一般呈显微叶片状、显微鳞片状、 致密块状或凝胶状隐晶质集合体。 呈纤维状的纤蛇纹石称蛇纹石石棉 或 温石棉（chrysotile asbestos）。,深绿、黑绿、黄绿色，也有呈 白色、灰色、浅黄、蓝绿色，常有青、 绿色斑纹似 蛇皮状。常见的块状 呈油脂或蜡状光泽，纤维状者呈 丝绢光泽。H 2.53.5。 蛇纹石石棉的抗拉强度高，热稳定性好、 热导率低，耐碱性强但耐酸性差。,成因产状： 主要由富Mg的超基性岩、基性岩 及白云岩等经热液蚀变而形成。 用途： 蛇纹石石棉

51、主要用作隔热、保温、 防火、耐热、防腐材料。,绿泥石（chlorite）族 化学通式： YmZ4O10(OH)8 YVI ：主要为Mg、Fe2+、Fe3+、Al； 少量的Mn、Cr、Ni、Ti、Li等； ZIV ：主要为Si 、Al； 少量Ti、Cr、Fe3+； m = 5 6,注： 1）类质同像替代广泛，成分复杂， 矿物种属多。 2）本族矿物种的物理性质极相似， 肉眼很难区分，通常统称为绿泥石。,晶体结构： 由滑石层和水镁石层相间排列而成 2 : 1 : 1型结构。滑石层中因R3+Si4+而 有负层电荷，与水镁石层中因R3+R2+ 所致的过剩正电荷彼此中和。水镁石层 对其上、下结构单元层的联

52、系力比滑石中 的强，但较云母弱，故薄片具挠性，比 滑石硬度大且较难剥开。 最稳定最常见的多型属单斜晶系，对称型2。,鉴定特征： 晶体呈假六方板状，常呈鳞片状集合体， 也见鲕状、致密块状集合体。 颜色因成分而异：富Mg者浅蓝绿色； 含Fe高者深绿黑绿色；含Mn者橙红 浅褐色；含Cr者浅紫玫瑰色。通常呈 灰绿蓝绿色。玻璃光泽，解理面上珍珠 光泽。001完全解理，薄片具挠性。H 23。,成因产状： 为辉石、角闪石或黑云母等 富Mg、Fe的矿物经低温热液蚀变 的产物；也可是富Mg、Fe的基性岩浆岩 及粘土质的原岩经低级区域变质作用 形成；鲕绿泥石主要产于沉积岩中。,蒙脱石（微晶高岭石 或 胶岭石） ：

53、 Mx(H2O)n(Al2-xMgx)2(Si,Al)4O10(OH)2 鉴定特征： 通常呈块状或土状集合体。电子显微镜下 呈细小鳞片状、茸毛状或毛毡状。 白色或灰白色，含杂质而染成黄、粉红、蓝 或绿等色；土状者光泽暗淡。H12。加水后 膨胀并分散为糊状；受热脱水后收缩。 具很强的阳离子交换能力和吸附性，层间 可有被吸附的有机分子，故可作漂白剂。,注意： 较精确的鉴定藉助于 X-射线粉晶衍射数据、差热分析、 阳离子交换性能、电镜下的形态 特征及红外光谱资料等。,成因产状： 主要由基性火山岩特别是基性 火山凝灰岩和火山灰在碱性环境下 经风化或蚀变而成，是膨润土的主要 粘土矿物成分。 我国膨润土的

54、产地很多，如辽宁、 黑龙江、吉林、河北、河南、浙江等。 我国具有工业价值的蒙脱石矿床多产于 中生代火山岩系中。,用途： 因吸附性而用于食油精制、脱色除毒、 石油净化、核废料处理和污水处理。 利用阳离子交换性能制成蒙脱石有机 复合体，广泛用于高温润脂、橡胶、塑料、 油漆等工业；用作陶瓷、染料、造纸、肥皂、 洗衣粉、涂料、饲料填加剂等的填料。,注意： 钠质蒙脱石的许多性能均优于 钙质蒙脱石，故常利用阳离子的交换 性能而将钙质蒙脱石改型处理为钠质 蒙脱石。,蛭石（vermiculite）： (Mg, Ca)0.5(H2O)n(Mg,Fe3+,Al)3(Si, Al)4O10(OH)2 晶体结构： 单

55、斜晶系，对称型 m 。 属2 : 1 型结构。层间水分子以氢键与 结构单元层底面桥氧相联，水分子层内 彼此以氢键相互联结。部分水分子围绕 层间阳离子成配位八面体，形成水合络 阳离子；其余呈游离状态。,鉴定特征： 常呈黑云母、金云母等的片状或 鳞片状晶形的假像。 褐黄褐色，有时带绿色。珍珠光泽 较云母弱。001完全解理，薄片具挠性 或微具弹性。H11.5。灼热时体积膨胀 ( 因层间水分子气化所产生的蒸汽压使 结构层迅速沿 c 轴方向被撑开 )并弯曲 似水蛭状，呈银灰或古铜色， 比重迅速 下降，可飘浮于水面上。,注意： 呈土状的粘土粒级的蛭石， 需藉助X射线粉晶衍射、差热分析、 阳离子交换性能。,成因产状： 主要由金云母或黑云母等 经低温热液蚀变或风化作用而成； 也可由基性岩、超基性岩受酸性 岩浆作用而变质形成。,用途： 利用良好的阳离子交换性能和 吸附性而用于土壤改