《礦物學(xué)（第2版）》課件補(bǔ)充4 層狀硅酸鹽礦物亞類

1、 硅酸鹽礦物類(三) 層狀硅酸鹽礦物亞類 PHYLLOSILICATES 第九章 含氧鹽礦物大類Salt with Oxygen一 概述 結(jié)構(gòu)： Si-O骨干共用三個(gè)角頂構(gòu)成六方網(wǎng)層（SHEETS），與骨干外陽(yáng)離子互相聯(lián)系組成結(jié)構(gòu)層。成分： 出現(xiàn)附加陰離子（OH）-、F-、Cl-； Si-O骨干中可有AlIV代替Si，AlIV / Si 13。形態(tài)：平行結(jié)構(gòu)層的片狀、短柱狀。物性： 發(fā)育平行結(jié)構(gòu)層的極完全解理； 依陽(yáng)離子由惰氣型向過(guò)渡型轉(zhuǎn)變，顏色由淺而深； 玻璃光澤，不依顏色而變化。一 概述 結(jié)構(gòu)單元層類型：依結(jié)構(gòu)單元層的配置： TO型（1：1型）：蛇紋石-高嶺石族； TOT型（2：1型）：滑

2、石-葉蠟石族；云母族；綠泥石族；伊利石（水云母）族；埃洛石（敘永石、多水高嶺石）族；蒙脫石-蛭石族。依八面體片中陽(yáng)離子數(shù)目： 三八面體型結(jié)構(gòu) 二八面體型結(jié)構(gòu)二 晶體化學(xué) 1. 化學(xué)組成陰離子： 絡(luò)陰離子T4O104-。 附加陰離子（OH）-、F-、Cl-、O2-、（H3O）+陽(yáng)離子惰氣型和過(guò)渡型水分子： 少數(shù)有H2O二 晶體化學(xué) 2.結(jié)構(gòu)單元層 （1）TOT型和TO型T：四面體片 Tetrahedral Sheet。- 活性氧、惰性氧O：八面體片 Octohedral Sheet。 TO型（1：1型）：例：高嶺石Al4Si4O10(OH)8 TOT型（2：1型）：例：滑石Mg3Si4O10(O

3、H)2葉蠟石的晶體結(jié)構(gòu)T層O層Si四面體六方網(wǎng)環(huán) 二八面體型結(jié)構(gòu)惰性氧活性氧三八面體（a）和二八面體（b）型結(jié)構(gòu)二 晶體化學(xué) 2.結(jié)構(gòu)單元層 （2）二八面體型和三八面體型二八面體型：層狀結(jié)構(gòu)中結(jié)構(gòu)單元層八面體空隙由三價(jià)陽(yáng)離子充填 例：高嶺石Al4Si4O10(OH)8三八面體型：層狀結(jié)構(gòu)中結(jié)構(gòu)單元層八面體空隙由二價(jià)陽(yáng)離子充填 例：滑石Mg3Si4O10(OH)2 與SiO4四面體所形成的六方網(wǎng)格相適應(yīng)的八面體空隙八面體空隙OH陽(yáng)離子O二 晶體化學(xué) 3.層間域 （1）無(wú)層間物結(jié)構(gòu)單元層電荷平衡時(shí)：例：滑石Mg3Si4O10(OH)2；高嶺石Al4Si4O10(OH)8 ；葉蠟石Al2Si4O10

4、(OH)2（2）有層間物結(jié)構(gòu)單元層電荷不平衡時(shí)： 例：黑云母 KMg3AlSi3O10(OH)2； 白云母 KAl2AlSi3O10(OH)2 ； 蒙脫石 Ex(H2O)4(Al2-x,Mgx)2（AlSi）4O10(OH)2 , ENa+、Ca2+（3）層間域的重要意義吸附性陽(yáng)離子交換性膨脹性 滑石的晶體結(jié)構(gòu)層間域TOT型三八面型性結(jié)構(gòu)二 晶體化學(xué) 4.化學(xué)鍵性 結(jié)構(gòu)單元層內(nèi)：共價(jià)鍵和離子鍵； 結(jié)構(gòu)單元層間：分子鍵、氫鍵 5.多型例：云母1M; 2O; 2M1;2M2; 3T; 6H在TOT結(jié)構(gòu)單元層內(nèi)兩T層的活性氧位移1/3a0矢量成最緊密堆積，形成O層，這一矢量的方向在不同的單元層中可以

