结晶学工院矿物学

概述第四大类含氧盐第三篇矿物各论

含氧盐是金属阳离子和含氧酸根结合而成的化合物。分布极广，占已知矿物总数2/3以上。可分为八大类：

硅酸盐类硼酸岩类磷酸盐砷酸盐钒酸盐类钨酸盐钼酸盐类铬酸盐类类

硫酸盐类

碳酸盐类硝酸盐类1.络阴离子特点概述第四大类含氧盐第三篇矿物各论

晶体结构中，含氧酸根呈独立的阴离子团（络阴离子），因不同络阴离子的形状、半径、电价等的不同，引起各类含氧盐的化学成分、物理性质、成因的不同；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；反之，矿物的硬度低，溶解度大，倾向外生低温条件下形成，如硫酸盐、硝酸盐等。

概述第四大类含氧盐第三篇矿物各论2.阳离子特点概述第四大类含氧盐第三篇矿物各论

参加含氧盐晶格的金属阳离子种类极为广泛，以惰性气体型最重要，次为部分过渡型离子，铜型离子较少进入含氧盐。一般说来，阳离子半径大小、电价高低与络阴离子的半径和电价是相适应的，即二者大半径和大半径、高价和高价结合才稳定，如锆石（ZrSiO4）、独居石（（Ce,La）PO4）、重晶石（BaSO4）、方解石（CaCO3）等，否则常形成含水盐，或只能在特定条件下形成，在地表易分解。3.晶体化学特点概述第四大类含氧盐第三篇矿物各论

含氧盐的晶体化学特点是阴离子团的中心阳离子具有小的离子半径和高的电荷，而配位数一般不大。其与氧结合形成络阴离子团，是由于静电价键力（简称价键力=阳离子价数/周围氧离子数）的存在。晶格中最强的阴-阳离子静电价键力的强度大于其阴离子静电价的1/2，（个别等于）。如O2-静电价的1/2为1价。含氧盐的络阴离子中的价键力一般都大于1。如〔NO3〕1-为5/3；〔CrO4〕2-为6/4；〔SO4〕2-为6/4；〔CO3〕2-为4/3；〔PO4〕3-为5/4；〔AsO4〕-3为5/4；〔BO3〕3-为3/3（即等于1）；〔SiO4〕4-为4/4，也等于1。可见，氧离子与团内中心阳离子的结合力远比与团外阳离子的结合要牢固的多。4.晶格特征概述第四大类含氧盐第三篇矿物各论

含氧盐络阴离子内部以共价键为主，络阴离子与其外阳离子结合时则多为离子键，在整个晶体则为典型的离子晶格。矿物以透明、白色条痕、玻璃光泽为主。硬度变化极大，1-8，具层状结构者低。一、概述第四大类含氧盐

第一类硅酸盐第三篇矿物各论

硅（27.72%）和氧（46.6%）是地壳中分布最广的两种元素。硅酸盐矿物是组成地壳的物质基础，占地壳总重近80%，矿物种类占已知矿物的1/3，约800种。是主要的造岩矿物，是土壤的主要组分，是重要的矿产资源。二、结构特点1.硅氧四面体第四大类含氧盐

第一类硅酸盐第三篇矿物各论

硅酸盐的络阴离子为硅氧四面体，化学式为〔SiO4〕4-，可以单独和阳离子结合成正硅酸盐，也可以由两个、多个乃至无数个硅氧四面体通过共同顶点（共用一个氧）自行联结，形成复杂的络阴离子骨干。此时，相邻四面体只能共用顶点（一个氧），不能共用棱（两个氧）、面（三个氧），因为此时两个四面体中的Si4+距离太近，其斥力大而使晶格不稳定。

2.硅酸根的基本形式

二、结构特点第四大类含氧盐

第一类硅酸盐第三篇矿物各论

（1）孤立四面体〔SiO4〕4-，没有自行联结，在晶格中仍以孤立的四面体形式存在；（2）双四面体〔Si2O7〕6-，两个四面体通过一个共用的O2-联结起来形成的络阴离子，由于省去一个氧，故其氧是7个；络阴离子为-6价；

