地質(zhì)大礦物學課件11含氧鹽礦物大類

Chap.11

含氧鹽礦物大類

含氧鹽礦物：

金屬陽離子與各種含氧酸根絡(luò)陰離子結(jié)合而成的鹽類化合物。

本大類礦物種數(shù)約占已知礦物總數(shù)

的2/3，重量超過地殼總重量的4/5。§1概述

一、化學組成

陽離子：

惰性氣體型離子最為重要；

其次為部分過渡型離子。

絡(luò)陰離子：

[SiO4]4-、[SO4]2-、[CO3]2-、[PO4]3-、

[WO4]2-、[BO4]3-、[AsO4]3-、[VO4]3-、

[MoO4]2-、[NO3]-、[CrO4]2-……

二、晶體化學特點晶體化學特點

絡(luò)陰離子內(nèi)中心陽離子的半徑小、

電價高，主要以共價鍵與O2-牢固相聯(lián)，

是晶體結(jié)構(gòu)中的獨立單位；絡(luò)陰離子主要藉助O2-與外部金屬陽離子以離子鍵

結(jié)合；層狀結(jié)構(gòu)者層間以分子鍵聯(lián)系?？傮w看含氧鹽屬離子晶格。

三、物理性質(zhì)

具離子晶格的特性

1．光學性質(zhì)：

通常為淺色，條痕白色，

透明，玻璃光澤；少數(shù)為金剛光澤、

半金屬光澤。

2．其他性質(zhì)：

1）H

變化極大（1～8）：無水的含氧鹽特別是硅酸鹽(層狀硅酸鹽

除外)礦物一般具較高的硬度和

熔點，一般不溶于水；其他礦物

硬度較小。

2）G中等—輕。

3）不同類礦物及同一類礦物

不同礦物種，其解理發(fā)育不同。

4）導熱性差，不導電。

四、分類

據(jù)絡(luò)陰離子種類的不同，分為：

硅酸鹽類

硫酸鹽類

碳酸鹽類

磷酸鹽類

鎢酸鹽類

硼酸鹽類

砷酸鹽類

釩酸鹽類

鉬酸鹽類

硝酸鹽類

鉻酸鹽類

一、一般特點

硅酸鹽礦物：

金屬陽離子與各種硅酸根相結(jié)合而成的含氧鹽礦物?！?硅酸鹽類

本類礦物在地殼中分布最廣泛，

目前已發(fā)現(xiàn)的有800多種，約占

礦物總種數(shù)的1/4，其重量約占地殼

總重量的85%。

意義：

1）是三大類巖石的主要造巖礦物，是組成地殼的物質(zhì)基礎(chǔ)；

2）對研究巖石或礦床的成因、劃分構(gòu)造帶均有特殊意義；

3）許多硅酸鹽礦物本身，作為非金屬礦物原料或特種非金屬材料，廣泛用于工業(yè)、國防、尖端技術(shù)及其他領(lǐng)域，并日益發(fā)揮重要作用。

4）是許多金屬元素特別是稀有金屬

Be、Li、Rb、Cs、Zr、Hf等的主要或

唯一來源。

5）不少硅酸鹽礦物是珍貴的寶玉石礦物，如綠柱石(祖母綠和海藍寶石)、

硬玉(翡翠)、軟玉、電氣石(碧璽)、黃玉、石榴子石（紫牙烏）等。

（一）化學組成化學組成

陽離子：主要是惰性氣體型離子

及

部分過渡型離子；銅型離子很少見。最主要為Al、Fe、Ca、Mg、Na、K，

其次有Mn、Ti、Li、Be、Zr等。

陰離子：主要由Si和O組成的各種絡(luò)陰離子。

附加陰離子：

F-、Cl-、(OH)

-、O2-

及

S2-、[CO3]2-、[SO4]2-……

H2O

注意：

1）各種不同元素間普遍存在類質(zhì)同像。

2）硅酸鹽中的水，常為(OH)-和H2O；

(H3O)+只在某些層狀硅酸鹽中少量存在，

且易于轉(zhuǎn)變?yōu)镠++H2O。H2O多呈沸石水

或?qū)娱g水，僅在少數(shù)硅酸鹽中才以結(jié)晶水

的形式存在，起著充填空隙或水化陽離子

的作用。

（二）晶體化學特征

[SiO4]4-四面體[SiO4]4-四面體是硅酸鹽礦物的

基本構(gòu)造單位，可孤立地存在；也可

以角頂相聯(lián)形成多種復(fù)雜的絡(luò)陰離子，即各種形式的硅氧骨干，再與金屬陽離子結(jié)合形成多種硅酸鹽礦物。

活性氧（非橋氧）：

[SiO4]4-四面體中與1個Si

相聯(lián)結(jié)的O。

惰性氧（橋氧橋氧）：

[SiO4]4-四面體中與2個Si

相聯(lián)結(jié)的O，其電荷已中和。

1．硅氧骨干的基本形式

硅酸鹽礦物晶體結(jié)構(gòu)中

的絡(luò)陰離子骨干，因[SiO4]4-的

聯(lián)結(jié)方式的不同而異。

目前已發(fā)現(xiàn)的硅氧骨干有幾十種，

常見的基本形式主要有：

1）島狀硅氧骨干

硅氧骨干被其他陽離子隔開，

彼此分離猶如孤島。（1）孤立四面體孤立四面體：

[SiO4]4-

Si∶O

=

1∶4

[SiO4]4-間彼此互不連接，孤立地分布。如橄欖石

(Mg,Fe)2[SiO4]橄欖石

(Mg,Fe)2[SiO4]

