第一节:第一亚类:岛状硅酸盐矿物
矿物的分类(简明表)

矿物的分类(简明表)
首先根据化学组成的基本类型,将矿物分为五个大类。
大类以下,根据阴离子(包括络阴离子)的种类分为类,有时在类以下根据络阴离子再分为亚类,如硅酸盐。
类以及亚类以下,一般根据晶体结构型和阳离子性质分为族,有时在族以下根据阳离子种类分为亚族。
族之下根据一定晶体结构和一定化学成分分为种,有时在完全类质同象系列中,根据其所含端元组分的比例划分种为几个亚种,对晶体结构相同,成分或物性稍异的则归为变种或异种。
具体分类方案如下:第一大类自然元素矿物
第二大类硫化物及其类似化合物
第一类单硫化物及其类似化合物
第二类双硫化物及其类似化合物
第三类硫盐
第三大类卤素化合物
第一类氟化物
第二类氯化物
第四大类氧化物和氢氧化物
第一类简单氧化物
第二类复杂氧化物
第三类氢氧化物
第五大类含氧盐
第一类硝酸盐
第二类碳酸盐
第三类硫酸盐
第四类铬酸盐
第五类钨酸盐和钼酸盐
第六类磷酸盐、砷酸盐和钒酸盐第七类硅酸盐
第一亚类岛状结构硅酸盐
第二亚类环状结构硅酸盐
第三亚类链状结构硅酸盐
第四亚类层状结构硅酸盐
第五亚类架状结构硅酸盐
第八类硼酸盐。
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。
硅酸盐矿物PPT课件

2、硅氧骨干: [SiO4]四面体以共角顶的方式连接 形成各种形式的硅氧骨干:
•1
第二十一章 含氧盐大类(一)
——硅酸盐类
概述
岛状骨干:包括孤立的[SiO4],也包括双四面体 [Si2O7]
桥氧
O
Si
[SiO4]
O
Si
[S iO 4]
桥氧:惰性氧,无电价
端氧:活性氧,有一剩余电荷,有电价。
•2
第二十一章 含氧盐大类(一)
但大多数教科书都认为Si-O键为共价键。
•12
第二十一章 含氧盐大类(一)
——硅酸盐类
概述
M-O键:主要是离子键,因为[SiO4]四面体 是一个带负电荷的离子团,骨干外阳离子
M大多是易于失去电子的金属阳离子。
•13
第二十一章 含氧盐大类(一)
——硅酸盐类
概述
5、Si—O 键长、键角,Si—O配位形式:
5、结构紧密度与硅氧骨干的关系? 6、类质同像的难易度与硅氧骨干的关系?
•24
岛状、环状结构硅酸盐亚类
概述
包括: 单岛状:[SiO4]:锆石、橄榄石、石榴子石、红柱
石-蓝晶石、黄玉、榍石、十字石
双岛状: [Si2O7]:绿帘石
六方(复三方)环状: [SinO3n]:绿柱石、电气石、堇青石
•25
主要矿物简介--锆石:
干的形状会产生一些影响:
例1:单链硅酸盐中,骨干外是[MgO6]还是 [CaO6],会使单链产生变形。(图片)
例2:层状硅酸盐中,如果骨干外八面体层与 层状骨干四面体层不匹配,则会使层状骨干 产生波浪状变形。(图片)
•17
辉石单链与硅灰石单链
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叶蛇纹石结构波浪变形 返回
硅酸盐类

书山有路勤为径,学海无涯苦作舟
硅酸盐类
一、概述
硅酸盐矿物包括所有含硅酸根的矿物。
这类矿物在自然界分布非常广泛,目前已发现的矿物约有800 多种,占已知矿物的三分之一,占地壳总重量的80%。
它们不仅是三大类岩石(火成岩、变质岩、部分沉积岩)的主要造岩矿物,同时也是工业上、国防上重要的非金属矿物资源。