二、结构特点第四大类含氧盐

第一类硅酸盐第三篇矿物各论（3）环状四面体骨干，常见者为六方环〔Si6O18〕12-；

二、结构特点第四大类含氧盐

第一类硅酸盐第三篇矿物各论（4）链状四面体骨干，硅氧四面体首尾沿一个方向（C轴方向）相联，无限延长，可分为：

辉石式链〔Si2O6〕4-，由硅氧四面体成单行无限联结而成；

角闪石式链〔Si4O11〕6-，双链状络阴离子，由两行辉石连侧向并联而成。

此外还有矽线石链，较少见。二、结构特点第四大类含氧盐

第一类硅酸盐第三篇矿物各论（5）层状四面体骨干，常见者为四面体按六方网格状联结起来的层状络阴离子〔Si4O10〕4-；

二、结构特点第四大类含氧盐

第一类硅酸盐第三篇矿物各论（6）架状四面体骨干〔AlxSin-xO2n〕x-，硅氧四面体在三度空间无限联结，在整个晶体构造中形成一个整体。当一个硅氧四面体的4个O2-都被共用时，Si和O的比率即为1∶2，其“络阴离子”化学式为〔SiO2〕0，即已无负价，不能成为阴离子，而是石英族矿物。但如果有部分Si4+被Al3+代替，即出现多余的负电荷和其他阳离子结合形成硅酸盐。

三、组成硅酸盐的主要离子

1.组成硅酸盐矿物的主要阳离子及阴离子的种类

第四大类含氧盐

第一类硅酸盐第三篇矿物各论

组成硅酸盐矿物的阳离子主要是惰性气体型离子，部分过渡型离子，极少量铜型离子。作为阴离子，除去由Si-O所组成的络阴离子团外，还广泛出现各种附加阴离子，如O1-、F1-、Cl1-、(OH)1-以及S2-、〔CO3〕2-、〔SO4〕2-等，此外还有水分子加入。

2.阳离子的大小、电价及配位数情况

三、组成硅酸盐的主要离子

第四大类含氧盐

第一类硅酸盐第三篇矿物各论

由于硅酸盐矿物中络阴离子团的连接方式多样，其不同晶格及不同方向上排列疏密不均，负电价不同，要求有大小不同、价态不同的阳离子进入晶格并保持电荷平衡。

三、组成硅酸盐的主要离子

第四大类含氧盐

第一类硅酸盐第三篇矿物各论

连接方式愈复杂的硅酸盐（架状），晶格愈开阔，空隙愈大，络阴离子所剩余的负电荷愈少，所要求的阳离子多为低电价和大半径的，其配位数也愈大（8、10、12），如K1+、Rb1+、Cs1+、Ca2+、Ba2+等。其余各亚类硅酸盐中的阳离子一般为电价偏高或中等、半径偏小、配位数较低（多为6，少量4、8，偶有9、7、5）的种类，如Fe2+、Mg2+、Ca2+、Al3+、Zr4+、Ti4+等。在同一矿物中的同种离子，可具有不同的配位数。主要阳离子的常见配位数为：

4次：B3+、Be2+、Al3+、Ti4+、Fe3+、Zn2+

6次：Al3+、Ti4+、Mg2+、Li1+、Zr4+、Mn2+、Ca2+、Fe2+

8次：Zr4+、Na1+、Ca2+、Fe2+、Mn2+

12次：K1+、Ba2+3.阳离子类质同象替代普遍

三、组成硅酸盐的主要离子

第四大类含氧盐

第一类硅酸盐第三篇矿物各论

原因：由于硅酸盐晶格主要为离子型，不具方向性，同时〔SiO4〕4-的变形性小，致使矿物中类质同象普遍发育。可以为等价类质同象，如橄榄石中的Mg2+与Fe2+呈（Mg、Fe）2〔SiO4〕；也可有异价类质同象，如斜长石中的Ca2+与Na1+呈（Ca、Na）〔（Al、Si）4SiO8〕。很多情况下可形成连续的矿物系列（完全类质同象系列），此时，矿物成份变化于两种性质相似的元素之间，但结构完全一致。