。（2）雙四面體雙四面體：[Si2O7]6-

Si∶O

=

1∶3.5

2個[SiO4]4-共用1個角頂相互連接。如異極礦

Zn4[Si2O7](OH)2

。

2）環(huán)狀硅氧骨干環(huán)狀硅氧骨干：[SinO3n]2n-

Si∶O

=

1∶3

由n個[SiO4]4-彼此共用角頂相聯(lián)

形成封閉的環(huán)，每個[SiO4]4-與相鄰的[SiO4]4-共用2個角頂。最常見六環(huán)[Si6O18]12-，如綠柱石

Be3Al2[Si6O18]綠柱石Be3Al2[Si6O18]等；也有三環(huán)[Si3O9]6-、四環(huán)[Si4O12]8-。

3）鏈狀硅氧骨干

無數(shù)個[SiO4]4-間通過共用

2或3個角頂，沿一個方向彼此相連，

無限延伸成鏈。鏈間為其他金屬

陽離子聯(lián)結(jié)。常見單鏈和雙鏈。

（1）單鏈：

每個[SiO4]4-以2個橋氧分別

與相鄰的2個[SiO4]4-聯(lián)結(jié)。

按重復(fù)周期和聯(lián)結(jié)方式分：

輝石輝石型：

Si∶O

=

1∶3：

硅灰石硅灰石型：

薔薇輝石薔薇輝石型：（2）雙鏈雙鏈：

相當于2個單鏈聯(lián)結(jié)而成。

角閃石型：

Si∶O

=

1∶2.75

由互成鏡像關(guān)系的2個輝石型單鏈

并聯(lián)而成，每個[SiO4]4-中有2或3個橋氧。

4）層狀硅氧骨干層狀硅氧骨干：

Si∶O

=

1∶2.5

每個[SiO4]4-均以3個角頂

分別與相鄰的3個[SiO4]4-相連結(jié)而形成向二維空間無限延展的

硅氧四面體層。

5）架狀硅氧骨干架狀硅氧骨干：

[(AlxSin-x)O2n]x-

(Si

+

Al)∶O

=

1∶2

所有[SiO4]4-均以4個角頂分別

與相鄰的4個[SiO4]4-共用相連形成

三維空間無限擴展的架狀結(jié)構(gòu)。

所有O2-皆為橋氧，為電性中和的

結(jié)構(gòu)，不再是硅酸鹽的絡(luò)陰離子。

故在硅酸鹽的架狀骨干中，必須有部分的[SiO4]4-為[AlO4]5-（個別情況下可被[BeO4]6-或[BO4]5-等）

所替代，這樣才能出現(xiàn)過剩的負電荷成為架狀絡(luò)陰離子，得以與骨干之外的一定的金屬陽離子結(jié)合成鋁硅酸鹽。

如

正長石

K[AlSi3O8]，

霞石

(Na,K)[AlSiO4]，

香花石

Ca3Li2[BeSiO4]3F2

，

鈉硼長石

Na[BSi3O8]等。

注意：

①架狀硅氧骨干內(nèi)，O2-剩余電荷低，且空隙較大，要求低電價、大半徑、高配位數(shù)的金屬陽離子與之

結(jié)合。有時并有附加陰離子和水分子

存在。

②

[AlO4]5-不穩(wěn)定，在硅氧骨干結(jié)構(gòu)中，

2個[AlO4]5-不能直接相連，而必需有

[SiO4]4-的支持，并由[SiO4]4-將其分隔。

故Al替代Si的數(shù)量不能超過Si總數(shù)的一半；孤立硅氧骨干中[AlO4]5-四面體難以存在。

2．化學鍵

硅氧骨干內(nèi)部Si與O之間主要是

共價鍵，硅氧骨干與金屬陽離子間則以離子鍵為主。

Si

—O鍵的性質(zhì)與Si∶O比值

及其他金屬陽離子存在的情況有關(guān)：

隨著Si∶O比值由1∶4遞增至1∶2，

Si

—

O的作用遞增，而O2-與金屬

陽離子作用遞減，致使Si的離子化

趨勢逐漸增強。

3．Al的作用Al的作用

Al在硅酸鹽結(jié)構(gòu)中起著特殊的雙重作用。

1）Al3+呈六次配位，與O2-

結(jié)合成

[AlO6]八面體，存在于硅氧骨干之外，

起聯(lián)結(jié)絡(luò)陰離子的普通金屬陽離子

（如Mg2+、Fe2+……）的作用，形成

鋁的硅酸鹽，如高嶺石Al4[Si4O10](OH)8，

黃玉Al2[SiO4](F,OH)2

。

2）Al3+呈四次配位，進入硅氧骨干，

替代部分的Si4+，形成[AlO4]四面體，

構(gòu)成鋁硅酸鹽，如鉀長石K[AlSi3O8]鉀長石K[AlSi3O8]

。

3）有時，Al可在同一晶體結(jié)構(gòu)中，

同時呈四次和六次配位，形成鋁的

鋁硅酸鹽，如白云母KAl2[AlSi3O10](OH)2白云母KAl2[AlSi3O10](OH)2

。

Al的氧化物的兩性：

酸性條件下Al起陽離子的作用，CN=6；

堿性條件下形成鋁酸根，CN=4

。

∵rAl

/

rO

=

0.386

（近于0.414）

∴高壓條件下CN

=

6

；高溫條件下CN

=

4

∴高溫或堿性條件下易形成鋁硅酸鹽，如夕線石Al[AlSiO5]

；

高壓或酸性條件下易形成鋁的硅酸鹽，如藍晶石Al2[SiO4]

。

小結(jié)：

具單四面體島狀結(jié)構(gòu)的硅酸鹽，

晶體一般最緊密；具鏈狀—層狀—架狀結(jié)構(gòu)者，空隙度依次加大，結(jié)構(gòu)的緊密度

依次降低。硅酸鹽礦物因晶體結(jié)構(gòu)和化學組成

特點的不同，其形態(tài)和物理性質(zhì)各具

特征。

結(jié)構(gòu)內(nèi)鍵力的鍵強及強鍵的取向

晶體習性及力學性質(zhì)；

結(jié)構(gòu)的緊密程度和金屬陽離子的性質(zhì)

