k硅酸盐矿物分述PPT课件

1、1 2.3.2 化学成分化学成分 A络阴离子团：既有单纯的硅氧骨干层的Si4O104- ，也有部分Si被Al3+、Fe3+ 等的替代 AlXSi4-XO10n- B附加阴离子：多数为(OH)，有时还可有F C阳离子：本亚类矿物的络阴离子为Si4O104-， 与其相配位的阳离子有Mg2+、 Fe2+、Al3+、Fe3+、Li+、Cr3+等。主要为S区和P区元素，部分d区元素。 D矿物普遍含结构水，有的还具层间水，特别是蒙脱石等粘土矿物。 2 2.3.3 晶体化学特点晶体化学特点 硅氧骨干内以共价键性为主，骨干外阳离子与骨干以离子键性为主。 四面体片 ( T ) ： q硅氧四面体通过位于同一平面上

2、的桥氧在两度空间内相互连接所形成的结 构单位，叫做结构片, 称四面体片。 q每个SiO44-均以3个角顶分别与相邻的3个SiO44-相联结而成的二维延展 的网层，最常见六边形网。 八面体片 ( O ) ： 四面体片中六边形网要求Mg2+、Fe2+、Al3+、Fe3+、Li+、Cr3+等阳离子与 之相适应，CN = 6，与O和OH 形成配位八面体，并彼此共棱相连构成八 面体片。 3 SiO 4 3个个SiO44-相连形成的六边形网相连形成的六边形网 4 结构单元层： 阳离子与O和OH的八面体片和硅氧四面体片通过共用活性氧相互连结而组 成。 结构单元层彼此堆垛相连构成矿物的晶体结构，是层状硅酸盐矿

3、物中的最 小重复单位。 结构单元层的基本类型： 1 1型（TO型）： 八面体片中的每个八面体，如果是由Me-O2(OH)4组成，说明结构层仅由 一个四面体片和一个八面体片所构成，用1:1型或TO型表示，如高岭 石、 蛇纹石族等矿物 。 2 1型（TOT型）： 如果八面体片中的每个八面体是由Me-O4(OH)2组成，在每个八面体的上 下，均有一个指向相反的四面体与之相连，构成2:1型或TOT型结构层，云 母族和蒙脱石皂石族矿物属之。 5 1 1型型（TO型型） 结构单元层的基本类型结构单元层的基本类型 2 1型型（TOT型）型） 6 在八面体片与四面体片相匹配中， 对应于四面体片中的一个六方环范

4、围 内有3个共棱八面体，其公共角顶位置正好是位于六方环中心的附加阴离 子 (OH)-之所在。 1）三八面体型结构： 在1 1型或2 1型结构单元层中，基于电价平衡的要求，若每个八面体 位置均为二价阳离子（如 Mg2+、Fe2+等）所占据。 2）二八面体型结构： 若仅有2/3的八面体位置为三价阳离子(如Al3+ 、Fe3+等)占据，电价即可 达平衡，其余1/3的八面体位置则空位。 若八面体层中，二价和三价阳离子同时存在，则属于上述两者之间的中 间类型。 7 M 1 M 2 MMMMM M 三八面体型结构三八面体型结构二八面体型结构二八面体型结构 8 O H M M M 9 层间域 p 结构单元在

5、垂直网片方向周期性地重复叠置均成矿物的空间格架，而在结构单 元层之间存在着空隙称层间域。 p 如果结构单元层内部电荷已达平衡则在层间域中无其他阳离子存在，也很少吸 附水分子或有机分子，如高岭石、叶腊石等矿物的结构； p 如果结构单元层内部电荷未达平衡，即尚存在一定的层电荷，如Na，K，Ca等 充填，如云母等矿物的结构； p 还可以吸附一定量的水分子或分子其他分子，如蒙脱石，绿泥石等矿物的结构。 p 层间域中不同离子的存在或分子吸附，将影响晶配参数和矿物的物理性质。 10 层状结构硅酸盐矿物结构的4种类型： 1） 高岭石型： 高岭石（Al4Si4O10(OH)8） 属11型的二八面体型结构； 蛇

6、纹石（Mg6Si4O10(OH)8） 属11型的三八面体型结构。 2） 叶蜡石型： 叶蜡石（Al2Si4O10(OH)2） 属21型的二八面体型结构； 滑石（Mg3Si4O10(OH)2） 属21型的三八面体型结构。 11 3）云母型： 云母的结构是典型的21型，与滑石、叶蜡石相似，只是在四面体片 中有部分的Si4+被Al3+所替代，在结构单元层间出现K+以平衡层电荷。 主要 根据八面体片中的金属阳离子的占位情况、种别和含量分为三八 面体型和二八面体型。 4）绿泥石型 ： 绿泥石的结构为211型，相当于21型结构单元层（滑石层） 与 Mg(OH)6八面体层（水镁石层） 交替排列而成。其滑石层中

7、因 R3+Si4+ 而引起的负层电荷，与水镁石层中因 R3+R2+所致的 过剩正电荷彼此中和。 12 KK O HS iA lKOM g 高岭石型高岭石型 云母型云母型 叶蜡石型叶蜡石型 绿泥石型绿泥石型 13 2.3.4 形态、物理性质形态、物理性质 形态取决于结构，为片状、板状等两向延展的结晶习性为主，亦有呈柱 状晶体者。 层状硅酸盐矿物多数为无色或浅色、透明、玻璃光泽、解理面表现出珍 珠光泽特点。其颜色受Fe的含量影响。 层状硅酸盐矿物的硬度普遍低。不同矿物之间的硬度差异主要取决于层 间的结合力，平行于结构单元层发育极完全解理，（一般具一组极完全 的001底面解理。）解理面上珍珠光泽；薄

8、片具弹性或挠性， 少数具 脆性；H小；G不高。粘土矿物具可塑性 2.3.5 成因产状成因产状 各种地质作用中均可形成，但以表生条件最为有利且较稳定。许多非层 状结构的硅酸盐矿物风化蚀变的最终的稳定产物即层状结构硅酸盐。 14 2.3.6 鉴定研究方法鉴定研究方法 颗粒较粗者，一般据其特有的形态、颜色、H低、完全的底面解理等易辨 别。 1）电子显微镜观察 2）热分析：测定各种水在不同温度下的反应。（TG, DTA） 3）x射线粉晶衍射分析：确定面网间距 d值。 4）红外光谱分析 5）染色分析 6）折射率的测定 7）离子交换性能的测定 2.3.7 主要矿物分述主要矿物分述 15 滑石滑石 Talc

