13硅酸盐矿物1

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 。
鉴定特征: 以其呈四方柱及四方双锥的聚形为特征。

橄榄石Olivine （Mg,Fe)2［SiO4］
晶体属斜方晶系的一 族岛状结构硅酸盐矿 物的总称。因常呈橄 榄绿色而得名。化学 式中的R主要为二价 阳离子镁、铁、锰。 其中偏于富镁的镁铁 橄榄石最常见，一般
Ca、Mg、Fe、Mn、Mg；
Nb、Ta、Zr、Hf、TR、U、Th、Ti； Co、Ni、Cu、Pb、Zn、Be、Ba等
晶体结构
在岛状结构硅酸盐矿物中，络阴离子间不直接相连，而靠 其它阳离子来联系，络阴离子作近似最紧密堆积，结构比 较紧密 硅氧骨干中的[SiO4]四面体一般不被或很少被[AlO4]四面体 替代 硅氧骨干内部以共价键为主，硅氧骨干与其它阳离子之间 以离子键为主
端氧（活性氧）
桥氧（惰性氧）
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-
2、环状硅氧骨干
按环中四面体的数目，可分别称做三联环、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 之间则借助其它金属阳离子来维系。它们分别用 [Si3O9]6-、[Si4O12]8-、[Si6O18]12-、[Si8O24]16-、 [Si9O27]18-、[Si12O36]24-表示。
具层状硅氧骨干的硅酸盐呈板状、片状、甚至鳞片状，延长 方向平行层状硅氧骨干延长的方向； 具架状硅氧骨干的硅酸盐其形态决定于架内化学键的分布， 可形成柱状、层状等晶形
四、矿物的物理性质
1、解理
硅酸盐的解理与硅氧骨干的形式有关
具岛状和环状硅氧骨干的硅酸盐一般解理不好
具链状骨干者常平行链延长的方向产生解理 具层状骨干者常平行层面有极完全解理
1、岛状硅氧骨干
常见的岛状络阴离子有单个硅氧四面体[SiO4]4-或双 四面体[Si2O7]6-等，在结构中孤立存在。它们彼此间靠其它金 属阳离子连接。此外, 还有罕见的形式：一是[Si3O10]8-，它 是由三个硅氧四面体连接而成的，在铍密黄石(aminoffite) 中存在；另一种是由五个硅氧四面体连接而成的[Si5O16]12-络 阴离子, 一个四面体居中，其四个角顶分别与其余四个硅氧 四面体连接，仅在氯黄晶(zunyite)存在。
Al的作用
Al可以呈4次配位，代替部分的Si4+进入络阴离子，形成 铝硅酸盐，如钠长石Na[AlSi3O8] 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Al4[Si4O10](OH)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KAl2[AlSi3O8](OH)2 ［A1O4］四面体为不稳定的配位形式，在结构中需要由［SiO4］四面
一、化学成分
阳离子主要是惰性气体型离子和部分过渡型离子，铜型离子 很少 阴离子主要是由Si和O组成的硅氧骨干（络阴离子），此 外还可出现附加阴离子O2-、OH-、F-、Cl-，以及S2-、 [CO3]2-、[SO4]2-等，还可有水分子的参与
二、晶体结构 硅氧骨干 硅酸盐的基本构造单元中Si和O组成的 硅氧四面体[SiO4]4-，在硅酸盐结构中[SiO4]4-四面体 既可以孤立地被其它阳离子包围起来，也可以彼此以 共角顶的方式连结起来形成各种形式的硅氧 骨干与 其它阳离子结合， 目前所发现的硅氧骨干形式已有 数十种，主要有5种
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-
3、链状硅氧骨干
有单链和双链等。单链中
每个硅氧四面体以两个角 顶分别与相邻的柄个硅氧 四面体连接成一维无限延 伸的连续链。其络阴离子 可以用[Si2O6]n4n-表示。双 链相当于两个单链组合而 成，例如角闪石族矿物中 的双链，其络阴离子可以 用[Si4O11]n6n-表示。
称为橄榄石。
晶体为短柱状，多呈粒状集合体。随Fe含量增多，可 由浅黄绿色至深绿色，玻璃光泽，透明至半透明。 解理中等或不完全，常具贝壳状断口，性脆。摩氏 硬度6-7，比重3.3-4.4。 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。它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
具架状骨干者，解理决定于架中化学键的分布
2、相对密度 硅酸盐矿物的相对密度与结构型式
和化学成分有关 一般具岛状硅氧骨干的硅酸盐具有较大的相对密度 具有层状、架状硅氧骨干的硅酸盐的相对密度较小
含水的硅酸盐矿物相对密度较小
3、矿物的光学性质
矿物的颜色取决于矿物的化学成分和晶体结构 硅酸盐矿物具有共价键和离子键，一般具有离子晶格的特性、 矿物一般为透明，玻璃—金刚光泽，浅色或无色 但若其成分中含有色素离子或混入色素离子杂质，则依据所 含离子种类及量的不同而呈现不同的颜色，如： 架状硅酸盐：该类硅酸盐中的阳离子主要是大半径低电价的 阳离子，如 K+、Na+、Ca2+、Ba2+等，无色或浅色 岛状、环状、链状硅酸盐：该类硅酸盐中的阳离子主要是小 半径高电价的阳离子，如Zr4+、Ti4+，Fe2+，Mg2+， Cr3+等，彩色或深色