光學性質(zhì)

（三）形態(tài)

與硅氧骨干形式密切相關(guān)。一般地：

1）具孤立[SiO4]4-四面體骨干的硅酸鹽

礦物，常表現(xiàn)為三向等長的形態(tài)，呈

等軸狀或粒狀，如石榴子石，橄欖石。

若不同方向的鍵力有差異，則呈非三向等長的形態(tài)，如紅柱石呈柱狀，藍晶石

呈板條狀

。

2）具環(huán)狀硅氧骨干者，垂直環(huán)平面

（沿c軸）的方向上環(huán)與環(huán)之間的

聯(lián)結(jié)力一般較強，晶體常呈柱狀形態(tài)，往往屬三方、六方晶系，如電氣石，

綠柱石。

3）具鏈狀硅氧骨干者，均∥鏈的方向而成柱狀、針狀、纖維狀，如

輝石，角閃石。

4）層狀結(jié)構(gòu)礦物晶體∥結(jié)構(gòu)層的方向而成板狀、片狀、鱗片狀，

如滑石，云母。

5）架狀結(jié)構(gòu)礦物較復(fù)雜，其形態(tài)主要取決于[SiO4]4-與[AlO4]5-骨干內(nèi)部的連接形式及化學鍵分布的情況，可呈粒狀、片狀、板狀、板柱狀或

柱狀。

如沸石族礦物因骨干內(nèi)部有的沿一個方向聯(lián)結(jié)力特強而似鏈狀，有的在某一平面內(nèi)聯(lián)結(jié)力特強而

似層狀，有的則呈典型的架狀，故鈉沸石呈柱狀、片沸石呈片狀、

方沸石呈三向等長形態(tài)。

（四）物理性質(zhì)