5、相對(duì)旋轉(zhuǎn)0或60的整數(shù)倍(60、120、180、240、300)，從而形成云母不同的多型變體。三 間層(混層)礦物 mixed layer mineral不同層狀礦物間的結(jié)構(gòu)單元層(或晶層) 浮生連生而成。 分為規(guī)則混層和不規(guī)則混層兩種類型.規(guī)則混層礦物，可作為另一礦物種重新命名?，F(xiàn)被國(guó)際粘土研究協(xié)會(huì)(AIPEA)確認(rèn)的規(guī)則混層礦物只有六種：即 滑皂石、柯綠泥石、滑綠石、累托石，云蒙石、羥硅鋁石。同種礦物不同多型之間也可混層連生，但不叫混層礦物。 四 粘土礦物 Clay Mineral 粒度小于2m；層狀硅酸鹽。特性：吸附性、離子交換性、吸水膨脹性、加熱膨脹性、可塑性、燒結(jié)性。結(jié)構(gòu)越無(wú)序、缺陷

6、越多、顆粒越細(xì)，活性越好。研究方法：差熱分析(測(cè)試其脫水溫度及相變溫度曲線)、掃描電鏡(觀察其細(xì)小顆粒形態(tài)等)、紅外光譜(測(cè)試其晶體結(jié)構(gòu))。 形態(tài)： 多呈單斜晶系， 假六方板、片狀或短柱狀。 物理性質(zhì)： 一般具玻璃光澤，珍珠光澤。 平行結(jié)構(gòu)單元層一組極完全解理； 低的硬度； 薄片具彈性或撓性，少數(shù)具脆性； 相對(duì)密度較小。五 形態(tài)、物性六 主要礦物概覽族結(jié)構(gòu)單元基本類型層間域成分礦物種O層陽(yáng)離子晶體化學(xué)式鑒定特征高嶺石族TO 無(wú)高嶺石Al(二八)（OH）8蛇紋石TO 無(wú)蛇紋石Mg（三八）云母TOT K白云母Al (二八)（OH）2黑云母Mg,Fe金云母Mg鋰云母Li,Al滑石TOT 無(wú)滑石Mg葉

7、蠟石Al蒙皂石TOTNa,Ca,K,Li,(H2O)蒙脫石Al,Mg蛭石TOTMg,Ca, (H2O)蛭石Mg,Fe,Al綠泥石TOTOMg-OH6綠泥石Mg, Al ,Fe復(fù)雜層狀硅酸鹽礦物亞類礦物特征 高嶺石(Kaolinite)Al4Si4O10(OH)8多為隱晶質(zhì)致密塊狀或土狀集合體。純者白色，因含雜質(zhì)可成其他顏色；土狀或蠟狀光澤。001極完全解理。硬度2.03.5。相對(duì)密度2.602.63。土狀塊體具粗糙感，干燥時(shí)具吸水性(粘舌)，濕態(tài)具可塑性。陽(yáng)離子交換性能差?！境梢蚣爱a(chǎn)狀】 酸性介質(zhì)，風(fēng)化作用或低溫?zé)嵋航淮漠a(chǎn)物。高嶺石族 Kaolinite Subgroup高嶺石、迪凱石、珍珠

8、陶土 TO型，二八面體型，層間無(wú)陽(yáng)離子。三斜或單斜晶系。蛇紋石()Mg6Si4O10(OH)8通常呈致密塊狀。纖維狀者稱蛇紋石石棉，亦稱溫石棉。深綠、黑綠、黃綠等各種色調(diào)的綠色，并常呈青、綠斑駁如蛇皮。鐵的代入使顏色加深、密度增大。油脂或蠟狀光澤，纖維狀者呈絲絹光澤。硬度2.53.5。相對(duì)密度2.23.6。除纖維狀者外，解理001完全。超基性巖或白云巖經(jīng)熱液交代而成蛇紋石族 Serpentine Subgroup TO型，三八面體型。主要為單斜晶系。層間無(wú)物。TOT型結(jié)構(gòu)，層間無(wú)陽(yáng)離子?；?Mg3Si4O10(OH)2葉蠟石 Al2Si4O10(OH)2滑石葉蠟石族常呈致密塊狀。純者為白色，

9、含雜質(zhì)時(shí)呈其他淺色。玻璃光澤，解理面顯珍珠光澤暈彩。解理001極完全；貝殼狀斷口。硬度1。相對(duì)密度2.582.83。有滑膩感。解理片具撓性。超基性巖、白云巖水熱蝕變產(chǎn)物。與葉蠟石相似。在素瓷板上滴一滴水，以礦物碎塊輕磨得乳濁液，用石蕊試紙檢驗(yàn)，滑石pH約為9，葉蠟石pH約為6。用于陶瓷、造紙、涂料、塑料、橡膠、化妝品，高頻電瓷絕緣材料；滑潤(rùn)劑，鎂質(zhì)化肥等。 滑石(Talc) Mg3Si4O10(OH)2常呈葉片狀、鱗片狀或隱晶質(zhì)致密塊體，有時(shí)呈放射葉片狀集合體。白色、淺綠、淺黃或淡灰色；玻璃光澤，致密塊狀者呈油脂光澤，解理面呈珍珠光澤。解理001極完全；隱晶質(zhì)致密塊體具貝殼狀斷口。硬度11.5