9、 Mg3Si4O10(OH)2 晶体结构： 单斜晶系，对称型 2/m 。 21型的三八面体型结构。 结构单元层内电荷平衡，层间无阳离子，为微弱的分子键。 鉴定特征： 晶体微细，很少见。偶见假六方或菱形的片状单晶体。通常呈致密块状、 鳞片状、放射状集合体。 带浅黄、浅红、浅绿等的白色，玻璃光泽，H 1，001解理完全，薄片 具挠性，有滑感。绝缘、耐热及抗酸性能良好。 16 滑石滑石 Mg3Si4O10(OH)2 鉴定特征鉴定特征 返回 17 成因产状： 典型的热液蚀变的矿物，为富Mg的超基性岩或白云岩经热液蚀变而成； 区域变质作用也可形成。 用途： 作为填料用于造纸、橡胶、涂料、塑料、化工等部门

10、； 块滑石、滑石粉可用作陶瓷原料； 块滑石瓷具良好的介电性能和机械强度，作高频电瓷绝缘材料； 块滑石可作工艺美术品的雕刻石料； 可用作润滑剂、镁质矿物肥料等。 18 层状结构硅酸盐矿物层状结构硅酸盐矿物 叶腊石 Pyrophyllite q化学组成: Al2Si4O10(OH)2 q结构特点: 有两种多型，一为三斜晶系(1Tc)；点群1, 空间群C1。另一 是单斜晶系(2M), 点群m, 空间群Cc。叶蜡石的晶体结构与滑石相似，但 属2:1二八面体型。 q晶体形态: 单晶体很罕见。 q物理性质: 纯者白色，硬度12，001解理完全，具滑腻感。比重 2.652.90。 19 叶蜡石叶蜡石 Pyr

11、ophyllite Al2Si4O10(OH)2 鉴定特征： 晶体罕见，常呈片状、鳞片状、放射状或致密块状集合体。 白色、浅绿、浅黄、淡灰色，玻璃光泽。致密块体呈油脂光泽。 解理001完全，解理面上珍珠光泽。 H12。叶片柔软具挠性，具滑腻 感。 20 叶蜡石叶蜡石 Al2Si4O10 (OH)2 21 叶蜡石与滑石的鉴别方法： 1）酸度法试验：在素瓷板滴一滴水以矿物碎块轻磨约0.5分钟获得乳 浊状的水溶液，用石蕊试纸定性地检验其酸碱性，叶蜡石呈酸性， pH6，滑石呈碱性，pH9。 2）硝酸钴法：叶蜡石灼烧后与硝酸钴作用变为蓝色；而滑石则呈玫 瑰红。 22 成因产状： 多系由富Al的岩石（主要

12、是中酸性 喷出岩、凝灰岩或酸性结晶片岩） 经热液作用变质而成； 低温热液含金石英脉中也可出现。 我国主要分布在东南沿海一带，尤其是福建寿山和浙江青田县等地叶蜡 石，弛名中外，系白垩纪的流纹岩和流纹凝灰岩经热液蚀变形成的，分 别称为“寿山石”和“青田石”。 23 寿山石和青田石： 是以地开石、叶腊石或伊利石为主的黏土矿物集合体。一般 用来雕制印章，有时也用来雕刻工艺摆件。 寿山石因产于福建寿山而得名；青田石因产于浙江青田而得 名。 24 宝石学特征 矿物组成：主要是地开石、叶腊石或伊利石，另外可含有高岭石、珍珠石、 石英。 光泽与透明度：一般光泽较弱，常为蜡状光泽，冻地品种可呈油脂光泽。 不透明

13、至微透明，但冻地品种呈半透明，彩石地多不透明。 结构构造：主要呈隐晶质结构、显微鳞片变晶结构，常呈致密块状。寿山 石中的田坑石或水坑石常具有俗称“萝卜纹”特殊条纹，这些若隐若现的 纹理颜色有深浅、条纹有粗细、分布有无序与有序的差异。 硬度较小，仅为2-3，易于雕刻，其断面较光滑。G2.5-2.7。 颜色：十分丰富，有白色、乳白、黄白、红色、粉红、紫红、褐红、淡黄、 金黄、 深黄、褐黄、棕色、浅黄绿、绿色、黑色和无色。 25 品种 根据产出位置的不同，寿山石可分为下面四个品种： 原生矿脉：无石皮，石色内外一致： a. 山坑石：位于地下水位以上的原生矿脉，质地松脆而干燥。 b. 水坑石：位于地下水

14、位以下的原生矿脉，质地坚韧而温润。 次生矿：具有石皮、萝卜纹、红筋，颜色外浓内淡，呈卵石状： a. 田坑石：原生矿脉经风化剥蚀后，被流水搬运至溪水中的寿山石。 b. 掘性石：原生矿脉经风化剥蚀后，被流水搬运至地势平缓处的寿山石。 玉雕行业中对寿山石还有许多称呼，如月尾石、芙蓉、田黄、连江黄、牛 蛋石、旗降石、。 青田石也有许多名称：灯光冻、封门青、黄金耀、。 26 质量评价 以田坑石最佳，掘性石次之，水坑石又次之，山坑石最差。 高品质者应质地细腻、 透明度高、色泽鲜艳、花纹清晰美观、无裂隙和砂 钉，而且具有一定的块度。 质地：细腻温润、透明度好、呈油脂光泽、具滑腻感的为佳品，工艺上称 之为“润

15、” 或“透”。而不透明、无光泽、无油性的为劣等品，称之为 “燥”。 色泽：以色泽鲜艳、纯正者为佳，且单色优于杂色。 田黄石以金黄色为佳，红田石以橘皮红为佳，白田石以纯白色为好，而黑 田石以纯黑色为妙。其中，红田石比田黄石更为稀少。 香港曾展出一块357cm的橘皮红色红田石，重155 克，刻成“刘海戏 金蟾”，标价高达280万港元。 净度：以纯净无暇、无裂隙、无砂钉者为佳。 块度：越大越好，一般要求能雕刻一方印章即可。 27 用途： 作为填料或载体用于造纸、橡胶、油漆、日用化工、农药等部门； 与高岭石一同用作陶瓷原料； 与耐火粘土混合制成耐火砖，用于钢铁及铸造工业； 航天工业上用作发动机喷管的密

