第十八讲层状和架状硅酸盐亚类介绍

一 概述
分类：
依结构单元层的配置： ——TO型：蛇纹石-高岭石族； ——TOT 型：滑石 - 叶蜡石族；云母族；绿泥石 族；伊利石（水云母）族；埃洛石（叙永石、多水高 岭石）族；蒙脱石-蛭石族。 依八面体片中阳离子数目： ——三八面体型 ——二八面体型 成因：岩浆作用，区域变质作用，热液蚀变作用。
当四面体中出现Al3+代Si4+时，为了平衡电价，必然在层 间域空隙内充填K+或Na+等半径大，电价低的碱金属离子，这
样，其结构单元层之间的联系力为弱的离子键，这种弱的离子
键力比分子键和氢氧键明显地强，但又比T片和O片之间的离 子键弱得多，这就决定硬度可明显地近于或大于指甲，并导致 解理薄片具弹性，如白云母、黑云母。
B．对于T-O型，一般不出现Al3+代Si4+的情况，其结构
单元层之间的联系力主要靠弱的氢氧键力，这种键力比分
子键力强，因而表现在矿物的硬度上可明显地近于或大于 指甲，如蛇纹石的硬度可明显地大于滑石，但解理薄片仍 具挠性。 由于无Al3+代Si4+的现象，因而层间域一般无其它离子
进入。
至于高岭石的硬度明显比蛇纹石低，这可能与Al3+和 Si4+的排斥力大，引起结构的松驰所致有关。
云母与蒙皂石1:1混层，形成累托石
三、形态及物理性质：
片状，有时可见假六方片。一组极完全解理，解理片具弹 性或挠性（决定于什么？），硬度低，较轻，玻璃光泽， 珍珠光泽。 此外，层状硅酸盐矿物还有一些特殊物理性质：吸附性、 离子交换性、膨胀性、可塑性、烧结性。具有很大的工 业应用价值。 黏（粘）土矿物：粒度小于2um的层状硅酸盐矿物。 黏土矿物强调粒度小，是因为粒度越小，上述物理性质 越突出，工业应用越好。
T
OH
O
2、三八面体型与二八面体型：
八面体片（O层）里面如果充填2价离子（如Mg2+）， 则可以全部充满，这时形成的O层结构叫三八面体型； 如果充填3价离子（如Al3+），则不可以全部充满， 只能充填2/3的八面体，这时形成的O层结构叫二八 面体型。
M M M M M M
M1
M2
3、结构单元层的 基本类型：
第十八讲
• 层状硅酸盐亚类 • 架状硅酸盐亚类
层状结构硅酸盐亚类 一、 概述 结构： Si-O 骨干共用三个角顶构成六方网层（ SHEETS），
与骨干外阳离子互相联系组成结构层。 化学成分： ——本亚类均出现附加阴离子（OH）-、F-、Cl-； ——Si-O骨干中可有AlIV代替Si，AlIV / Si ≤1∶3。 络阴离 子——[T4O10]4-。 阳离子——惰气型和过渡型 泋离子：（H3O）+ 水分子： 少数有H2O 形态：平行结构层的片状、短柱状。 物性： ——发育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； ——玻璃光泽，不依颜色而变化。
四面体T层八面体O层 组合起来形成更大 一级的单位层，并 以此周期性地堆跺 起来形成整个层状 结构，这种单位层 叫结构单元层，有 两种基本类型： 1:1型（TO型） 2:1型（TOT型）
ห้องสมุดไป่ตู้T O T T
O
K
K
高岭石型
叶腊石型
云母型
绿泥石型
M g S i O H O K A l
4、层间域： 结构单元层之间的空隙层叫层间域，其间可充 填大阳离子（K,Na,Ca等）、水分子、有机分 子等，也可以空着，决定于层内电荷是否平衡 （思考：层内电荷平衡性决定于什么？）。 层间域里的内容直接影响层状硅酸盐矿物的硬 度、解理、弹性、挠性、吸附性、离子交换性 等。
四、成因及产状：
岩浆型、伟晶型、热液型、变质型、沉积型等各种 地质作用。在表生条件下具有极大的稳定性。
五、主要矿物：
TO型：
高岭石(Al)，蛇纹石(Mg) （层间域空）
TOT型：
白云母(Al)，黑云母－金云母(Fe-Mg)，锂云母(Li) （层间域有K ＋） 滑石(Mg)， 叶腊石(Al) （层间域空） 蒙脱石(Al,Mg)， 蛭石(Mg,Fe,Al) （层间域有水分子和水合 Na,Ca,Mg离子）
5、多型： 结构单元层内，两层相对的T层活性氧要位移 才能形成最紧密堆积层，这个位移矢量可以有 多种选择，使得结构单元层的叠置方式不同， 形成多型：
1M多型
2O多型
6、混层矿物： 不同矿物之间的结构单元层，以相似的两个T 层为基础，可以相互连生在一起，形成混层矿 物：
云母层 蒙皂石层 云母层 蒙皂石层
TOTO’型：
绿泥石(Mg,Al,Fe) （层间域有O’层，即OH组成的八面体层）
每种矿物具体特征请在实习课上自己总结。
黑云母
白云母
滑石
叶腊石
高岭石电子显微镜下形态
高岭石
6. 粘土矿物简介
二 晶体结构特征：
1、四面体片及八面体片： [SiO4]四面体连接成层，活性氧指向一边， 即形成四面体片，用T表示；两层四面体片的 活性氧相对（活性氧形成的六方环中央有 OH），并位移一定距离以达到最紧密堆积方 式排列，形成八面体片，用O表示。O层也可 能是由一层活性氧与一层OH组成。
[SiO4]
矿物形态和特性特点与成分和构造的关系
（1）层状硅氧骨干决定了该亚类矿物均呈片状，无一例外。
（2）结构中，八面体片和四面体片内主要是共价键，而O片和T片 之间的联结力主要是离子键，因而矿物在光学性质上表现为玻璃光泽
，条痕无色或浅色，透明至半透明，颜色决定于所含阳离子的类型：
阳离子为惰性气体型离子者无色或浅色，如滑石和白云母；阳离 子为过渡型离子者一般颜色较深，如黑云母。 （3）结构中的结构单元层之间的联结力均很弱，因而决定了矿物 在力学性质上均为硬度小于小刀，有些甚至小于指甲；同时，均具有 平行结构单元层的完全至极完全的底面解理；由于结构堆积不紧密， 阳离子的原子量也不大，因而矿物的比重均为中等—偏轻的范围。这 些特征都是无例外的。
（4）矿物的硬度在低范围内的变化和其它性质的差异与层
间域的键力类型和强弱关系非常密切，表现为： A．对于T-O-T型，当四面体片中无Al3+代Si4+的现象时 ，其结构单元层之间无任何离子，结构单元层之间仅靠微弱的 分子键联系，这就决定了硬度可能低至小于指甲，而且解理薄
片具挠性，手摸具滑感，如滑石和叶腊石。