含氧盐矿物大类
合集下载
矿物的分类（简明表）
矿物的分类（简明表）
首先根据化学组成的基本类型，将矿物分为五个大类。
大类以下，根据阴离子（包括络阴离子）的种类分为类，有时在类以下根据络阴离子再分为亚类，如硅酸盐。
类以及亚类以下，一般根据晶体结构型和阳离子性质分为族，有时在族以下根据阳离子种类分为亚族。
族之下根据一定晶体结构和一定化学成分分为种，有时在完全类质同象系列中，根据其所含端元组分的比例划分种为几个亚种，对晶体结构相同，成分或物性稍异的则归为变种或异种。
具体分类方案如下：第一大类自然元素矿物
第二大类硫化物及其类似化合物
第一类单硫化物及其类似化合物
第二类双硫化物及其类似化合物
第三类硫盐
第三大类卤素化合物
第一类氟化物
第二类氯化物
第四大类氧化物和氢氧化物
第一类简单氧化物
第二类复杂氧化物
第三类氢氧化物
第五大类含氧盐
第一类硝酸盐
第二类碳酸盐
第三类硫酸盐
第四类铬酸盐
第五类钨酸盐和钼酸盐
第六类磷酸盐、砷酸盐和钒酸盐第七类硅酸盐
第一亚类岛状结构硅酸盐
第二亚类环状结构硅酸盐
第三亚类链状结构硅酸盐
第四亚类层状结构硅酸盐
第五亚类架状结构硅酸盐
第八类硼酸盐。
个论--含氧盐类--硅酸盐1
四面体共用时，构成二向延展的平面层状[Si4O10]4-。
其中只与一个硅相连的氧叫活性氧，与两个硅相连的氧 叫惰性氧，如滑石结构page157图9-5。
5．架状平面层状硅氧四面体
当硅氧四面体的四个角顶氧全部彼此共用时，每个氧 与两个硅相联系，其中所有的氧都是惰性的，构成向三
维空间发展的“骨架”状[SiO2](图示)。此种结构形式，
本大类矿物晶体结构中阴离子为络阴离子，它们是
[SiO4]4-、[SO4]2-、[P04]3-、[C03]2-、[W04]3-等。
络阴离子在晶体结构中以一 个 独立的结构单位而存在，
如同各大类矿物的简单阴离子（如氧离子、硫离子、氯离
子）在晶体结构中的情况一样，只不过它们的体积比简单 阴离子要大得多，而且形状也比较复杂。
硅氧四面体间以角顶连接成沿一方向无限延伸的链，有单
链和双链。
单链：在单链中，每个硅氧四面体有两个角顶分别与相 邻的硅氧四面体共用，如辉石单链[SiO4]4- ，硅辉石单链
[SiO4]4- 。
双链：两个单链相互联结形成，如角闪石中的双链
[Si4O11]6- 。此双链可视为辉石的一个单链通过一个镜面 反映而得。
4、含氧盐矿物大类 概述
含氧盐是各种含有氧的络阴离子与金属阳离子所组成
的盐类化合物,在地壳中分布很广；
该类矿物占已知矿物总数的三分之二，是地壳中分布 最广泛、最常见的一大类矿物;
成因上几乎在各种地质作用中都有产出，是组成各类
岩石的主要造岩矿物；也是构成多种非金属矿床和金属 矿床的重要矿石矿物和脉石矿物。
离子晶格特性，（透明，呈玻璃光泽，浅色或无色；当其 成分中含铁、锰、过渡性金属元素时，则颜色较深）
第十六章 含氧盐矿物
【形态】 晶体常呈菱面体状，不如方解石 形态多样，晶面常弯曲成马鞍状，聚片双晶 常见；集合体常呈粒状、致密块状，有时呈 多孔状、肾状。 【物理性质】 纯者多为白色，含铁者灰 色—暗褐色，含铁白云石风化后，表面变为 褐色； 玻璃光泽。完全解理，解理面常弯曲。硬度 3.5～4。相对密度2.86，随成分中Fe、Mn、 Pb、Zn含量的增多而增大。有些白云石在阴 极射线作用下发鲜明的橘红光。
【形态】 晶体少见，通常呈柱状、针状或 纤维状。集合体呈晶簇状、肾状、葡萄状、 皮壳状、充填脉状、粉末状、土状等。 在肾状集合体内部具有同心层状或放射纤维 状的特征，由深浅不同的绿色至白色组成环 带。 土状孔雀石称为铜绿(或称石绿)。
【物理性质】 一般为绿色、但色调变化较大， 从暗绿、鲜绿到白色；浅绿色条痕；玻璃至 金刚光泽，纤维状者呈丝绢光泽。完全解理。 硬度3.5～4。相对密度3.9～4.0。
碳酸盐矿物物理性质：硬度不大，一般在3左 右，硬度最大也不超过4.5，非金属光泽，大 多数为无色或白色，含铜者呈鲜绿或鲜蓝色， 含锰者呈玫瑰红色，含稀土或铁者呈褐色。
