架状硅酸盐矿物的类型与用途

架状硅酸盐矿物的主要类型与用途

架状硅酸盐：具有由一系列[ZO4]四面体以角顶相连成三维无限伸展的架状硅氧骨干的硅酸盐矿物。除极个别例外，几乎所有架状硅氧骨干中的每个[ZO4]四面体均以其全部的四个角顶与相邻四面体共用而相连接，所有的O2-全为桥氧。当Z全部为Si4+时，硅氧骨干本身电荷以达平衡，不能再与其他阳离子相键合。石英族矿物的晶体结构正好就是如此。因此，从化学组成上石英族矿物（SiO2）归属于氧化物矿物。但不少人从结构角度把它们归属于架状结构硅酸盐矿物。为了能有剩余的负电荷再与其他金属阳离子相结合，一般的架状硅氧骨干中均有部分Si4+被Al3+或较少被Be2+、B+3等类质同象替代。故绝大多数架状结构硅酸盐矿物都是铝硅酸盐。与骨架相结合的金属阳离子主要是电价低而半径大的K+、Na+、Ca2+、Ba2+等。架状硅氧骨干中四面体连接的形式多种多样，随矿物而异。但从其中往往可以分割出某些形式的环、链等次一级的构筑单元。例如方钠石的硅氧骨架可看成由一系列四元环或六元环再连接而成；长石则可视为由一系列四元环首先连成平行a轴的曲轴状双链，由后者再连接而成架状硅氧骨干。由于架状硅氧骨干是一个三维的骨架，它在不同方向上的展布一般不如链状和层状硅氧骨干那样具有明显的异向性，因而架状结构硅酸盐矿物常表现出呈近于等轴状的外形，具多方向的解理，双折射率小等特点。此外，架状硅氧骨干所围成的空隙都较大，与之结合的又主要是大半径的碱和碱土金属离子，因而架状结构硅酸盐矿物还表现出比重小，折射率低，多数呈无色或浅色，多色性和吸收性都不明显。只有少数具有过渡元素的矿物，往往具有特殊的颜色，多色性、吸收性也较明显，折射率、双折射率和比重也相对偏大。

根据各种矿物性质的不同，架状硅酸盐可以分为石英族、长石族、似长石、绿柱石、堇青石、沸石族。

石英族

石英化学成分主要为SiO2。在自然界中的石英石的主要成份为石英，常含有少量杂质成分，如Al2O3，CaO，MgO等，它有多种类型。日用陶瓷原料所用的有脉石英、石英砂、石英岩、砂岩、硅石、蛋白石、硅藻土等，水稻外壳灰也富含SiO2。石英外观常呈无色、白色、乳白色、灰白半透明状态，莫氏硬度为7，断面具玻璃光泽或脂肪光泽，比重因晶型而异，变动于2．22~2．65之间。跟普通砂子、水晶是“同出娘胎”的一种物质。当二氧化硅结晶完美时就是水晶；二氧化硅胶化脱水后就是玛瑙；二氧化硅含水的胶体凝固后就成为蛋白石；二氧化硅晶粒小于几微米时，就组成玉髓、燧石、次生石英岩。

石英是非可塑性原料，其与粘土在高温中生成的莫来石晶体赋予瓷器较高的机械强度和化学稳定性，并能增加坯体的半透明性，是配制白釉的良好原料。

应用领域及用途

1，玻璃

平板玻璃、浮法玻璃、玻璃制品（玻璃罐、玻璃瓶、玻璃管等）、光学玻璃、玻璃纤维、玻璃仪器、导电玻璃、玻璃布及防射线特种玻璃等的主要原料。

2，陶瓷及耐火材料

瓷器的胚料和釉料，窑炉用高硅砖、普通硅砖以及碳化硅等的原料、

3，冶金

硅金属、硅铁合金和硅铝合金等的原料或添加剂、熔剂。

4，建筑

混凝土、胶凝材料、筑路材料、人造大理石、水泥物理性能检验材料（即水泥标准砂）等。

5，化工

硅化合物和水玻璃等的原料，硫酸塔的填充物，无定形二氧化硅微粉等。

6，机械

铸造型砂的主要原料，研磨材料（喷砂、硬研磨纸、砂纸、砂布等）。

7，电子

高纯度金属硅、通讯用光纤等。

8，橡胶、塑料

填料（可提高耐磨性）。

9，涂料

填料（可提高涂料的耐候性）。

10，航空、航天

其内在分子链结构、晶体形状和晶格变化规律，使其具有的耐高温、热膨胀系数小、高度绝缘、耐腐蚀、压电效应、谐振以及其独特的光学特性。、

石英其实也是水晶的统称，因为可作为水晶的矿物，都是由石英切磨产出的，都是同样的成分鉴别等特征，不同的是水晶是可作为宝石级的材料，而石英经过染色后，大部分只能作为玉石类的仿制品，例如：岫岩玉，独山玉等。