硅氧骨干內(nèi)部主要是共價鍵，

硅氧骨干與金屬陽離子之間主要以離子鍵結(jié)合。

硅酸鹽礦物一般具離子晶格的性質(zhì)，

明顯表現(xiàn)出非金屬性：大多為透明或半透明，玻璃光澤或

金剛光澤，條痕白色或近白色的淺色等。

但顏色、解理、硬度、比重等性質(zhì)變化

很大，主要受硅氧骨干形式及金屬陽離子的種類的影響。

1）顏色：取決于金屬陽離子的種類：

①

惰性氣體型離子的硅酸鹽礦物為無色或淺色；

②

含F(xiàn)e、Mn、Ti等過渡型離子者，

顏色較深。

2）解理：明顯受結(jié)構(gòu)中強鍵的分布所控制：

①具島狀結(jié)構(gòu)之三向等長者，一般無完全解理；而紅柱石具∥c軸方向的柱狀解理，藍晶石具{100}的完全解理。

②

環(huán)狀者，如有解理，則為柱狀或∥底軸面的解理。

③

鏈狀者具∥鏈的方向的柱狀完全解理。

④

層狀者，具∥層的極完全解理。

（完全的底面解理）

⑤

架狀者，視其晶體格架類型而

有所不同，解理完善程度視鍵力情況

而不同。如長石族礦物具{001}和

{010}中等－完全解理。

3）硬度：一般均較高（＞小刀），僅層狀結(jié)構(gòu)者例外。

①

島狀結(jié)構(gòu)者，結(jié)構(gòu)緊密，H

最高，通常為6～8；

②

環(huán)狀結(jié)構(gòu)者，與島狀結(jié)構(gòu)者

大體相似；

③

鏈狀結(jié)構(gòu)者稍低，為5～6；

④

架狀結(jié)構(gòu)者，雖結(jié)構(gòu)疏松，但

[SiO4]4-與[AlO4]5-的聯(lián)結(jié)均很牢固，

故H并不低(5～6)，僅沸石族礦物因含H2O，H降至3.5～5。

⑤

層狀結(jié)構(gòu)者，因?qū)娱g的聯(lián)結(jié)力

（分子鍵或弱離子鍵）較弱，故H

很低，近于指甲：最低者(滑石、高嶺石

等)僅

1

±；云母族礦物2.5±。

4）相對密度：

①島狀者G偏大，一般在3.5±或＞4。

∵大多結(jié)構(gòu)緊密，陽離子多半徑較小、

原子量較大，如Zr4+、Ti4+、Fe等。

②

架狀者

G偏小，一般＜3。

∵結(jié)構(gòu)疏松、空隙大，主要陽離子多為原子量小、半徑大的K+、Na+、

Ca2+等。

③

鏈狀、層狀或環(huán)狀者：G約3～3.5。（五）成因產(chǎn)狀

內(nèi)生、外生、變質(zhì)作用均可形成：

大部分不含水的硅酸鹽礦物主要

形成于較高的溫度、壓力條件下；

含水（OH-、H2O）者形成的溫度、

壓力較低，甚至在地表條件下也能大量形成。

（六）分類：通常據(jù)硅氧骨干的形式分亞類：亞類硅氧骨干形式Si∶O島狀結(jié)構(gòu)硅酸鹽

孤立四面體

[SiO4]4-

1∶4雙四面體

[Si2O7]6-

1∶3.5環(huán)狀結(jié)構(gòu)硅酸鹽

六方環(huán)狀硅氧骨干最重要

[Si6O18]12-

1∶3

鏈狀結(jié)構(gòu)硅酸鹽

單鏈結(jié)構(gòu)硅氧骨干

1∶3

雙鏈結(jié)構(gòu)硅氧骨干

1∶2.75層狀結(jié)構(gòu)硅酸鹽

層狀硅氧骨干

1∶2.5架狀結(jié)構(gòu)硅酸鹽

架狀硅氧骨干

[(AlxSin-x)O2n]x-

1∶2

二、分述

（一）島狀結(jié)構(gòu)硅酸鹽亞類

包括：具單四面體[SiO4]結(jié)構(gòu)、雙四面體[Si2O7]結(jié)構(gòu)的礦物。

1．晶體化學特點

絡(luò)陰離子：

主要為[SiO4]4-、[Si2O7]6-

陽離子：

主要是電價高的Al3+、Fe3+、

Cr3+、Mn3+、Ti4+、Zr4+、Hf4+、TR3+等，

或電價不高但半徑較小、CN較低的二價陽離子，如：Mg2+、Fe2+、Ca2+、

Mn2+等。

有時有附加陰離子O2-、(OH)-、F-、Cl-。孤立[SiO4]4-三向等長，可交錯排列；其間藉其他陽離子以聯(lián)系。[SiO4]4-

一般不被或很少被[AlO4]5-替代。

島狀結(jié)構(gòu)的緊密度居硅酸鹽之首，

絡(luò)陰離子及陽離子的電價高（或電價雖不高，但CN低），結(jié)合力強。

硅氧骨干內(nèi)部以共價鍵為主，

硅氧骨干與陽離子間以離子鍵為主。

2．形態(tài)、物理性質(zhì)

一般晶形完好。具孤立[SiO4]4-者呈等軸粒狀或短柱狀；具[Si2O7]6-者多呈柱狀。

多呈無色或淺色，若含F(xiàn)e2+、Fe3+、

Mn2+、Cr3+，則常呈綠、褐、紅等色。透明—半透明，玻璃或金剛光澤，

硬度高(6～8)，G較大，折射率很高。

3．主要礦物

鋯石（zircon）：

Zr[SiO4]

晶體結(jié)構(gòu)：

四方晶系，對稱型4/mmm。

結(jié)構(gòu)中孤立的[SiO4]4-絡(luò)陰離子之間

藉八次配位的[ZrO8]變形配位立方體

而相互聯(lián)系。

鑒定特征：

晶體常呈柱狀，并具標型性：

堿性巖中者，錐面發(fā)育，柱面不發(fā)育，

晶體呈雙錐狀或短柱狀；酸性巖中者，柱面錐面皆發(fā)育，晶體呈柱狀。

通常呈黃～紅棕色，金剛～玻璃光澤，

斷口油脂光澤。

柱面不完全解理；

H7.5～8。G

4.4

～

4.8。

成因產(chǎn)狀：

為巖漿作用晚期的產(chǎn)物，主要產(chǎn)于

霞石正長巖及其偉晶巖中，與長石、

霞石、磷灰石及含TR、Th、U、Nb、Ta

的礦物共生；可作為副礦物出現(xiàn)于各類巖漿巖中；?？尚纬善暗V床；

常作為碎屑物質(zhì)見于碎屑巖及變質(zhì)巖中。

用途：

提取Zr、Hf的主要礦物原料；

色美而透明無瑕者可作寶石；

鋯石的形態(tài)、顏色、Zr/Hf等

具標型性，據(jù)以對比巖體或地層；

利用鋯石以研究沉積物中碎屑物質(zhì)的來源。

橄欖石族

化學通式：

X2[SiO4]

X

——

Mg2+、Fe2+、Mn2+等。

通常所稱之橄欖石橄欖石（olivine）：

(Mg,Fe)2[SiO4]

