矿物的基本特征(二)

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硅氧四面体彼此之间共用两个角顶 构成一向延伸的单链[Si2O6]4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[Si4O11]6-
矿物特征 矿物特征
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⑤.架状络阴离子：每一硅氧四面体均以其全部4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4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[(AlxSinxx)O2n] 表示
⑸.鉴定特征 以其黄绿色、粒状、解理性差、难熔为特征。 橄榄石是组成上地幔的主要矿物，也是陨石和月 岩的主要矿物成分。作为主要造岩矿物，常见于 基性和超基性火成岩中。 镁橄榄石还可产于镁夕卡岩中。 橄榄石受热液作用蚀变变成蛇纹石。 透明色美的橄榄石可作宝石。
矿物特征 矿物特征
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矿物特征 矿物特征
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⑶.晶体形态 单晶少见。 ⑷.物理性质 橄榄绿色，玻璃光泽。
硬度6~7，解理平行 {010}和{100}不完 全；比重随成分不同 而变化大。
矿物特征 矿物特征
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构成硅酸盐矿物的主要阳离子按配位数可分为 以下几类：
3+ 2+ 3+ 4+ + 3+ 2+ 配位数为4：B 、Be 、Al 、Ti 、Li 、Fe 、Zn 、 2+ Mg ； 3+ 4+ 3+ 2+ + 4+ 配位数为6：Al 、Ti 、Fe 、Mg 、Li 、Zr 、 2+ 2+ 2+ 3+ + Mn 、Ca 、Fe 、Se 、K ； + 2+ 2+ 2+ 4+ 2+ 配位数为8：Na 、Ca 、Fe 、Mn 、Zr 、Mg 、 + 2+ K 、Ba ； + 2+ 配位数为12：K 、Ba 。
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Al [Si O ](OH) 4 4 10 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KAl [AlSi O ](OH) 2 3 8 2
矿物特征 矿物特征
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④.层状络阴离子：每一硅氧四面体均以3个 角顶分别与相邻的3个硅氧四面体相边接， 组成在二维空间内无限延展的层，其络阴离 子可以用[Si O ] 4n来表示，例如滑石 4 10 n Mg [Si O ](OH) 。 3 4 10 2
硅氧四面体共用三个角顶构成 二向延展的平面层状[Si4O10]4-
矿物特征 矿物特征
蓝 石 晶 夕 石 线
矽 线 石
红 石 柱 2 0 0
红 柱 石
200
400
600
800
1000
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矿物特征 矿物特征
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蓝晶石
q q q q
化学组成: KyaniteAl [SiO ]O。 2 4 结构特点:三斜晶系； 晶体形态:单晶体常呈平行于{100}的长板状或刀片状 物理性质:一般呈蓝色，玻璃光泽，{100}解理完全； {010}倭理中等到完全；硬度度5.5~7，表现出极其显著 的各向异性，故蓝晶石又名三硬石。比重3.53~3.64。 鉴定特征:根据其颜色，硬度的各向异性以及形态。
矿物特征 矿物特征
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⑷.物理性质 解理：
岛状结构三向等长者，一般无解理；柱状者，一般有 平行C轴的解理；片板状者一般有平行底面的解理。 链状结构者多为平行于链的柱状解理。 环状结构如有解理，则为平行于底面或柱面的解理。 层状结构者几乎无例外地具有完全的平行于底面的解 理。 岛状结构较为复杂。
矿物特征 矿物特征
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2.橄榄石
包括一组成分类似同属正交晶系的矿物。一般化学式为 2+ 2+ 2+ 2+ 2+ X [SiO ]。其X通常为Mg 、Fe 、Mn 等。Mg 和Fe 2 4 是最常见的组成部分，可以形成以Mg [SiO ]镁橄榄石 2 4 (forsterite)及Fe [SiO ]铁橄榄石(fayalite)为两个端员组份的 2 4 完全类质同象系列。其中间成员，是最常见的所谓橄榄 石。 ⑴.化学组成 (Mg,Fe) [SiO ] 2 4 ⑵.结构特点 正交晶系； 4 2+ 2+ 晶体结构表现为[SiO ] 由金属阳离子Mg Fe 连接起来。 4 氧离子近似成六方紧密堆积，八面体空隙被二价阳离子 占据。
矿物特征 矿物特征
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一、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。 ⑴.化学成分
阳离子：有57种之多，主要是惰性气体型离子和过 渡型离子。 4 阴离子：除[SiO ] 络阴离子及它们相互连接而成的 4 一系列复杂络阴离子外，有时还存在(OH)、F、Cl、 2 O 以及附加阴离子。此外，还存在水分子H O。 2 4+ 2 晶体化学特征：Si 与O 以四次配位的形式构成配 位四面体（键长1.6）。因此，硅酸盐矿物的结构 中，总是将[SiO ]4-看成是一个不可分割的整体。 4
矿物特征 矿物特征
