架狀和層狀硅酸鹽礦物二、晶體結構

架狀硅酸鹽的結構是晶體中最復雜的結構。一般將其視作：硅（鋁）氧四面體——各種元環——各種籠——架狀結構1、多元環由硅氧四面體互相連結構成多元環，其形式多種多樣。用硅-硅連線形成的多邊形表示。第2頁,共45頁，星期六，2024年，5月2、籠由多元互相連結形成的空間幾何體，稱作籠。第3頁,共45頁，星期六，2024年，5月第4頁,共45頁，星期六，2024年，5月3、籠與籠連結形成架狀硅酸鹽結構第5頁,共45頁，星期六，2024年，5月4、長石的晶體結構硅氧四面體首先形成四方環，環與環之間連接形成沿a軸延伸的曲折狀的鏈，鏈間又通過橋氧相連第6頁,共45頁，星期六，2024年，5月完全無序的透長石完全有序的微斜長石完全有序的鈣長石第7頁,共45頁，星期六，2024年，5月三、形態與物性由于四面體在三維空間不同方向上排列的緊密程度不同，從而形成多種次類型結構形態上有柱狀、片狀、塊狀等；某些方向有解理；具較高的硬度（僅次于島狀結構硅酸鹽礦物）一般為淺色（不含Fe2+、Mn2+等色素離子）相對密度較小，折射率較低（因為結構中存在較大的空隙第8頁,共45頁，星期六，2024年，5月1、長石族

(feldspar)鋇長石Ba[Aal2Si2O8]鉀長石(Or)K[AlSi3O8]鈉長石(Ab)Na[AlSi3O8]鈣長石(An)Ca[Al2Si2O8]從化學成分上看：

長石是一種重要的造巖礦物，它大約占地殼重量的50％，為其體積的60％。長石族礦物廣泛產出于各種成因類型的巖石中自然界的大多數長石都包含在K[AlSi3O8]

、Na[AlSi3O8]

、Ca[Al2Si2O8]三成分體系中。四、常見礦物第9頁,共45頁，星期六，2024年，5月Or和Ab的類質同象混晶統稱為堿性長石（An含量不超過5-10%）低溫Or和Ab形成有限類質同象高溫Or和Ab形成完全類質同象系列Ab0-67

透長石，單斜晶系Ab67-100

歪長石，三斜晶系Ab100

鈉長石的高溫變體條紋長石－以鉀長石為主體，鈉長石為客體反條紋長石－以鈉長石為主體，鉀長石為客體Ab和An形成類質同象系列，構成斜長石（Or<5-10%），按Ab分子和An分子含量比的不同而劃分為6個礦物種：

鈉長石

An0-10Ab90-100

奧長石

An10-30Ab70-90

中長石

An30-50Ab50-70

拉長石

An50-70Ab30-50

培長石

An70-90Ab10-30

鈣長石

An90-100An0-10第10頁,共45頁，星期六，2024年，5月長石有序—無序的結構狀態以有序度和三斜度表示。有序度是指A1、Si在[TO4}四面體位置上代替，分布的程度，這取決于A13+的占位率，它分單斜有序度和三斜有序度。三斜度是指偏離單斜對稱的程度。因為從單斜對稱向三斜對稱轉變時，隨著有序化程度增加，軸角α由90o最終增大至90o41ˊ，γ由90o減少至87o39ˊ，表明三斜有序化過程γ角有明顯的偏離。長石的有序度、三斜度第11頁,共45頁，星期六，2024年，5月長石的礦物的形態和物性長石族礦物多呈平形于a軸延伸的長柱狀或厚板狀顏色：多為淺色，較常見為灰白色或肉紅色解理：｛010｝和｛001｝解理完全，解理交角等于或近于90°（在單斜晶系等于90°，在三斜晶系中則近于90°）硬度：6－6.5相對密度：較小，2.5-2.7成因產狀主要形成于巖漿作用和變質作用主要用途主要用于玻璃和陶瓷工業，色澤美麗者可作寶石第12頁,共45頁，星期六，2024年，5月正長石Orthoclase

正長石的化學組成是KAlSi3O8，晶體屬單斜晶系的架狀結構硅酸鹽礦物。正長石是鉀長石的亞穩相變體，鉀長石和鈉長石不完全類質同象系列。短柱狀或厚板狀晶體，常見卡斯巴雙晶、巴溫諾雙晶和曼尼巴雙晶，集合體為致密塊狀。肉紅或淺黃、淺黃白色，玻璃光澤，解理面珍珠光澤，半透明。兩組解理（一組完全、一組中等）相交成90°。摩氏硬度6，比重2.56-2.58。900℃以上生成的無色透明長石稱透長石。