晶體結(jié)構(gòu)：

斜方晶系，對稱型mmm

。

孤立[SiO4]4-由Mg2+、Fe2+聯(lián)結(jié)。

O2-∥（100）近似六方最緊密堆積，

X2+充填八面體空隙。結(jié)構(gòu)中各方向

的鍵力近似。

鑒定特征鑒定特征：

粒狀。橄欖綠色，玻璃光澤。解理性差，貝殼狀斷口，H6.5～7。

成因產(chǎn)狀：

形成與深部巖漿作用有關(guān)，是超基性巖及基性巖的主要造巖礦物。是地幔巖和石隕石的主要礦物之一。也有接觸變質(zhì)和區(qū)域變質(zhì)成因。

用途：

富Mg的橄欖石可作鎂質(zhì)耐火材料；

顆粒粗大(＞8mm)而透明者可作寶石。

石榴子石族

化學通式：

X3Y2[SiO4]3

X2+：

Mg2+、Fe2+、Mn2+、Ca2+等

Y3+：

Al3+、Fe3+、Cr3+等

鋁系：(Mg,Fe,Mn)3Al2[SiO4]3

鈣系：Ca3(Al,Fe,Cr)2[SiO4]3

晶體結(jié)構(gòu)晶體結(jié)構(gòu)：

等軸晶系，對稱型m3m。

結(jié)構(gòu)中孤立[SiO4]4-由X2+Ⅷ和Y3+Ⅵ

聯(lián)結(jié)，形成畸變配位立方體和配位

八面體。結(jié)構(gòu)很緊密，各方向的鍵力

很少有差異。

鑒定特征鑒定特征：

常呈{110}、{211}或二者之聚形。

通常富Ca巖石(如矽卡巖)中，多形成

鈣系石榴子石，以{110}為主，次為{211}；而在富Al巖石(尤其是花崗偉晶巖)中，

多形成鋁系石榴子石，往往呈{211}。

常呈深紅、紅褐—褐黑色，玻璃

光澤，斷口油脂光澤。無解理，

H6.5～7.5，性脆。

成因產(chǎn)狀：

主要為變質(zhì)作用產(chǎn)物。

Ca系：主要為鈣鐵榴石或鈣鋁榴石，

接觸交代成因，產(chǎn)于矽卡巖中。

Al系：主要是鐵鋁榴石，區(qū)域變質(zhì)成因，普遍見于各種片巖及片麻巖中。

用途：

作研磨材料、鐘表鉆頭。

色美、粒大（＞8mm，綠色者

＞3mm）、透明而無雜質(zhì)者可作

寶石原料；最有意義的是鎂鋁榴石，

可用于指導

找金剛石。

Al2SiO5同質(zhì)三像變體同質(zhì)三像變體

藍晶石

AlⅥ2[SiO4]O

紅柱石

AlⅥAlV[SiO4]O

矽線石

AlⅥ[AlⅣSiO5]藍晶石藍晶石（kyanite）：AlⅥ2[SiO4]O

鑒定特征：

∥c軸的扁平柱狀或板條狀。

常呈淺藍色，也有藍綠色、灰白色，

{100}一組完全解理，解理面上珍珠

光澤。H明顯異向性。

紅柱石（andalusite）：AlⅥAlV[SiO4]O

鑒定特征：

柱狀晶體，橫斷面近正方形。有時含定向排列的碳質(zhì)包裹體，橫斷面呈

黑十字形（空晶石）。集合體常呈

平行狀或放射狀（菊花石）。

常呈灰白色，新鮮面呈肉紅色。

∥{110}中等解理（9048′）。

H6.5～7.5

。

矽線石（sillimanite）：AlⅥ[AlⅣSiO5]

鑒定特征：長針狀或針狀晶形，常呈纖維狀或放射狀集合體。

白、灰或淺褐、淺綠色。{010}

完全解理。H6.5～7.5。

黃玉黃玉（topaz）：

Al2[SiO4](F,OH)2

斜方晶系，對稱型mmm

。

鑒定特征：

斜方柱狀晶形，橫斷面呈菱形，

柱面常有縱紋。

酒黃色或無色透明，玻璃光澤。

{001}一組完全解理；H

8。

成因產(chǎn)狀：

典型氣成熱液礦物。主要見于花崗偉晶巖、云英巖、高溫氣成熱液脈中。

用途：

可作研磨材料、精密儀表軸承等。

可作寶石原料。

榍石（sphene）：

CaTi[SiO4]O

單斜晶系，對稱型2/m。

鑒定特征：常呈扁平信封狀或楔狀晶體，橫斷面呈菱形。

蜜黃或褐色，金剛光澤，斷口松脂光澤。

H5～5.5

。

成因產(chǎn)狀：

中、酸性巖漿巖和堿性巖中常見副礦物之一。堿性偉晶巖中常見較大晶體。綠簾石綠簾石（epidote）：

Ca2Al2Fe[Si2O7][SiO4]O(OH)

單斜晶系，對稱型2/m

。

鑒定特征：

晶體大者呈b軸延長的柱狀晶形和晶面條紋。特征的黃綠色，含F(xiàn)e多時呈綠黑色，

玻璃光澤。{001}一組完全解理；H6～6.5。

（二）環(huán)狀結(jié)構(gòu)硅酸鹽亞類

綠柱石（beryl）：

Be3Al2[Si6O18]

六方晶系，對稱型

6/mmm

。

鑒定特征：

晶體多呈六方柱狀，柱面上常有縱紋。富堿金屬者，呈短柱狀或

{0001}更發(fā)育的板狀；不含堿者晶面條紋較明顯。純者無色透明，通常顏色因所含雜質(zhì)而異：

祖母綠：含微量Cr2O3，翠綠色；

海藍寶石：含F(xiàn)eO，海藍色，透明；

金綠柱石：含F(xiàn)e2O3、Cl，金黃色、淺檸檬黃色；

銫綠柱石：含較多Cs2O，粉紅色、玫瑰紅色。

玻璃光澤。H7.5～8；{0001}、{}

不完全解理。

成因產(chǎn)狀：

典型氣成熱液礦物，主要產(chǎn)于花崗偉晶巖中。

用途：

提取Be的主要礦物原料，Be及其合金廣泛用于航空、宇航、導彈、原子能工業(yè)及機械工業(yè)；可作高檔寶石原料。

電氣石：

Na(Mg,Fe,Mn,Li,Al)3Al6[Si6O18][BO3]3(OH,F)4

三方晶系，對稱型3m

鑒定特征：

柱狀（或針狀）晶體，兩端具不同的三方單錐晶面，柱面常有縱紋，

橫斷面呈球面三角形。顏色隨成分而異：富含F(xiàn)e2+者，呈黑色，稱黑電氣石；富含Li+、Cs+、Mn2+者，呈玫瑰紅色、綠色、淺藍色，統(tǒng)稱彩色電氣石；

富含Mg2+，常呈黃色、褐色；

富含Cr3+，呈深綠色。

帶色的電氣石，圍繞c軸由中心向外呈色帶分布，c軸兩端的顏色也不相同。玻璃光澤。無解理，有時可見{0001}

裂開；H7～7.5。具熱電性和壓電性。

成因產(chǎn)狀：

典型氣成熱液礦物，主要產(chǎn)于花崗偉晶巖及氣成熱液礦脈或其

蝕變圍巖中，與白云母、石英、

黃玉等共生；也見于矽卡巖中；可

呈碎屑礦物出現(xiàn)于漂砂及沉積巖中。

用途：

可作寶石原料（碧璽）；

熱電性及壓電性良好的晶體

可用于無線電工業(yè)。（三）鏈狀結(jié)構(gòu)硅酸鹽亞類

鏈狀結(jié)構(gòu)硅酸鹽有單鏈、雙鏈等之別。

1．晶體化學特點

絡(luò)陰離子：

[SiO4]四面體共兩個或三個角頂相聯(lián)

