第十七講 第19章 含氧鹽(2)：島、環(huán)、鏈狀硅酸鹽

——島、環(huán)狀硅酸鹽礦物亞類

Island&RingSilicates第十九章含氧鹽礦物大類（2）

SaltwithOxygen硅酸鹽礦物類[SiO4]基型（NEOSILICATES）：

鋯石、石榴石、橄欖石、紅柱石、藍晶石、黃玉、十字石、（榍石）,含附加陰離子[SiO4]+[Si2O7]基型（SOROSILICATES），含附加陰離子：

綠簾石（符山石）

環(huán)狀基型CYCLOSILICATES

綠柱石、電氣石（堇青石）Si-O骨干型式綠簾石符山石Si-O骨干類型陰離子（有無附加陰離子）礦物形態(tài)，解理，硬度島狀[SiO4]鋯石橄欖石石榴石粒、短柱，無，7.5-8粒狀，無，6.5-7粒狀，無，6.5-7.5島狀［SiO4］O［SiO4］O［SiO4］(F,OH)2[SiO4]2O2(OH)2［Si2O7］[SiO4]

O(OH)紅柱石藍晶石黃玉十字石綠簾石柱狀，{110}中,6.5-7.5板狀，{100}完全,二硬柱狀，{001}完全，8柱狀，{010}中,7.5柱狀，{001}完全，6環(huán)狀［Si6O18］六方環(huán)［Si6O18］復三方環(huán)綠柱石電氣石柱狀，無，7-7.5柱狀，無，7.5-8

島/環(huán)狀硅酸鹽亞類礦物形態(tài)物性與陰離子關系鎂鋁榴石系列：(Mg,Fe,Mn)3Al2［SiO4］3

鎂鋁榴石(Pyrope)Mg3Al2［SiO4］3

鐵鋁榴石(Almandite)Fe3Al2

［SiO4］3

錳鋁榴石(Spessartite)Mn3Al2

［SiO4］3

鈣鐵榴石系列：：Ca3(Al,Fe,Cr,Ti,V,Zr)2［SiO4］3

鈣鋁榴石(Grossularite)Ca3Al2

［SiO4］3

鈣鐵榴石(Andradite)Ca3Fe3+2

［SiO4］3

鈣鉻榴石(Uvarovite)Ca3Cr2

［SiO4］3

鈣釩榴石(Goldmanite)Ca3V2

［SiO4］3

鈣鋯榴石(Kimzeyite)Ca3Zr2

［SiO4］3石榴子石族(Garnet)：A3B2［SiO4］3【晶體結構】

等軸晶系。［SiO4］四面體間為［BO6］八面體和［AO8］立方體。石榴子石

石榴子石的島狀結構：孤立的［SiO4］四面體由[AO8]畸變立方體和[BO6]八面體相聯(lián)系。石榴石晶體菱形十二面體:d｛110｝；四角三八面體:n｛211｝

【形態(tài)】常呈菱形十二面體。集合體致密粒狀或塊狀?！疚锢硇再|(zhì)】褐色為主，玻璃光澤，斷口油脂光澤。無解理。H6.5～7.5。D3.5～4.2;有脆性。【主要用途】研磨材料。寶石原料。激光材料。結構：四方晶系。［SiO4］四面體和［ZrO8］畸變立方體沿C軸相間排列。鋯石ZirconZr［SiO4］形態(tài)物性：四方雙錐狀，柱狀。顏色多變；玻璃至金剛光澤；透明至半透明。解理不完全。硬度7.5～8。相對密度4.4～4.8。性脆。鑒定特征：與金紅石的區(qū)別是硬度較大，無｛110｝完全解理；與錫石的區(qū)別是相對密度較小。主要用途：提取鋯和鉿，寶石原料，耐材，定年。

鋯石晶體形態(tài)的成因標型基性至中酸性巖漿中柱面愈加發(fā)育，長寬比約4-5；酸性巖中柱錐面均發(fā)育，呈柱狀，長寬比由老到新漸小。基性巖中酸性巖酸性巖【晶體結構】斜方晶系。單島狀。橄欖石(Olivine)(Mg,Fe)2［SiO4］橄欖石的單島狀結構：［SiO4］四面體為單島狀，Mg2+、Fe2+等陽離子存在于畸變八面體中?！拘螒B(tài)】短柱狀或它形粒狀。

