第九章 含氧盐(一)(3):层状硅酸盐

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同种矿物不同多型之间也可混层连生,但不叫混层矿物. 同种矿物不同多型之间也可混层连生,但不叫混层矿物.
四 粘土矿物
Clay Mineral
粒度小于2μm;层状硅酸盐. 粒度小于2μm;层状硅酸盐. 特性: 特性:
吸附性,离子交换性,吸水膨胀性,加热膨胀性, 吸附性,离子交换性,吸水膨胀性,加热膨胀性, 可 塑性,烧结性. 塑性,烧结性. 结构越无序,缺陷越多,颗粒越细,活性越好. 结构越无序,缺陷越多,颗粒越细,活性越好.
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;
伊利石(水云母) 伊利石 (水云母 ) 族 ; 埃洛石 ( 叙永石 , 多水高岭石 ) 族 ; 蒙 埃洛石(叙永石,多水高岭石) 脱石-蛭石族. 脱石-蛭石族.

高岭石 族 蛇纹石
结构单元 基本类型
层间域成分
无 无
矿物种
高岭石 蛇纹石 白云母
O层阳离 子
Al(二八) Al(二八) 二八
晶体化 学式
(OH)8 OH)
鉴定特 征
TO TO
Mg ( 三八 ) Al ( 二八 ) Mg,Fe Mg Li,Al Mg Al Al,Mg Mg,Fe,Al
Mg, Al ,Fe
第九章 含氧盐矿物大类 Salt with Oxygen 硅酸盐矿物类(三) 硅酸盐矿物类(
——层状硅酸盐矿物亚类 层状硅酸盐矿物亚类 PHYLLOSILICATES
一 概述
结构: Si-O骨干共用三个角顶构成六方网层(SHEETS),与骨 共用三个角顶构成六方网层( 结构: Si- 骨干共用三个角顶构成六方网层 SHEETS) 干外阳离子互相联系组成结构层. 干外阳离子互相联系组成结构层. 成分: 成分: 出现附加阴离子(OH) 出现附加阴离子(OH)-,F-,Cl-; Si- 骨干中可有Al 代替Si Si, Si-O骨干中可有AlIV代替Si,AlIV / Si ≤1:3. 形态:平行结构层的片状 短柱状. 形态:平行结构层的片状,短柱状. 片状, 物性: 物性: 发育平行结构层的极完全解理 发育平行结构层的极完全解理; 平行结构层的极完全解理; 依阳离子由惰气型向过渡型转变,颜色由浅而深; 依阳离子由惰气型向过渡型转变,颜色由浅而深; 玻璃光泽,不依颜色而变化. 玻璃光泽,不依颜色而变化.
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)
TO型 二八面体型,层间无阳离子.三斜或单斜晶系. TO型,二八面体型,层间无阳离子.三斜或单斜晶系.
高岭石(Kaolinite) 高岭石(Kaolinite)Al4[Si4O10](OH)8 (Kaolinite)
多为隐晶质致密块状或土状集合体. 纯者白色,因含杂质可成其他颜色;土状或蜡状光泽.{001} 纯者白色,因含杂质可成其他颜色;土状或蜡状光泽.{001} 极完全解理.硬度2.0~3.5.相对密度2.60~2.63.土状块体具粗 极完全解理.硬度2.0~3.5.相对密度2.60~2.63.土状块体具粗 糙感,干燥时具吸水性 粘舌),湿态具可塑性 阳离子交换性能差. 糙感,干燥时具吸水性(粘舌),湿态具可塑性.阳离子交换性能差. 吸水性( 可塑性. 【成因及产状】 酸性介质,风化作用或低温热液交代的产物. 成因及产状】 酸性介质,风化作用或低温热液交代的产物 风化作用或低温热液交代的产物.