16、封材料； 合成金刚石工艺中用作制造模具； 彩瑰丽、石质脂润者主要用于雕刻工艺品和印章。在我国俗称“图章石”。 28 29 印章石 田黄石 鸡血石 30 31 32 云母（云母（mica）族）族 化学通式： XY23Z4O10(OH, F)2 X ： 主要为K+，次为Na+，有时有Ca2+、Rb+、Cs+等。 Y ：主要为Mg、Al、Fe、Li，少量V3+、Cr3+、Zn2+、Mn2+、Ti4+等。 Z ： 主要是 Si 和 Al ，一般Si Al = 3 1；少数有Fe3+。 晶体结构： 典型的2 1型结构，与滑石、叶蜡石相似，仅四面体片中有部分的Si4+为 Al3+ 所替代，在结构单元层之间

17、有K+，以平衡层电荷。视Y离子是二价 或三价, 分为三八面体和二八面体型。对称较低。 33 K+位于相邻的两结构单元层之间，居六方环之中轴线上，与上下各6个 O2-均能接触，其CN = 12。 白云母、钠云母属二八面体型； 黑云母、金云母、锂云母等属三八面体型。 也有少数为过渡类型。 云母族矿物已知多型有20种左右，自然界主要为1M、2M1、2M2、3T 型，其中二八面体型中以2M1型最多，三八面体型中以1M型最多。 34 (Si,Al)O4 AlO4(OH)2 云母晶体结构云母晶体结构 35 形态与物理性质： 结构特征决定了其001的片状形态。 结构单元层间无水分子，以离子键联结，强度相对较

18、大，故云母的硬度稍 高（H23）。 云母片受应力作用时，与K+配位的12个O2-所形成的配位多面体，可作适 当的弹性形变，应力释放后能自行复原，故云母具显著的弹性。 层间虽以K+相连，但较结构单元层内任何其他方向的结合力均弱得多，故 呈001极完全解理，解理面珍珠光泽。 36 云母族矿物 q 典型矿物种: q 金云母 Phlogopote KMg3Si3AlO10(OH,F)2 q 黑云母 Biogtite K(Mg,Fe)3Si3AlO10(OH,F)2 q 羟铁云母 Annite KFe3Si3AlO10(OH, F)2 三者构成类质同象系列。 q 白云母 Muscovite KAl2Si

19、3AlO10(OH, F )2 q 锂云母 Lepidolite，又称鳞云母KLi2-xAl1+xAl2xSi4-2xO10(F,OH)2，其中x=00.5。 q 铁锂云母 37 白云母白云母（muscovite）： KAl2AlSi3O10(OH)2 单斜晶系单斜晶系，对称型对称型 2/m 。 鉴定特征： 晶体呈假六方板状、短柱状或片状。 绢云母（sercite）：细小鳞片状集合体而呈丝绢光泽者。 白云母一般无色透明，含杂质者微具浅黄、浅绿等色，玻璃光泽，解理面 上珍珠光泽。H2.53，001极完全解理，薄片具弹性。绝缘性、隔热性 及抗酸、抗碱、抗压性强。 38 白云母白云母 KAl2AlS

20、i3O10(OH)2 39 白云母 40 成因产状： 各种地质作用均可形成，常产于中酸性岩浆岩及其伟晶岩、片岩、片麻岩 中。具工业价值的白云母主要产于花岗伟晶岩中，常与石英、长石及稀土、 稀有、放射性等矿物共生。 用途： 作绝缘材料广泛用于电器工业； 云母粉作建筑材料、造纸、颜料、涂料、油漆、塑料、橡胶等的填充剂。 用于制云母陶瓷、云母纸。 41 黑云母黑云母（biotite）： K(Mg,Fe)3AlSi3O10(OH,F)2 单斜晶系，对称型 2/m 。 鉴定特征： 晶体呈假六方板状、短柱状， 通常为片状或鳞片状集合体。 黑色、深褐色，玻璃光泽，解理面上珍珠光泽，透明半透明。一组 001

21、极完全解理，薄片具弹性，绝缘性差。易风化。 42 黑云母黑云母（biotite）K(Mg,Fe)3AlSi3O10(OH,F)2 43 成因产状： 主要是中、酸性和碱性岩浆岩及伟晶岩、区域变质岩（片麻岩、片岩） 的重要造岩矿物之一。 黑云母经热液作用蚀变为绿泥石、白云母和绢云母等其它矿物。 用途： 鳞片状黑云母常用作建筑材料充填物（如云母沥青毡）。 44 层状结构硅酸盐矿物层状结构硅酸盐矿物 高岭石 q化学组成: Kaolinite Al4Si4O10(OH)3 q结构特点:三斜晶系，对称型1。空间群C1。1:1二八面体型，有三分之一 的八面体晶位是空缺的，1Tc多型。地开石(dickite)

22、和珍珠陶土(nacrite)， 是高岭石的两个多型。前者为2M1多型，后者为2多型。 q晶体形态: 单晶体呈菱形片状和六方片状，很罕见。 q物理性质: 纯者白色，硬度。比重2.612.68。 45 高岭石高岭石（kaolinite）： Al4Si4O10(OH)8 鉴定特征： 晶体呈菱形片状或假六方片状，但极细小，仅电子显微镜下才能见到。 多为隐晶质致密块状或土状集合体。 白色，因杂质而带黄、浅褐、浅红、浅绿、浅蓝等色调。致密块体土状 光泽，H23；土状块体 H=1，疏松，易为手捏碎成粉末，具粗糙感， 干燥时吸水性强，粘舌，加水具强可塑性但不膨胀。灼烧后与硝酸钴作 用呈蓝色。 46 高岭石高岭

