实验八架状硅酸盐亚类
架状结构硅酸盐矿物课件
3
架状结构硅酸盐矿物具有多种颜色和光泽,如绿 色、黄色、褐色、灰色等,且透明度较高,可用 于宝石和工艺品的制作。
03
架状结构硅酸盐矿物的形 成与演化
形成条件
温度条件
硅酸盐矿物通常在较高 的温度下形成,如中等
到高温的火成岩中。
压力条件
多数硅酸盐矿物在高压 条件下形成,如深层的
火成岩或变质岩中。
化学成分
变质作用
原有岩石在高温高压条件下发 生变质,形成新的硅酸盐矿物 。
共生与演化
硅酸盐矿物与其他矿物共生, 并在地质过程中发生演化,形
成多种变种和亚种。
演化机制
温度变化
随着地壳运动和地质变迁,硅酸盐矿 物所处的温度发生变化,导致矿物的 结晶程度、结构等发生变化。
压力变化
地壳运动引起的压力变化可以促使硅 酸盐矿物发生相变或重新结晶,从而 改变其结构和性质。
常见类别
常见的架状结构硅酸盐矿物包括长石、云母、绿泥石等。
硅酸盐矿物性质
物理性质
硅酸盐矿物通常具有坚硬、耐磨、耐 腐蚀等物理性质,这是因为它们的晶 体结构比较稳定,不易发生化学反应 。
化学性质
硅酸盐矿物在高温和有水存在的条件 下容易发生化学风化和蚀变作用,生 成新的矿物。这是因为它们与水和酸 容易发生反应,释放出硅酸盐离子和 金属离子。
物理性质研究
架状结构硅酸盐矿物具有 丰富的物理性质,如光学 、电学、热学等,可用于 材料科学领域的研究。
生物医学研究
部分架状结构硅酸盐矿物 具有生物活性,可应用于 生物医学领域,如生物材 料、药物载体等。
在文化艺术上的应用
绘画和雕塑材料
01
部分架状结构硅酸盐矿物具有独特的颜色和纹理,可用于绘画
矿物鉴定:架状硅酸盐矿物亚类
1.概述
➢ 概念:由阳离子与架状 Si-O骨干形成的硅酸盐矿 物。
➢ 内部结构:每个[SiO4]四面体的所有4个角顶都 与毗邻的四面体相联。这时形成的是类似于石英 的架状结构,但石英(SiO2)的架状结构内电性已中 和,不需架状外阳离子。如果要形成架状的硅酸 盐,则必须有一部分Si4+被Al3+代替,产生多余的 负电荷,与架状骨干外的阳离子进行中和。
➢ 主要矿物:
天河石
↑含Rb
透长石—正长石—微斜长石—歪长石 (Na ↑)
特殊形态↓
↓固溶体离溶
冰长石 条纹长石
↓“浮光”效应
月光石
斜长石亚族
➢ 斜长石亚族是由钠长石和钙长石两个端员组份组成的 类质同像系列,即NaAlSi3O8—CaAl2Si2O8,
➢ 本亚族人为地划分成6种:
名称 钠长石 更长石 中长石 拉长石 培长石 钙长石
➢ 具架状骨干硅盐矿物还有霞石族、白榴石族、方 钠石族、日光榴石族和方柱石族等,因为它们与 长石矿物相似,统称为似长石矿物。
➢ 具有下列特点: ①SiO2 含量较低,最高约达碱性长石中SiO2 含量
的2/3。故似长石矿物多是在富碱贫硅的介质中 形成的,一般不与石英共生。 ②相对密度较低,一般在2.3—2.6;硬度较小: 5—6.5;折射率低,一般在1.480—1.541。
➢ 各种沸石结晶形态、物性相差不大。多为纤维状、束状; 常呈无色或白色,因含杂质而染成其它颜色,或因阳离 子交换后,有色素离子的进入而染色。相对密度小(一 般在1.9—2.3)、硬度低(一般为3.5—5.5)、折射率低及 易分解的特点。一般都有一组完全解理。
➢ 天然沸石最早是在玄武岩中发现的。现已知主要 产于未受变质的沉积岩层中,尤其是火山碎屑的 沉积岩层中。在土壤中也有产出。此外也可作为 某些硅酸盐矿物次生产物。
6层状和架状硅酸盐亚类精品PPT课件
钡长石 Celsian Ba [Al2 Si 2O8], 代号Cn
钡 冰 长 石 Hyalophane
(K,ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱNa, Ba)
[(Al,Si)2 Si 2O8]
K
7 Or与Ab构成不完类质同象系列,形成钾长石亚族 (碱性长石);钾长石K(Potash Feldspar) [Al Si 3O8]
——透长石 Sanidine 高温“Quenched”, 单斜 晶系;
酸性斜长石
中长石: Ab 70~50 中性斜长石
拉长石: Ab 50~30
培长石: Ab 30~10 钙长石: Ab 10~0
基性斜长石
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。 {001}和{010}解理角86-94°.