1、方解石 Ca［CO3］ 【化学组成】常含Mn、Fe、Zn、Mg、Pb、Sr、 Ba、Co等类质同像替代物；当它们达一定的 量时，可形成锰方解石、铁方解石、锌方解 石、镁方解石等变种。此外，晶体中还常见 水镁石、白云石、铁的氢氧化物及氧化物、 硫化物、石英等机械混入物。
2、菱镁矿—菱铁矿 Mg［CO3］—Fe［CO3］ 【化学组成】Mg［CO3］与Fe［CO3］之间可 形成完全类质同像，有时具有Mn、Ca、Ni、 Si等混入物。 【晶体结构】三方晶系； 【形态】 晶体呈菱面体状、短柱状或偏三 角面体状。通常呈粒状、土状、致密块状集 合体；
【物理性质】 富Mg端员白色或浅黄白色、 灰白色，有时带淡红色调，富Fe者呈黄至褐 色、棕色；玻璃光泽。完全解理。硬度 3.5～4.5。相对密度2.9～4.0，富Fe者相对 密度和折射率均增大。 【成因及产状】 菱镁矿主要由含Mg热液交 代白云石及超基性岩而成，此外也有沉积型。 菱铁矿也具有沉积型和热液型两种。
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;
第九章 含氧盐(一)(3)：层状硅酸盐
(OH)2 OH)
云母
TOT
K
黑云母 金云母 锂云母 滑石
滑石 蒙皂石 蛭石 绿泥石
TOT TOT TOT TOTO TOT O'
无 叶蜡石
Na,Ca,K,Li,(H2O)
蒙脱石 蛭石 绿泥石
Mg,Ca, (H2O) [Mg[Mg-OH6]
复杂
高岭石族 Kaolinite Subgroup
——高岭石,迪凯石, ——高岭石,迪凯石,珍珠陶土 高岭石
云母族 Mica Group
TOT型 层间域有大阳离子K Na等 TOT型,层间域有大阳离子K,Na等. 白云母亚族(二八面体型) 白云母亚族(二八面体型) 白云母 黑云母 金云母 锂云母 K{Al2[AlSi3O10](OH)2} K{(Mg,Fe)3[AlSi3O10](OH)2} K{Mg 3[AlSi3O10] (OH)2 } K{Li2-xAl1+x[Al2xSi4-2xO10](F,OH)2} 黑云母亚族(三八面体型) 黑云母亚族(三八面体型)
依八面体片中阳离子数目: 依八面体片中阳离子数目: 三八面体型结构 二八面体型结构
二 晶体化学
1. 化学组成
阴离子: 阴离子: 络阴离子——[T 络阴离子——[T4O10]4-. 附加阴离子——(OH) 附加阴离子——(OH)-,F-,Cl-,O2-,(H3O)+ 阳离子——惰气型和过渡型 阳离子——惰气型和过渡型 水分子: 少数有H 水分子: 少数有H2O
一 概述
结构单元层类型: 结构单元层类型: 依结构单元层的配置: 依结构单元层的配置: TO型 蛇纹石-高岭石族; TO型(1:1型):蛇纹石-高岭石族; TOT型 滑石-叶蜡石族;云母族;绿泥石族; TOT型(2:1型):滑石-叶蜡石族;云母族;绿泥石族;
第九章 含氧盐(一)(2)：岛、链状硅酸盐
锆石 橄榄石 石榴石 红柱石 蓝晶石 黄玉 十字石 绿帘石 绿柱石 电气石
柱状, 柱状,无,7.5-8 7.5粒状, 6.5粒状,中,6.5-7 粒状, 6.5粒状,无,6.5-7.5 柱状,{110}中,6.5柱状,{110}中,6.5-7.5 板状,{100}完,{010}中 板状,{100}完,{010}中,二硬 柱状,{001}完 柱状,{001}完,8 柱状,{010}中 柱状,{010}中, 7.5 柱状,{001}完 柱状,{001}完,6 柱状, 柱状,无,7-7.5 柱状, 7.5柱状,无,7.5-8
Hale Waihona Puke 橄榄石红柱石族:红柱石, 红柱石族:红柱石,蓝晶石
Al2SiO5三种同质多像变体:
蓝晶石Al 蓝晶石AlⅥAlⅥ[SiO4]O—Al2[SiO4]O; 红柱石Al 红柱石AlⅥAlⅤ[SiO4]O—Al2[SiO4]O; 夕线石Al 夕线石AlⅥ[AlⅣSiO5]— Al[ AlSiO5]. Al[ AlSiO 前二者属本族矿物,夕线石为链状硅酸盐. 前二者属本族矿物,夕线石为链状硅酸盐.
