含氧盐大类—岛状链状硅酸盐亚类矿物的宏观鉴定试验指导
《含氧盐大类（一）—岛状、链状硅酸盐亚类矿物的宏观鉴定》实验指导实验类型：验证实验学时：2实验要求：必修
一、预备知识
1．硅酸盐矿物的晶体化学特点及其对矿物性质的影响；
2．硅酸盐矿物的形态、物理性质及成因产状与用途；
3．岛状、链状硅酸盐盐矿物的形态、物理性质及成因产状与用途；
4．类质同象及其对矿物性质的影响。
二、目的与要求
1．掌握硅酸盐类矿物的晶体化学特点及其对矿物性质的影响；
2．掌握常见岛状、链状硅酸盐矿物的晶体化学特点、外观鉴定特征及成因、产状与用途；
3．熟悉常见岛状、链状硅酸盐矿物与相似矿物之间的主要区别。
三、实验内容与鉴定方法
硅酸盐矿物肉眼鉴定时，条痕色较为次要，主要从晶形及解理、颜色等方面着手，注意相似矿物的对比区别。
岛状、环状硅酸盐矿物一般具有完好的晶形。
物理性质上多呈无色或浅色，透明至半透明，具玻璃光泽或金刚光泽；高的硬度（一般均大于5.5）；相对密度和折射率也都较大。
主要形成于岩浆作用、伟晶作用和热液作用中；在交代蚀变和接触变质、区域变质作用中亦可大量产出；一般不形成于外生作用中。
链状结构硅酸盐矿物中，形态一般均为平行链状骨干的柱状、板状、针状晶形；发育平行链方向的解理；玻璃光泽，含Ca、Mg的颜色浅，含Fe、Mn的颜色深。
多为岩浆岩和变质岩的主要造岩矿物，尤其是辉石族和角闪石族矿物的分布更为广泛。
所用的手标本：橄榄石、石榴子石、红柱石、黄玉、绿帘石、绿柱石、电气石、普通辉石、透辉石、硅灰石、普通角闪石、透闪石、阳起石
四、作业与思考题
1．手标本上如何区别下列相似矿物：①橄榄石与绿帘石；②蓝晶石与红柱石；③普通角闪石与普通辉石；④透闪石与硅灰石；⑤阳起石与透辉石。
4．为什么红柱石、蓝晶石、绿柱石、电气石呈柱状晶体？
5．为什么岛状结构硅酸盐矿物一般硬度较高、密度较大？
6．为什么绿柱石硬度高，但密度不大？
7．辉石族和角闪石族的浅色和深色矿物，在成分上各有什么特征?
8．为什么辉石族和角闪石族的解理夹角不同?
形态光学性质解理
矿物名称化学式
硬度比重其它主要成因类型密切共生矿物鉴定特征
单晶体集合体颜色条痕光泽透明度组数程度。
矿物学简明教程（含氧盐）
矿物学简明教程（含氧盐）第四大类含氧盐本章概要1)含氧盐矿物主要类型及其络阴离子基本单位2)硅氧骨干类型、特点；铝的作用及其成因意义；硅酸盐看矿物晶体化学对形态物性的约束。
3)辉石式链、角闪石式链结构；骨干外阳离子与对称；链状结构与解理关系；完全类质同象系列端员矿物成分、物性、成因、产状的渐变。
4)TO(1:1)型、TOT(2:1)型、二八面体型、三八面体型结构；层间域及层间组分对矿物性质的约束；不同结构型代表性矿物；混层矿物。
5)长石族分类、长石双晶、似长石成分与成因、沸石结构特点。
概述含氧盐是金属阳离子和含氧酸根(如硫酸根巧[SO4]2-、碳酸根[CO3]2--等结合而成的化合物。