三、组成硅酸盐的主要离子

第四大类含氧盐

第一类硅酸盐第三篇矿物各论主要的类质同象系列有：Mg2+—Fe2+—Mn2+—Ni2+—Co2+Al3+—Fe3+—Cr3+—Ti4+Na1+—Ca2+—TR3+Na1+—K1+—Ba2+K1+—Rb1+—Cs1+Zr4+—Hf4+—Th4+—U4+Mg2+—Al3+……等等

三、组成硅酸盐的主要离子

第四大类含氧盐

第一类硅酸盐第三篇矿物各论4.阴离子类质同象替代

阴离子之间也存在类质同象，如〔SiO4〕可被〔PO4〕或〔SO4〕替代；还可有广泛的附加阴离子进入晶格空隙以平衡电价。

5.硅酸盐矿物中的水三、组成硅酸盐的主要离子

第四大类含氧盐

第一类硅酸盐第三篇矿物各论

硅酸盐中的“水”常以（OH）-和H2O的形式存在矿物中。〔H3O〕+仅少量存在于某些层状硅酸盐中，且易转变为H+和H2O。H2O大多呈沸石水或层间水，只在少数硅酸盐中作为阳离子的配位体（结晶水）占有确定的位置（海泡石）。四、铝在硅酸盐中的作用

1.铝在硅酸盐晶体结构中具有双重作用

第四大类含氧盐

第一类硅酸盐第三篇矿物各论（1）作为金属阳离子和硅酸根结合，形成铝的硅酸盐。如在绿柱石Be3Al2〔Si6O18〕中，Al3+作为阳离子，位于环状硅酸根之间，其配位数为6，位于O2-构成的八面体中；（2）代替硅进入四面体，形成铝硅酸根，和阳离子结合成铝硅酸盐。如正长石K〔AlSi3O8〕，此时Al和Si一样位于四面体中，配位数为4。

2.双重作用的原因

四、铝在硅酸盐中的作用

第四大类含氧盐

第一类硅酸盐第三篇矿物各论（1）铝元素的特点。氧化铝是两性氧化物，在酸性条件下形成阳离子，在碱性条件下形成铝酸根。Al3+的半径为0.51，与O2-的半径（1.32）的比值为0.386，接近配位数4和6的界限0.414。故在不同条件下可进入不同的晶格位置。（2）环境影响。由于在高温低压条件配位数趋于降低，高压低温趋于增大，所以，在高温低压、碱性条件下，Al3+趋向于替代硅进入四面体形成铝硅酸盐；反之在低温高压、酸性条件下，Al3+趋向于作为阳离子与硅酸根结合形成铝的硅酸盐。

四、铝在硅酸盐中的作用

第四大类含氧盐

第一类硅酸盐第三篇矿物各论

铝硅酸盐易风化转变为铝的硅酸盐（低温条件），特别是在酸性环境中，如正长石K〔AlSi3O8〕风化为高岭石Al4〔Si4O10〕（OH）8；反之在变质（高温）条件下，高岭石等粘土矿物又可转为长石。当环境呈碱性时，即便是低温条件（如地表）也易于形成长石等铝硅酸盐。

五、晶格类型和性质

第四大类含氧盐

第一类硅酸盐第三篇矿物各论

硅酸盐晶格中，在四面体骨干内部的Si与O间主要是共价键，在四面体骨干和阳离子之间主要是离子键，所以硅酸盐矿物主要表现透明、条痕白色、玻璃光泽等离子晶格的特点。但不同硅酸盐矿物所表现的物性十分复杂、多变，主要受两方面影响：

1.硅氧骨干

五、晶格类型和性质

第四大类含氧盐

第一类硅酸盐第三篇矿物各论

硅氧骨干对矿物的成分、结构、形态、性质和成因均有重要影响，如岛状硬度大，主要形成内生和变质作用；层状硬度很低，主要形成外生条件。再如由于硅酸盐矿物中Si-O之间的化学键是最强的共价键，所以沿骨干排列方向矿物结合牢固，如具链状骨干的矿物晶体易长成柱、针、纤维等状，解理也只能在平行链的方向发生；具六方环状骨干的矿物，由于环中心空隙很大，矿物的比重和折光率较低，外形多呈六方柱状。