黄玉(黄晶) 黄玉(黄晶)
十字石 (Staurolite) (Staurolite)
FeAl4[SiO4]2O2(OH)2
【晶体结构】 斜方晶系. 晶体结构】 斜方晶系. 【形态】 晶形呈短柱状.穿插双晶. 形态】 【物理性质】 深褐,红褐,黄褐色;玻璃光泽,但变化后 物理性质】 (或不纯净)常显暗淡无光或如土状.解理{010}中等.硬度7.5. 或不纯净)常显暗淡无光或如土状.解理{010}中等.硬度7.5. 相对密度:3.74～3.83. 相对密度:3.74～3.83. 【成因及产状】 主要是区域变质及少数接触变质作用的产物. 成因及产状】 【鉴定特征】 短柱状,横断面为菱形,特别是双晶形状,深 鉴定特征】 短柱状,横断面为菱形,特别是双晶形状,深 褐,红褐色,硬度大,以此可与红柱石区别. 褐,红褐色,硬度大,以此可与红柱石区别.
含氧盐矿物大类
⑤ 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：
① 岛状者G偏大，一般在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。
② 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。
（二）晶体化学特征
[SiO4]4-四面体[SiO4]4-四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）： [SiO4]4-四面体中与1个Si
相联结的O。
惰性氧（桥氧桥氧）： [SiO4]4-四面体中与2个Si
2）解理：明显受结构中强键的分布 所控制：
① 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。
② 环状者，如有解理，则为柱状 或∥底轴面的解理。
③ 链状者具∥链的方向的柱状 完全解理。
④ 层状者，具∥层的极完全解理。 （完全的底面解理）
⑤ 架状者，视其晶体格架类型而
Chap.11
含氧盐矿物大类
§1 概 述
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。
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：
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：
① 岛状者G偏大，一般在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。
② 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。
（二）晶体化学特征
[SiO4]4-四面体[SiO4]4-四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）： [SiO4]4-四面体中与1个Si
相联结的O。
惰性氧（桥氧桥氧）： [SiO4]4-四面体中与2个Si
2）解理：明显受结构中强键的分布 所控制：
① 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。
② 环状者，如有解理，则为柱状 或∥底轴面的解理。
③ 链状者具∥链的方向的柱状 完全解理。
④ 层状者，具∥层的极完全解理。 （完全的底面解理）
⑤ 架状者，视其晶体格架类型而
Chap.11
含氧盐矿物大类
§1 概 述
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。
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：
第十二章 含氧盐大类
矿物学各论
第四大类 含氧盐
第一类 硅酸盐
五、晶格类型和性质
硅酸盐晶格中，在四面体骨干内部的Si与O间主要是 共价键，在四面体骨干和阳离子之间主要是离子键， 所以硅酸盐矿物主要表现透明、条痕白色、玻璃光泽 等离子晶格的特点。但不同硅酸盐矿物所表现的物性 十分复杂、多变，主要受两方面影响：
1.硅氧骨干
矿物学各论
概述
第四大类 含氧盐
含氧盐是金属阳离子和含氧酸根结合而成 的化合物。分布极广，占已知矿物总数2/3以 上。可分为八大类： 硅酸盐类 ；硼酸岩类； 磷酸盐、砷酸盐 、钒酸盐类 ；钨酸盐、 钼 酸盐类；铬酸盐类 ；硫酸盐类；碳酸盐类； 硝酸盐类。
矿物学各论
第四大类 含氧盐
概述
1.络阴离子特点
矿物学各论
第一亚类
第四大类 含氧盐