本大类矿物在自然界分布极广，其种数占已知矿物种数的2/3，而重量则超过地壳总最的4/5，它们不仅是构成三大类岩石的主要矿物，而且也是工业上不可缺少的矿物资源。
根据含氧酸种类不同，本大类分为八类。
（1）硅酸盐类；（2）硼酸盐类；（3）磷酸盐、砷酸盐、钒酸盐类；（4）钨酸盐、钼酸盐类；（5）铬酸盐类；（6）硫酸盐类；（7）碳酸盐类；（8）硝酸盐类。
在含氧盐晶体结构中，含氧酸根呈独立的阴离子团存在，称为络阴离子。
各种络阴离子的形状、半径、电价以及某些化学特性的差別，对矿物的化学成分、物理性质以及成因有决定性的影响（表30）。
一般地讲，络阴离子的负电价越高、其无水正盐的硬度越大，越倾向于高温、内生条件下形成，如橄榄石(Mg,Fe)2SiO 4等硅酸盐;反之,则矿物的硬度越低、溶解度大，倾向于外生低温条件下形成，如硫酸盐、硝酸盐等。
伹是，由于含氧盐类多，成分和构造者都很复杂，同一类矿物的性质和成因会有很大的差异。
参加含氧盐晶格的金属阳离子种类极为广泛。
总的来看，以惰性气体型离子最为重要，其次为部分过渡型离子。
铜型离子较少进入含氧盐。
金属阳离子和络阴离子的组合，往往存在一定规律。
一般说来，阳离子半径大小，电价髙低，与络阴离子的节径和电价是相适应的。
岛状硅酸盐矿物亚类
岛状硅酸盐矿物亚类
• • • • 岛状硅酸盐，是啥 有哪几种硅氧骨干 ，及其晶体化学式 阳离子成分有何特点 为什么橄榄石只能存在于SIO2不饱和岩石中？橄榄石硬度高但为什么 不存在河流沉积物中 • 按石榴子石的化学成分可分为那两个系列，其成分与成因有何特点 有几种同质多象变体？个遍体的晶体化学式有何不同他们在何种温压条 件下形成？ 红柱石和锆石的硅氧骨干是孤立四面体，而不是硅氧四面体链，为什么 他们成柱状？ 绿帘石的柱状体延长方向与结构有何联系？从化学式来看绿帘石晶体结 构中有几种硅氧骨干？ 从离子半径与
锆石族——锆石
• 化学组成：Zr[SiO4]。
链状结构硅酸盐亚类ppt课件
M1、M2、M3： 小半径离子 M4：Ca、Na、 K等离子
顶对顶的双链间存在八面体空隙（有三种，分别以M1、M2、M3表示， 主要由Y类小半径阳离子Mg、Fe2+等充填形成配位八面体；硅氧四面体以 底面对底面的双链间的空隙以M4表示，为X类阳离子占据，A类离子位于 底面相对的双链之间，恰好在[Si4O11]6-双链的“六方环”的中心附近的宽 大而连续的空隙上，主要用来平衡晶体结构中的电价，故可被Na+, K+, H3O+所占据，亦可全部空着
软玉按品种可以分为羊脂白玉、白玉、青玉、青白玉、碧 玉（专指绿色的软玉）、墨玉、黄玉、糖玉、花玉、金山玉 等。羊脂白玉质地细腻，光泽强，洁白如羊脂，堪称为“软 玉之王”、“白玉之冠” 软玉与相似玉石的区别。相似的玉石有昆仑玉（蛇纹石质玉）、 绿玉髓（石英质玉）、翡翠（硬玉）、岫玉（蛇纹石质玉）、 绿东陵石（石英质玉）、白色大理石、葡萄石等。软玉与相似 玉石的区别用肉眼和仪器检测是不难区分的，主要从硬度、密 度、结构、光泽和折光率等方面鉴别。硬度：软玉6.5－7，蛇 纹石质玉2.5－5.5，石英质玉7，翡翠6.5－7，白色大理岩 3.5。密度：软玉2.9－3.1g/cm3，蛇纹石质玉2.44－ 3.18g/cm3，石英质玉2.65g/cm3，翡翠3.25－3.34g/cm3， 大理岩2.65－2.75g/cm3。