如云母、石棉、高岭石、长石、滑石等。
此外,还有一系列有用元素如Be、Li、B、Zn、Rb、Cs 等也可从硅酸盐中提取。
二、晶体化学特点(一)化学成分
组成硅酸盐矿物的主要元素有:O、Si、Al、Fe、Ca、Mg、Na、K 其次是Mn、Ti、B、Be、Zr、Rb、Cs、F 及其他元素等。
组成硅酸盐的元素主要为惰性气体型离子,其次为过渡型离子,由铜型离子所组成的硅酸盐数量很少。
(二)晶体构造
组成硅酸盐矿物的元素种类虽然不多,但矿物的种数却非常繁多,这主要是由于其内部构造比较复杂,并存在着广泛的类质同象的原因所引起的。
在硅酸盐晶体构造中,每一个硅离子都被四个氧离子包围,而四个氧离子则分布于四个角顶,构成硅氧四面体[SiO4]4+,这是硅酸盐的基本构造单位。
1、岛状构造
2、环状构造
3、链状构造(包括单链和双链)
4、层状构造
5、架状构造
(三)类质同象
硅酸盐中类质同象代替现象极为普遍。
从而使硅酸盐的成分进一步复杂化。
连续类质同象矿物系列在硅酸盐中很普遍。
如大家熟知的斜长石类质同象系列;橄榄石系列等。
除了阳离子之间存在着广泛的等价和异价的类质同象外,。
结晶学

一、名词解释:1、晶体:是内部质点在三维空间周期性地重复排列构成的固体物质。
2、矿物:是由地质作用或宇宙作用所形成的,具有一定的化学成分和内部结构,在一定的物理化学条件下相对稳定的天然结晶态的单质或化合物,它们是岩石和矿石的基本组成单位。
3、晶格常数:x、y、z三根晶轴方向上的行列上的结点截距分别为,称为轴长。
3根晶轴正端之间的夹角,称为轴角。
轴长和轴角称为晶格常数。
4、晶体常数:称为轴率,轴率和轴角称为晶体常数。
5、面角守恒定律:同种矿物的各个晶体大小和形态虽然不同,但它们对应晶面间的夹角是守恒的,即:同种矿物的晶体,其对应晶面间的角度守恒。
6、面角:晶面的法线夹角(晶面夹角的补角),称为面角。
7、对称面:是以假想的平面,亦称镜面,相应的对应操作为对此平面的反映,它将图形平分为互为镜像的两个相等部分。
8、对称轴:是一假想的直线,相应的对称操作为围绕此直线的旋转,物体绕该直线旋转一定角度后,可使相同部分重合。
9、对称中心:是一假想的点,所对应的对称操作为反伸,通过该点作任意直线,则在此直线上距对称中心等距离的位置上必定可以找到对应点。
10、旋转反伸轴:是以假想的直线,如果物体绕该直线旋转一定角度后,再对此直线上的一点进行反伸,可使相同部分重复,即所对应的操作是旋转与反伸的复合操作。
11、单形:是由对称要素联系起来的一组晶面的组合。
也就是说,单形是一个晶体上能够由该晶体的所有对称要素操作而使它们相互重复的一组晶面。
12、聚形:是两个以上的单形聚合在一起,这些单形共同圈闭的空间外形形成聚形。
13、单位面:过的面。
14、轴率:x、y、z3跟晶轴方向上的行列上的结点截距之比即称为轴率,15、米氏符号:是晶面符号通常所采用的一种晶面符合,是用晶面在3个晶轴上的截距系数的倒数比来表示。
16、晶面条纹:是指由于不同单形的细窄晶面反复相聚、交替生长而在晶面上出现的一系列直线状平行条纹,也称聚形条纹。
17、颜色:是矿物对入射的白色可见光中不同波长的光波吸收后,透射和反射的各种波长可见光的混合色。
《结晶学与矿物学》思考题

隙附近呈现的五颜六色属于自色、他色和假色中的哪一类颜色?