产状:酸性岩、中性岩、基性岩
9 花岗岩中主要矿物鉴定:
——正长石 Orthoclase 中温慢速冷却,单斜晶系;
——微斜长石 Microcline 较低温慢速冷却,三斜晶 系;
以肉红色,两组完全解理为特征;透长石和正长石常 具卡式双晶,微斜长石和歪长石具格子双晶。
8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 100~90 奥长石: Ab 90~70
二、实习标本
①黑(白)云母(4303);②滑石(4301); ③叶腊石(4302);④蛇纹石(4316);⑤ 绿泥石(4313);⑥高岭石(4314);⑦蒙 脱石(4311)⑧正长石(4401);⑨基性斜 长石(4403)(基性火山岩中);⑩微斜长 石(4407);⑾天河石(4407-2);⑿花岗 岩
四面体T层八面体O层
T
组合起来形成更大 一级的单位层,并
架状硅酸盐矿物亚类介绍
02
架状硅酸盐矿物亚类包括多 种矿物,如沸石、硅灰石、 绿泥石等。
架状硅酸盐矿物亚类是硅酸 盐矿物中的一类,具有架状 结构。
架状硅酸盐矿物亚类的特点
结构特点:由硅 氧四面体和氧化 硅四面体组成的 架状结构
化学成分:主要 由硅、氧、氢、 铝、铁等元素组 成
物理性质:硬度 高、熔点高、耐 热性好、化学稳 定性高
架状硅酸盐矿物亚类 介绍
演讲人
目录
01. 架状硅酸盐矿物亚类的定义 02. 架状硅酸盐矿物亚类的鉴定方法 03. 架状硅酸盐矿物亚类的应用
1 架状硅酸盐矿物亚类的定义
架状硅酸盐矿物亚类的概念
01
04
架状硅酸盐矿物亚类的性质 与结构有关,如热稳定性、 吸附性、离子交换性等。
03
架状硅酸盐矿物亚类的结构 主要由硅氧四面体和氧化硅 四面体组成。
热分析:通过热分析方法,如差示扫描量热法 0 3 (DSC)、热重分析法(TGA)等,研究矿物的
热稳定性和热分解行为
光谱分析:利用红外光谱、拉曼光谱、电子探针 04 等方法,分析矿物的化学键合和晶体结构,确定
矿物的种类和成因。
3 架状硅酸盐矿物亚类的应用
工业应用
01
陶瓷工业:用于生产陶瓷制品, 如餐具、瓷砖等
06
解理:观察矿 物的解理,如 无解理、三组
解理等
07
断口:观察矿 物的断口,如 贝壳状、锯齿
状等
08
比重:观察矿 物的比重,如 轻、中等或重
09
磁性:观察矿 物的磁性,如 有磁性、无磁
性等
10
熔点:观察矿 物的熔点,如 低、中等或高
仪器分析
2019
X射线衍射仪: 用于分析矿物的 晶体结构和成分
矿物学 实习八 链状和层状硅酸盐亚类及图2011
4、为什么层状结构硅酸盐矿物的形态常以假六方片状 出现?
5、什么是粘土矿物?粘土矿物具有哪些特性?
链状硅酸盐亚类:共7盒
55-152 透辉石
56-158 普通辉石
57-162 透闪石
58-164-1 阳起石
59-168 角闪石
60-170 阳起石
角闪石族: (amphibole) 双链
A0-1X2Y5[T4O11]2(OH,F,Cl)2
A: Na+、Ca2+、K+、H3O+ X: Na+、Ca2+、 Li+、 K+、Mg2+、Fe2+、Mn2+——M4位
Y: Mg2+、Fe2+、Mn2+、Al3+、Fe3+、Ti4+—M1M2M3位
T: Si4+、Al3+、Ti4+
晶体化学特点
络阴离子:[Si4O10]4-,附加(OH)等; 阳离子:Mg2+、Fe2+、Al3+、Fe3+、Li+、Cr3+等。 矿物普遍含结构水,有的还具层间水。
两种基本的结构单元层
c0
c0
Si
Al(Mg) H2o
Si
Al(Mg)
Si K,H2o Mg(OH)2
a b
[SiO4]
[AlO6]或[MgO6]
叶腊石 放射状集合体
③云母型: TOT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。
第九章 含氧盐矿物大类(一)(4):架状硅酸盐
形态特征: 形态特征:
四面体在不同方向排列的紧密程度不同, 四面体在不同方向排列的紧密程度不同 , 故有板柱状,粒状. 故有板柱状,粒状.