【物理性質(zhì)】橄欖綠色；玻璃光澤；透明至半透明。解理｛010｝中等；常見貝殼狀斷口。H6.5～7。D3.27～4.37。

【主要用途】鎂質(zhì)耐火材料；寶石原料。橄欖石的晶體形態(tài)平行雙面:a｛100｝，b｛010｝，c｛001｝；斜方柱:m｛110｝

【形態(tài)】短柱狀或它形粒狀。Al2SiO5三種同質(zhì)多像變體：紅柱石AlⅥAlⅤ［SiO4］O；藍晶石AlⅥAlⅥ［SiO4］O；矽線石AlⅥ［AlⅣSiO5］。前二者屬本族礦物，矽線石為鏈狀硅酸鹽。紅柱石族：紅柱石、藍晶石柱狀特征：柱狀，橫斷面近于正四邊形。生長過程中俘獲碳質(zhì)和粘土并定向排列時，橫斷面見黑十字，縱斷面見黑色縱紋，稱空晶石。集合體為粒狀和放射狀，稱菊花石。紅柱石特征：藍、青、綠、黑色，玻璃光澤；透明－半透明。平行c軸硬度為4.5，垂直c軸為6－7，稱二硬石；解理｛100｝完全。相對密度3.53～3.65藍晶石(1)紅柱石為柱狀晶體，｛110｝解理發(fā)育，其柱體及解理都平行于八面體鏈；

(2)藍晶石為板狀晶體，最發(fā)育的解理是｛100｝，其板狀晶形及解理都平行于［AlO6］八面體鏈相聯(lián)所形成的層；

(3)矽線石為針狀、纖維狀晶體，解理｛010｝發(fā)育，是因為結構中存在一個［AlO6］八面體鏈和一個［AlO4］＋［SiO4］四面體雙鏈導致結構異向性十分強烈所致。三者結構差異紅柱石AlⅥAlⅤ［SiO4］O；藍晶石AlⅥAlⅥ［SiO4］O；矽線石AlⅥ［AlⅣSiO5］。形態(tài)、物性差異

(1)紅柱石AlⅥAlⅤ［SiO4］O相對密度小(3.13～3.16)，結構最松，出現(xiàn)罕見的五次配位AlⅤ，形成于低溫、低壓條件；

(2)矽線石AlⅥ［AlⅣSiO5］相對密度較大(3.23～3.27)，結構較紅柱石緊，AlⅤI可穩(wěn)定于比紅柱石較高的壓力范圍內(nèi)，AlIV形成于低壓高溫環(huán)境；

(3)藍晶石AlⅥAlⅥ［SiO4］O相對密度最大(3.53～3.65)，結構最緊密，其氧離子作近似的立方最緊密堆積，AlⅥ形成于低溫高壓環(huán)境。相對密度←結構緊密度←形成溫度、壓力:溫壓指示計【化學組成】從偉晶巖→云英巖→熱液,黃玉的F∶OH從大→小（3∶1到1∶1）?！拘螒B(tài)】柱狀晶形。柱面常有縱紋。黃玉(Tapaz)Al2［SiO4］(F,OH)2【物理性質(zhì)】黃色，乳白色，微帶藍綠色，黃褐色或紅黃色等；透明；玻璃光澤。解理平行{001}完全。硬度8。相對密度3.52～3.57?！境梢蚣爱a(chǎn)狀】是典型的氣成熱液礦物?！局饕猛尽繉毷稀Ｑ心ゲ牧?、精細儀表軸承等。黃玉（黃晶）與石英的區(qū)別？【形態(tài)】晶形呈短柱狀，

菱形橫斷面。

穿插雙晶。十字石FeAl4[SiO4]2O2(OH)2【物理性質(zhì)】深褐，紅褐，黃褐色；玻璃光澤，但

變化后(或不純凈)常顯暗淡無光或如

土狀。解理{010}中等。硬度7.5。相

對密度：3.74～3.83?！境梢蚣爱a(chǎn)狀】主要是區(qū)域變質(zhì)及少數(shù)接觸變質(zhì)作用

的產(chǎn)物?！捐b定特征】短柱狀，橫斷面為菱形，特別是雙晶形

狀，深褐、紅褐色，硬度大，以此可與

紅柱石區(qū)別?！拘螒B(tài)】常見晶形為具有楔形橫截面的扁平信封狀晶體。【物理性質(zhì)】

蜜黃色、褐色、綠色、灰色、黑色，成分中含有較多量的MnO時，可呈紅色或玫瑰色；條痕無色或白色；透明至半透明；金剛光澤，油脂光澤或樹脂光澤。解理{110}中等；具{221}裂開。硬度5～6。相對密度3.29～3.60?！捐b定特征】以其特有的扁平信封狀晶形和楔形的橫截面可與其他蜜黃色礦物相區(qū)別?！局饕猛尽靠勺麾伒V石，稀有元素礦床的找礦標志。寶石。榍石(Sphene或Titanite)CaTi［SiO4］O綠柱石(Beryl)Be3Al2［Si6O18］綠柱石的六方環(huán)狀結構。［Si6O18］六方環(huán)垂直c軸同心平行排列，上下兩個環(huán)錯動25°，形成平行c軸的寬闊通道。[BeO4]四面體和[AlO6]八面體分布在環(huán)的外側，將上下左右的［Si6O18］六方環(huán)連在一起。