正長石廣泛分布于酸性和堿性成分的巖漿巖、火山碎屑巖中，在鉀長片麻巖和花崗混合巖以及長石砂巖和硬砂巖中也有分布。正長石是陶瓷業和玻璃業的主要原料，也可用于制取鉀肥。第13頁,共45頁，星期六，2024年，5月斜長石Plagioclase

斜長石屬于NaAlSi3O8（Ab）-CaAl2Si2O8（An）類質同象系列的長石礦物的總稱，共分為6個礦物種：鈉長石、奧長石、中長石、拉長石、倍長石和鈣長石。

晶體屬三斜晶系的架狀結構硅酸鹽礦物，多為柱狀或板狀，常見聚片雙晶，在晶面或解理面上可見細而平行的雙晶紋。白至灰白色，有些呈微淺藍或淺綠色，玻璃光澤，半透明。兩組解理（一組完全、一組中等）相交成86°24′，故得名斜長石。摩氏硬度6-6.5，比重2.6-2.76。

斜長石廣泛分布于巖漿巖、變質巖和沉積碎屑巖中。斜長石是陶瓷業和玻璃業的主要原料，色澤美麗者可作寶玉石材料，如日光石第14頁,共45頁，星期六，2024年，5月微斜長石

與正長石相似。常呈條紋結構或文象結構，常具格子雙晶。綠色變種稱天河石。第15頁,共45頁，星期六，2024年，5月第16頁,共45頁，星期六，2024年，5月第17頁,共45頁，星期六，2024年，5月巖石名稱:黝簾石化斜長巖礦物名稱：斜長石，黝簾石，鉻云母，透輝石等結構構造：隱晶粒狀結構，塊狀構造硬度：5.5-6.5相對密度：2.73-3.18（2.90)折射率：1.56-1.70光澤：玻璃-蠟狀光澤透明度：半透明-不透明韌脆性：韌性較差，脆性較強獨山玉顏色：變化大,有白,綠,紫,

藍,黃,黑等色,一塊玉料上出現多色第18頁,共45頁，星期六，2024年，5月品種白獨山玉（水白玉,白玉)綠獨山玉(綠翠,翠玉，青玉紫獨山玉（紫玉,亮橙玉）黃獨山玉雜色玉（墨玉，翠白玉，菜花玉，黑花玉五花玉）第19頁,共45頁，星期六，2024年，5月第20頁,共45頁，星期六，2024年，5月似長石與長石族礦物相似，同為不含水的架狀結構硅酸鹽，但不同于長石，表現在：

SiO2含量較低，最高約達堿性長石中SiO2含量的2／3

似長石礦物中金屬離子K,Na與SiO2含量比高，霞石中為1:2，白榴石中為1:3，而長石中為1:4，因而，似長石礦物多形成于富堿貧硅的介質中，一般不與石英共生結構開闊并較松弛，具有較大的空洞，易于容納半徑較大的陽離子和陰離子團相對密度小，硬度較低似長石一群礦物的總稱，包括霞石族、方鈉石族、白榴石族、鈣霞石族日光榴石族等第21頁,共45頁，星期六，2024年，5月霞石Nepheline

化學成分為KNa3[AlSiO4]4，晶體屬六方晶系的架狀結構硅酸鹽礦物，是最主要的似長石礦物。通常晶體呈六方短柱狀、厚板狀，集合體呈粒狀或致密塊狀。無色或灰白色，因含雜質而呈淺黃、淺綠或淺紅等色，玻璃光澤。貝殼狀斷口，斷口呈典型的油脂光澤。摩氏硬度5.5-6，比重2.55-2.66。霞石主要產于富鈉貧硅的堿性火成巖和偉晶巖中。霞石主要用于玻璃和陶瓷工業第22頁,共45頁，星期六，2024年，5月沸石族

沸石族礦物具有特殊的結構通道，因而具有巨大的比表面積、強吸附性、離子交換性，用作離子交換劑和分子篩。硬水軟化、淡化海水或從海水中提鉀；除去廢水中的放射性元素、重金屬、磷酸根；處理和回收放射性元素—處理核廢料；土壤改良劑；凈化提純；載體等沸石主要形成于火山低溫熱液。天然沸石有30多種，肉眼難以區分。一般以沸騰法和產狀認別。第23頁,共45頁，星期六，2024年，5月沸石晶體結構中的幾種籠第24頁,共45頁，星期六，2024年，5月白榴石