翡翠是一种以硬玉为主的纤维状、致密块状的钠铝硅酸盐矿物 集合体，化学分子式为NaAl[Si2O6]
翡翠的颜色千变万化，多为绿、红、紫、蓝、黄、灰、黑、无 色等。根据绿色的色调、亮度和饱和度，翡翠可分为祖母绿色、 苹果绿色、葱心绿、菠菜绿、油绿、灰绿等六种。玻璃光泽至 油脂光泽，半透明至不透明。折光率1.66－1.68，双折射率 0.012－0.020，无多色性。硬度6.5－7，密度3.25－ 3.4g/cm3。韧性极强
第九章 含氧盐(一)(2)：岛、链状硅酸盐
锆石 橄榄石 石榴石 红柱石 蓝晶石 黄玉 十字石 绿帘石 绿柱石 电气石
柱状, 柱状,无,7.5-8 7.5粒状, 6.5粒状,中,6.5-7 粒状, 6.5粒状,无,6.5-7.5 柱状,{110}中,6.5柱状,{110}中,6.5-7.5 板状,{100}完,{010}中 板状,{100}完,{010}中,二硬 柱状,{001}完 柱状,{001}完,8 柱状,{010}中 柱状,{010}中, 7.5 柱状,{001}完 柱状,{001}完,6 柱状, 柱状,无,7-7.5 柱状, 7.5柱状,无,7.5-8
Hale Waihona Puke 橄榄石红柱石族:红柱石, 红柱石族:红柱石,蓝晶石
Al2SiO5三种同质多像变体:
蓝晶石Al 蓝晶石AlⅥAlⅥ[SiO4]O—Al2[SiO4]O; 红柱石Al 红柱石AlⅥAlⅤ[SiO4]O—Al2[SiO4]O; 夕线石Al 夕线石AlⅥ[AlⅣSiO5]— Al[ AlSiO5]. Al[ AlSiO 前二者属本族矿物,夕线石为链状硅酸盐. 前二者属本族矿物,夕线石为链状硅酸盐.
黄玉(黄晶) 黄玉(黄晶)
十字石 (Staurolite) (Staurolite)
FeAl4[SiO4]2O2(OH)2
【晶体结构】 斜方晶系. 晶体结构】 斜方晶系. 【形态】 晶形呈短柱状.穿插双晶. 形态】 【物理性质】 深褐,红褐,黄褐色;玻璃光泽,但变化后 物理性质】 (或不纯净)常显暗淡无光或如土状.解理{010}中等.硬度7.5. 或不纯净)常显暗淡无光或如土状.解理{010}中等.硬度7.5. 相对密度:3.74～3.83. 相对密度:3.74～3.83. 【成因及产状】 主要是区域变质及少数接触变质作用的产物. 成因及产状】 【鉴定特征】 短柱状,横断面为菱形,特别是双晶形状,深 鉴定特征】 短柱状,横断面为菱形,特别是双晶形状,深 褐,红褐色,硬度大,以此可与红柱石区别. 褐,红褐色,硬度大,以此可与红柱石区别.