第一类 硅酸盐
岛状硅酸盐
石榴石族
化学式为A3B2〔SiO4〕3，A为 Mg2+、Fe2+、Mn2+ 、Ca2+ 等二价阳离子，B为Al3+、Fe3+、Cr3+等三价阳离子
矿物学各论
第一亚类
第四大类 含氧盐
第一类 硅酸盐
岛状硅酸盐
石榴石族
按阳离子间的类质同象关系可分为：
绿帘石
【化学组成】 Ca2FeAl2[Si2O7][SiO4]O(OH) 【晶体结构】单斜晶系 【形态】晶体呈柱状。一般呈柱状、 放射状、晶簇状集合体。
第一类 硅酸盐
二、结构特点
（6）架状四面体骨干〔AlxSinxO2n〕x-，硅氧四面体在三度空 间无限联结，在整个晶体构造
中形成一个整体。当一个硅氧 四面体的4个O2-都被共用时， Si和O的比率即为1∶2，其 “络阴离子”化学式为〔SiO2〕 0，即已无负价，不能成为阴离
8-9含氧盐矿物概论
00:43
3
含氧盐矿物大类
• 由于络阴离子半径较大（一般大于2.5A），因此 需要与半径较大的金属阳离子相结合，才能形成 稳定的化合物。
• 若与离子半径较小的金属阳离子结合，为了保持 稳定，阳离子必须先与水分子结合形成水合离子 （或称水化阳离子），增大了体积后才能与络阴 离子形成稳定的含水化合物。
过地壳总重量的4/5以上。 它们是三大类岩石的主要组成矿物，也是工业和
农业上重要的矿物资源。
00:43
2
含氧盐矿物大类
化学组成 阳离子：惰性气体型离子最为重要；其次为部 分亲氧的过渡型离子；铜型离子少见。
络阴离子：[SiO4]4-、[SO4]2-、[CO3]2-、[PO4]3、[WO4]2-、[BO4]3-、[AsO4]3-、[VO4]3-、 [MoO4]2-、[NO3]-、[CrO4]2-……
00:43
24
硅酸盐矿物
00:43
25
硅酸盐矿物
在硅酸盐结构中，架状结构并不完全由硅氧四面 体组成，而必须有一部分硅氧四面体[SiO4]4-被铝 氧四面体[AlO4]5-所代替，这样才能出现多余的负 电荷，而成为架状络阴离子。
其它含氧盐类
00:43
硫酸盐类 碳酸盐类 钨酸盐类 砷酸盐类 钼酸盐类
硝酸盐类 磷酸盐类 硼酸盐类 钒酸盐类 铬酸盐类
6
硅酸盐矿物
硅酸盐矿物是地壳中分布最 广泛的含氧盐类矿物，已经 发现的矿物有800多种，其 质量约占地壳质量的80%。
00:43
7
硅酸盐矿物
研究意义 是三大类岩石的主要造岩矿物，是组成地壳的物 质基础； 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。
含氧盐大类
概述
硅酸盐矿物种类繁多，约占矿物种总数的24%，占地 壳总重量75%左右。 化学成分 阳离子元素有57种之多，主要是惰性气体型离子 和过渡型离子。阴离子部分除 [SiO4]4- 络阴离子及它们相互 连接而成的一系列复杂络阴离子外，有时还存在 (OH)-、F-、 Cl-、O2-以及附加阴离子。此外，还存在水分子H2O。
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 Pyrope Mg3Al2[SiO4]3 铁铝石榴子石 Almandite Fe3Al2[SiO4]3 锰铝石榴子石 Spessartite Mn3Al2[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 Grossularite Ca3Al2[SiO4]3 钙铁石榴子石 Andradite Ca3Fe2[SiO4]3 钙铬石榴子石 Uvarovite Ca3Cr2[SiO4]3 钙钒石榴子石 Goldmanite Ca3V2[SiO4]3 钙锆石榴子石 Kimzeyite Ca3Zr 2[SiO4]3
成因：三大类岩石，其矿物成分无不以硅酸盐为主。 成因上，从岩浆作用到表生作用、变质作用的成岩成 矿过程中，均普遍的有硅酸盐矿物形成。岩浆作用中， 随着结晶分异地进行，硅酸盐矿物的结晶顺序有自岛 状、经链状向层状及架状过渡的趋势。在变质作用过 程中，随着压力的增加，有利于架状或层状向链状、 岛状转变；而温度的增高，促使含 (OH)- 的层状或双 链状结构向单链状、岛状结构矿物转变。表生状态下， 原岩遭受风化，大都形成在表生状态下稳定的层状结 构硅酸盐矿物。
8-9 含氧盐矿物
硅酸盐矿物
解理：与硅氧骨干形式有关。 层状结构者常平行层面有极完全解理，如云母、 滑石等； 链状结构常平行于链延长的方向产生解理，如 辉石、角闪石； 架状结构者，解理决定于架中化学键的分布， 其完全程度视键力情况而定； 具岛状、环状结构者，解理一般不发育。
33
21:24
硅酸盐矿物
比重
21:24