长石族

长石的类质同象替代很发育，它们的化学组成常用OrxAby、Anz（x+y+z=100）表示。Or、Ab和An分别代表KAlSi3O8、NaAlSi3O8和CaAl2Si2O83种组分。以某二组分为主，可划分为两个类质同象系列：碱性长石系列（即Or-Ab系列）；斜长石系列（即Ab-An系列）。Or与An组分间只能有限地混溶，不形成系列。

长石的基本结构单位是四面体，它由4个氧原子围绕一个硅原子或铝原子而构成。每一个这样的四面体都和另一个四面体共用一个氧原子，形成一种三维的骨架。大半径的碱或碱土金属阳离子位于骨架内大的空隙中，配位数为8（在单斜晶系长石中）或9（在三斜晶系长石中）。长石晶体多数呈板状或沿某一结晶轴延伸的板柱状。双晶现象十分普遍，双晶律多达20多种。常见的有钠长石律、曼尼巴律、巴温诺律、卡斯巴律、肖钠长石律双晶。它们分别存在于三斜晶体或单斜与三斜晶体中。长石常见乳白色，但常因含有杂质而被染成

黄、褐、浅红、深灰等色，有的还可具有美丽的变彩或晕色。有两组完全解理，其夹角90°(单斜晶系）或近于90°(87°）（三斜晶系)。比重2.56～2.76之间，随成分中An含量增高而增高，随Or的增多而减少。莫氏硬度为6～6.5。富含钾或钠的长石主要用于陶瓷工业、玻璃工业及搪瓷工业；含有铷和铯等稀有元素的长石可作为提取这些元素的矿物原料；色泽美丽的长石可作为装饰石料和次等宝石。地壳中最常见的矿物就是长石，甚至在月球上和陨石中也常见到它们。在地下15公里深度的范围内，长石所占的地壳总重量竟达到60%。长石是构成火成岩的主要成分，在变质岩和沉积岩中也很常见。

性质及应用

长石的硬度波动于6-6.5，比重波动于2-2.5，性脆，有较高的抗压强度，对酸有较强的化学稳定性。钾长石颜色多为肉红色，也有灰、白褐色。钠长石为白、灰及浅黄色，钙长石为白色或浅灰色。长石是一种含有钙、钠、钾的铝硅酸盐矿物，它有很多种，如钠长石、钙长石、钡长石、钡冰长石、微斜长石、正长石、透长石等。它们都具有玻璃光泽，颜色多种多样，有无色的，有白色、黄色、粉红色、绿色、灰色、黑色等等。有些透明，有些半透明。长石本身应该是无色透明的，之所以有色或不完全透明，是因为含有其他杂质。有些成块状，有些成板状、有些成柱状或针状等等。一般在火山岩和变质岩中存在的长石都很小，只有0.1～10毫米，在斑岩中可达5～10厘米，而在伟晶岩中有的可达数十米。长石是陶瓷和玻璃工业的原料。有的长石具有美丽的变彩或晕色，可被用作宝石的材料。

似长石

有一些矿物的成分与长石相似，它们被称为似长石矿物。霞石与白榴石便是最常见和最主要的似长石矿物，霞石它为含钠和钾的铝硅酸盐。霞石的晶体一般呈六方柱状、短柱状或厚板状，晶体聚集在一起成粒状、块状。颜色一般为灰白，也可以是浅色的黄、绿、褐、蓝、红等。它们具有玻璃样的光泽，因为断裂处会呈现出油脂样的光泽，故又称脂光石。在玻璃和陶瓷工业中，它们可以作长石的代用原料。因为含铝，也可作为提炼铝的原料。霞石正长岩、

一种深成碱性岩。灰、浅绿、浅黄褐色。中粗粒。具似花岗结构。主要由碱性长石（65%～70%）、霞石（15%～025%）和碱性暗色矿物（10%～15%）组成。碱性长石主要为正长石、歪长石、微斜长石和钠长石；碱性暗色矿物以霓辉石、霓石、钠铁闪石、富铁钠闪石为主。辉石类矿物的环带构造发育。常见磁铁矿、钛铁矿、磷灰石、锆石、榍石等副矿物。主要岩石变种有：①云霞正长岩。主要由钾长石、钠长石、霞石和铁黑云母组成。②流霞正长岩。主要由正长石(57%)、霞石（20%～25%）、霓石、辉石、角闪石及少量黑云母、钠长石组成。③钠霞正长岩。其主要特征是其中的长石均为钠长石。典型的钠霞正长岩由板状霞石(15%～30%)、长柱状钠长石（50%～70%）及少量暗色矿物组成。在自然界，多呈岩床、岩株产出。常与碱性正长岩、碱性花岗岩、碱性辉长岩等一起组成杂岩体。与其有关的矿产有铌、钽、稀土、锆和铀等。

霞石的应用