10、。相對(duì)密度2.652.90。有滑感，解理片具撓性。酸性噴出巖或結(jié)晶片巖經(jīng)熱液變質(zhì)而成。用途與滑石近同。在雕刻工藝和印章制作中，葉蠟石有悠久歷史。葉蠟石(Pyrophyllite)Al2Si4O10(OH)2 TOT型，層間域有大陽(yáng)離子K、Na等.白云母亞族(二八面體型) 白云母 KAl2AlSi3O10(OH)2黑云母亞族(三八面體型) 黑云母 K(Mg,Fe)3AlSi3O10(OH)2 金云母 KMg 3AlSi3O10 (OH)2 鋰云母亞族(三八面體型) 鋰云母 KLi2-xAl1+xAl2xSi4-2xO10(F,OH)2 鐵鋰云母 KLiFeAlAlSi3O10(F,OH)2云母族

11、 Mica Group上層下層白云母的晶體結(jié)構(gòu)層間域形態(tài): 假六方板、片狀，鱗片狀、柱狀。物性：顏色依成分而異，玻璃光澤、珍珠光澤，透明半透明；硬度23，解理001極完全，解理片有彈性，相對(duì)密度2.73.1。成因：約占地殼3.8WB%，巖漿、沉積和變質(zhì)作用下形成。合成云母（如氟金云母KMg3AlSi3O10F2）因質(zhì)地純，不含OH，因而電性能和高溫?zé)岱€(wěn)定性比天然云母好。云母族 Mica Group白云母 綠泥石(chlorite)【化學(xué)組成】 化學(xué)通式Y(jié)3ZO10(OH)2+Y3(OH)6，Y為Mg、Al、Fe，Z為Si、Al。通式前半部相當(dāng)于一個(gè)滑石層，后半部分相當(dāng)于一個(gè)水鎂石層，兩者相間排

12、列?！拘螒B(tài)】 常呈鱗片狀集合體、土狀集合體?！疚锢硇再|(zhì)】 多帶綠色調(diào)，富鎂為淺藍(lán)綠色，富鐵為深綠到黑綠，含錳呈淺褐、橘紅色，含鉻呈淺紫到玫瑰色；條痕無(wú)色；玻璃光澤，解理面呈珍珠光澤。解理001完全。硬度23。相對(duì)密度2.6803.40。解理片具撓性?！境梢虍a(chǎn)狀】 常見(jiàn)于低級(jí)變質(zhì)帶綠片巖相及低溫?zé)嵋何g變中。綠泥石族Chlorite Group綠泥石結(jié)構(gòu)TOT型多屬三八面體型和單斜晶系。層間域：Mg（OH）6八面體片（或氫氧鎂石片）充填；MgOHSiOT片O片TOHTOT型，層間域有層間水。二八面體型的蒙脫石亞族 蒙脫石、貝得石、累托石；三八面體型的皂石亞族 皂石、鋰皂石、斯皂石。蒙脫石皂石族(蒙

13、皂石族)Ex(H2O)4(Al2-x,Mgx)2(Si,Al)4O10(OH)2【化學(xué)組成】 E主要為Na+、Ca2+。x一般在0.20.6之間?！揪w結(jié)構(gòu)】 單斜晶系；TOT型，二八面體型結(jié)構(gòu)?！拘螒B(tài)】 常呈土狀隱晶質(zhì)塊狀，電鏡下為細(xì)小鱗片狀?！疚锢硇再|(zhì)】 白色或淺色。鱗片狀者(001)解理完全。硬度22.5。相對(duì)密度22.7。甚柔軟。有滑感。加水膨脹并變成糊狀物。具很強(qiáng)吸附及陽(yáng)離子交換性能?！境梢蚣爱a(chǎn)狀】 基性火成巖在堿性環(huán)境中風(fēng)化而成。為膨潤(rùn)土的主要成分?！捐b定特征】 加水膨脹?！局饕猛尽繌V泛用于化工及環(huán)保領(lǐng)域。蒙脫石(Montmorillonite)又稱微晶高嶺石或膠嶺石。蛭石(Vermiculite)(Mg,Ca)0.30.45(H2O)n(Mg,Fe3+,Al)3(Si,Al)4O10(OH)2【結(jié)構(gòu)】 單斜晶系。TOT型，三或二八面體型?！拘螒B(tài)】 粗粒的片狀，主要為三八面體型；細(xì)粒者土狀，多為二八面體型?！疚镄浴?褐、黃褐色；油脂或珍珠光澤。