11
硅酸盐矿物
由于Si4+离子的化合价为 4 ，它赋予每个氧离子的 电价为1，即等于氧离子电价的一半。
氧离子另一半电价可以用来联系其它阳离子，也
可以与另一个硅氧四面体以共用角顶的形式，连 结形成各种形式的复杂络阴离子------硅氧骨干。
导致硅酸盐晶体结构的多样性和复杂性。
12
21:24
环还可以重叠起来形成双环，如六方双环
[Si12O30]12-。
其中六方环最为常见，如绿柱石。
21:24 16
硅酸盐矿物
21:24
17
硅酸盐矿物
链状硅氧骨干：硅氧四面体以角顶联结成沿一个
方向无限延伸的链，包括单链和双链等。 单链中每个硅氧四面体以两个角顶分别与相邻的 两个硅氧四面体共用，如辉石中的单链，其络阴 离子可以用[Si2O6]n4n-表示。
如橄榄石、锆石。
21:24
14
硅酸盐矿物
孤立四面体[SiO4]421:24
两个硅氧四面体共用一个角 顶构成双四面体[Si2O7]615
硅酸盐矿物
环状硅氧骨干：硅氧四面体以共用角顶联结成
封闭的环。
根据环中四面体的数目，可分为三方环[Si3O9]6-、
四方环[Si4O12]8-、六方环[Si6O18]12-等。
9-10 含氧盐矿物
玻璃、陶瓷工艺的重要原料。 大而透明的晶体是制造高级宝石的原料。
06:05 49
06:05
50
红柱石
Al2[SiO4]O, 可含少量的Fe3+和Na、K等。 结构特点: 斜方晶系。 晶体形态: 单晶体呈柱状，其横切面接近于正方形， 是由斜方柱和平行双面组成的聚形。 物理性质: 常呈灰白-肉红色，玻璃光泽。硬度 7~7.5，{110}解理中等，夹角90°48′，相对密度 3.13~3.15。 51 06:05
06:05
29
硅酸盐矿物
06:05
30
硅酸盐矿物
光学性质：硅酸盐矿物主要为离子晶格，矿物一 般为透明、玻璃-金刚光泽，浅色或无色。 硬度：硅酸盐矿物硬度一般较高。 其中岛状硅酸盐结构紧密，键力最强，硬度最 高，可达6~8； 层状结构的硅酸盐层间联系弱，硬度大为降低， 大都小于3。
06:05 31
06:05
17
硅 酸 盐 矿 物
06:05
单链
18
双链
硅酸盐矿物
层状硅氧骨干：每一硅氧四面体均以三 个角顶分别与相邻的三个硅氧四面体相 边接，形成在二维空间内无限延伸的层。 例如滑石。
其络阴离子可以用[Si4O10]n4n-来表示。
06:05
19
硅酸盐矿物
滑石的层状 硅氧骨干
06:05
[SiO4]
• 八月诞生石-象征夫妻幸福 • 颜色稳定单纯 • 深浅相知，夫妻和睦
06:05
41
石榴石族
化学通式： X3Y2[SiO4]3 X2+： Mg2+、Fe2+、Mn2+、Ca2+等 Y3+： Al3+、Fe3+、Cr3+等 类质同象广泛存在。分成两个系列： 铝系： (Mg,Fe,Mn)3Al2[SiO4]3 钙系： Ca3(Al,Fe,Cr)2[SiO4]3 结构特点: 等轴晶系
06:05 49
06:05
50
红柱石
Al2[SiO4]O, 可含少量的Fe3+和Na、K等。 结构特点: 斜方晶系。 晶体形态: 单晶体呈柱状，其横切面接近于正方形， 是由斜方柱和平行双面组成的聚形。 物理性质: 常呈灰白-肉红色，玻璃光泽。硬度 7~7.5，{110}解理中等，夹角90°48′，相对密度 3.13~3.15。 51 06:05
06:05
29
硅酸盐矿物
06:05
30
硅酸盐矿物
光学性质：硅酸盐矿物主要为离子晶格，矿物一 般为透明、玻璃-金刚光泽，浅色或无色。 硬度：硅酸盐矿物硬度一般较高。 其中岛状硅酸盐结构紧密，键力最强，硬度最 高，可达6~8； 层状结构的硅酸盐层间联系弱，硬度大为降低， 大都小于3。
06:05 31
06:05
17
硅 酸 盐 矿 物
06:05
单链
18
双链
硅酸盐矿物
层状硅氧骨干：每一硅氧四面体均以三 个角顶分别与相邻的三个硅氧四面体相 边接，形成在二维空间内无限延伸的层。 例如滑石。
其络阴离子可以用[Si4O10]n4n-来表示。
06:05
19
硅酸盐矿物
滑石的层状 硅氧骨干
06:05
[SiO4]
• 八月诞生石-象征夫妻幸福 • 颜色稳定单纯 • 深浅相知，夫妻和睦
06:05
41
石榴石族
化学通式： X3Y2[SiO4]3 X2+： Mg2+、Fe2+、Mn2+、Ca2+等 Y3+： Al3+、Fe3+、Cr3+等 类质同象广泛存在。分成两个系列： 铝系： (Mg,Fe,Mn)3Al2[SiO4]3 钙系： Ca3(Al,Fe,Cr)2[SiO4]3 结构特点: 等轴晶系
第九章_含氧盐_一__2_：岛_链状硅酸盐——【矿物学】