2.阳离子成分

五、晶格类型和性质

第四大类含氧盐

第一类硅酸盐第三篇矿物各论

阳离子对硅酸盐的性质也有一定影响：惰性气体型离子的硅酸盐物色或浅色，过渡型离子硅酸盐颜色常很深。由于类质同象发育，常使同一族矿物在颜色、比重、折光率等性质上发生系统的过渡性变化。如：

Mg2+—Fe2+(Mn2+，Ni2+……)，如橄榄石由Mg2〔SiO4〕过渡到Fe2〔SiO4〕，其颜色由白色逐渐加深到黄绿色，直到黑色。

Al3+—Fe3+(Cr3+、Ti4+……)：如石榴石由Ca3Al2〔SiO4〕3过渡到Ca3Fe2〔SiO4〕3，其颜色由淡黄色、红褐色直到褐黑色。利用类质同象所引起的各种性质、成份的变化的规律，可通过类质同象组分（微量元素）的测定，判断矿物的形成环境。

六、硅酸盐类的分类

第四大类含氧盐

第一类硅酸盐第三篇矿物各论

按络阴离子的形式分为五个亚类：

岛状硅酸盐亚类络阴离子为孤立四面体和双四面体

环状硅酸盐亚类络阴离子为环状硅氧骨干，其中以六方环最重要

链状硅酸盐亚类络阴离子为链状硅氧骨干，其中以辉石式单链和角闪石式双链为重要

层状硅酸盐亚类络阴离子为层状硅氧骨干，其中以六方网状层最重要

架状硅酸盐亚类络阴离子在构造中联成一个整体，当无铝代替时，即为石英族，当有铝代硅时（个别情况是铍代替硅），即形成架状硅酸盐（铝硅酸盐）。

第一亚类岛状硅酸盐

第四大类含氧盐

第一类硅酸盐第三篇矿物各论

硅氧骨干为孤立四面体〔SiO4〕4-和双四面体〔Si2O7〕6-，负电价分别为-4和-3，在所有硅氧骨干中是最高的。阳离子主要有：Zr4+、Ti4+、Al3+、Fe3+、Cr3+……等，也是电价较高的，二价阳离子Mg2+、Fe2+、Mn2+

、Ca2+等也大量参加晶格，但多是和高价阳离子一同进入。因结构紧密，电价较高，故硬度（5-6）、比重（＞3）和折光率一般都较高，常具较完整的晶形。主要为内生和变质成因，外生极少。

第一亚类岛状硅酸盐

第四大类含氧盐

第一类硅酸盐第三篇矿物各论锆橄榴蓝红矽第一亚类岛状硅酸盐

第四大类含氧盐

第一类硅酸盐第三篇矿物各论十黄榍绿符1.锆英石族

第一亚类岛状硅酸盐

第四大类含氧盐

第一类硅酸盐第三篇矿物各论2.橄榄石族第一亚类岛状硅酸盐

第四大类含氧盐

第一类硅酸盐第三篇矿物各论橄榄石镁橄榄石铁橄榄石3.石榴石族第一亚类岛状硅酸盐

第四大类含氧盐

第一类硅酸盐第三篇矿物各论

化学式为A3B2〔SiO4〕3，A为Mg2+、Fe2+、Mn2+

、Ca2+

等二价阳离子，B为Al3+、Fe3+、Cr3+等三价阳离子，

第一亚类岛状硅酸盐

第四大类含氧盐

第一类硅酸盐第三篇矿物各论按阳离子间的类质同象关系可分为：铝榴石系（Mg2+、Fe2+、Mn2+）3Al2〔SiO4〕3，包括镁铝榴石、铁铝榴石、锰铝榴石，其三价阳离子为半径较小的Al3+，二价阳离子Mg2+、Fe2+、Mn2+完全类质同象。钙榴石系

Ca3（Al3+、Fe3+、Cr3+）2〔SiO4〕3，包括钙铝榴石、钙铁榴石、钙铬榴石等，其二价阳离子为半径较大的Ca2+，三价阳离子Al3+、Fe3+、Cr3+之间完全类质同象。两系之间只能有限替代，自然界的最常见的石榴石一般均可从成分上分别归入镁铝-铁铝榴石和钙铝-钙铁榴石两个系列中的一个。