而成的沿一維方向無限延伸的鏈狀硅氧骨干。

各鏈平行排列，鏈間依硅氧骨干之外

的陽離子而互相聯(lián)系。

陽離子：主要為K、Na、Ca、Li、Rb、

Mg、Al、Be等惰性氣體型離子和

Fe、Mn、Ti、Cr等過渡型離子。

附加陰離子：OH-、F-、Cl-等。

[SiO4]中被少量[AlO4]所替代，

替代量一般＜1/3。最多Al∶Si

=

1/2。

2．形態(tài)、物理性質(zhì)

板狀、柱狀、針狀、纖維狀。含惰性氣體型陽離子者一般為無色或淺色，含過渡型陽離子者為深彩色。玻璃光澤?！捂溠由旆较虻慕饫戆l(fā)育。

3．主要礦物

輝石（pyroxene）族

化學通式：

W1-p(X,Y)1+p[Z2O6]

W：

Ca2+、Na+；

X：

Mg2+、Fe2+、Mn2+、Li+等；

Y：

Al3+、Fe3+等；

Z：

主要為Si4+，次為Al3+。

注：

1）Z為四次配位，與O2-組成輝石型單鏈狀絡(luò)陰離子。

2）X、Y一般為六次配位，占據(jù)較小的空隙。

3）W為較大的陽離子，占據(jù)較大的空隙。

i）斜方輝石亞族，

化學組成較簡單，基本無大陽離子，即

P≈1；Al3+、Fe3+

等三價陽離子（Y）較少；Z

僅為Si4+。

ii）單斜輝石亞族：成分較復(fù)雜，通常

CNw

=

8，配位多面體為畸變立方體，

p

=

0～1；X及Y

均廣泛存在類質(zhì)同像替代；Z中可有部分Si4+為Al3+置換。

晶體結(jié)構(gòu)：

每一

[SiO4]4-均以2個角頂與

相鄰的[SiO4]4-聯(lián)結(jié)，形成沿c軸方向

無限延伸的單鏈，鏈內(nèi)每隔2個共頂

的[SiO4]4-即重復(fù)一次。鏈間藉Mg、

Fe、Ca、Al等陽離子相連，鏈間有

大小不同的2種空隙（小者為M1，

大者為M2）。

鑒定特征：

常呈短柱狀，橫斷面為近正方形的八邊形。

∥c軸的二組柱面解理中等～完全，

夾角87。H

5～7。玻璃光澤，顏色

隨陽離子的種類和含量而異，含F(xiàn)e

多者色較深。

普通輝石（augite）：

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

單斜晶系，對稱型2/m。

鑒定特征：

晶體常為短柱狀，橫斷面近正八邊形。

集合體呈粒狀或塊狀。

綠黑色、褐黑色或黑色，玻璃光澤。

柱面{110}解理完全或中等，夾角為87

和93。

成因產(chǎn)狀：

內(nèi)生作用的產(chǎn)物。為基性、超基性巖的主要造巖礦物，與

橄欖石、斜長石

等共生。也見于變質(zhì)巖中。

透輝石—鈣鐵輝石：

CaMg[Si2O6]—CaFe[Si2O6]

透輝石（Di）—

鈣鐵輝石（Hed）完全類質(zhì)同像系列透輝石

Di100~75Hed0~25

次透輝石

Di75~50Hed25~50

鐵次透輝石

Di50~25Hed50~75

鈣鐵輝石

Di25~0Hed75~100

單斜晶系，對稱型2/m。

鑒定特征：

短柱狀晶體，橫斷面呈正方形

或八邊形。

Di呈無色～淺綠色，條痕無色；

Hed為深綠～墨綠色，氧化后呈褐色或褐黑色，條痕淺綠～深綠。

玻璃光澤。H5.5～6.5；{110}解理

中等～完全，夾角87。

成因產(chǎn)狀：

為矽卡巖礦物之一，與石榴子石共生。

透輝石也是基性和超基性巖的常見礦物；高級區(qū)域變質(zhì)和熱變質(zhì)

作用也可形成。

鈣鐵輝石也可見于熱變質(zhì)的含鐵沉積物中。

硬玉（jadeite）：

NaAl[Si2O6]