｛010｝中等；常见贝壳状断口。硬度6.5～7。相对密度 3.27～4.37 【鉴定特征】 以其特有的橄榄绿色，粒状、解理性差，具贝壳
【主要用途】 镁质耐火材料；宝石原料。
橄榄石
红柱石族：红柱石、蓝晶石
Al2SiO5三种同质多像变体： 蓝晶石AlⅥAlⅥ［SiO4］O—Al2［SiO4］
O； 红柱石AlⅥAlⅤ［SiO4］O—Al2［SiO4］
(3)蓝晶石AlⅥAlⅥ［SiO4］O相对密度最大(3.53～3.65)， 结构最紧密，其氧离子作近似的立方最紧密堆积， AlⅥ形成
红 柱 石
蓝晶石
黄玉(Tapaz) Al2［SiO4］(F,OH)2
【化学组成】 从伟晶岩→云英岩→热液,黄玉的F∶OH从大→小 （3∶1到1∶1） 。
【晶体结构】 【形态】 【物理性质】 无色或微带蓝绿色，黄色，乳白色，黄褐色或红黄
O； 夕线石AlⅥ［AlⅣSiO5］— Al
［ AlSiO5］。
前二者属本族矿物，夕线石为链状硅酸盐。
三种矿物结构上的差异导致了它们形态、 物性的差异:
(1)红柱石为柱状晶体，｛110｝解理发育，其柱体及解理 都平行于［AlO6 AlⅥAlⅤ［SiO4］O ］八面体链；
(2)蓝晶石为板状晶体，最发育的解理是｛100｝，其板状 晶形及解理都平行于［AlO6］八面体链相联所形成的层；
鉴定特征： 以其晶形，大的硬度，金刚光泽为特征。
锆石
石榴石族(Garnet) ：
A3B2［SiO4］3 铁铝榴石系列：(Mg,Fe,Mn)3Al2［SiO4］3
镁铝石榴子石 (Pyrope ) Mg3Al2［SiO4］3 铁铝石榴子石 (Almandite) Fe3Al2 ［SiO4］3 锰铝石榴子石 (Spessartite) Mn3Al2 ［SiO4］3
【主要用途】 镁质耐火材料；宝石原料。
橄榄石
红柱石族：红柱石、蓝晶石
Al2SiO5三种同质多像变体： 蓝晶石AlⅥAlⅥ［SiO4］O—Al2［SiO4］
O； 红柱石AlⅥAlⅤ［SiO4］O—Al2［SiO4］
(3)蓝晶石AlⅥAlⅥ［SiO4］O相对密度最大(3.53～3.65)， 结构最紧密，其氧离子作近似的立方最紧密堆积， AlⅥ形成
红 柱 石
蓝晶石
黄玉(Tapaz) Al2［SiO4］(F,OH)2
【化学组成】 从伟晶岩→云英岩→热液,黄玉的F∶OH从大→小 （3∶1到1∶1） 。
【晶体结构】 【形态】 【物理性质】 无色或微带蓝绿色，黄色，乳白色，黄褐色或红黄
O； 夕线石AlⅥ［AlⅣSiO5］— Al
［ AlSiO5］。
前二者属本族矿物，夕线石为链状硅酸盐。
三种矿物结构上的差异导致了它们形态、 物性的差异:
(1)红柱石为柱状晶体，｛110｝解理发育，其柱体及解理 都平行于［AlO6 AlⅥAlⅤ［SiO4］O ］八面体链；
(2)蓝晶石为板状晶体，最发育的解理是｛100｝，其板状 晶形及解理都平行于［AlO6］八面体链相联所形成的层；
鉴定特征： 以其晶形，大的硬度，金刚光泽为特征。
锆石
石榴石族(Garnet) ：
A3B2［SiO4］3 铁铝榴石系列：(Mg,Fe,Mn)3Al2［SiO4］3
镁铝石榴子石 (Pyrope ) Mg3Al2［SiO4］3 铁铝石榴子石 (Almandite) Fe3Al2 ［SiO4］3 锰铝石榴子石 (Spessartite) Mn3Al2 ［SiO4］3
矿物学4-4
2
含氧盐概述
1.络阴离子特点
晶体结构中，含氧酸根呈独立的阴离子团（络 阴离子），因不同络阴离子的形状、半径、电价等的 不同，引起各类含氧盐的化学成分、物理性质、成因 的不同；络阴离子的负电价越高，其无水正盐的硬度 越大，越倾向于高温、内生条件下形成，如橄榄石； 反之，矿物的硬度低，溶解度大，倾向外生低温条件 下形成，如硫酸盐、硝酸盐等。
亚类
岛状结构 硅酸盐 环状结构 硅酸盐 链状结构 硅酸盐 层状结构 硅酸盐 架状结构 硅酸盐
硅氧骨干形式
孤立四面体 [SiO4]4双四面体 [Si2O7]6六方环状硅氧骨干最重要 [Si6O18]12单链结构硅氧骨干 双链结构硅氧骨干
Si∶O
1∶4 1∶3.5
1∶ 3
1∶ 3 1∶2.75
[Si2O6 ]4n n
12
架状络阴离子：每一硅氧四面体均以其全部四个角顶 与相邻的四面体连接，组成在三维空间中无限扩展的 骨架。此时，每个氧离子都是桥氧。
当硅氧四面体彼此共用四个角顶时构成向三维空间发展 的骨架状[SiO2]，但是在硅酸盐中，这种架状结构并不完全由 硅氧四面体组成，而必须有一部分硅氧四面体（Si-O4）被铝 氧四面体（Al-O4）所代替，这样才能出现多余的负电荷，而 成为架状络阴离子，这种络阴离子可用通式[(AlxSin-x)O2n]x表 13 示。