第八章 含氧盐(一) 硅酸盐(岛、环) - 兼容性模式 - 已修复
七 分
类
依据矿物硅氧骨干类型分为5个亚类: 一 岛状结构硅酸盐矿物 二 环状结构硅酸盐矿物 三 链状结构硅酸盐矿物 四 层状结构硅酸盐矿物 五 架状结构硅酸盐矿物
阳离子相对其它亚类较为复杂，主要 为：Ca、Mg、Fe、Mn、Al、Ti、Zr； 次之为Nb、Ta、Co、Ni、Cu、Pb、Zn、 Be、Ba等；K、Na少见？。 附加阴离子为O2-、(OH)-、F-等。
形态：具孤立[SiO4] -四面体者，一般为三向 等长粒状。例：石榴子石 物性：一般透明，玻璃—金刚光泽，浅色 或无色，解理一般不发育。Al2SiO5的同质多像 矿物其因[SiO4] -呈链状排列，具有解理。硬度 大于5.5，比重较大，在3~3.5〒。 用途: ①.宝石：锆石、橄榄石、绿帘石、石榴子 石等 。 ②.研磨材料：石榴子石、锆石等。 ③.耐火材料：蓝晶石 、红柱石、夕线石。 ④.陶瓷原料：蓝晶石 、红柱石、夕线石。
3.铝在硅酸盐中的作用
(1).铝在硅酸盐中起双重作用 a.Al呈四次配位，代替Si4+进入络阴离子团，构
成 [AlO4]5- ，这种 [AlO4]5- 和 [SiO4]4- 一起组成的骨 干叫铝硅酸盐。如，钠长石 Na[AlSi3O8]； b.Al呈六次配位，构成[AlO6]配位八面体，存在 于骨干之间，这种含有络阴离子团外阳离子铝的硅 酸盐叫铝的硅酸盐。例：高岭石Al4 [Si4O10]（OH） 8； c. 在一个结晶结构中，如果同时存在上述两种 形式的Al时，称为铝的铝硅酸盐。例：白云母KAl2 [AlSi3O10]（OH）2
结晶学及矿物学名词解释期末考试
一、名词解释1.矿物种与异种矿物种：是指具有一定晶体结构和化学成分的矿物。
异种：是指同属于一个种的矿物，但在化学组成、物理性质等方面有一定程度的变异者。
2.有序与无序有序：当两种（或两种以上）原子或离子在晶体结构中占据某种位置时，如果它们相互间的分布是有规律的，即这两种（或多种）原子或离子各占据特定的位置，则这种结构称为有序机构。
无序：当两种（或两种以上）原子或离子在晶体结构中占据某种位置时，如果它们相互间的分布是任意的，即它们占据任何一个该种位置的几率都是相同的，则这种结构称为无序。
3. 二八面体型与三八面体型结构二八面体型：在层状硅酸盐矿物中，若有三分之二的八面体空隙被阳离子所填充称为二八面体型结构。
三八面体型：在层状硅酸盐矿物中，若全部的八面体空隙被阳离子所填充个称为三八面体型。
4. 立方最紧密堆积与六方最紧密堆积立方最紧密堆积：按ABCABCABC…三层重复一次的规律堆积，则球在空间的分布规律与立方面心格子一致，这种堆积方式为立方最紧密堆积。
六方最紧密堆积：按ABABAB…两层重复一次的规律进行堆积，结果球在空间的分布将与立方原始格子相对应。
5. 矿物包裹体：矿物生长过程中或形成之后被捕获包裹于矿物晶体缺陷（如晶格空位、位错、空洞、裂隙等）中的、至今尚完好封存在主矿物中并与主矿物有着相界线的那一部分物质。
6. 聚集元素与分散元素聚集元素：有些元素，如Sb、Bi、Hg、Ag、Au等，虽然丰度很低，但趋于集中，形成独立的矿物种，甚至富集成矿床，这些元素称为聚集元素。
分散元素：Rb、Cs、Ga、In、Sc等元素的丰度虽远比上述元素为高，但趋向于分散，很少能形成独立的矿物种，而是常常作为微量的混入物赋存于主要由其他元素所组成的矿物中，这些元素称为分散元素。
7. 类质同象与同质多像、多型类质同象：晶体结构中某种质点（原子、离子或分子）为它种类似的质点所代替，仅使晶格常数发生不大的变化，而结构形式并不改变，这种现象称为类质同象。