23、石（kaolinite）：Al4Si4O10(OH)8 47 高岭石是分布最广的粘土矿物，工艺性能有：强可塑性和烧结性、较高 的耐火度(一般可1750)、良好的电绝缘性，以及较强的化学稳定 性。 成因产状： 主要是富Al 硅酸盐（如长石、似长石等）的岩浆岩和变质岩，在碱性 条件，经风化作用或低温热液蚀变而成。 我国盛产优质高岭石，著名产地有江西景德镇、江苏苏州的羊山、河北 唐山、福建福清、湖南醴陵等地。 48 用途： 作为耐火材料的最主要矿物原料，广泛应用于陶瓷、电瓷、冶金、玻璃、 水泥、化工等工业。 作为配料(填充剂、吸附剂、涂料)、漂白剂用于造纸、橡胶、油漆、颜 料、纺织、化工、建筑等工业

24、； 作为合成4A型沸石的主要矿物原料； 可作为提取Al的新来源。 49 层状结构硅酸盐矿物层状结构硅酸盐矿物 蛇纹石 Serpentine q化学组成: Mg6Si4O10(OH)8 q结构特点:单斜晶系；点群m或2/m。空间群Cm或C2/m。属于1:1型的三 八面体型结构。 q晶体形态: 单晶体极为罕见。 q物理性质: 一般呈绿色，001解理完全。比重2.55左右。 50 蛇纹石蛇纹石（serpentine）： Mg6Si4O10(OH)8 鉴定特征： 一般呈显微叶片状、显微鳞片状、致密块状或凝胶状隐晶质集合体。 呈纤维状的纤蛇纹石称蛇纹石石棉或 温石棉（chrysotile asbesto

25、s）。 深绿、黑绿、黄绿色，也有呈白色、灰色、浅黄、蓝绿色，常有青、绿色 斑纹似 蛇皮状。常见的块状呈油脂或蜡状光泽，纤维状者呈丝绢光泽。H 2.53.5。 蛇纹石石棉的抗拉强度高，热稳定性好、热导率低，耐碱性强但耐酸性差。 51 成因产状：成因产状： 主要由富Mg的超基性岩、基性岩及白云岩等经热液蚀变而形成。 用途：用途： 蛇纹石石棉主要用作隔热、保温、防火、耐热、防腐材料。 52 蛇纹石蛇纹石（serpentine）：）：Mg6Si4O10(OH)8 53 绿泥石绿泥石（Chlorite）族族 化学通式： YmZ4O10(OH)8 YVI ：主要为Mg、Fe2+、Fe3+、Al；少量的Mn

26、、Cr、Ni、Ti、Li等； ZIV ：主要为Si 、Al；少量Ti、Cr、Fe3+； m = 5 6 q(Mg,Al, Fe)6(Si, Al)4O10(OH)8, 通式中前半部分相当于滑石层，后半 部分相当于水镁石层，二者相间排列，即构成绿泥石结构。故为2:1:1型。 注注： 1）类质同像替代广泛，成分复杂，矿物种属多。 2）本族矿物种的物理性质极相似，肉眼很难区分，通常统称为绿泥石。 54 晶体结构： 由滑石层和水镁石层相间排列而成2 : 1 : 1型结构。滑石层中因 R3+Si4+而有负层电荷，与水镁石层中因R3+R2+所致的过剩正电荷 彼此中和。水镁石层对其上、下结构单元层的联系力比

27、滑石中的强，但 较云母弱，故薄片具挠性，比滑石硬度大且较难剥开。 最稳定最常见的多型属单斜晶系，对称型2。 55 鉴定特征： 晶体呈假六方板状，常呈鳞片状集合体，也见鲕状、致密块状集合体。 颜色因成分而异：富Mg者浅蓝绿色；含Fe高者深绿黑绿色；含 Mn者橙红浅褐色；含Cr者浅紫玫瑰色。通常呈灰绿蓝绿色。 玻璃光泽，解理面上珍珠光泽。001完全解理，薄片具挠性。H2 3。 56 绿泥石绿泥石（chlorite） 57 成因产状： 为辉石、角闪石或黑云母等富Mg、Fe的矿物经低温热液蚀变的产物； 也可是富Mg、Fe的基性岩浆岩及粘土质的原岩经低级区域变质作用形成； 鲕绿泥石主要产于沉积岩中。 5

28、8 蒙脱石蒙脱石（微晶高岭石 或 胶岭石） 化学组成 Mx(H2O)n(Al2-xMgx)2(Si,Al)4O10(OH)2 上式中M为层间可交换阳离子，主要为Na+、Ca2+，其次有K+、Li+等。 x为M作为一价阳离子时单位化学式的层电荷数，一般在0.20.6之间。 根据层间主要阳离子的种类，分为钠蒙脱石、钙蒙脱石等成分变种。 在晶体化学式中，H2O(结晶水或层间水等)一般都写在式子的最后面，但在 蒙脱石中，H2O写在前面，表示H2O与可交换阳离子一起充填在层间域里。 M与H2O以微弱的氢键相联形成水化状态，若M为一价离子，离子势小，形 成一层连续的水分子层；若M为二价阳离子，形成二层连续

29、水分子。这表明 水分子进入层间与层格架(单元层)没有直接关系。水的含量与环境的湿度和 温度有关，可多达四层。 59 蒙脱石蒙脱石（微晶高岭石 或 胶岭石） ： Mx(H2O)n(Al2-xMgx)2(Si,Al)4O10(OH)2 鉴定特征： 通常呈块状或土状集合体。电子显微镜下呈细小鳞片状、茸毛状或毛毡状。 白色或灰白色，含杂质而染成黄、粉红、蓝或绿等色；土状者光泽暗淡。 H12。加水后膨胀并分散为糊状；受热脱水后收缩。 具很强的阳离子交换能力和吸附性，层间可有被吸附的有机分子，故可作 漂白剂。 注意： 较精确的鉴定藉助于X-射线粉晶衍射数据、差热分析、阳离子交换性能、 电镜下的形态特征及红