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⑶.晶体形态 一般都呈单晶体出现，呈柱状习性。 ⑷.物理性质 常呈黄色至红棕色，无色者少见；金刚
光泽，浅色者透明度较好，深色者在薄 片中透明。硬度7.5，比重4.6~4.7。
⑸.鉴定特征 以其呈四方柱及四方双锥的聚形为特征。
矿物特征 矿物特征
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二、岛状结构硅酸盐矿物 1.锆石
⑴.化学组成 Zr[SiO ]，常含有少量的Hf。 4 ⑵.结构特点 四方晶系，a =6.53,c =5.94。 0 0
4 晶体结构中[SiO ] 是孤立的，彼此间借 4 4+ 4+ Zr 连接起来，Zr 的配位数为8。
矿物特征 矿物特征
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⑵.晶体化学结构 根据硅氧四面体在结构中的连接方式，可以区 分出下列5种类型的络阴离子：
4 ①.岛状络阴离子：分单硅氧四面体[SiO ] 和双硅氧 4 6 四面体[Si O ] 两种，它们在结构中孤立存在，彼此 2 7 间靠其它金属阳离子连接。
q
矿物特征 矿物特征
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红柱石
q q q
3+ 化学组成:AndalusiteAl [SiO ]O,可含少量的Fe 和Na、 2 4 K等。 结构特点:正交晶系，
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]6-
端氧（活性氧） 桥氧（惰性氧）
矿物特征 矿物特征
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②.环状络阴离子：按环中四面体的数目可分为三 联环、六联环、八联环、九联环和十二联环。环内 每一个四面体均以两个角顶分别与相今的两个四面 体连接；环与环之间则借助其它金属阳离子来维系。 6 8 12 它们分别用[Si O ] 、[Si O ] 、[Si O ] 、 3 9 4 12 6 18 16 18 24 [Si O ] 、[Si O ] 、[Si O ] 表示。 8 24 9 27 12 36
矿物特征 矿物特征
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第四节、硅酸盐矿物
内容：
岛状结构硅酸盐矿物 环状结构硅酸盐矿物 链状结构硅酸盐矿物 层状结构硅酸盐矿物 架状结构硅酸盐矿物
需要掌握的矿物：
锆石、橄榄石、红柱石、蓝晶石、石榴石、黄玉 绿柱石、电气石 普通辉石、硬玉、普通角闪石、硅灰石 滑石、叶腊石、白云母、黑云母、伊利石、蛇纹石、 蒙脱石、绿泥石、高岭石 正长石、微斜长石、斜长石、沸石
矿物特征 矿物特征
Al的作用：
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4+ Al可以呈4次配位，代替部分的Si 进入络阴离子， 形成铝硅酸盐，如钠长石Na[AlSi O ] 3 8
– ［A1O ］四面体为不稳定的配位形式，在结构中需要由 4 ［SiO ］四面体的支持； 4 – 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［AlO ］不能相连，Al代Si的数目不能 4 超过硅氧骨中Al和Si的总数的一半。即Al:Si=1:1。
矿物特征 矿物特征
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⑶.形态 岛状结构者多为三向等长，如果在不同方向 上出现键力差异时，出现柱状或片、板状形 态。 链状结构和环状结构者多呈柱状、甚至纤维 状。 层状结构者呈片状或纤维状（系结构层卷曲 所至）。 架状结构者形态复杂，各种形态都可出现。
3.蓝晶石族矿物
化学成分为Al SiO ，有三种同质多象变体：蓝晶石, 2 5 红柱石和矽线石。其共同点是硅均与氧结合成硅氧四 面体，半数的铝与氧结合成铝氧配位八面体；八面体 彼此共棱，形成平行于c轴的链。 另半数Al的配位情况完全不同。
蓝晶石中另半数Al仍为六次配位，形成平行于c轴的铝氧配 位八面体链； 矽线石中，则形成铝氧配位四面体，与硅氧四面体相间连接 成链。但所有的四面体均位于链的一侧。 红柱石中，另半数Al为五次配位，形成了特殊的三方双锥形 配位多面体。
由于这三个矿物结构中都有平行于c轴的铝氧配位八 面体链存在，因而c 的参数很为接近；并且沿c轴方 O 向的键力也很强。
矿物特征 矿物特征
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Al SiO 的同质多象变体 2 5
12 10
蓝 晶 石
Pressure(Kb)
8 6 4
硅氧四面体彼此之间共用两个角顶构成封闭的环状[SinO3n]2n-(n≥ 3) 三方环[Si3O9]6-、四方环[Si4O12]8-及六方环[Si6O18]12-
矿物特征 矿物特征 ③.链状络阴离子：有单 链和双链等。 单链中每个硅氧四面体 以2个角顶分别与相邻的 2个硅氧四面体连接成一 维无限延伸的连续链。 其络阴离子可以用 [Si O ] 4n表示。 2 6 n 双链相当于两个单链组 合而成（硅氧四面体共 用2个、部分共用3个角 顶相互联接），例如角 闪石族矿物中的双链， 其络阴离子可以用 [Si O ] 6n表示。 4 11 n
矿物特征 矿物特征
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比重：取决于结构紧密程度和主要阳离子原子序 数的大小：
架状结构者比重较小，一般<2.8； 岛状比重较大，一般在3.5或以上； 链状、层状和环状结构者介于其间，约为3～3.5。
光泽：由于硅酸盐矿物主要为离子晶格，在薄片 中全部透明，岛状结构者光泽较强，架状结构者 光泽较弱。 颜色：主要取决于所含的色素离子。 硬度：除层状结构外，硅酸盐矿物硬度较高，岛 状最高，一般6～8，环状-链状结构依次降低。