物性特征: 物性特征:
几乎不含过渡型离子,颜色浅; 几乎不含过渡型离子,颜色浅; 玻璃光泽, 玻璃光泽,不依颜色而变化; 发育平行结构键强方向的完全解理; 发育平行结构键强方向的完全解理; 因强健骨干架状分布, 硬度大; 因强健骨干架状分布,故硬度大; 因骨干间空隙大,几乎不含重阳离子,故比 因骨干间空隙大,几乎不含重阳离子,故比 重低;
霞石(Nepheline) 霞石(Nepheline) KNa3[AlSiO4]4
【晶体结构】 六方晶系. 晶体结构】 六方晶系. 形态】 六方柱或厚板状.粒状或致密块状集合体. 【形态】 六方柱或厚板状.粒状或致密块状集合体. 物理性质】无色,白色;透明;玻璃,油脂光泽; 【物理性质】无色,白色;透明;玻璃,油脂光泽;无解 贝壳状断口.性脆.硬度5 相对密度2.55 2.55~ 理;贝壳状断口.性脆.硬度5~6.相对密度2.55~ 2.66. 2.66. 成因产状】 产于富Na 的碱性岩中. 【成因产状】 产于富Na2O缺SiO2的碱性岩中. 鉴定特征】 油脂光泽,无解理——与长石区别 与长石区别. 【鉴定特征】 油脂光泽,无解理——与长石区别. 含染色斑点,易风化—与石英区别. 含染色斑点,易风化—与石英区别.
6.沸石族
二 长石族
1. 化学成分基本组成
——K ——K+, Na+,Ca2+ 的铝硅酸盐,基本组分: 的铝硅酸盐,基本组分: 代号Or; 钾长石 Orthoclase K [Al Si 3O8], 代号Or; Na [Al Si 3O8], 代号Ab; 代号Ab; 钠长石 Albite 代号An; 钙长石 Anorthite Ca [Al2 Si 2O8], 代号An;
架状结构硅酸盐晶体27页PPT
架状结构硅酸盐晶体
56、极端的法规,就是极端的不公。 ——西 塞罗 57、法律一旦成为人们的需要,人们 就不再 配享受 自由了 。—— 毕达哥 拉斯 58、法律规定的惩罚不是为了私人的 利益, 而是为 了公共 的利益 ;一部 分靠有 害的强 制,一 部分靠 榜样的 效力。 ——格 老秀斯 59、假如没有法律他们会更快乐的话 ,那么 法律作 为一件 无用之 物自己 就会消 灭。— —洛克
60、人民的幸福是至高无个的法பைடு நூலகம்— —西塞 罗
66、节制使快乐增加并使享受加强。 ——德 谟克利 特 67、今天应做的事没有做,明天再早也 是耽误 了。——裴斯 泰洛齐 68、决定一个人的一生,以及整个命运 的,只 是一瞬 之间。 ——歌 德 69、懒人无法享受休息之乐。——拉布 克 70、浪费时间是一桩大罪过。——卢梭
九章节硅酸盐各论分类按结构特点分岛状结构硅酸盐类
单链硅氧骨干中,一般很少或不存在Al取代Si的现象;双 链硅氧骨干中,允许Al取代Si,形成铝硅酸盐。
阳离子:除了S、P、d区小半径元素外,S区的低电价、 大半径阳离子Li、Na、K等元素,是某些链状硅酸盐矿物 的重要组成元素。阳离子之间广泛形成类质同象
链状硅氧四面体骨干与骨干外阳离子之间的结合以离子 键为主,双链硅酸盐中必有氢键存在。具有多键性。硅氧 骨干沿Z轴方向延伸,结晶结构简单,但链与链之间,具 有不同类型的孔隙,可以被不同的阳离子(M)充填,构 成不同的M—O配位多面体。
地开石及珍珠陶石:单斜晶系,化学式: Ai4[Si4O10](OH)8 具多型性。形态与高岭石基本相同,为六角板状,
或六角柱状或宝塔状。结晶度较高。差热曲线表现
为脱(OH)温度要比高岭石高100oC达700oC左右。 并具复谷性。
蒙脱石:结构属 2:1 突出特点为C轴的可变性,脱除层间 水的温度是100oC---300oC ,在差热曲线上表现为1-2个吸热谷,谷的数目和温度与交换性阳离子有关
主要是大半径、低电价的元素。 (4) 水
在部分架状硅酸盐矿物中含有大量的水。
Si—O和Al—O四面体内的结合为共价键性质为主, 络阴离子团与团外阳离子之间为离子键性质为主。
若不含杂质(微量元素)时,绝大部分架状硅酸盐矿 物,无色、白色或浅色,透明至半透明,玻璃光泽, 比重一般较低,硬度中等(4—6)。
按其单元层的形式及联接方式,主要有四种类型: 高岭石型 滑石—叶蜡石型 云母型 绿泥石型
[1] 概念 粘土: 是黏土矿物的集合体。