與石榴子石相似，為四角三八面體形狀，灰白色，玻璃光澤。第25頁,共45頁，星期六，2024年，5月第26頁,共45頁，星期六，2024年，5月第27頁,共45頁，星期六，2024年，5月1）概念：層狀結構硅酸鹽礦物是指絡陰離子為層狀硅氧骨干的硅酸鹽礦物。該類型礦物在自然界中分布很廣，尤其作為粘土礦物分布最多。粘土礦物主要產于粘土和和粘土巖中，結晶細小（一般小于2微米），主要為含水的鋁、鎂和鐵的層狀結構硅酸鹽礦物。具有吸附性、膨脹性、可塑性和離子交換等特殊性能。這些性能在礦物材料中具有廣泛的應用。層狀結構硅酸鹽礦物含氧巖大類

（四）層狀結構硅酸鹽礦物第28頁,共45頁，星期六，2024年，5月2）成分特征

①

絡陰離子（硅氧骨干）—[Si4O10]②

陽離子：大半徑陽離子：K+、Na+、Ca2+中等半徑：Mg2+、Fe2+、、Mn2+等小半徑：Al3+、Fe3+等③

附加陰離子—F-、Cl-、OH-等④

水—層間水⑤Al在層狀結構硅酸鹽中的作用：A:代替Si進入絡陰離子，呈四次配位，形成鋁硅酸鹽。

如金云母——KMg3[AlSi3O10](OH)2；B：Al在絡陰離子外，呈六次配位形成鋁的硅酸鹽—葉臘石Al2[Si4O10](OH)2；C：形成鋁的鋁硅酸鹽—白云母KAl2[AlSi3O10](OH)2

第29頁,共45頁，星期六，2024年，5月B.三八面體結構(層)和二八面體結構(層)在四面體片中一個六方環的范圍內，包含三個共棱的八面體空隙，公共角頂是六方環中心的(OH)-。在一個六方環的范圍內，上下兩層的非橋式氧及2個(OH)-提供6個負電荷。當3個二價陽離子充填三個八面體空隙，電荷平衡——三八面體結構；當2個三價陽離子充填二個八面體空隙，電荷平衡——二八面體結構。3）晶體結構特征

含氧巖大類

（四）層狀結構硅酸鹽礦物第30頁,共45頁，星期六，2024年，5月⑴三八面體層：在層狀硅酸鹽結構中，由二價陽離子占據全部八面體空隙的結構層.例：滑石Mg3[Si4O10](OH)2,[MgO6]，Mg占據了全部三個八面體空隙。⑵二八面體層：在層狀硅酸鹽結構中，由三價陽離子占據2/3八面體空隙的結構層。例：葉臘石Al2[Si4O10](OH)2，Al占據了三個八面體空隙中的兩個。

3）晶體結構特征

含氧巖大類

（四）層狀結構硅酸鹽礦物第31頁,共45頁，星期六，2024年，5月C.結構單元層及其基本類型由八面體片和四面體片靠非橋式氧連接組成的結構單元。

基本類型：①

TO(1:1)型：由1個四面體片(T)和1個八面體片(O)組成。八面體片(O)是由一個四面體片的角頂氧及OH-與另一層OH-組成。如高嶺石Al4[Si4O10](OH)8。

②

TOT(2:1)型：由2個四面體片夾一層八面體片組成。如滑石。

3）晶體結構特征

含氧巖大類

（四）層狀結構硅酸鹽礦物第32頁,共45頁，星期六，2024年，5月TO(1:1)型TOT(2:1)型結構單元層基本類型示意圖第33頁,共45頁，星期六，2024年，5月D層間域1）概念：結構單元層之間可被極性分子或平衡電價陽離子等占據的空間，稱為層間域。2）類型：A－無充填物：如果結構單元層內部電荷已達平衡則在層間域中無其他陽離子存在，也很少吸附水分子或有機分子，如高嶺石、葉臘石等礦物的結構。B－有充填物：如果結構單元層內部電荷未達平衡，尚存在一定的層電荷，被Na，K，Ca等充填，還可以吸附一定量的水分子或有機分子，如云母、蒙脫石等礦物的結構。