3、 何谓条痕色,条痕色与透明度有何关系?和光泽又有何关系? 4、 简述晶格类型对光学性质的影响? 5、 何谓相对硬度和绝对硬度?摩氏硬度属于哪一类硬度,它如何分级? 6、 何谓解理?试举例(并画示意图)说明解理产生的各种原因。裂开和解理有何异同? 7、 说出下列解理的组数及夹角(90,60 或斜交):立方体、八面体、菱面体、{0001}、{001}、
第四章 1、 岩浆作用与火山作用有什么异同? 2、 为什么在伟晶作用中会形成大量含有稀有元素的矿物?伟晶岩中晶体发育得很大的原
因是什么? 3、 热液矿床在国民经济上有重要意义,为什么? 4、 矽卡岩(接触交代)作用与热变质作用有何异同? 5、 在风化作用中破坏矿物而不形成矿物,这种看法对吗?试举例证实或者是驳倒上述论
第四章 1、 晶体定向的定义? 2、 晶体定向的原则,各晶系晶体定向的方法及晶体常数特点? 3、 何谓晶面的米氏符号?某晶面与 X、Y、Z 轴上的截距系数分别为 2、2、4,请写出此晶
面的米氏符号。 4、 在某等轴晶系的晶体上,某晶面与 X、Y、Z 轴上的截距分别为 2.5mm,5mm,∞,试
写出此晶面的米氏符号 5、 为什么四方晶系及三、六方晶系晶体的轴单位具有 a=b≠c 的特征? 6、 下列晶面,哪些属于[001]晶带,哪些属于[010]晶带,哪些晶面为[001]与[010]二晶带共
实验3硅酸盐矿物的晶体结构

实验3 硅酸盐矿物的晶体结构一、实验目的:巩固硅酸盐矿物的晶体结构知识。
二、硅酸盐晶体结构概述硅酸盐晶体按结构中硅氧四面体的连接方式,可以分为岛状、组群状、链状、层状和架状五种。
1. 岛状结构岛状结构硅酸盐晶体中硅氧四面体以孤立形式存在,硅氧四面体之间没有共用的氧。
典型的矿物是镁橄榄石,其结构如图3-1所示。
镁橄榄石(Mg2SiO4)的晶体结构属正交晶系P bmm空间群,a0=0.476nm,b0=1.021nm,c0=0.598nm,Z=4。
镁橄榄石的结构中O2-近似于六方紧密堆积,Si4+充填在四面体空隙,Mg2+充填于八面体空隙,硅氧四面体之间由Mg2+按镁氧八面体的方式相连。
图3-1 镁橄榄石晶体理想结构图3-2 绿宝石的晶体结构2. 组群状结构组群状结构是指硅氧四面体以两个、三个、四个或六个,通过共用氧连成硅氧四面体群体,群体之间由其它阳离子按一定的配位形式将它们连接在一起。
典型的矿物是绿宝石,其晶体结构如图7-2所示。
绿宝石(Be3Al2[Si6O18])的晶体结构属于六方晶系P6/mcc空间群,a0=0.921nm,c0=0.917nm,Z=2。
绿宝石的基本结构单元是六个硅氧四面体形成的六节环,六节环之间由Al3+和Be2+相连。
六节环中的四面体有两个氧是共同的,它们与硅氧四面体中的S i4+处于同一高度。
图7-2中示出了八个这样的六节环,上面四个和下面四个错开30 排列,上下叠置的六节环内形成了一个巨大的通道,可以存在一些如K+、Cs+等大的阳离子以及H2O分子。
Al3+的配位数为6,形成Al-O八面体,Be2+的配位数为4,构成Be-O四面体。
3. 链状结构硅氧四面体可以由共用氧离子相连,在一维方向延伸成链状,链与链之间再通过其它阳离子按一定的配位关系连接而形成链状结构。
常见矿物简介表

见于热液矿中也见于 基性超基性岩有关的 铜镍硫化物岩浆矿床 后期热液过程 于外生作用为含有铜 硫化物矿床次生富集 带最常见的矿物
浅铜色的金属光 泽易容
靛蓝色,低硬度, 块体呵气后变紫 色
辰 砂 辰 HgS 族砂
辉 锑 辉 Sb2S3 矿族 锑
矿
辉 锑 辉 Bi2S3 矿族 铋
矿
雄 黄 雄 As4S4 族黄
辉 钼 辉 MoS2 矿族 钼
矿
斑 铜 斑 Cu5FeS4 矿族 铜
矿
辉 铜 辉 Cu2S 矿族 铜
矿
(2)复硫化物类 黄 铁 黄 Fe[S2] 矿- 铁 白铁 矿 矿族 黄 铁 白 Fe[S2] 矿- 铁 白铁 矿 矿族 辉 砷 毒 Fe[AsS] 钴矿 砂 -毒 矿 砂族