粘土矿物:是各种颜色、细分散的多种含水的层状硅酸盐 及含水的非晶质硅酸盐矿物的总称。
[2] 粘土矿物的分类 1980年国际分类方案为: 1:1层型 -- 高岭石--- 蛇纹石族 2:1层型 -- 滑石—叶腊石族、蒙皂石族、蛭石族、 云母族、脆云母族、绿泥石族及坡缕 石—海泡石族。(7个)
架状结构硅酸盐矿物
沸石族
沸石族矿物具有特殊的结构通道, 沸石族矿物具有特殊的结构通道,因而具有巨大的 比表面积、强吸附性、离子交换性, 比表面积、强吸附性、离子交换性,用作离子交换剂和 分子筛。 分子筛。 硬水软化、淡化海水或从海水中提钾;除去废水中的 硬水软化、淡化海水或从海水中提钾; 放射性元素、重金属、磷酸根; 放射性元素、重金属、磷酸根;处理和回收放射性元 处理核废料; 素—处理核废料;土壤改良剂;净化提纯;载体等 处理核废料 土壤改良剂;净化提纯;
斜长石Plagioclase 斜长石
斜长石属于NaAlSi3O8(Ab)-CaAl2Si2O8(An)类质同象 斜长石属于 ) ) 系列的长石矿物的总称,共分为6个矿物种 钠长石、奥长石、 个矿物种: 系列的长石矿物的总称,共分为 个矿物种:钠长石、奥长石、 中长石、拉长石、倍长石和钙长石。 中长石、拉长石、倍长石和钙长石。 晶体属三斜晶系的架状结构硅酸盐矿物,多为柱状或板状, 晶体属三斜晶系的架状结构硅酸盐矿物,多为柱状或板状, 常见聚片双晶,在晶面或解理面上可见细而平行的双晶纹。 常见聚片双晶,在晶面或解理面上可见细而平行的双晶纹。白 至灰白色,有些呈微浅蓝或浅绿色,玻璃光泽,半透明。 至灰白色,有些呈微浅蓝或浅绿色,玻璃光泽,半透明。两组 解理(一组完全、一组中等)相交成86° ,故得名斜长石。 解理(一组完全、一组中等)相交成 °24′,故得名斜长石。 摩氏硬度6-6.5,比重2.6-2.76。 摩氏硬度 ,比重 。 斜长石广泛分布于岩浆岩、变质岩和沉积碎屑岩中。 斜长石广泛分布于岩浆岩、变质岩和沉积碎屑岩中。斜长 石是陶瓷业和玻璃业的主要原料,色泽美丽者可作宝玉石材料, 石是陶瓷业和玻璃业的主要原料,色泽美丽者可作宝玉石材料, 如日光石
品种
白独山玉(水白玉, 白独山玉(水白玉 白 玉) 绿独山玉(绿翠 翠玉, 绿翠,翠玉 绿独山玉 绿翠 翠玉, 青玉 紫玉,亮橙 紫独山玉 (紫玉 亮橙 玉) 黄独山玉 杂色玉(墨玉, 杂色玉(墨玉,翠白 菜花玉, 玉, 菜花玉,黑花 五花玉) 玉 五花玉)
《晶体结构分析》实验
实验一、晶体结构分析一一、实验目的掌握14种空间格子的几何特征与球体密堆积理论,了解配位多面体的配置。
二、实验仪器十四种空间点阵结构模型,球形模型三、实验内容1.了解14种空间格子的几何形态,分析空间格子类型;2.熟悉密堆积理论,注意观察球体堆积时,周围空隙的类型、位置与数量情况;3.了解几种配位多面体的配置情况。
四、实验方法1.观察14种空间格子模型表征14种空间格子,用晶格常数α、β、γ和a、b、c;并判断其所属晶系。
2.观察球体密堆积模型用球体模型进行面心立方紧密堆积、六方紧密堆积和体心立方近似密堆积,分析球体周围空隙的类型、数目和位置分布。
观察分析面心立方紧密堆积、六方紧密堆积和体心立方近似密堆积的单位晶胞,注意其四、八面体空隙分布,判断其数量。
3.观察配位多面体模型模型五、实验报告1.绘制14种空间格子的几何形态,并用注明晶格常数的形式表示出所有14种空间格子;2.分析三种常见的球体堆积情况,绘制出其单位晶胞,画出其(111)、(110)(100)晶面原子排布图[ 密排六方需画出(0001)晶面 ];3.分析体心立方与面心立方单位晶胞中四、八面体空隙的位置分布与数量,并绘图;4.对不同配位多面体绘图,讨论其临界半径比。
(注:在预习报告中要将14种空间格子的几何图形画好)六、思考题面心立方结构中四面体空隙的数目有几个?他们都是如何分布的?八面体空隙有几个?如何分布?实验二、典型晶体结构分析一、实验目的掌握几种典型矿物的结构,了解晶胞的几何特征。
二、实验仪器晶体结构模型,球和短棒三、实验内容1.对照实际具体结构模型,熟悉金刚石、石墨、氯化钠、氯化铯、闪锌矿、纤锌矿、金红石、碘化镉、萤石、钙钛矿、尖晶石的晶体结构特征;2.观察层状和架状硅酸盐矿物的晶体结构模型的特点,注意观察高岭土、方石英的结构;3.标定萤石模型中所有质点的几何位置;4.组装一个晶体结构模型。