硅酸盐矿物 硅和氧是地壳中分布最广，平均含量最高的元素， 其克拉克值分别为27.72%和46.6%，硅和氧除结合形成 SiO2矿物外，主要构成Si-O络阴离子与其他阳离子结合 形成大量的硅酸盐。
硅酸盐矿物在自然界分布极为广泛，已知硅酸盐 矿物有600余种 ，约占已知矿物种的1/4，就其质量而 言，约占地壳岩石圈岩质量的85%。 硅酸盐矿物是三大类岩石的主要造岩矿物，同时 也是工业上所需要的多种金属和非金属的矿物资源，此 外，还有不少硅酸盐矿物是珍贵的宝石矿物
[Si4O10]6-
架状结构硅酸盐
[(AlxSin-x)O2n]x-
岛、环状结构硅酸盐矿物
本亚类既包括了孤立四面体和双四面体硅氧骨干的矿物，也 包括环状硅氧骨干的矿物
化学成分：
阴离子为岛状硅氧骨干[SiO4]4- 和[Si2O7]6-，常见附加阴离子： O2-、(OH)-、Cl-、F阳离子复杂,多为小半径高电价的阳离子 ：
石榴子石族 (Garnet) A3B2[SiO4]3
镁铝榴石 Mg3Al2[SiO4]3
铝 系
铁铝榴石 Fe3Al2[SiO4]3 锰铝榴石 Mn3Al2[SiO4]3
钙 系
钙铝榴石 Ca3Al2[SiO4]3 钙铁榴石 Ca3Fe3+2[SiO4]3 钙铬榴石 Ca3Cr2[SiO4]3
其中X代表二价阳 离子，主要为Ca2+、 Mg2+、Fe2+、Mn2+等； Y代表三价阳离子， 主要为Al3+、Fe3+、 Cr3+等。类质同象 广泛存在。分成两 个系列：
每一硅氧四面体均以其全部四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。
此外, 根据最近研究结果(主要根据透射电镜研究结果)，还 发现一种具有单链、双链、三链和层状络阴离子共同存在同 一个晶体中的特殊结构，属于层链状的混合结构。已发现有 几种矿物，并命名为“云辉闪石(biopyribole)”族。 构成硅酸盐矿物的主要阳离子依常见的配位数区分时，可分 下列几类： 配位数为 4 ： B3+ 、 Be2+ 、 Al3+ 、 Ti4+ 、 Li+ 、 Fe3+ 、 Zn2+ 、 Mg2+； 配位数为 6 ： Al3+ 、 Ti4+ 、 Fe3+ 、 Mg2+ 、 Li+ 、 Zr4+ 、 Mn2+ 、 Ca2+、Fe2+、Se3+、K+； 配位数为8：Na+、Ca2+、Fe2+、Mn2+、Zr4+、Mg2+、K+、Ba2+； 配位数为12：K+、Ba2+。
根据络阴离子种类的不同，可将含氧盐大类矿物作进 一步分类如下：
硅酸盐[SiO4]4-、碳酸盐[CO3]2-、硫酸盐[SO4]2-、 磷酸盐[PO4]3-、钒酸盐[VO4]3-、砷酸盐[As5+O4]3-、
硝酸盐[NO3]-
硼酸盐[B3+O3]3-等
一、硅酸盐类矿物
一、硅酸盐类矿物
硅酸盐矿物
概述 岛状结构硅酸盐矿物 锆石, 橄榄石, 红柱石, 蓝晶石, 石榴石, 黄晶, 符山石 环状结构硅酸盐矿物 绿柱石, 电气石 链状结构硅酸盐矿物 辉石, 硅灰石, 角闪石 层状结构硅酸盐矿物 蛇纹石, 高岭石, 滑石, 叶腊石, 云母, 绿泥石 架状结构硅酸盐矿物 长石, 霞石, 白榴石, 沸石