單斜晶系，對稱型2/m。

鑒定特征：

晶體極少見，通常呈致密塊狀集合體。

最常見蘋果綠色，也有白色、淺綠

或淺藍色；玻璃光澤。H6.5～7，刺狀斷口，質(zhì)地堅韌。

成因產(chǎn)狀：

典型的變質(zhì)礦物之一

，主要產(chǎn)于堿性變質(zhì)巖中。

用途：

可作玉石材料（翡翠）。

角閃石（amphibole）族

化學通式：

W0-1X2Y5[Z4O11]2(OH)2

W：

Na+、K+、Ca2+、H3O+；

X：Ca2+、Na+、Mn2+、Fe2+、Mg2+、Li+；

Y：

Mn2+、Fe2+、Mg2+、Fe3+、Al3+；

Z：

Si4+、Al3+、Ti4+。

注：

1）Z為四次配位，與O2-組成角閃石型雙鏈狀絡(luò)陰離子。

2）W陽離子：在斜方角閃石亞族礦物中不存在；而在單斜角閃石亞族

礦物中，當有部分的Si4+為Al3+替代時，則有W陽離子。

晶體結(jié)構(gòu)：

雙鏈∥c軸方向延伸，鏈間藉金屬陽離子相連。結(jié)構(gòu)中有5種大小不同的空隙：

M1、M2空隙最小，M3空隙稍大，Y陽離子

占據(jù)此3種空隙，CNY=

6；M4空隙較M1、

M2、M3均大，為X陽離子占據(jù)，CNx

=

8

（X為Ca2+或Na+）或6（X為Mn2+、Fe2+、

Mg2+，為畸變的配位八面體）；A空隙最大，位于底面相對的2個雙鏈之間，為

W陽離子占據(jù)。

鑒定特征：

長柱狀，橫斷面為近菱形的六邊形，集合體呈針狀、纖維狀。

∥c軸的二組完全解理，夾角為56，

解理等級略高于輝石。H5～6。玻璃

光澤，顏色隨陽離子的種類和含量，

尤其因Fe的含量而異。

普通角閃石（hornblende）：

NaCa2(Mg,Fe,Al)5[(Si,Al)4O11]2(OH)2

單斜晶系，對稱型2/m

。

鑒定特征：

晶體呈較長的柱狀或針狀，橫斷面呈假六邊形或菱形，集合體常呈柱狀或纖維狀。

常帶不同色調(diào)的綠色：淺綠～深綠或黑綠色，玻璃光澤。H5～6；柱面解理

{110}完全，夾角56和124。

成因產(chǎn)狀：

為各種中酸性巖漿巖（如閃長巖、正長巖、花崗巖）的主要造巖礦物之一；也是角閃巖相區(qū)域變質(zhì)巖（如角閃巖、角閃片巖、角閃片麻巖）的主要組成礦物之一；

輝長巖中也可見到。

透閃石（tremolite）

—

陽起石（actinolite）：

Ca2Mg5[Si4O11]2(OH)2—Ca2(Mg,Fe)5[Si4O11]2(OH)2

透閃石可含少量Fe，當FeO含量在6～13%時，稱陽起石。

單斜晶系，對稱型2/m

。

鑒定特征：

晶體常呈長柱狀或針狀，集合體成細長柱狀、針狀、放射狀、纖維狀，或

粒狀、塊狀。

透閃石常呈白色或灰白色；陽起石為淺綠色—墨綠色，因Fe含量之多少而異。玻璃光澤，纖維狀者具絲絹光澤。H5～6；

柱面解理{110}中等～完全，夾角56和124。

注：

透閃石石棉：纖維狀透閃石集合體。

陽起石石棉：纖維狀陽起石集合體。

軟玉：致密堅韌并具刺狀斷口的透閃石—

陽起石隱晶質(zhì)塊體。

用途：

石棉可作工業(yè)用的絕熱、絕緣材料；

軟玉作裝飾和雕刻材料。（四）層狀結(jié)構(gòu)硅酸鹽亞類

層狀結(jié)構(gòu)硅酸鹽礦物特別是粘土礦物分布很廣。

粘土礦物：

產(chǎn)于粘土和粘土巖中的、結(jié)晶極細（一般＜2m）的、以Al、Mg、

Fe等為主的含水層狀結(jié)構(gòu)硅酸鹽

礦物。具良好的吸附性、可塑性、膨脹性及離子交換等特殊性能，廣泛用作陶瓷、耐火材料，應(yīng)用于

石油、建筑、紡織、造紙、油漆等工業(yè)。

1．晶體化學特點

本亞類礦物的絡(luò)陰離子為[Si4O10]4-，

與其相配位的陽離子有Mg2+、Fe2+、

Al3+、Fe3+、Li+、Cr3+等。礦物普遍含結(jié)構(gòu)水，有的還具層間水。

四面體片

(

T

)

：

每個[SiO4]4-均以3個角頂分別與相鄰的3個[SiO4]4-相聯(lián)結(jié)而成的

二維延展的網(wǎng)層，最常見六邊形網(wǎng)。八面體片

(

O

)：四面體片中六邊形網(wǎng)要求Mg2+、

Fe2+、Al3+、Fe3+、Li+、Cr3+等陽離子

與之相適應(yīng)，CN

=

6，與O和OH

形成配位八面體，并彼此共棱相連

構(gòu)成八面體片。

結(jié)構(gòu)單元層：

由八面體片和硅氧四面體片通過共用活性氧相互連結(jié)而組成。

結(jié)構(gòu)單元層彼此堆垛相連構(gòu)成礦物的晶體結(jié)構(gòu)，是層狀硅酸鹽礦物中的

最小重復(fù)單位。層間域：結(jié)構(gòu)單元層之間的區(qū)域。

結(jié)構(gòu)單元層的基本類型：

1）1∶1型（TO型）：由1個四面體片（T）和1個八面體片（O）組成。

2）2∶1型（TOT型）：由2個四面體片（T）夾1個八面體片（O）組成。即夾心餅干式。

在八面體片與四面體片相匹配中，

對應(yīng)于四面體片中的一個六方環(huán)

范圍內(nèi)有3個共棱八面體，其公共角頂位置正好是位于六方環(huán)中心

的附加陰離子

(OH)-之所在。

1）三八面體型結(jié)構(gòu)：

在1∶1型或2∶1型結(jié)構(gòu)單元層中，

基于電價平衡的要求，若每個八面體

位置均為二價陽離子（如Mg2+、

Fe2+等）所占據(jù)。

2）二八面體型結(jié)構(gòu)：

若僅有2/3的八面體位置為三價陽離子(如Al、Fe3+等)占據(jù)，電價

即可達平衡，其余1/3的八面體位置

則空位。

層狀結(jié)構(gòu)硅酸鹽礦物結(jié)構(gòu)的4種類型：

1）高嶺石型：

高嶺石（Al4[Si4O10](OH)8）

屬1∶1型的二八面體型結(jié)構(gòu)；

蛇紋石（Mg6[Si4O10](OH)8）

屬1∶1型的三八面體型結(jié)構(gòu)。

2）葉蠟石型：

葉蠟石（Al2[Si4O10](OH)2）

屬2∶1型的二八面體型結(jié)構(gòu)；

滑石（Mg3[Si4O10](OH)2）

屬2∶1型的三八面體型結(jié)構(gòu)。

3）云母型：

云母的結(jié)構(gòu)是典型的2∶1型，與滑石、葉蠟石相似，只是在四面體片中有部分的Si4+被Al3+所替代，在結(jié)構(gòu)