四、实验方法1.分析晶胞模型金刚石、石墨、氯化钠、氯化铯、闪锌矿、纤锌矿、金红石、碘化镉、萤石、钙钛矿、尖晶石均为一个单位晶胞,通过一个单位晶胞,分析晶胞所属空间格子类型及正负离子或原子所处的空间位置,对照模型,分析正负离子的配位数。
硅酸盐矿物类(四)——架状硅酸盐矿物亚类TECTOSILICATES
形态特征: 四面体在不同方向排列的紧密程度不同,故 有板柱状、粒状。
物性特征:
——几乎不含过渡型离子,颜色浅;
——玻璃光泽,不依颜色而变化;
——发育平行结构密实方向的完全解理;
——因强健骨干架状分布,故硬度大;
——因骨干间空隙大,几乎不含重阳离子, 故比重低;
硅酸盐矿物类(四)——架状硅酸盐 矿物亚类TECTOSILICATES
矿物亚类TECTOSILICATES
完全有序的 钙长石
透长石结 构在 (201) 面的投影
硅酸盐矿物类(四)——架状硅酸盐 矿物亚类TECTOSILICATES
高温透长石
硅酸盐矿物类(四)——架状硅酸盐 矿物亚类TECTOSILICATES
3. 形态物性
• 平行(010)板状,或沿a轴柱状; • 无色、灰白或肉红色,玻璃光泽,透明; • {001}和{010}完全解理,交角近90°,硬度 6-6.5; • 相对密度中偏小(2.5—2.7)。
硅酸盐矿物类(四)——架状硅酸盐 矿物亚类TECTOSILICATES
钠长石
正长石与斜长石肉眼鉴别:
正长石:
1 晶面或解理面可见反光程度不同的两部分(卡斯巴双晶的两单体)。
2 两组解理{001}∧{010}=90° 3 4 产于浅色岩(花岗岩、正长岩等),常与石英、黑云母等共生。
斜长石:
1 2 两组解理{001}∧{010}=86° 3 4 产于深色岩(辉长岩、橄榄岩等),常与普通辉石、橄榄岩共生。
硅酸盐矿物类(四)——架状硅酸盐 矿物亚类TECTOSILICATES
似长石(Feldspathoids)
5.碱性长石(Alkali Feldspars)亚族
钾长石K(Potash Feldspar) [Al Si 3O8] ——透长石 Sanidine 高温“Quenched”,单斜晶系; ——正长石 Orthoclase 中温慢速冷却,单斜晶系; ——微斜长石 Microcline 较低温慢速冷却,三斜晶 系; 歪长石 Anorthoclase, Ab67-Ab90 中酸性-碱性火 山岩高温“Quenched” ,三斜晶系 Triclinic
架状结构硅酸盐矿物
Ab和An形成类质同象 系列,构成斜长石 (Or<5-10%),按 Ab分子和An分子含量 比的不同而划分为6个 矿物种:
钠长石 An0-10Ab90-100
架状结构硅酸盐矿物
在本亚类的晶体结构中,每个[SiO4]四面体的四个角顶 全部与其相邻的四个[SiO4]四面体共用,形成类似氧化物石 英中的Si-O架状结构,由于部分四面体中的Si被Al代替,出 现了多余的负电荷,它们要求有阳离子加入进行补偿,从而 形成铝硅酸盐 一、化学成份 架状结构硅酸盐中,阳离子电价低、半径大、配位数高, 主要由K、Na、Ca、Ba等,有时还有Rb、Cs、NH4等。一般不 存在6次配位的Fe、Mg、Mn、Al等。 可有附加阴离子Cl、F、S及H2O。 类质同象主要是K-Na-Ca-Ba。
微斜长石
与正长石相似。常呈条纹结构或文象结构,常 具格子双晶。绿色变种称天河石。
独山玉
岩石名称: 黝帘石化斜长 岩 矿物名称:斜长石,黝帘石, 铬云母,透辉石等 结构构造:隐晶粒状结构, 块状构造 硬度:5. 5-6. 5 相对密度:2. 73-3. 18(2 .90) 折射率:1. 56-1. 70 光泽:玻璃-蜡状光泽 颜色:变化大, 有白, 绿, 紫, 透明度:半透明-不透明 蓝, 黄, 黑等色, 一块玉 韧脆性:韧性较差,脆性较 强
奥长石 An10-30Ab70-90 中长石 An30-50Ab50-70
拉长石 An50-70Ab30-50
培长石 An70-90Ab10-30 钙长石 An90-100An0-10
长石的有序度、三斜度