第十一章 第四大类：含氧盐(一)(硅酸盐类)
角闪石族石棉 自然界中的石棉主要有两类，一为蛇纹石石棉（也称温石棉石族中的呈纤维状的矿物，统称角闪石石棉。即为：
斜方角闪石亚族：直闪石石棉 单斜面角闪石亚族：镁铁闪石石棉 铁闪石石棉 透闪石石棉 阳起石石棉 镁钠闪石石棉 高铁钠闪石石棉（青石棉） 钠铁闪石石棉 蓝透闪石石棉 工业上对石棉的要求：纤维长、劈分性好、质地柔软、搞拉性 大、耐酸、酸碱、耐高温。
其中M2的位置对于辉石的晶体结构产生了明显的影响： 当M2为小半径离子Fe、Mg时则为斜方晶系； 当M2位置为大半径离子时，则为单斜晶系。 斜方辉石：顽火辉石（ En ） Mg2[Si2O6]—— 斜方铁辉石 （Fs）Fe2[Si2O6]系列 顽 火 辉 石 —— 古 铜 辉 石 —— 紫 苏 辉 石——铁紫苏辉石——尤莱辉石——斜方铁辉石 单斜辉石： 钙铁辉石亚族：透辉石 CaMg[Si2O6]—— 钙铁辉石CaFe[Si2O6] 碱性辉石亚族
（1）环状硅氧骨干：硅氧四面体以角顶相联形成封闭的环状，要 形成环状结 构至少需要3个。进一步又可分为单层环、双层环。 （2）链状硅氧骨干：硅氧四面体以角顶相联沿一个方向无限地延 伸，可分为单链和双链。据联结方式和重复规律双可以分为多种形 式。 （3）层状硅氧骨干：硅氧四面体以角顶相联，形成两度空间的无 限延伸的面，在平面内硅氧四面体共用三个角顶，在平面内的O两 价态都有被利用，即为“惰性氧”，或称为“氧桥”。每个硅氧四 面体的剩余的一个氧即为“活性氧”，这种活性氧可以指向一侧， 变可以指向两侧，因此据硅氧四面体的联结方式及活性氧的朝向等 到层状硅酸骨干可细分若干类。 （4）架状硅氧骨干：硅氧骨干四个氧都是惰性氧，硅氧四面在空 间三个方向无限延伸，，典型的架状结构是石英。由于这种结构无 剩余余电价，其他离子不能进入晶格，因此必须要有部分AL代替硅 进入架状结构中，从而使O有剩余的电价，与其阳离子结合，形成 牢固 的架状硅酸盐结构。由于架状硅酸盐剩余电价少、且会形成 较大的空隙，因此架状硅酸盐离子大多是低电价的、大离子半径的、 高配位的离子。有时并有附加阴离子和水分子存在。
10、矿物个论21章-层架及其他含氧盐
Si
O
OH
Al
Mg
K
黏土矿物（clay mineral）
定义：粒级达黏土级（＜2μm）的层状 硅酸盐矿物。
不饱和电荷 表面积大 黏土矿物中的水
膨润性 吸附性及吸附离子的交换性 催化性 可塑性
层状硅酸盐亚类
二、主要矿物
高岭石族
高岭石（kaolinite）:
Al4[Si4O10](OH)8
蛇纹石 （serpentine）: Mg6[Si4O10](OH)8
叶腊石（pyrophyllite）: Al2[Si4O10](OH)2
叶腊石（pyrophyllite）: Al2[Si4O10](OH)2
印章石
鸡血石 田黄石
层状硅酸盐亚类
云母（mica）族
化学通式：X{Y2~3[Z4O10](OH,F)2} XⅫ:K+，Na+——低电价、大半径
YⅧ：Mg、Al、Fe、Li——小半径
层状硅酸盐亚类
配位八面体的面状分布构成八面体片（T）
为了构成八面体片，在六方网孔中心与活性氧同高度处处 必须存在一个（OH）
（OH）
层状硅酸盐亚类
层状硅酸盐亚类
八面体内电荷的分布规律
每个配位离子被三个八面体共用，分配给每个八面体阳离子 -1/3价，6次配位总和为 -2价 ，因此每个八面体空隙中充填的阳离子为 +2价才能达到电荷平衡。
（石英）
氧化物
长石SiO2相对含量减少，K、Na、Ca相对含量增加
（石英是没有骨干外阳离子的“架状硅酸盐”）
