第九章 含氧盐(一)(2)：岛、链状硅酸盐

锆石
石榴石族(Garnet) 石榴石族(Garnet) :
A3B2[SiO4]3
铁铝榴石系列:(Mg,Fe,Mn)3Al2[SiO4]3 榴石系列:
镁铝石榴子石 (Pyrope ) Mg3Al2[SiO4]3 SiO4] 铁铝石榴子石 (Almandite) Fe3Al2 [SiO4]3 SiO4] 锰铝石榴子石 (Spessartite) Mn3Al2 [SiO4]3 SiO4]
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.
[SiO4]+[Si2O7](SOROSILICATES)基型,含附加阴离子: SOROSILICATES)基型,含附加阴离子:
绿帘石( 绿帘石(符山石)
环状基型CYCLOSILICATES
绿柱石,电气石(堇青石) 绿柱石,电气石(堇青石)
岛状硅酸盐亚类矿物形态物性与阴离子关系 Si阴离子( Si-O 阴离子(有无附加 阴离子) 骨干 阴离子) 类型 岛状 [SiO4] 矿物 形态,解理, 形态,解理,硬度
第九章 含氧盐矿物大类 Salt with Oxygen 硅酸盐矿物类( 硅酸盐矿物类(一)
——岛状硅酸盐矿物亚类 岛状硅酸盐矿物亚类 INOSILICATES
岛状亚类 Si-O骨干型式 Si[SiO4]基型(NEOSILICATES): NEOSILICATES)
锆石,石榴石,橄榄石, 锆石,石榴石,橄榄石, 红柱石,蓝晶石,黄玉, 十字石,榍石) 红柱石,蓝晶石,黄玉,(十字石,榍石)含附加阴离子
钙铁榴石系列:Ca3(Al,Fe,Cr,Ti,V,Zr)2[SiO4]3 铁榴石系列:
钙铝石榴子石 (Grossularite) Ca3Al2 [SiO4]3 SiO4] SiO4] 钙铁石榴子石 (Andradite) Ca3Fe3+2 [SiO4]3 钙铬石榴子石 (Uvarovite) Ca3Cr2 [SiO4]3 SiO4] SiO4] 钙钒石榴子石 (Goldmanite) Ca3V2 [SiO4]3 钙锆石榴子石 (Kimzeyite) Ca3Zr2 [SiO4]3 SiO4]
【物理性质】 物理性质】
【鉴定特征】 鉴定特征】 【主要用途】 主要用途】
等轴状,油脂光泽,缺乏解理及硬度高.
研磨材料.宝石原料.激光材料.
石 榴 子 石 晶 体 结 构
石榴石
橄榄石(Olivine) 橄榄石(Olivine)(Mg,Fe)2[SiO4] (Olivine)
【化学组成】 成分中Mg,Fe呈完全类质同象. 化学组成】 成分中Mg,Fe呈完全类质同象. Mg,Fe呈完全类质同象 【晶体结构】 斜方晶系.单岛状. 晶体结构】 斜方晶系.单岛状. 【形态】 一般呈不规则它形晶粒状集合. 形态】 一般呈不规则它形晶粒状集合 晶粒状集合. 【物理性质】 橄榄绿色;玻璃光泽;透明至半透明.解理 物理性质】 橄榄绿色;玻璃光泽;透明至半透明. 010}中等;常见贝壳状断口.硬度6.5 6.5～ {010}中等;常见贝壳状断口.硬度6.5～7.相对密度 3.27～4.37. 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 鉴定特征】 以其特有的橄榄绿色,粒状,解理性差, 状断口为特征,也可根据产状鉴定. 状断口为特征,也可根据产状鉴定. 【主要用途】 镁质耐火材料;宝石原料. 主要用途】 镁质耐火材料;宝石原料.
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.
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
这三种矿物的相对密度差异也能很好地 说明它们之间结构紧密度的差异及形成 温度,压力条件的差异: 温度,压力条件的差异:
(1)红柱石 (1)红柱石AlⅥAlⅤ[SiO4]O相对密度小(3.13～3.16),结构 相对密度小(3.13～3.16),结构 最松,出现罕见的五次配位Al 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 (2)夕线石AlⅥ[AlⅣSiO5]相对密度较大(3.23～3.27),结 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, 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 ; (3)蓝晶石 (3)蓝晶石AlⅥAlⅥ[SiO4]O相对密度最大(3.53～3.65),结 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形成于低 温高压环境. 高压环境.
【形态】 形态】
颜色受成分影响(如钙铬榴石因含铬呈鲜绿色) Baidu Nhomakorabea色受成分影响(如钙铬榴石因含铬呈鲜绿色),;玻 璃光泽,断口油脂光泽.无解理.硬度6.5～7.5.相对密度3.5～4.2,一般铁, 璃光泽,断口油脂光泽.无解理.硬度6.5～7.5.相对密度3.5～4.2,一般铁, 锰,钛含量增加,相对密度增大.有脆性( 锰,钛含量增加,相对密度增大.有脆性(如薄片中常见石榴子石裂纹发育,是 脆性引起) 脆性引起).