架状硅酸盐
架状硅酸盐亚类络阴离子是由硅氧四面体以四个顶点在三维空间无限联结成的硅氧骨架,其中有部分Si4+被Al3+(或Be2+)替代,并与金属阳离子相结合的硅酸盐。
所以,架状硅酸盐必为铝硅酸盐或铍硅酸盐。
2.研究意义?1).三维架状结构是地球上最常见的矿物-超过地壳矿物总数2/3;2).在架状结构硅酸盐中,特征亚结构导致不同的矿物种具有特殊的物理性质.)晶体化学特征:可表示为[AlxSin-xO2n]x-.其中铝代硅不能超过总的一半,即按离子数Al:(Al+Si)一般在1:4-1:2之间.由于Al代Si而产生的负价,每个硅氧四面体平均只有-1/4--1/2,在硅酸盐各亚类中最低.附加阴离子:结构空隙或孔道常充填F-.Cl-.(OH)-.S2-.[SO4]2-.[CO3]2-等附加阴离子,同时,沸石矿物中的“沸石水”也占据这些孔隙或孔道.阳离子:主要是K+、Na+、Ca2+、Ba2+等,有时还有Rb+、Cs+、NH4+等,一般不存在六次配位的Fe、Mg、Mn、Al等阳离子.半径大、配位数高、电价低架状硅氧骨干中Al替代Si的数目有限;架状硅氧骨干形成的结构空隙较大;晶体结构四面体在三维空间不同方向上排列的紧密程度不同,从而形成了多种结构类型,这些结构的演变规律为:石英族-长石族-白榴石族、霞石族-沸石族。
2)外观鉴定特征形态:主要取决于各自的结构特点。
当架状中的键力各方向无明显差异时,呈粒状,解理也差;当某方向键力强于或弱于其它方向时,则呈片状、板状或柱状、针状,也会出现相应的解理;本亚类各种常见矿物都是浅色矿物;架状硅氧骨架由每个硅氧四面体的四个角顶,在晶格中形成了一个牢固的整体结构,质点之间结合力较强(强共价键),所以矿物硬度较高,一般为5-6。
沸石族矿物多因结构中存在“沸石水”,硬度为3.5-5.5;沸石矿物中的“沸石水”也占据结构中的孔隙或孔道,它们的逸出(或重新进入)时不改变矿物的晶体结构,但产生了吸附性、离子交换性等特殊性能。
架状硅酸盐矿物的类型与用途
架状硅酸盐矿物的主要类型与用途架状硅酸盐:具有由一系列[ZO4]四面体以角顶相连成三维无限伸展的架状硅氧骨干的硅酸盐矿物。
除极个别例外,几乎所有架状硅氧骨干中的每个[ZO4]四面体均以其全部的四个角顶与相邻四面体共用而相连接,所有的O2-全为桥氧。
当Z全部为Si4+时,硅氧骨干本身电荷以达平衡,不能再与其他阳离子相键合。
石英族矿物的晶体结构正好就是如此。
因此,从化学组成上石英族矿物(SiO2)归属于氧化物矿物。
但不少人从结构角度把它们归属于架状结构硅酸盐矿物。
为了能有剩余的负电荷再与其他金属阳离子相结合,一般的架状硅氧骨干中均有部分Si4+被Al3+或较少被Be2+、B+3等类质同象替代。
故绝大多数架状结构硅酸盐矿物都是铝硅酸盐。
与骨架相结合的金属阳离子主要是电价低而半径大的K+、Na+、Ca2+、Ba2+等。
架状硅氧骨干中四面体连接的形式多种多样,随矿物而异。
但从其中往往可以分割出某些形式的环、链等次一级的构筑单元。
例如方钠石的硅氧骨架可看成由一系列四元环或六元环再连接而成;长石则可视为由一系列四元环首先连成平行a轴的曲轴状双链,由后者再连接而成架状硅氧骨干。
由于架状硅氧骨干是一个三维的骨架,它在不同方向上的展布一般不如链状和层状硅氧骨干那样具有明显的异向性,因而架状结构硅酸盐矿物常表现出呈近于等轴状的外形,具多方向的解理,双折射率小等特点。
此外,架状硅氧骨干所围成的空隙都较大,与之结合的又主要是大半径的碱和碱土金属离子,因而架状结构硅酸盐矿物还表现出比重小,折射率低,多数呈无色或浅色,多色性和吸收性都不明显。
只有少数具有过渡元素的矿物,往往具有特殊的颜色,多色性、吸收性也较明显,折射率、双折射率和比重也相对偏大。
根据各种矿物性质的不同,架状硅酸盐可以分为石英族、长石族、似长石、绿柱石、堇青石、沸石族。
石英族石英化学成分主要为SiO2。
在自然界中的石英石的主要成份为石英,常含有少量杂质成分,如Al2O3,CaO,MgO等,它有多种类型。
架状结构硅酸盐矿物
硅氧四面体首先形成四方环,环 与环之间连接形成沿a轴延伸的曲 折状的链,链间又通过桥氧相连
完全无序的 透长石
完全有序的 微斜长石
完全有序的 钙长石