8
根据硅氧四面体在结构中的连接方式的不同，可以区
分出下列五种类型的络阴离子，也可以说成是五种骨干。
岛状络阴离子：常见的岛状络阴离子有单个硅氧四面体 [SiO4]4-或双四面体[Si2O7]6-等，在结构中孤立存在。它们 彼此间靠其它金属阳离子连接。
孤立四面体[SiO4]4-
两个硅氧四面体共用一个 角顶构成双四面体[Si2O7]69
矿物各论-第19章 含氧盐：岛、环、链状硅酸盐
【主要用途】 镁质耐火材料；宝石原 料。
n
a
b
d
o
g
l
b
ml b
c do
a mb
图1-15 橄榄石的晶体形态 平行双面:a｛100｝，b｛010｝，c｛001｝；
斜方柱:m｛110｝
图19-14橄榄石的单岛状结构
［SiO4］四面体为单岛状，Mg2+、Fe2+等阳离子存在 于M1畸变八面体和M2八面体中。
图19-30 绿柱石的六方环状结构。［Si6O18］六方环垂直c轴同心平行 排列，上下两个环错动25°，形成平行c轴的宽阔通道。[BeO4]四面 体和[AlO6]八面体分布在环的外侧，将上下左右的［Si6O18］六方环 连在一起。
c m
绿柱石
绿柱石和云母
电气石(Tourmaline)
Na(Mg,Fe)3Al6［Si6O18］［BO3］3(OH,F)4
(1)红柱石AlⅥAlⅤ［SiO4］O相对密 度小(3.13～3.16)，结构最松，出现罕见 的五次配位AlⅤ，形成于低温、低压条件；
(2)夕线石AlⅥ［AlⅣSiO5］相对密度 较大(3.23～3.27)，结构较红柱石紧， AlⅤI 可稳定于比红柱石较高的压力范围 内，AlIV形成于低压高温环境 ；
链间两种空隙： 小空隙M1：位于硅氧四面体活性氧相对的位置，由较小的阳离子
Fe++, Mg++, Al+++占据，呈正八面体配位；
大空隙Ｍ2：位于硅氧四面体底面相对的位置，可由大（Na+, Ca++）
小（Fe++, Mg++）两种离子占据，分别呈畸变立方体和八面体配位。
n
a
b
d
o
g
l
b
ml b
c do
a mb
图1-15 橄榄石的晶体形态 平行双面:a｛100｝，b｛010｝，c｛001｝；
斜方柱:m｛110｝
图19-14橄榄石的单岛状结构
［SiO4］四面体为单岛状，Mg2+、Fe2+等阳离子存在 于M1畸变八面体和M2八面体中。
图19-30 绿柱石的六方环状结构。［Si6O18］六方环垂直c轴同心平行 排列，上下两个环错动25°，形成平行c轴的宽阔通道。[BeO4]四面 体和[AlO6]八面体分布在环的外侧，将上下左右的［Si6O18］六方环 连在一起。
c m
绿柱石
绿柱石和云母
电气石(Tourmaline)
Na(Mg,Fe)3Al6［Si6O18］［BO3］3(OH,F)4
(1)红柱石AlⅥAlⅤ［SiO4］O相对密 度小(3.13～3.16)，结构最松，出现罕见 的五次配位AlⅤ，形成于低温、低压条件；
(2)夕线石AlⅥ［AlⅣSiO5］相对密度 较大(3.23～3.27)，结构较红柱石紧， AlⅤI 可稳定于比红柱石较高的压力范围 内，AlIV形成于低压高温环境 ；
链间两种空隙： 小空隙M1：位于硅氧四面体活性氧相对的位置，由较小的阳离子
Fe++, Mg++, Al+++占据，呈正八面体配位；
大空隙Ｍ2：位于硅氧四面体底面相对的位置，可由大（Na+, Ca++）
小（Fe++, Mg++）两种离子占据，分别呈畸变立方体和八面体配位。
含氧盐(4)：架状硅酸盐
分类：
——长石族
正长石亚族； 斜长石亚族； ——似长石： 白榴石族； 霞石族； 方柱石族； 方钠石族； ——沸石族
二 长石族
1. 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;
——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。
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；
沸石族
化学式：AmXpO2p·nH2O， A=Na、Ca、K，少量Ba、Sr、Mg等； X=Si、Al。 天然沸石约有36种。
结构：具宽阔的空洞和通道，被A离子和沸石水占据。
形态：纤维状、束状、柱状、板状，也有粒状； 物性：无色或白色。有的沸石有发光性。相对密度轻(一般在 1.9～2.3)、硬度低(一般为3.5～5.5)、折射率低、易分解。一般 都有一组完全解理。 成因：火山岩，火山沉积岩
钡长石 Celsian Ba [Al2 Si 2O8]， 代号Cn 钡冰长石 Hyalophane (K, Na, Ba) [(Al,Si)2 Si 2O8]