榍石(Sphene Titanite)CaTi[SiO4] 榍石(Sphene或Titanite)CaTi[SiO4]O (Sphene或
【晶体结构】 单斜晶系. 晶体结构】 单斜晶系. 【形态】 常见晶形为具有楔形横截面的扁平信封状晶体. 形态】 【物理性质】 蜜黄色,褐色,绿色,灰色,黑色,成分 物理性质】 中含有较多量的MnO时,可呈红色或玫瑰色;条痕无色或白色; 中含有较多量的MnO时,可呈红色或玫瑰色;条痕无色或白色; 透明至半透明;金刚光泽,油脂光泽或树脂光泽.解理{110} 透明至半透明;金刚光泽,油脂光泽或树脂光泽.解理{110} 中等;具{221}裂开.硬度5 中等;具{221}裂开.硬度5～6.相对密度3.29～3.60. .相对密度3.29～3.60. 【鉴定特征】 以其特有的扁平信封状晶形和楔形的横截面 鉴定特征】 以其特有的扁平信封状晶形和楔形的横截面 可与其他蜜黄色矿物相区别. 【主要用途】 大量时可作钛矿石,亦可作为稀有元素矿床 主要用途】 大量时可作钛矿石 钛矿石,亦可作为稀有元素矿床 的找矿标志.色泽美丽透明者也用作宝石原料 的找矿标志.色泽美丽透明者也用作宝石原料. 宝石原料.
红 柱 石
蓝晶石
黄玉(Tapaz) 黄玉(Tapaz) Al2[SiO4](F,OH)2 F,OH)
【化学组成】 从伟晶岩→云英岩→热液,黄玉的F:OH从大→小 化学组成】 从伟晶岩→云英岩→热液,黄玉的F:OH从大→ (3:1到1:1) . 3:1到1:1) 【晶体结构】 斜方晶系. 晶体结构】 斜方晶系. 【形态】 柱状晶形.柱面常有纵纹. 形态】 柱状晶形.柱面常有纵纹. 【物理性质】 无色或微带蓝绿色,黄色,乳白色,黄褐色或红黄 物理性质】 色等;透明;玻璃光泽.解理平行{001}完全.硬度8 色等;透明;玻璃光泽.解理平行{001}完全.硬度8.相对密 度3.52～3.57. 3.52～3.57. 【成因及产状】 是典型的气成热液矿物. 成因及产状】 是典型的气成热液矿物. 【鉴定特征】 柱状晶形,柱面有纵纹,解理{001}完全,高硬度, 鉴定特征】 柱状晶形,柱面有纵纹,解理{001}完全 解理{001}完全,高硬度, 以此可与类似的石英区分. 以此可与类似的石英区分. 【主要用途】 宝石原料.研磨材料,精细仪表的轴承等. 主要用途】
三种矿物结构上的差异导致了它们形态, 三种矿物结构上的差异导致了它们形态, 物性的差异: 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 (1)红柱石为柱状晶体,{110}解理发育,其柱体及解理 都平行于[ 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} (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[ 晶形及解理都平行于[AlO6]八面体链相联所形成的层; (3)夕线石为针状,纤维状晶体,解理{010}发育,其针 (3)夕线石为针状,纤维状晶体,解理{010}发育,其针 状晶形及解理也都平行[AlO ]八面体链及[AlO ],[SiO 状晶形及解理也都平行[AlO6]八面体链及[AlO4],[SiO4] 四面体双链,之所以发育成针状,纤维状晶形,是因为结构中 存在一个[AlO ]八面体链和一个[AlO ],[SiO 存在一个[AlO6]八面体链和一个[AlO4],[SiO4]四面体 双链导致结构异向性十分强烈所致.
间排列. 整个结构也可视为由[SiO4]四面体和[ZrO8]多面体联结而成. 间排列. 整个结构也可视为由[SiO4]四面体和[ 多面体联结而成.
形态物性:四方双锥状,柱状,可依{011}成膝状双晶.颜色多变, 形态物性:四方双锥状,柱状,可依{011}成膝状双晶.颜色多变,
与其成分多变有关;玻璃至金刚光泽,断口油脂光泽;透明至半透明.解理不完 与其成分多变有关;玻璃至金刚光泽,断口油脂光泽;透明至半透明. 断口不平坦或贝壳状.硬度7.5 7.5～ 相对密度4.4 4.8. 4.4～ 全;断口不平坦或贝壳状.硬度7.5～8.相对密度4.4～4.8.性脆.
等轴晶系.孤立的[SiO4]四面体由[ BO6]八面体 等轴晶系.孤立的[SiO4]四面体由[ BO6]八面体 联结;其间为立方配位多面体[AO8]. 联结;其间为立方配位多面体[AO8].
【晶体结构】 晶体结构】
常呈完好晶形, 常呈完好晶形,菱形十二面体晶面上常有平行四边形长对角 线的聚形纹.集合体常为致密粒状或致密块状. 线的聚形纹.集合体常为致密粒状或致密块状.
以其晶形,大的硬度,金刚光泽为特征.与金红石的区 以其晶形,大的硬度,金刚光泽为特征. 别是硬度较大, 110}完全解理;与锡石的区别是相对密度较小. 别是硬度较大,无{110}完全解理;与锡石的区别是相对密度较小.
鉴定特征: 鉴定特征:
主要用途: 主要用途:
提取锆和铪,宝石原料. 提取锆和铪,宝石原料.
[SiO4]O [SiO4]O [SiO4](F,OH)2 [SiO4]2O2(OH)2 [Si2O7][SiO4] O(OH)
环状
[Si6O18]六方环 [Si6O18]复三方环
形态物性
玻璃光泽 岛状结构: 1,不含附加阴离子粒状,如石榴石,解理不发育 2,含附加阴离子O—柱状,如红柱石,解理发育 ,含附加阴离子O 环状结构:柱状,如电气石,解理不发育 硬度:一般大与小刀
锆石 ZirconZr[SiO4] ZirconZr[SiO4]
变种:水锆石(含水3%～10%),富铪锆石(HfO2达24%). 变种:水锆石(含水3% 10%),富铪锆石(HfO 3%～ 结构:四方晶系.[SiO4]四面体借助Zr4+相联结;二者在C轴方向相 .[SiO4 结构:四方晶系.[SiO4]四面体借助Zr 相联结;二者在C