三、形态与物性
由于四面体在三维空间不同方向上排列的紧密程度不 同,从而形成多种次类型结构 形态上有柱状、片状、块状等; 某些方向有解理;
具较高的硬度(仅次于岛状结构硅酸盐矿物)
长石的矿物的形态和物性
长石族矿物多呈平形于a轴延伸的长柱状或厚板状 颜色:多为浅色,较常见为灰白色或肉红色 解理:{010}和{001}解理完全,解理交角等于或近 于90°(在单斜晶系等于90 °,在三斜晶系中则
近于90 °)
硬度:6-6.5 相对密度:较小,2.5-2.7
成因产状 主要用途
主要形成于岩浆作用和变质作用 主要用于玻璃和陶瓷工业,色泽美丽者可作 宝石
一般为浅色(不含Fe2+、Mn2+等色素离子) 相对密度较小,折射率较低(因为结构中存 在较大的空隙
四、常见矿物 1、长石族 (feldspar)
长石是一种重要的造岩矿物,它大约占地壳重量的50 %, 为其体积的60%。长石族矿物广泛产出于各种成因类 型的岩石中
从化学成分上看:
钾长石(Or) K[AlSi3O8] 钠长石(Ab) Na[AlSi3O8] 钙长石(An) Ca[Al2Si2O8] 钡长石Ba[Aal2Si2O8]
正长石Orthoclase
正长石的化学组成是KAlSi3O8,晶体属单斜晶系的架状结 构硅酸盐矿物。正长石是钾长石的亚稳相变体,钾长石和钠长 石不完全类质同象系列。 短柱状或厚板状晶体,常见卡斯巴双晶、巴温诺双晶和曼尼 巴双晶,集合体为致密块状。肉红或浅黄、浅黄白色,玻璃光 泽,解理面珍珠光泽,半透明。两组解理(一组完全、一组中 等)相交成90°。摩氏硬度6,比重2.56-2.58。900℃以上生 成的无色透明长石称透长石。 正长石广泛分布于酸性和碱性成分的岩浆岩、火山碎屑岩中, 在钾长片麻岩和花岗混合岩以及长石砂岩和硬砂岩中也有分布。 正长石是陶瓷业和玻璃业的主要原料,也可用于制取钾肥。
层状结构硅酸盐矿物 - 作业
层状结构硅酸盐矿物 - 作业矿物的分类首先根据矿物化学组成的基本型,将矿物分为五大类。
根据阴离子(包括络阴离子)的种类又分为类及亚类,再把类中化学组成类似和晶体结构类型相同的归为一族。
矿物种是指具有相同的化学组成和内部结构的一种矿物。
我们小组主要负责的是含氧盐大类中的硅酸盐类中的层状硅酸盐亚类。
硅酸盐矿物类概述硅酸盐矿物种类很多且分布极广,约占矿物种总数的1/4,它构成地壳总质量的75%。
它们是火成岩和变质岩的最主要的造岩矿物,在沉积岩中也起着显著的作用。
同时,它们中有许多非常重要的非金属矿产,如云母、石棉、高岭石等,又是一系列稀有金属的重要矿物原料,如绿柱石(含铍)、锆石(含锆)等。
(一)化学成分和晶体化学特征在硅酸盐矿物的晶体结构中,硅氧配位四面体[SiO4]4-是它们的基本构造单元。
硅氧四面体在结构中可以孤立地存在,也可以以其角顶相互连接,即每一硅氧四面体可与一个、两个、三个甚至四个硅氧四面体相连,从而形成多种复杂的络阴离子。
根据硅氧四面体在晶体结构中的连接方式,主要有下列5中类型的络阴离子: 1、岛状络阴离子 2、环状络阴离子 3、链状络阴离子 4、层状络阴离子 5、架状络阴离子 (二) 物理性质由于硅酸盐矿物的结构特点和组成特点各有不同,因而表现在形态上以及物理性质方面也各有不同的特性。
岛状结构硅酸盐多属三向等长的粒状;环状结构硅酸盐矿物由于垂直方向上环与环之间的联结力一般较强,故呈柱状形态;链状结构硅酸盐都呈平行于链的方向的柱状形态,甚至可以成为纤维状;层状结构硅酸盐多呈片状,少数作纤维状;架状结构硅酸盐主要取决于[SiO4]和[AlO4]骨架内部的连接形式。
硅酸盐矿物的解理与结构类型大的关系,也可用结构特点加以说明。
特别指出的是层状硅酸盐几乎无一例外地都具有完全的地面解理。
硅酸盐矿物的密度大小,主要决定因素有二:一是结构紧密程度;二是主要阳离子原子序数的大小。
硅酸盐矿物的光泽、颜色、条痕、透明度等光学性质也与其结构以及所含原子的种类有密切关系。
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类
实习八含氧盐大类硅酸盐类架状亚类
一、目的要求
1.掌握实习矿物的鉴定特征和鉴定方法; 2.了解架状硅氧骨干及其对矿物形态和物 性的影响; 3.熟悉长石族矿物的类质同象系列和分类; 4.理解三类斜长石及其在岩将岩中的产状 关系。