30、外光谱资料等。 60 蒙脱石蒙脱石（微晶高岭石微晶高岭石 或 胶岭石胶岭石） Mx(H2O)n(Al2- xMgx)2(Si,Al)4O10(OH)2 61 成因产状： 主要由基性火山岩特别是基性火山凝灰岩和火山灰在碱性环境下经风 化或蚀变而成，是膨润土的主要粘土矿物成分。 我国膨润土的产地很多，如辽宁、黑龙江、吉林、河北、河南、浙江 等。 我国具有工业价值的蒙脱石矿床多产于中生代火山岩系中。 62 用途： 因吸附性而用于食油精制、脱色除毒、 石油净化、核废料处理和污水处理。 利用阳离子交换性能制成蒙脱石有机复合体，广泛用于高温润脂、橡胶、 塑料、油漆等工业；用作陶瓷、染料、造纸、肥皂、洗衣粉

31、、涂料、饲料 填加剂等的填料。 注意： 钠质蒙脱石的许多性能均优于钙质蒙脱石，故常利用阳离子的交换性能而 将钙质蒙脱石改型处理为钠质蒙脱石。 63 蛭石蛭石（vermiculite）： (Mg, Ca)0.5(H2O)n(Mg,Fe3+,Al)3(Si, Al)4O10(OH)2 晶体结构： 单斜晶系，对称型 m 。 属2 : 1 型结构。层间水分子以氢键与结构单元层底面桥氧相联，水分子 层内彼此以氢键相互联结。部分水分子围绕层间阳离子成配位八面体， 形成水合络阳离子；其余呈游离状态。 64 鉴定特征： 常呈黑云母、金云母等的片状或鳞片状晶形的假像。 褐黄褐色，有时带绿色。珍珠光泽较云母弱。0

32、01完全解理，薄片 具挠性或微具弹性。H11.5。灼热时体积膨胀( 因层间水分子气化 所产生的蒸汽压使结构层迅速沿 c 轴方向被撑开 )并弯曲似水蛭状， 呈银灰或古铜色， 比重迅速下降，可飘浮于水面上。 注意： 呈土状的粘土粒级的蛭石，需藉助X射线粉晶衍射、差热分析、阳离子 交换性能。 65 蛭石蛭石（vermiculite） (Mg, Ca)0.5(H2O)n(Mg,Fe3+,Al)3(Si, Al)4O10(OH)2 66 成因产状： 主要由金云母或黑云母等经低温热液蚀变或风化作用而成； 也可由基性岩、超基性岩受酸性岩浆作用而变质形成。 用途： 利用良好的阳离子交换性能和吸附性而用于土壤改

33、良、肥料、杀虫剂、除草剂、 废水处理和放射性废料处理，用作饲料添加剂、香料油的载体、摩擦材料的填 料等。 灼热的蛭石具良好的隔音、隔热（其绝缘性能远胜于石棉）、绝缘、化学性质 稳定等性能，而作为轻质、保温、隔热、隔音、防火等材料用于建筑、造纸、 涂料等各行业。 67 8 粘土类矿物 1 概念 粘土：是粘土矿物的集合体。 粘土矿物：粒级达粘土级（2m）的，细分散的多种含水的层状硅酸盐及含 水的非晶质硅酸盐矿物的总称。 v 粘土矿物：产于粘土和粘土岩中的、结晶极细（一般2m）的、以Al、Mg、 Fe等为主的含水层状结构硅酸盐矿物。具良好的吸附性、可塑性、膨胀性及离子 交换等特殊性能，广泛用作陶瓷、

34、耐火材料，应用于石油、建筑、纺织、造纸、 油漆等工业。 68 2 粘土矿物的分类 1980年国际分类方案为： 1：1层型 - 高岭石- 蛇纹石族 2：1层型 - 滑石叶腊石族、蒙皂石族、蛭石族、云母族、脆云母族、绿 泥石族及坡缕石海泡石族。（7个） 3 粘土矿物 的基本结构 粘土矿物属于层状结构的硅酸盐矿物。 69 不饱和电荷不饱和电荷 大表面积大表面积 粘土矿物中的水粘土矿物中的水 膨润性膨润性 吸附性及吸附离子的交换性吸附性及吸附离子的交换性 催化性催化性 可塑性可塑性 4 粘土矿物的基本性质 可塑性、膨胀性、稠性、 分散性、凝聚性、粘性、 触变性 、 离子交换性、 催化性、吸附性 70

35、5 粘土的形成 风化作用 机械侵蚀作用 与热水的作用 化学分解作用 有机酸的腐蚀作用 蒸汽 71 6 粘土的组成与性能 化学成分中：含SiO2 46.5% ，Ai2O3 39.5% H2O 14% 粘土中的矿物主要有： 粘土质矿物 硅石质矿物 矾土质矿物 铁质矿物 钙质矿物 镁质矿物 碱类矿物 钛质矿物 含碳物质 粘土的颗粒组成 粘土中各种尺寸的百分含量叫颗粒组成。测定颗粒组成的方法：筛分法、沉降 法、离心法、显微镜法。 72 7粘土研究方法 层状硅酸盐矿物，其结晶颗粒多数都很微小，研究方法具有特殊的要求，比较有 效的研究手段有： 粘土的简易鉴定法 化学分析法 物理分析法：颗粒分析、可塑性实验

36、、泥浆性能测定 矿物组成的测定：包括，热分析法、X-射线研究法、电子衍射法 、电子显微镜 法、核磁共振吸收法、紫外吸收光谱法等方法。 8各种粘土 矿物概述 73 高岭石：化学式为：Ai4Si4O10(OH)8 形态为 六角板状，呈 书本状或蠕虫状 结构。高岭石晶格内的置换是很少 的。在差热曲线上表现为 500oC600oC有一个强的 吸热谷，900oC1000oC有一个大的放热峰， 1200oC也有一个放热峰。 74 埃洛石：化学式： Ai4Si4O10(OH)8.4H2O 化学组成与高 岭石相同，但比高岭 石多含2个分子的水。呈多管状结构，形态多为管状，也有球状、三角状等。 通过热分析可以看

37、出埃洛石 在100oC以下具失水性，100oC400oC有微量失水， 430oC500oC结构水突然迅速失去。在1650oC1775oC熔化。在室温下失去的层 间水不可复得。 75 单斜晶系，化学式： Ai4Si4O10(OH)8 具多型性。形态与 高岭石基本相同，为六角板状， 或六角柱状或宝塔状。结晶度较高。差热曲线 表现为脱（OH）温度要比高岭石高100oC达700oC左右。并具复谷性。 76 结构属2：1，突出特点为C轴的可变性，脱除层间 水的温度是 100oC300oC ，在差热曲线上表现为12个吸热谷，谷的数目和温度与交换 性阳离子有关 77 又称水云母。结构属2：1型。属单斜晶系，