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
三八面体型
二八面体型
5、架状硅氧骨干
硅氧四面体彼此共 用四个角顶时构成向三 维空间发展的骨架。 但是在硅酸盐中， 这种架状结构并不完全 由硅氧四面体组成，而 必须有一部分硅氧四面 体被铝氧四面体）所代 替，这样才能出现多余 的负电荷，而成为架状 络阴离子， [(AlxSinxx)O2n]
三、Al的作用
四、Si-O键性
硅酸盐矿物的形态取决于硅氧骨干的型式和阳离子配位多面 体的连接方式，特别是[AlO6]八面体的连结方式 [SiO4]4Si:O=1:4 共价键性 共价键性 共价键性 共价键性 100% 75% 75% 64%
[Si6O18]12- Si:O=1:3 [Si2O6]-4 [Si4O11]-6 Si:O=1:3 Si:O=1:2.75
硅酸盐矿物在自然界分布极为广泛，已知硅酸盐矿物有 600余种 ，约占已知矿物种的1/4，就其质量而言，约占 地壳岩石圈岩质量的85%。 硅酸盐矿物是三大类岩石的主要造岩矿物，同时也是 工业上所需要的多种金属和非金属的矿物资源，此外，还 有不少硅酸盐矿物是珍贵的宝石矿物
一、化学成分
阳离子主要是惰性气体型离子和部分过渡型离子，铜型离子 很少 阴离子主要是由Si和O组成的硅氧骨干（络阴离子），此 外还可出现附加阴离子O2-、OH-、F-、Cl-，以及S2-、 [CO3]2-、[SO4]2-等，还可有水分子的参与
二、晶体结构
硅氧骨干 硅酸盐的基本构造单元中Si和O组成的硅氧四 面体[SiO4]4-，在硅酸盐结构中[SiO4]4-四面体既可以孤立地 被其它阳离子包围起来，也可以彼此以共角顶的方式连结 起来形成各种形式的硅氧骨干与其它阳离子结合， 目前所 发现的硅氧骨干形式已有数十种，主要有5种
1、岛状硅氧骨干
单四面体[SiO4]4-
两个硅氧四面体共用一个 角顶构成双四面体 [Si2O7]6-
2、环状硅氧骨干
硅氧四面体彼此之间共用两个角顶构成封闭的环状 三方环[Si3O9]6-、四方环[Si4O12]8-及六方环[Si6O18]12-
3、链状硅氧骨干
硅氧四面体彼此之间共用两个角顶构成一向延伸的单链
单链
辉石式 -[Si2O6]-4
硅灰石式 -[Si3O9]-6
蔷薇辉石式 -[Si5O15]-10
双链
硅氧四面体部分共用两个角顶，部分共用三个角顶相互联接构成一向延 伸的双链
角闪石式 [Si4O11]-6
硬硅钙石 [Si4O11]-6
夕线石式 [AlSiO5]-3
4、层状硅氧骨干
硅氧四面体共用三个角顶构成二向延展的平面层状[Si4O10]4-
硅酸盐[SiO4]4-、碳酸盐[CO3]2-、硫酸盐[SO4]2-、
磷酸盐[PO4]3-、钒酸盐[VO4]3-、砷酸盐[As5+O4]3-、
硝酸盐[NO3]硼酸盐[B3+O3]3-等
硅酸盐类矿物
硅酸盐 矿物 硅和氧是地壳中分布最广，平均含量最高的元素，其克拉 克值分别为27.72%和46.6%，硅和ห้องสมุดไป่ตู้除结合形成SiO2矿物 外，主要构成Si-O络阴离子与其他阳离子结合形成大量的 硅酸盐。
Al可以呈4次配位，代替部分的Si4+进入络阴离子，形成 铝硅酸盐，如钠长石Na[AlSi3O8]
Al可以呈6次配位，存在于硅氧骨干之外，作为阳离子， 形成铝的硅酸盐，如高岭石Al4[Si4O10](OH)8
Al的两种配位形式可以同时存在于同一构造中，形成铝 的铝硅酸盐，如白云母KAl2[AlSi3O8](OH)2 ［A1O4］四面体为不稳定的配位形式，在结构中需要由［SiO4］四面
[Si4O10]4-
Si:O=1:2.5
共价键性
共价键性
60%
50%
[(AlxSin-x)O2n]x- Si:O=1:2
体的支持，
只有在具有无限延伸的硅氧骨干(链、层、架)的结构中，Al代Si才有可
能，而在具有架状硅氧骨干的硅酸盐中，Al代Si是必须的。Al代Si的 易难顺序如下、架状、层状、双链和和单链。
在晶体结构，两个［AlO4］不能相连，Al代Si的数目不能超过硅氧骨
干中Al和Si的总数的一半。即Al:Si1:1。
含氧盐矿物大类
含氧盐是各种含氧酸根络阴离子与金属阳离子所组成的 盐类化合物。它们约占已知矿物种数的三分之二，是地壳中 分布最广泛、最常见的一大类矿物。国民经济中许多重要的 矿物原料，特别是非金属矿物材料，如化工、陶瓷、冶金辅 助原科以及许多贵重的宝(玉)石原料，主要是来自含氧盐矿物
根据络阴离子种类的不同，可将含氧盐大类矿物作进 一步分类如下：