單元層間出現(xiàn)K+以平衡層電荷。主要

根據(jù)八面體片中的金屬陽離子的占位情況、種別和含量分為三八面體型

和二八面體型。

4）綠泥石型

：

綠泥石的結(jié)構(gòu)為2∶1∶1型，

相當于2∶1型結(jié)構(gòu)單元層（滑石層）

與[Mg(OH)6]八面體層（水鎂石層）

交替排列而成。其滑石層中因R3+→Si4+

而引起的負層電荷，與水鎂石層中因

R3+→R2+所致的過剩正電荷彼此中和。

2．形態(tài)、物理性質(zhì)

取決于其特殊的層狀結(jié)構(gòu)。多呈單斜晶系的假六方片狀、板狀或短柱狀。一般具一組極完全的{001}底面解理，

解理面上珍珠光澤；薄片具彈性或撓性，少數(shù)具脆性；H小；G不高。粘土礦物具可塑性。

3．成因產(chǎn)狀

各種地質(zhì)作用中均可形成，但以表生條件最為有利且較穩(wěn)定。許多

非層狀結(jié)構(gòu)的硅酸鹽礦物風化蝕變

的最終的穩(wěn)定產(chǎn)物即層狀結(jié)構(gòu)硅酸鹽。

4．鑒定研究方法

顆粒較粗者，一般據(jù)其特有的形態(tài)、顏色、H低、完全的底面解理

等易辨別。

1）電子顯微鏡觀察

2）熱分析：測定各種水在不同溫度下的反應(yīng)。

3）x射線粉晶衍射分析：確定面網(wǎng)間距

d值。

4）紅外光譜分析

5）染色分析

6）折射率的測定

7）離子交換性能的測定

5．主要礦物

滑石：

Mg3[Si4O10](OH)2

晶體結(jié)構(gòu)：

單斜晶系，對稱型2/m。

2∶1型的三八面體型結(jié)構(gòu)。

結(jié)構(gòu)單元層內(nèi)電荷平衡，層間無陽離子，為微弱的分子鍵。

鑒定特征：

晶體微細，很少見。通常呈

致密塊狀、鱗片狀、放射狀集合體。

帶淺黃、淺紅、淺綠等的白色，

玻璃光澤，H

1，{001}解理完全，

薄片具撓性，有滑感。

絕緣、耐熱及抗酸性能良好。

成因產(chǎn)狀：

典型的熱液蝕變的礦物，

為富Mg的超基性巖或白云巖

經(jīng)熱液蝕變而成；

區(qū)域變質(zhì)作用也可形成。

用途：作為填料用于造紙、橡膠、涂料、

塑料、化工等部門；

塊滑石、滑石粉可用作陶瓷原料；

塊滑石瓷具良好的介電性能和

機械強度，作高頻電瓷絕緣材料；

塊滑石可作工藝美術(shù)品的雕刻石料；可用作潤滑劑、鎂質(zhì)礦物肥料等。

葉蠟石：Al2[Si4O10](OH)2

單斜晶系，對稱型

2/m。

鑒定特征：

晶體罕見，常呈片狀、鱗片狀、

放射狀或致密塊狀集合體。白色、淺綠、淺黃、淡灰色，玻璃光澤。致密塊體呈油脂光澤。H1～2。

解理{001}完全，解理面上珍珠光澤。

葉片柔軟具撓性，具滑膩感。

葉蠟石與滑石的鑒別方法：

1）酸度法試驗：在素瓷板滴一滴水，以礦物碎塊輕磨約0.5分鐘獲得乳濁狀

的水溶液，用石蕊試紙定性地檢驗其

酸堿性，葉蠟石呈酸性，PH≈6，滑石

呈堿性，PH≈9。

2）硝酸鈷法：葉蠟石灼燒后與硝酸鈷作用變?yōu)樗{色；而滑石則呈玫瑰紅。

成因產(chǎn)狀：

多系由富Al的巖石（主要是中酸性

噴出巖、凝灰?guī)r或酸性結(jié)晶片巖）

經(jīng)熱液作用變質(zhì)而成；

低溫熱液含金石英脈中也可出現(xiàn)。

我國主要分布在東南沿海一帶，

尤其是福建壽山和浙江青田縣等地

葉蠟石，弛名中外，系白堊紀的

流紋巖和流紋凝灰?guī)r經(jīng)熱液蝕變形成的，分別稱為“壽山石”和“青田石”。

用途：

作為填料或載體用于造紙、橡膠、油漆、日用化工、農(nóng)藥等部門；

與高嶺石一同用作陶瓷原料；

與耐火粘土混合制成耐火磚，用于鋼鐵及鑄造工業(yè)；

航天工業(yè)上用作發(fā)動機噴管的密封材料；

合成金剛石工藝中用作制造模具；

彩瑰麗、石質(zhì)脂潤者主要用于雕刻工藝品和印章。在我國俗稱“圖章石”。

云母（mica）族

化學通式：

XY2～3[Z4O10](OH,F)2

XⅫ

：

主要為K+，次為Na+，有時有Ca2+、Rb+、Cs+等。

YⅧ

：

主要為Mg、Al、Fe、Li，

少量V3+、Cr3+、Zn2+、Mn2+、Ti4+等。

ZⅣ

：

主要是Si和Al，一般

Si∶Al

=

3∶1；少數(shù)有Fe3+。

晶體結(jié)構(gòu)：

典型的2∶1型結(jié)構(gòu)，與滑石、葉蠟石相似，僅四面體片中有部分的Si4+為Al3+

所替代，在結(jié)構(gòu)單元層之間有K+，以平衡層電荷。

K+位于相鄰的兩結(jié)構(gòu)單元層之間，居六方環(huán)之中軸線上，與上下各6個O2-均能接觸，其CN

=

12。

白云母、鈉云母屬二八面體型；

黑云母、金云母