38、呈不规则片状。层间键比 白云母弱，比蒙脱石强。由该矿物组成的粘土，一般可塑性低，干后强度差， 干燥和烧成收缩小，烧结温度低，烧结范围窄。 78 结构式为KAl (AlSi )O (OH) 属单斜晶系。 为六角板状。 差热曲线为： 100-150oC 550-600oC880oC 910oC 79 为2：1型层状结构的硅酸盐矿物，硬度为1 ，可作为电 瓷用料。无可塑性。 80 属2：1型层状结构的硅酸盐矿物，层间靠范德 华力连结.有滑感，具挠性，烧成收缩小，线膨胀系数不大，适宜于快速烧成 。 81 2.4 架状结构硅酸盐亚类架状结构硅酸盐亚类 2.4.1 概念概念 由ZXSiN-XO2NX-络离

39、子团与阳离子结合形成的硅酸盐。 2.4.2 晶体结构特点晶体结构特点 架状结构硅酸盐矿物的结构特征是每个SiO4的所有四个角顶均与毗邻的 SiO4共用，形成类似石英的Si-O架状结构。SiO4中必有部分 Si4+ 为Al3+（有 时为Be2+、B3+等）替代，出现多余的负电荷，进一步与其他阳离子结合成铝硅 酸盐。 82 SiO和AlO四面体内的结合为共价键性质为主，络阴离子团与团外阳离 子之间为离子键性质为主。 架状络阴离子： AlxSin-xO2nx- Si:O = 1:2 阳离子：电价低、半径大、CN高。 主要为K+、Na+、Ca2+、Ba2+等，有时有Rb+、Cs+、(NH4)+等。充填

40、于 骨干之间的巨大空隙和孔道中。 在岛状、链状、层状结构硅酸盐中，常见的具有六次配位的Mg2+、Fe2+、 Mn2+、Al3+、Fe3+等离子，在架状结构硅酸盐中已经退居次要地位。 83 附加阴离子： F-、Cl-、(OH)-、S2-、SO42-、CO32-等。 有时，空隙和孔道中尚有H2O(沸石水)。 注意： 1）AlO4不稳定，相互间不能共角顶直接相连，其间必须有SiO4隔开。 故Si被Al替代的量不超过总数的1/2，通常为1/4或1/3。四面体间联结力 很强。 2）类质同像替代不受半径大小的限制，可出现2Na+Ca2+，2Al3+ 2Si4+ 84 2.4.3 形态和物理性质形态和物理性

41、质 形态取决于结构特征，可呈粒状、片状或柱状等。 通常为浅色透明，多呈玻璃光泽，含杂质时可染成深色。个别矿物解理很发 育，解理面上珍珠光泽。硬度较高 (绝大多数不含水矿物H5；含水者稍 低)。比重较低(一般3；含水者更低，有的仅2)，个别含Ba、Sr或Fe、 Zn者例外。 注： 1）若结构中四面体间的联结力各方向近似，往往表现为三向等长的粒状， 解理性差。如白榴石。 2）若某一或两个方向上的联结力较弱，则呈柱状、针状或片状、板状， 具两组或一组较好的解理。例如，长石族矿物SiO4连成曲轴状，常呈柱状 或板状，具001、010两组完全解理；片沸石晶体呈扁平状，具010完 全解理。 85 2.4.

42、4 成因产状成因产状 除沸石外，几乎均形成于高温条件下，其中绝大多数皆为岩浆作用的产 物： 长石族矿物可产于各类岩浆岩和某些变质岩中； 霞石族、白榴石族和方钠石族无水矿物主要见于碱性岩浆岩中； 方柱石族矿物形成于变质条件下； 沸石族矿物为低温热液及表生作用的产物。 86 2.4.5 分类分类 长石族 u碱性长石亚族: 透长石、正长石、微斜长石、歪长石 u斜长石亚族:斜长石 似长石 白榴石族: 白榴石 霞石族:霞石 沸石族:丝光沸石、方沸石、片沸石、钙十字沸石、菱沸石 2.4.6 主要矿物分述主要矿物分述 87 长石族（feldspar） 长石族矿物主要为K、Na、Ca和Ba的铝硅酸盐。 大多数

43、长石均包括在KAlSi3O8NaAlSi3O8CaAl2Si2O8之三成分 系中。 化学组成: 主要组份有: q 钾长石KAlSi3O8Or q 钠长石NaAlSi3O8Ab q 钙长石CaAl2Si2O8An q 钡长石BaAl2Si2O8Cn 在高温条件下，Or和Ab可以形成完全类质同象系列，但在低温条件下 则只形成有限的类质同象。钾长石与钠长石的类质同象称为碱性长石。 碱性长石里一般含An不超过510%，Ab中所含的An数略大于Or中所能 含的An数。Ab与An也能形成类质同象，构成斜长石系列。 88 三成分系图谱三成分系图谱 K 89 NaAlSi3O8（钠长石，Ab） CaAl2Si

44、2O8（钙长石，An）：一般能 形成完全类质同像（称斜长石系列）。 NaAlSi3O8 （钠长石，Ab） KAlSi3O8(钾长石，Or)： 在高温时形成完全类质同像（称碱性长石或钾钠长石系列）；低温条件 下只形成有限的类质同像，甚至离溶出钠长石和钾长石独立矿物，构成 条带状嵌晶 条纹长石。 钾长石和钙长石即使在高温时也几乎不形成类质同像。 钡长石(含BaAl2Si2O890%)(Cn)在自然界很少见，通常认为是与钾 长石构成有限的类质同像（称钾钡长石或钡冰长石系列）。 90 架状结构硅酸盐矿物架状结构硅酸盐矿物 长石族 q 主要矿物种: q 透长石 Sanidine q 正长石 Orthoc