结构特点: 等轴晶系；点群m3m。空间群Ia3d, Z=8。结构中二价阳离子作八次配位，形成畸变配 位立方体，三价阳离子作六次配位。这一结构很紧 密，各方向的键力很少有差异
形态与物性
一般具有完好的晶形 多呈无色或浅色，透明至半透明，玻璃光泽或金属光泽 高硬度（一般大于5.5） 相对密度和折射率较大
岛状结构硅酸盐矿物
百度文库锆石

化学组成: Zircon Zr[SiO4], 常含有少量的Hf。 结构特点: 四方晶系，点群4/mmm。空间群I41/amd； a0=6.53Ǻ, c0=5.94Ǻ；Z=4。晶体结构中[SiO4]4-J是孤立的， 彼此间借Zr4+连接起来，Zr4+的配位数为8。 晶体形态:一般都呈单晶体出现，呈柱状习性。
体的支持，
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［AlO4］不能相连，Al代Si的数目不能超过硅氧骨
干中Al和Si的总数的一半。即Al:Si=1:1。
三、矿物的形态
硅酸盐矿物的形态取决于硅氧骨干的型式和阳离子配位多面 体的连接方式，特别是[AlO6]八面体的连结方式 具岛状硅氧骨干的硅酸盐在形态上常呈三向等长粒状； 具环状硅氧骨干的硅酸盐常呈柱状习性，柱状习性往往属六 方或三方晶系，柱的延长方向垂直于环状硅氧骨干的平面；
具链状硅氧骨干的硅酸盐常呈柱状或针状晶体，晶体延长的 方向平行链状硅氧骨干的延长方向；
五、分类
硅酸盐矿物中按照硅氧骨干的型式可将硅酸盐类矿物划 分为 岛状结构硅酸盐（包括具单四面体[SiO4]4- 、双四面体 [Si2O7]6- ） 环状结构硅酸盐 [SinO3n]2n-(n≥ 3) 链状结构硅酸盐（包括具单链[Si2O6]4-及双链 [Si4O11]6-硅氧骨 干的矿物） 层状结构硅酸盐
含氧盐矿物大类 含氧盐矿物大类
含氧盐是各种含氧酸根络阴离子与金属阳离子所组 成的盐类化合物。它们约占已知矿物种数的三分之 二，是地壳中分布最广泛、最常见的一大类矿物。 国民经济中许多重要的矿物原料，特别是非金属矿 物材料，如化工、陶瓷、冶金辅助原科以及许多贵 重的宝(玉)石原料，主要是来自含氧盐矿物
4、层状硅氧骨干
每一硅氧四面体均以三个角顶分别与相邻的三个硅氧四面体相 边接，组成在二维空间内无限延展的层。例如滑石 Mg3[Si4O10](OH)2，其络阴离子可以用[Si4O10]n4n-来表示。
硅氧四面体共 用三个角顶构 成二向延展的 平面层状 [Si4O10]4-
5、架状硅氧骨干
当硅氧四面体彼此共用四个角 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[(AlxSin-x)O2n]x-表示
4、硬度
硅酸盐矿物的硬度与阳离子的电荷、离子半 径以及配位数有关 随着阳离子电荷的增高和半径的减小，硬度逐渐增高； 当阳离子配位数与阴离子半径的比值相符合时，矿物的 硬度就愈大； 对于同一种阳离子来讲，配位素愈低，硬度愈小； 构造中水的存在，常使硬度降低； 硅酸盐矿物的硬度一般比较高，仅次于无水氧化物，但 具有层状骨干的硅酸盐硬度却很小 硅酸盐矿物的硬度大致依 岛状（环状）—架状—链状—层状的顺序降低