三 方 晶 系 结 构 为 变 鲜红色条痕红色,金刚 为低温热液矿床标型 鲜 红 的 颜 色 和 条
石 榴 石 ――[Si 等 轴 晶 系 , 完 好 晶 颜色多种,玻璃光泽,断 各种地质作用中
据其等轴晶系,
子 石 榴 O4]
型,菱形十二面体上 口油脂光泽,无解理,
油脂光泽无解理
族子
有平行四边形长对
硬度高,或 X 光
石
角线的聚形纹,集合
衍射分析
体为致密粒状致密
块状
红 柱 红 Al2[SiO4] 斜方晶系,晶体呈柱 灰色黄色褐色玫瑰色肉 在区域变质作用中 看其颜色,横断
于铜镍硫化物岩浆、接触 交代、多金属热液、火山 作用有关矿床中,外生的 沉积岩\矿床中 主要见于含碳砂页岩中
在高温和中温热液矿床 中常见
由晶型、晶面 条纹、颜色、 硬度等
由晶型、颜色 相区别
由颜色。硬度、 和锤击发蒜臭
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含 Cr3+ 电 气 石
锂电气石
铁电气石
(五)绿柱石
Be3Al2[Si6O18]
六方晶系,环状结构硅酸盐矿物。 晶体常呈六方柱,柱面上有纵纹,集合体 有时呈晶簇或针状,有时可形成伟晶,长可 达5米,重达18吨。多为浅绿色,成分中富含 铯时,呈粉红色,称为玫瑰绿柱石;含铬时 呈鲜艳的翠绿色,称为祖母绿;含二价铁时, 呈淡蓝色,称为海蓝宝石;含三价铁时,呈 黄色,称为黄绿宝石。玻璃光泽,解理不完 全。摩氏硬度7.5~8,比重2.6-2.9。
石 榴 子 石
(二) 橄榄石族
通式:
R2[SiO4]
斜方晶系,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。
Mg、Fe可以形成完全类质同象。
其中偏于富镁的镁铁橄榄石最常见,一般称为橄榄 石。(Mg,Fe)2[SiO4]
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。
红柱石、蓝晶石、矽线石
红柱石: 柱状晶形,集合体常呈 放射状,极似菊花,故又 称菊花石。横断面近四方 形,常含碳质包裹体----空晶石。 红褐色,易风化成灰 白色。中等柱面解理。 富铝泥质岩石低压下 变质而成。
空晶石
菊 花 石
蓝晶石----Al2SiO5
柱状晶形,可形成针状或放射状集合 体。蓝色或白色。{100}完全解理。具明显 的硬度异向性。形成于中、深区域变质, 富铝岩石在较高压力下变质而成。主产于 结晶云母片岩中。 矽线石:Al2SiO5 针状、纤维状或放射状集合体。 // {010}完全解理。硬度=7 富铝泥质岩的高级变质带中。
第一亚类
岛状结构硅酸盐亚类矿物
一、化学成分
1、阴离子:为岛状硅氧骨干: [SiO4]4单四面体 [Si2O7]6双四面体 [Si6O18]12- 六元单环 橄榄石 绿帘石 绿柱石
常见附加阴离子: O2-、(OH)-、Cl-、F2、阳离子 复杂,多为小半径、高电价的阳离子 主要元素: Ca、Mg、Fe、Mn ; 稀有元素: Nb、Ta、Zr、Hf、TR、 放射性元素:U、Th 类质同象:骨干内几乎无Al 3+ → Si 4+
绿柱石主要产于花岗伟晶岩 中,云英岩及高温热液脉中也有
产出。绿柱石是炼铍的主要矿物
原料,色泽美丽者是珍贵的宝石, 如祖母绿、海蓝宝石。
(六)黄玉
Al2[SiO4][F,OH]2
斜方晶系,岛状结构硅酸盐矿物。
晶体通常呈短柱状,横断面为菱形,柱面有纵纹,多呈粒 状或块状集合体。无色或黄、蓝、红等色,玻璃光泽,透
(七)绿帘石
柱状、放射状。 常为黄绿色,亦 可为不同色调的 绿色。玻璃光泽。 一组完全解理。 硬度6。 形成于高温热液、 接触交代和区域 变质(绿片岩 相)。
(八)其它岛状硅酸盐