(3)层间域的重要意义
——吸附性 吸附性 ——阳离子交换性 阳离子交换性 ——膨胀性 膨胀性
三 八 面
层间域
型 性 结 构
TOT型
滑 石 的 晶 体 结 构
二 晶体化学
4. 化学键性
结构单元层内:共价键和离子键; 结构单元层内:共价键和离子键; 结构单元层间:分子键, 结构单元层间:分子键,氢键
3. 层间域
结构单元层电荷平衡时: (1)无层间物——结构单元层电荷平衡时: 无层间物 例 : 滑 石 Mg3[Si4O10](OH)2 ; ; 高 岭 石 Al4[Si4O10](OH)8 ; 叶 蜡 石 Al2[Si4O10](OH)2 结构单元层电荷不平衡时: (2)有层间物——结构单元层电荷不平衡时: 有层间物 例:黑云母 K{Mg3[AlSi3O10](OH)2}; 白云母 K{Al2[AlSi3O10](OH)2} ; 蒙脱石 Ex(H2O)4{(Al2-x,Mgx)2[(AlSi)4O10](OH)2} , AlSi) E——Na+,Ca2+ Na
例:高岭石Al4[Si4O10](OH)8 高岭石Al
三八面体型:层状结构中结构单元层八面体空隙 三八面体型:
由二价阳离子充填
例:滑石Mg3[Si4O10](OH)2 滑石Mg
O
阳离子
OHຫໍສະໝຸດ Baidu
八面体空隙
与[SiO4]四面体所形成的六方网格相适应的八面体空隙 四面体所形成的六方网格相适应的八面体空隙
二 晶体化学
物理性质: 物理性质:
一般具玻璃光泽,珍珠光泽. 一般具玻璃光泽,珍珠光泽. 平行结构单元层一组极完全解理; 平行结构单元层一组极完全解理; 低的硬度; 低的硬度; 薄片具弹性 挠性,少数具脆性; 薄片具弹性或挠性,少数具脆性; 弹性或 相对密度较小. 相对密度较小.
六 主要矿物概览
层状硅酸盐矿物亚类矿物特征
二 晶体化学
2. 结构单元层
(1)TOT型和TO型 TOT型和TO型 型和TO Sheet. T:四面体片 Tetrahedral Sheet.-活性氧, 活性氧,惰性氧
O:八面体片 Octohedral Sheet. Sheet. TO型 高岭石Al TO型(1:1型):例:高岭石Al4[Si4O10](OH)8 TOT型 滑石Mg TOT型(2:1型):例:滑石Mg3[Si4O10](OH)2
蛇纹石族 Serpentine Subgroup
TO型 三八面体型.主要为单斜晶系.层间无物 TO型,三八面体型.主要为单斜晶系.层间无物. 层间无物. 蛇纹石() 蛇纹石()Mg6[Si4O10](OH)8 () 通常呈致密块状.纤维状者称蛇纹石石棉,亦称温石棉. 通常呈致密块状.纤维状者称蛇纹石石棉,亦称温石棉. 深绿,黑绿,黄绿等各种色调的绿色,并常呈青,绿斑驳如 蛇皮.铁的代入使颜色加深,密度增大.油脂或蜡状光泽,纤维 状者呈丝绢光泽.硬度2.5~3.5.相对密度2.2~3.6.除纤维状 状者呈丝绢光泽.硬度2.5~3.5.相对密度2.2~3.6.除纤维状 者外,解理{001}完全. 者外,解理{001}完全. 超基性岩或白云岩经热液交代而成
研究方法: 研究方法:
差热分析(测试其脱水温度及相变温度曲线) 差热分析(测试其脱水温度及相变温度曲线),扫描电 观察其细小颗粒形态等) 红外光谱(测试其晶体结构) 镜(观察其细小颗粒形态等),红外光谱(测试其晶体结构).
五 形态,物性 形态,
形态: 形态:
多呈单斜晶系, 多呈单斜晶系, 假六方板,片状或短柱状. 假六方板,片状或短柱状.