长石（feldspar）族 1、长石的化学成分分类
主要端元组分有 钾长石(Orthoclase) 钠长石 (Albite ) 钙长石 (Anorthite) 钡长石（Celsian）
手标本鉴定必学-硅酸盐矿物大类
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链状络阴离子：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。
和{100}不完全；比重随成分不同而变化大。
鉴定特征: 以其黄绿色、粒状、解理性差、难熔特征。
橄榄石是地幔岩的主要组成矿物之一, 随温度压力条 件的增加, 其结构将变为beta相gamma相。也是构成石陨石 的主要矿物之一。
b
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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。
物理性质：无解理，断口贝壳状或参差状。
矿物名称 铁铝榴石
比重 4.318
颜色 褐色、深红色至黑色
铝系 镁铝榴石 锰铝榴石
3.582 4.190
粉红色、血红色至暗红色 暗红色至黑色
钙铁榴石 3.859 黄色、褐色、红色、褐黑色至黑色
钙系 钙铝榴石 3.594 黄色、白色、红色、绿色或褐色
钙铬榴石 3.90 翠绿色至墨绿色
由于这三个矿物结构中都有平行于c轴的铝氧配 位八面体链存在，因而co的参数很为接近；并且沿c轴 方向的键力也很强。
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Al2SiO5的同质多象变体
红 柱 石
蓝 晶 石
Pressure (Kb)
实验七 硅酸盐矿物大类(二)
滑石 Mg3[Si4O10](OH)2 (Talc)
化学组成: Mg3[Si4O10](OH)2 结构特点:单斜晶系。2:1型三八
面体结构, 不含层间物，结构层 与结构层借微弱的分子键相维系。 晶体形态:偶见假六方或菱形的片状单晶体。通常致密 块状、片状或鳞片状集合体。 物理性质:无色透明或白色，带杂质可呈浅黄、粉红、 浅绿、浅褐等色。硬度1，{001}解理极完全，比重 2.58~2.83, 有滑感，解理薄片具挠性，能耐火。 鉴定特征:低硬度，有滑感，较浅的颜色以及片状形态。
的话，C0值立即增大。 晶体形态: 电子显微镜下呈绒毛状或毛毡状。通常呈土状
或块状集合体。 物理性质: 白色或灰白色，因含杂质而染有黄、浅玫瑰红、
蓝或绿等色；土状者光泽暗淡。硬度１~2。比重2~3。蒙 脱石的阳离子交换能力很强，有强烈的吸附性；还有遇水 强烈膨胀性。 鉴定特征: 加水膨胀性。
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沸石族矿物
沸石族矿物受热时，有沸腾现象，因而得名。 化学通式为：MxDy[Alx+2Sin-(x+2y)O2n]·mH2O，式中M代
表Na+、K+等一价阳离子；D代表Mg2+、Ca2+、Sr2+、 Ba2+等二价阳离子。式中有部分的Al可被Fe3+所置换。 沸石结构中有许多管道和空腔，水分子则位于此处。化 学式中的水分子数m，一般是n/2<m<n。m的高低反映了 结构中空隙体积与整个结构体积间的关系。沸石水的性 质在某种程度上类似于层状结构硅酸盐矿物中的层间水， 可以因外界环境的改变而改变，既可得，也可失，得或 失对整个结构影响不大。
化学组成: Al4[Si4O10](OH)4 结构特点:三斜晶系。1:1二八面体