45、lase KAlSi3O8 q 微斜长石 Microcline q 斜长石 (钠长石_奥长石_中长石_拉长石_培长石_钙长石) q 钡长石BaAl2Si2O8 91 晶体结构： TO4以全部4个角顶共用沿三维空间联结成架状，K+、Na+、Ca2+、 Ba2+等充填骨干中之大空隙。 长石的结构中最重要的结构单元为四个TO4四面体（T代表Si或Al）相 互共顶，形成一个四联环。四联环与四联环又相互共用角顶，连接成曲轴 状的链，平行于a轴伸展，链与链之间又以桥氧共角顶相联，形成整个三 维的骨架。 92 长石晶体结构长石晶体结构 93 94 95 长石结构单元长石结构单元 96 (Si,Al)O4 K

46、 长石结构单元长石结构单元 97 长石结构单元长石结构单元 98 长石的有序无序，主要指长石晶体结构的TO4四面体中，T位置上 Al3+/Si4+的比值、分布和替代规律。有序无序程度直接影响晶体的 对称性和轴长。 长石有序无序的结构状态以有序度和三斜度表示。 有序度：Al、Si在TO4四面体位置上替代、规律分布的程度。取决于 Al3+的占位率，有单斜有序度和三斜有序度之分。 三斜度：偏离单斜对称的程度。 从单斜对称向三斜对称转变时，随着有序化程度增高，轴角 由 9090 41， 由 9087 39，表明三斜有序化过程 角有明 显的偏离。 99 形态： 晶体呈a轴的柱状或厚板状（001和010发

47、育），或c轴的柱状 （110和010发育）。双晶很发育，常见多种类型的双晶，被用作鉴 定长石类别的重要依据。 物理性质： 浅色，常见灰白色或肉红色。玻璃光泽。001和010完全解理，夹角 等于或近于90(单斜晶系为90，三斜晶系近于90)。H66.5。比重 较小（2.52.7）。 100 101 成因产状： 广泛产于各种成因类型的岩石中，分布最广，约占地壳总重量的50%，在岩 浆岩、变质岩(主要为结晶片岩和片麻岩)、沉积岩(主要为碎屑岩和泥质岩) 中分别约占60%、30%、10%。 主要为变质岩和岩浆岩的重要造岩矿物。在伟晶岩中可成巨大晶体。 长石经风化作用或热液蚀变易转变为高岭石、绢云母、沸

48、石、方柱石、黝帘 石、葡萄石、方解石等。 102 用途： 主要用于陶瓷、玻璃原料、建筑石材； 色泽美丽者可作装饰品或工艺美术细工石料及次等宝玉石； 钾钠长石还可用作生产钾肥的原料； 含Rb、Cs者可用作提取Rb、Cs的原料。 103 分类： 长石族 碱性长石亚族(钾钠长石亚族) 斜长石亚族 104 钾钠长石亚族 包括所有的钾长石和以Ab分子为主的歪长石，以及AlSi3O8 NaAlSi3O8固溶体之离溶产物“条纹长石”。 钠长石习惯上归属于斜长石亚族。 所有的钾长石（包括透长石、正长石、微斜长石）的组成中均含一定数量 的Ab分子和510%的An分子。 条纹长石（perthite）： KAlSi

49、3O8NaAlSi3O8在660时形成完全类质同像系列，当温 度缓慢降低，则钠长石会离溶出来，呈薄片状存在于钾长石主晶中，而构 成两相不均匀的条带状嵌晶，称条纹长石。 105 钾长石 KAlSi3O8 之 种属 种属种属 透长石透长石 正长石正长石 微斜长石微斜长石 晶系晶系 单斜晶系单斜晶系 三斜晶系三斜晶系 对称型对称型 2/m 形成温度形成温度 高温高温低温低温 1 106 107 108 晶体结构： （1）完全无序结构： 透长石形成于高温条件，TO 4中的Si、Al 作随机分布。由TO 4所 形成的四元环有4个四面体，Al在每个四面体中的占位率均为1/4。 109 （2）部分有序结构

50、： 正长石的形成温度稍低，或者形成温度虽高，但形成后冷却速 度很慢，晶格中的Al将由T2T1集中，但T1(o)与T1(m)之间、 T2(o)与T2(m)之间Al的占位率各自相等。【T1(o)、T1(m)、T2(o)、 T2(m)表示一个四元环中四个四面体】 若结晶温度更低，或虽形成于高温下，但随后有充分的冷却时 间，则Al即向四元环中的T1位置上集中，形成了三斜晶系的微 斜长石。 （3）完全有序结构： 若Al完全集中于T1(o)上，而T1(m)、T2(o)、T2(m)全由Si占据， 则为最大微斜长石。 正长石和微斜长石分布最广，透长石主要产于碱性喷出岩（如 粗面岩）中。 110 透长石透长石（

51、sanidine）： KAlSi3O8 单斜晶系，对称型 2/m 。 鉴定特征： 晶形完好，呈短柱状或010 的厚板状。最常见卡斯巴律双晶。 无色透明(或呈淡黄色等色调)，玻璃光泽。001、010二组完全解理互相 垂直；H66.5。 成因产状： 主要产于中酸性或碱性的喷出岩中，粗面岩中尤为常见。也可见于近地表的 浅成岩中及接触变质带中。 111 透长石（sanidine） KAlSi3O8 112 正长石正长石（orthoclase）： KAlSi3O8 单斜晶系，对称型 2/m 。 鉴定特征： 晶体常呈完好的短柱状或010的厚板状。常见卡斯巴律双晶，也可见巴 温诺律或曼尼巴律双晶。集合体呈粒

52、状。 常为肉红色、粉红色、浅黄色、浅黄褐色等，有时可呈灰白色； 玻璃光泽。解理 001 完全、010 完全中等，夹角为90；H6。 冰长石（adularia）： 斜方柱110特别发育而平行双面010不发育的、 无色透明或乳白色的低温正长石（常含Ba）。 113 正长石正长石（orthoclase） KAlSi3O8 114 成因产状： 为中、酸性及碱性岩浆岩的主要造岩矿物之一；也常见于片麻岩、混合岩 等深变质岩及长石砂岩等岩石中。 冰长石产于低温热液矿床中，也可形成于沉积岩的自生作用过程中。 正长石经热液蚀变或风化作用，易变为高岭石，其次是绢云母，有时也可 变为沸石族矿物。 用途： 较斜长石更