3）晶體結構特征

第二節含氧巖大類

（四）層狀結構硅酸鹽礦物第34頁,共45頁，星期六，2024年，5月E結構單元層：根據層間域、結構單元層類型，層狀結構硅酸鹽可分為不同的結構單元層：

⑴

高嶺石型-TO型（1：1型）—結構層中性，層間分子鍵。⑵

滑石型-TOT型

—結構層中性，層間分子鍵。⑶

云母型-TOT·A·TOT—

如，白云母KAl2[Si3AlO10](OH)2，由與Al替代Si，出現多余負電荷，在層間充填大半徑，低電價的K離子，弱離子鍵。⑷

綠泥石型

-TOT·O·TOT，即變2∶1，也有人稱為1:1。O—[Mg(OH)6]八面體層與TOT交替排列。3）晶體結構特征

第二節含氧巖大類

（四）層狀結構硅酸鹽礦物第35頁,共45頁，星期六，2024年，5月TO型TOT型A·TOT型O·TOT型根據層間域、結構單元層可分為以下主要結構單元層類型第36頁,共45頁，星期六，2024年，5月4）形態與物性形態：片狀、鱗片狀、板狀或短柱狀物性：顏色淺（含Fe者顏色變深），無條痕，玻璃光澤，透明，硬度小（1-3），比重較小（2.5-3），解理{001}完全或極完全。5）分類蛇紋石—高嶺石族(TO型)：蛇紋石Mg6[Si4O10](OH)8；高嶺石

Al4[Si4O10](OH)8滑石—葉蠟石族（TOT型）：滑石Mg3[Si4O10](OH)2；葉蠟石

Al2[Si4O10](OH)2云母族（A·TOT）：黑云母、白云母

綠泥石族（O·TOT）：綠泥石蒙脫石族（復雜型）：蒙脫石含氧巖大類

（四）層狀結構硅酸鹽礦物第37頁,共45頁，星期六，2024年，5月6）用途①

耐火工業：高嶺石、葉蠟石②

陶瓷、玻璃、水泥：高嶺石、蒙脫石、葉蠟石、滑石③

離子導電材料：蒙脫石④

絕緣材料：云母、滑石⑤

隔熱、隔音材料：蛭石、滑石⑥

涂料、造紙、油漆：高嶺石、滑石含氧巖大類

（四）層狀結構硅酸鹽礦物第38頁,共45頁，星期六，2024年，5月1.滑石（Talc）[化學成分]：Mg3［Si4O10］(OH)2。常含類質同象混人物Fe和Mn。[形態]：晶體結構為TOmT型，單斜晶系，對稱型為L2PC。單晶體呈假六方板狀，但單晶體很少見，集合體呈葉片狀與致密塊狀。[物理性質]：常呈帶淺黃、淺褐、淺綠的白色，條痕白色，玻璃光澤，透明。硬度1，解理平行{001}極完全，薄片具撓性，手摸之有滑感，比重2.7-2.8。[成因產狀]：滑石主要是富含鎂的巖石，如橄欖巖、蛇紋巖、白云巖經熱液蝕變形成，常與菱鎂礦共生。此外，區域變質作用也可以形成滑石，如滑石片巖。[鑒定特征]：形態，薄片具撓性，手摸之有滑感，硬度1，解理極完全。[用途]：在造紙和橡膠工業中的填料，紡織工業中作漂白劑、冶金工業中作耐火材料，也可以作潤滑劑和雕刻石料。第39頁,共45頁，星期六，2024年，5月滑石第40頁,共45頁，星期六，2024年，5月2.葉蠟石（Pyrophillite）[化學成分]：Al2［Si4O10］(OH)2。

[形態]：晶體結構為TOaT型，單斜晶系，對稱型為L2PC。晶體少見，常呈片狀、放射狀或致密塊狀集合體。[物理性質]：白色、淺灰、淺黃或淺綠色，條痕白色，玻璃光澤，透明。硬度1.5，解理平行{001}極完全，比重2.66-2.9。薄片具撓性，手摸之有滑感。[成因產狀]：主要是酸性火山巖及凝灰巖的水熱變質產物。此外，也產于富Al的結晶片巖中。[鑒定特征]：顏色淺，硬度1，一組解理極完全。[用途]：雕刻石料。

第41頁,共45頁，星期六，2024年，5月過去一般認為印章石以葉蠟石礦物為主，所以有的書中稱為葉蠟石質玉。根據近年研究表明，印章石礦物成分以葉蠟石、高嶺石和地開石等礦物為主，有時含有水鋁石，石英和絹云母等質礦物。葉蠟石Al2[Si4O10]2,化學成分理論值為SiO266.70%，Al2O328.30%,H2O+5.0%。高嶺石、地開石和珍珠陶土晶體結構式均為Al