二、实习标本
①正长石(4401);②基性斜长石(4403) (基性火山岩中);③微斜长石 (4407);④天河石(4407-2);⑤鉴 定花岗岩中的主要矿物(钾长石、酸性 斜长石、石英、黑云母);⑥辉长岩 (4205);⑦闪长岩(4214))
正长石
斜长石ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
微斜长石
微斜长石(天河石)
花岗岩
辉长岩
闪长岩
三 课堂讲解
1 结构特征:
Si-O 骨 干 共 用 四 个 角 顶 构 成 三 维 延 伸 的 架 状 (FRAMEWORK),四面体的连接方式多样,结 构体中空隙或孔道较大。
2 成分特征(矿物主要为长石)
——Si-O骨干中必有AlIV代替Si,AlIV/Si ≤1∶2。 ——骨干外阳离子主要为低价高配位数大离子,如 K+、 Na+、Ca2+、B2+等; —— 有 的 出 现 附 加 阴 离 子 , 如 方 柱 石 中 的 Cl- 、 (CO3)-;有的出现H2O,如沸石。
8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 100~90 酸性斜长石 奥长石: Ab 90~70 中性斜长石 中长石: Ab 70~50 拉长石: Ab 50~30 培长石: Ab 30~10 基性斜长石 钙长石: Ab 10~0
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。 {001}和{010}解理角86-94°.
四、作业
1 描述所有矿物的基本性质 ①正长石(4401);②基性斜长石(4403)(基性火山岩中); ③微斜长石(4407);④天河石(4407-2);⑤鉴定花岗 岩中的主要矿物(钾长石、酸性斜长石、石英、黑云母); ⑥辉长岩(4205);⑦闪长岩(4214)) 形态 颜色 条痕 白色 光泽 透明 度 硬 度 解理
产状:酸性岩、中性岩、基性岩
9 花岗岩中主要矿物鉴定:
正长石:肉红色,自形板状,玻璃光泽,//{001} {010}两组完全解理,H>小刀,具卡氏双晶; 石英 它形粒状,暗灰色,油脂光泽,无解理, H>小 刀; 酸性斜长石:半自形粒状,灰白色,玻璃光泽,可见 完全解理, H>小刀; 黑云母,片状,黑色,珍珠光泽, //{001}极完全解 理,H<小刀。
钡长石 Celsian Ba [Al2 Si 2O8], 代号Cn 钡 冰 长 石 Hyalophane (K, Na, Ba) [(Al,Si)2 Si 2O8]
7 Or与Ab构成不完类质同象系列,形成钾长石亚族 (碱性长石);钾长石K(Potash Feldspar) [Al Si 3O8] ——透长石 Sanidine 高温“Quenched”, 单斜 晶系; ——正长石 Orthoclase 中温慢速冷却,单斜晶系; ——微斜长石 Microcline 较低温慢速冷却,三斜晶 系; 以肉红色,两组完全解理为特征;透长石和正长石常 具卡式双晶,微斜长石和歪长石具格子双晶。
//{001} {010} 两组完全
矿物 名称
化学式
比 重 中
其它
正长 K [Al Si 石 3O8]
肉红 板状 色
>小 玻璃 透明 刀
具卡氏双 晶
2.区别下列相似矿物: ⑴钾(斜)长石与石英;(形态、光泽、解理) ⑵天河石、绿柱石、绿色磷灰石;(矿物类别、形态、解理、硬度、 化学反应)
3 形态特征: 四面体在不同方向排列的紧密程度不同,故有板 柱状、粒状。 4 物性特征() ——几乎不含过渡型离子,颜色浅; ——玻璃光泽,不依颜色而变化; ——发育平行结构密实方向的完全解理; ——因强健骨干架状分布,故硬度大; ——因骨干间空隙大,几乎不含重阳离子,故 比重低;
5长石族 基本组成 ——K+、 Na+、Ca2+ 的铝硅酸盐,基本组分: 钾长石 Orthoclase K [Al Si 3O8], 代号Or; 钠长石 Albite Na [Al Si 3O8], 代号Ab; 钙长石 Anorthite Ca [Al2 Si 2O8], 代号An;