53、为广泛。 主要用作绝缘电瓷和陶瓷釉药的材料，以及玻璃和搪瓷的配料； 可作为制造钾肥的材料。 115 微斜长石微斜长石（microcline）： KAlSi3O8 三斜晶系，对称型。 鉴定特征： 晶体呈a轴的短柱状。常具由钠长石律和肖钠长石律两组聚片双晶相交 而成的格子双晶。通常呈块状和粒状集合体。 微斜长石在伟晶岩中常与石英构成文象结构文象结构。 常呈肉红色，有时呈浅黄或灰白色，富含Rb、Cs（可达4%）的绿色异 种称天河石（amazonite）。玻璃光泽。001和010解理完全，夹角 8940。 H66.5。 1 116 文象文象 结构结构 117 天河石天河石（amazonite） 118

54、 成因产状： 形成温度较正长石为低。 为伟晶岩、长英岩，及中酸性和碱性岩浆岩的主要造岩矿物之一； 热液蚀变过程中的钾长石化，多为微斜长石，常见于高温石英脉的两侧； 浅变质带中以微斜长石居多； 沉积岩里自生作用过程中也可形成微斜长石。 用途：同正长石。 天河石大量产出时可作为提取Rb、Cs的原料；色泽美丽者可作玉雕材料 或装饰石料。 119 斜长石亚族 由Ab和An两个端元组份所构成的类质同像系列。 斜长石斜长石（plagioclase）： Na1-xCax(Al1+xSi3-x)O8 习惯上，据斜长石中An分子的百分含量，可分为6个亚种。 v 斜长石斜长石成分成分分类分类 v钠长石钠长石(al

55、bite)： Ab100-90 An0-10 v奥奥(更更)长石长石(oligoclase)： Ab90-70 An10-30 v中长石中长石(andesine)： Ab70-50 An30-50 v拉长石拉长石(labradorite)： Ab50-30 An50-70 v培长石培长石(bytownite)： Ab30-10 An70-90 v钙长石钙长石(anorthite)： Ab10-0 An90-100 120 斜长石斜长石Plagioclase 121 晶体结构： 三斜晶系，对称型 钙长石和钠长石的空间群分别为P1和C1，且钙长石的c0值二倍于钠长石， 说明两端员结构的差异较大，由

56、此导致在某些区间的不混溶性。 1 122 鉴定特征： 晶体常呈010的板状，有时沿a轴延伸成柱状柱状。 叶钠长石：呈叶片状的钠长石，其叶片(010)，形成于高温条件，产于伟晶 岩中。 肖钠长石：沿b轴延伸的柱状钠长石，形成于低温条件下。 常见各种双晶，最常见钠长石律和肖钠长石律聚片双晶：其单体均很薄（以 m计），新鲜的斜长石在（001）解理面上肉眼可见明暗相间的密集的聚片 双晶纹聚片双晶纹。此外，卡斯巴律双晶也颇普遍。 斜长石在岩石中多呈板状或不规则粒状，集合体呈粒状或块状。 通常呈白色、灰白色或无色，少数为浅绿、浅蓝，偶尔呈肉红色、浅红色。 玻璃光泽，001和010两组柱面解理完全，夹角为8

57、6，H66.5。 123 钠长石 124 斜长石特征斜长石特征 125 成因产状： 为岩浆岩和变质岩的主要造岩矿物之一。随着岩浆岩由基性酸性演化， 斜长石中An分子的含量趋于减小。伟晶岩中一般仅见钠长石或奥长石。 变质岩中的斜长石，其An分子的含量随变质作用的加深而增高。 沉积岩可有钠长石作为自生矿物：比其他岩石中的纯净得多，不具条纹 结构，大多具简单双晶，一般无聚片双晶。 斜长石经热液蚀变或风化作用形成高岭石、绢云母等矿物，基性斜长石 最易变化，钠长石最稳定 126 用途： 斜长石是陶瓷业和玻璃业的主要原料。钠长石用作陶瓷器釉药的材料、 及玻璃和搪瓷的配料。 可作为宝玉石材料。 拉长石(la

58、bradorite)：由于聚片双晶结构使光发生干涉而产生彩虹效应。 日光石(sunstone)：由于含有分布均匀、定向排列的微细包裹体(赤铁矿、 针铁矿、绿云母等)而产生闪光。 月光石: 由于内部有特殊的结构，而闪出淡淡的蓝色，好似幽静夜幕下的 月光。 斜长石可作建筑材料。 斜长石为岩浆岩分类命名的重要依据。 127 正长石正长石 与与 斜长石斜长石 的的 肉眼鉴定特征肉眼鉴定特征 正长石正长石 KAlSi3O8 斜长石斜长石 Na1-xCax(Al1+xSi3-x)O8 晶形晶形 粗短柱状 010的板状 双晶双晶 常见卡斯巴律双晶：在同一断面上可见 有反光程度不同的两部分。 晶面上无双 晶纹

59、。 常具聚片双晶：在底面或解理面上常见反光程度不 一的密集的聚片双晶纹。 颜色颜色 通常为肉红色或灰白色。 白色、灰色、偶见肉红色 解理解理 001完全，010完全中等， 夹角为 90 001和010完全，夹角86 产状产状 常与石英 、黑云母等共生，产于花岗岩、 正长岩、伟晶岩等浅色岩石中。 常与普通辉石、橄榄石等共生，产于 辉长岩、橄榄岩等深色岩石中。 128 似长石似长石（feldspathoids） 似长石（副长石）： 组分类似长石，但Si : Al3 : 1(碱性长石中为3:1)的无水架状结构 硅酸盐矿物。如霞石, 白榴石等。 包括： 2648 433824 22-1.543648-

60、7 2648 62 4443 SBeSiOMn ： ) helvine ( 日光榴石 )SO,COOH,F,(Cl,OSi)SiAl(Al,Ca)(Na, ： scapolite)方柱石（ O5H-1 Cl),SO,(COAlSiOCa)(Na, ： )cancrinite钙霞石（ ClAlSiONa ： sodalite)方 钠钠石 OKAlSi ： leucite)白榴石（ NaAlSiO 或 KAlSiONa ： nepheline)霞石（ 129 架状结构硅酸盐矿物架状结构硅酸盐矿物 霞石Nepheline q化学组成: Na2KAlSiO4 q结构特点: 六方晶系, 点群6, 空间群