【晶體結構】六方環(huán)狀【晶體結構】六方環(huán)狀。【形態(tài)物性】柱狀或板狀。含F(xiàn)e2+的深藍色者稱海藍寶石；含Cr2O3碧綠蒼翠的稱祖母綠；含Cs呈粉紅色，含少量Fe2O3及Cl則呈黃綠色；玻璃光澤；透明至半透明。解理不完全。H7.5～8。D2.6～2.9。與磷灰石如何區(qū)別？【主要用途】Be的礦石礦物。寶石原料。綠柱石和云母綠柱石【晶體結構】三方晶系。硅氧四面體組成復三方環(huán)。【形態(tài)】柱狀。柱面上常出現(xiàn)縱紋，橫斷面呈球面三角形?！疚锢硇再|(zhì)】富含鐵的呈黑色，富含鋰、錳和銫的呈玫瑰色或淡藍色，富含鎂的呈褐色和黃色，富含鉻的呈深綠色。玻璃光澤。無解理。硬度7～7.5。相對密度3.03～3.25。壓電性，焦電性。電氣石(Tourmaline)Na(Mg,Fe)3Al6［Si6O18］［BO3］3(OH,F)4【用途】無線電材料；紅外探測材料。寶石原料(碧璽)。電氣石

1.從硅氧骨干外陽離子的配位多面體分布分析為何某些島狀硅酸鹽礦物呈片狀或柱狀。

2.以Al2SiO5的三種同質(zhì)多象變體為例,從配位數(shù)的影響因素分析鋁在硅酸鹽礦物中存在形式的成因意義。3.電氣石礦物的顏色變化及其類質(zhì)同象系列與其成因的關系。思考題——鏈狀硅酸鹽礦物亞類

INOSILICATES第十九章含氧鹽礦物大類（3）

SaltwithOxygen硅酸鹽礦物類一概述結構：鏈狀Si-O骨干平行C軸排列。成分：

1）

Si-O骨干中可有AlIV代替Si，一般AlIV/Si≤1∶3，

僅矽線石AlIV代替Si達1/2。2）角閃石族雙鏈結構出現(xiàn)附加陰離子

（OH）-、F-、Cl-；形態(tài)：平行Si-O骨干的柱狀、板狀、針狀、纖維狀。物性：

光學性質(zhì)：離子晶格特征，玻璃光澤

解理：發(fā)育平行鏈的解理；

硬度：一般大于小刀成因：巖漿作用，區(qū)域變質(zhì)作用，熱液蝕變作用。二、輝石族(PyroxeneGroup)XY[T2O6]—X：Na+,Ca2+,Mn2+,Fe2+,Mg2+,Li+;—Y：Fe3+,Cr3+,Mn2+,Fe2+,Mg2+,Al3+,Ti4+;—T：Si4+,Al3+;Ti4+,1.化學通式單鏈狀[T2O6]Ｍ1：——小陽離子（Fe++,Mg++），斜方晶系，紫蘇輝石Mg2[Si2O6]

Ｍ２：——大陽離子（Na+,Ca++，Li+），單斜晶系，透輝石CaMg[Si2O6]輝石晶體結構M1陽離子M2陽離子投影2.

硅氧骨干外陽離子占位及對稱鏈間兩種空隙：小空隙M1：位于硅氧四面體活性氧相對的位置，由較小的陽離子Fe++,Mg++,Al+++占據(jù)，呈正八面體配位；大空隙Ｍ2：位于硅氧四面體底面相對的位置，可由大（Na+,Ca++）?。‵e++,Mg++）兩種離子占據(jù)，分別呈畸變立方體和八面體配位。對稱特點：

Ｍ2位被小陽離子（Fe++,Mg++）占據(jù)，多為斜方晶系；Ｍ2位被大陽離子（Na+,Ca++，Li+）占據(jù)，單斜晶系。3.解理與結構關系2)解理與結構關系1）解理特征：——斜方輝石：