明。一组与柱面垂直的完全解理:∥(001)。摩氏硬度8, 比重3.4~3.6。 黄玉是典型的气成热液矿物,产于花岗伟晶岩、酸 性火山岩的晶洞、云英岩和高温热液钨锡石英脉中。世 界著名产地有巴西、俄罗斯的乌拉尔和巴基斯坦的卡特 朗。黄玉可作轴承及研磨材料,质佳者可作贵重宝石。 中国内蒙古和江西等地出产黄玉。
解理不完全,常具贝壳状断口,性脆。
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 镁矽卡岩中。橄榄石受热液蚀变作用后变成蛇纹
石。透明色美的橄榄石可作宝石 。
(三)Al2SiO5的同质多象变体 ——
蓝 晶 石
矽 线 石
蓝 晶 石
(四)、电气石 (NaR3Al6[Si6O18](BO3)(OH)4
晶体属三方晶系,环状结构硅酸盐矿 物。式中R代表金属阳离子,
R: Mg2+Fe2+
--- 镁电气石、
--- 黑电气石
(Li++Al3+)-- 锂电气石
三个端员矿物种。
电气石常呈柱状、针状、放射状和块状集 合体。横断面近球面三角形的柱状,柱面具纵 纹。颜色多变,富铁者为黑色,富锂、锰、铯 者为玫瑰色或深蓝色,富镁者呈褐色或黄色, 富铬者为深绿色。玻璃光泽,断口松脂光泽, 半透明至透明。无解理。摩氏硬度7~7.5,比 重2.98~3.20。有焦电性。 电气石多与汽成热液作用有关,一般产于花 岗伟晶岩中,也可产于交代作用形成的变质岩 中。具焦电性的晶体可用于无线电工业,色泽 鲜艳者可作宝石,在中国称为碧玺。
3、成因产状
主要形成于岩浆作用、伟晶作用和热
液作用; 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
生地质作用中。
四、常见矿物种
橄榄石、石榴子石、红柱石、 蓝晶石、 黄 玉、 绿帘石、 十字石、 符山石、
榍 石、 绿柱石、
电气石等
(一)石榴子石族
镁铝榴石 Mg3Al2[SiO4]3
通式: A3B2[SiO4]3
A---Mg2+、Fe2+ 、Mn2+ 、Ca2+
B---Al3+、Fe3+ 、Cr3+ 、V3+
铝系:B→ Al3+, Ca系:A→ Ca2+, A不同 B不同
铝 系
铁铝榴石 Fe3Al2[SiO4]3
锰铝榴石 Mn3Al2[SiO4]3
钙铝榴石 Ca3Al2[SiO4]3
等轴晶系,单体常呈菱形十二 面体或四角三八面体。粒状或 块状集合体。
颜色与成份相关。
铝系-----呈红色调为主, 钙系-----呈绿色调为主:
钙 系
钙铁榴石 Ca3Fe3+2[SiO4]3
钙铬榴石 Ca3Cr2[SiO4]3
常见为棕、褐、红、绿、黑。 断口油脂光泽,硬度大于小刀、 无解理。主要产于矽卡岩,中 深区域变质岩、伟晶岩等。
八面体共棱联结//(100)呈层,在b轴方向, 八面共棱联结成八面体链。
绿柱石结构
Be3Al2[Si6O18]
硅氧四面体共用角顶构成六元单环,垂直C 轴排列,上下环借动25度。环间彼此孤立,靠 位于环的外侧的[BeO4]四面体和[AlO6]八面 体连接,环中心平行C轴的宽阔孔道,有时由大 半径的 K、Na、Rb、Cs等充填。
三、一般形态、 物性与成因产状
1、形态
一般具有完好的晶形,单体多呈柱状,集 合体形态:柱状、粒状、放射状。
成因产状 2.一般物理性质 (1)光学性质:
无色或浅彩色:浅的黄、褐、绿、红、黑。透
明~半透明,多为玻璃光泽,少数为金刚光泽
(锆石),条痕浅色、白色、无鉴定意义。
(2)、力学性质 解理不发育,多为中等~不完全,高硬度 (大于小刀)、相对密度和折射率较大。
二、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,络阴离子做近 似最紧密堆积,阳离子充填八面体空隙。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。
橄榄石结构:(Mg,Fe)2[SiO4]