叶蜡石(Pyrophyllite) 叶蜡石(Pyrophyllite)Al2[Si4O10](OH)2 (Pyrophyllite)
常呈叶片状,鳞片状或隐晶质致密块体, 常呈叶片状,鳞片状或隐晶质致密块体,有时呈放射 叶片状集合体. 叶片状集合体. 白色,浅绿,浅黄或淡灰色;玻璃光泽, 白色,浅绿,浅黄或淡灰色;玻璃光泽,致密块状者 呈油脂光泽,解理面呈珍珠光泽.解理{001}极完全; 呈油脂光泽,解理面呈珍珠光泽.解理{001}极完全; 隐晶质致密块体具贝壳状断口.硬度1 1.5. 隐晶质致密块体具贝壳状断口.硬度1~1.5.相对密度 2.65~2.90.有滑感,解理片具挠性. 2.65~2.90.有滑感,解理片具挠性. 酸性喷出岩或结晶片岩经热液变质而成. 酸性喷出岩或结晶片岩经热液变质而成. 用途与滑石近同.在雕刻工艺和印章制作中, 用途与滑石近同.在雕刻工艺和印章制作中,叶蜡石 有悠久历史. 有悠久历史.
滑石- 滑石-叶蜡石族
TOT型结构,层间无阳离子. TOT型结构,层间无阳离子. 型结构 滑石 Mg3[Si4O10](OH)2
叶蜡石 Al2[Si4O10](OH)2
滑石(Talc) 滑石(Talc) Mg3[Si4O10](OH)2 (Talc)
常呈致密块状. 常呈致密块状. 纯者为白色,含杂质时呈其他浅色.玻璃光泽, 纯者为白色,含杂质时呈其他浅色.玻璃光泽,解理面 显珍珠光泽晕彩.解理{001}极完全;贝壳状断口.硬度1 显珍珠光泽晕彩.解理{001}极完全;贝壳状断口.硬度1. 相对密度2.58 2.83.有滑腻感.解理片具挠性. 2.58~ 相对密度2.58~2.83.有滑腻感.解理片具挠性. 超基性岩,白云岩水热蚀变产物. 超基性岩,白云岩水热蚀变产物. 与叶蜡石相似.在素瓷板上滴一滴水, 与叶蜡石相似.在素瓷板上滴一滴水,以矿物碎块轻磨 得乳浊液,用石蕊试纸检验,滑石pH约为9 叶蜡石pH约为6 pH约为 pH约为 得乳浊液,用石蕊试纸检验,滑石pH约为9,叶蜡石pH约为6. 用于陶瓷,造纸,涂料,塑料,橡胶,化妆品, 用于陶瓷,造纸,涂料,塑料,橡胶,化妆品,高频电 瓷绝缘材料;滑润剂,镁质化肥等. 瓷绝缘材料;滑润剂,镁质化肥等.
Si四面体 Si四面体
二 八 面 体 型
六方网环
惰性氧
活性氧
结 构 T层 O层
叶 蜡 石 的 晶 体 结 构
三八面体( 和二八面体( 三八面体(a)和二八面体(b)型结构
二 晶体化学
2. 结构单元层 (2)二八面体型和三八面体型 二八面体型: 二八面体型:层状结构中结构单元层八面体空隙
由三价阳离子充填
(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
5. 多型
例:云母——1M; 2O; 2M1;2M2; 3T; 6H 云母 1
在TOT结构单元层内两T层的活性氧位移1/3a0矢量成最紧密堆积,形成 O层,这一矢量的方向在不同的单元层中可以相对旋转0°或60°的整数倍 (60°,120°,180°,240°,300°),从而形成云母不同的多型变体.
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
间层(混层) 三 间层(混层)矿物 mixed layer mineral
——不同层状矿物间的结构单元层(或晶层) 浮生连生而 不同层状矿物间的结构单元层(或晶层)
成.
——分为规则混层和不规则混层两种类型.规则混层矿物, 分为规则混层和不规则混层两种类型.规则混层矿物,
可作为另一矿物种重新命名. 可作为另一矿物种重新命名. 现被国际粘土研究协会(AIPEA) 现被国际粘土研究协会(AIPEA)确认的规则混层矿物只有 (AIPEA)确认的规则混层矿物只有 六种: 六种:即 滑皂石,柯绿泥石,滑绿石,累托石,云蒙石, 滑皂石,柯绿泥石,滑绿石,累托石,云蒙石,羟硅铝 石.
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