{210}，夾角87°/93°；——單斜輝石：

{110}，夾角87°/93°4.成分與顏色關系

顏色隨含Mn2+,Fe2+,Ti4+增加而加深。

5.其他特征玻璃光澤，H5～6，硬玉和鋰輝石H6.5-7，D中等（3.1-3.6）鋰輝石CaSiO3(Wo)－MgSiO3(En)－FeSiO3(Fs)三元系輝石分類圖解（Klein&Hurlbut，1993）斜方輝石(Orthopyroxene)：

——頑火輝石（En）—斜方鐵輝石(Fs)系列

Mg2[Si2O6]—Fe2[Si2O6]玩火輝石En100-90無色超基性變粒巖較高溫古銅輝石

En90-70古銅色紫蘇輝石

En70-50灰綠色鐵紫蘇輝石En50-30綠色尤萊輝石En30-10暗綠色斜方鐵輝石

En10-0墨綠色

基性

麻粒巖

較低溫

6.斜方輝石與單斜輝石分述——透輝石（Di）—鈣鐵輝石(Hed)系列

CaMg[Si2O6]—CaFe[Si2O6]透輝石

Di100-75無色超基性鎂矽卡巖較高溫次透輝石Di75-50淺綠色鐵次透輝石Di50-25綠色鈣鐵輝石

Di25-0墨綠色基性鈣夕卡巖較低溫單斜輝石(Clinopyroxene)：

——普通輝石

Augite:

Ca(Mg,Fe2+,Fe3+,Ti,Al)[(Si,Al)2O6]

——硬玉

Jadeite:NaAl[Si2O6],H=6.5,——鋰輝石Spodumene:LiAl[Si2O6]H=6.5-7

——霓石Aegirine：NaFe3+［Si2O6］霓石翡翠含普通輝石單斜輝石(Clinopyroxene)：三重單鏈狀礦物三重單鏈，三斜，b軸板狀，淺紅白，解理{100}完全，H4.5-5.5，D2.75-3.10，產(chǎn)于夕卡巖或鈣質(zhì)片巖。與透閃石區(qū)別：硅灰石質(zhì)較軟，不似透閃石性脆易折；與矽線石區(qū)別：產(chǎn)狀不同，硅灰石易熔于酸。1.硅灰石WollastoniteCa3[Si3O9]五重單鏈狀礦物

五重單鏈，三斜，粒狀，粉紅，解理{110}和{110}完全，交角近90°，H5.5-6，D3.4-3.75，黑色被膜，產(chǎn)于片巖。與薔薇石英區(qū)別：解理。

2.薔薇輝石Rhodonite(Mn,Ca)5[Si5O15]四角閃石族(AmphiboleGroup)A0-1X2Y5[T4O11]2(OH)2——A：Na+,Ca++,K+,H3O+;——X：Na+,Ca2+,K+,Li+,Mn2+,Fe2+,Mg2+;——Y：Al3+,Fe3+,Cr3+,Ti4+,Mn2+,Fe2+,Mg2+;——T：Si4+,Al3+,Ti4+;1.化學通式角閃石晶體結構2.

硅氧骨干外陽離子占位及對稱鏈間由O和（OH）堆積構成五種空隙：小空隙M1，M2,M3：位于硅氧四面體活性氧相對的位置，由較小的Y類陽離子占據(jù)，呈八面體配位；大空隙Ｍ4：位于硅氧四面體底面相對的兩個雙鏈之間，可由大（Na+,Ca++）小（Fe++,Mg++）兩種X陽離子占據(jù)，分別呈畸變立方體和八面體配位。

最大空隙A：位于硅氧四面體底面相對的兩個雙鏈之間，為A離子所占據(jù)。對稱特點—Ｍ4：Ｍ4位被?。‵e++,Mg++）陽離子占據(jù)，斜方晶系；Ｍ4位被大（Na+,Ca++）陽離子占據(jù)，單斜晶系。角閃石晶體結構3.解理與結構關系1）解理特征：——斜方閃石：{210}，夾角56°/124°；——單斜閃石：{110}，夾角56°/124°

2)解理與結構關系5.其他特征玻璃光澤，H5-6，直閃石和藍閃石H5.6-6.5，D中等（3.0-3.5）。

4.成分與顏色關系顏色隨含Mn2+,Fe2+,Ti4+增加而加深。斜方閃石(Orthoamphibole)：——直閃石Anthophyllite（Mg，F(xiàn)e）7[Si4O11]2（OH）2

放射狀或纖維狀。僅見于中級變質(zhì)巖中。6.斜方閃石與單斜閃石分述透閃石—鐵陽起石系列Ca2Mg5[Si4O11]2（OH）2—Ca2Fe5[