第一亚类岛状硅酸盐

第四大类含氧盐

第一类硅酸盐第三篇矿物各论

晶体结构为等轴晶系，结构中的孤立四面体被三价阳离子联结成牢固格架，二价阳离子充填在空隙中，晶体结构远比纯由二价阳离子联结的橄榄石牢固，具较高的硬度，比重和较强的抗风化能力。

铁铝榴石镁铝榴石钙铝榴石钙铁榴石4.蓝晶石族第一亚类岛状硅酸盐

第四大类含氧盐

第一类硅酸盐第三篇矿物各论

化学成分同为Al2O3·SiO2，包括蓝晶石、红柱石、矽线石三个变体，其中矽线石具链状硅氧骨干结构，但三者关系密切，将其合并讨论。三者在晶体结构上的差别在于Al3+的配位数。三者平行C轴方向均存在牢固的Al-O八面体链，因此虽然蓝晶石和红柱石为岛状硅酸盐，但也和矽线石一样，呈平行C轴延长的柱、针、板条状等形态。第一亚类岛状硅酸盐

第四大类含氧盐

第一类硅酸盐第三篇矿物各论蓝晶石：Al2Ⅵ〔SiO4〕O，其Al3+的配位数均为6，即均为6个O2-所包围，形成于高压条件下；

蓝晶石第一亚类岛状硅酸盐

第四大类含氧盐

第一类硅酸盐第三篇矿物各论红柱石：AlⅥAlⅤ〔SiO4〕O，其一半的Al3+的配位数为6，另一半为5，即有一半的Al3+被5个O2-所包围，形成于中温、中压条件下；

第一亚类岛状硅酸盐

第四大类含氧盐

第一类硅酸盐第三篇矿物各论矽线石：Al〔AlSiO5〕，除一半Al3+仍为6个O2-包围外，另一半的配位数为4，即和Si4+一起进入骨干四面体中，实际上为阳离子铝的（链状）铝硅酸盐，形成于高温条件下。5.十字石族第一亚类岛状硅酸盐

第四大类含氧盐

第一类硅酸盐第三篇矿物各论6.黄玉族第一亚类岛状硅酸盐

第四大类含氧盐

第一类硅酸盐第三篇矿物各论7.榍石族第一亚类岛状硅酸盐

第四大类含氧盐

第一类硅酸盐第三篇矿物各论8.绿帘石族第一亚类岛状硅酸盐

第四大类含氧盐

第一类硅酸盐第三篇矿物各论9.符山石族第一亚类岛状硅酸盐

第四大类含氧盐

第一类硅酸盐第三篇矿物各论第二亚类环状硅酸盐第四大类含氧盐

第一类硅酸盐第三篇矿物各论

晶体结构中的硅氧骨干是硅氧四面体环，其中主要是六方环〔Si6O18〕12-，矿物多属三方或六方晶系，具六方柱外形。环状络阴离子间以阳离子Al3+

、Mg2+

、Be2+……等牢固联结，矿物硬度和化学稳定性较大。但环中空隙较大，除可容纳各种离子和分子外，还致使矿物比重减低。第二亚类环状硅酸盐第四大类含氧盐

第一类硅酸盐第三篇矿物各论绿堇电1.绿柱石族第二亚类环状硅酸盐第四大类含氧盐

第一类硅酸盐第三篇矿物各论第二亚类环状硅酸盐第四大类含氧盐

第一类硅酸盐第三篇矿物各论堇青石2.电气石族第二亚类环状硅酸盐第四大类含氧盐

第一类硅酸盐第三篇矿物各论第三亚类链状硅酸盐第四大类含氧盐

第一类硅酸盐第三篇矿物各论

晶体结构中的络阴离子为链状硅氧骨干，各链互相平行，沿C轴无限延长，链与链之间由金属阳离子联结。最常见为辉石式单链〔Si2O6〕∞4-和角闪石式双链〔Si4O11〕∞6-，分别形成重要的辉石族和角闪石族矿物。第三亚类链状硅酸盐第四大类含氧盐

第一类硅酸盐第三篇矿物各论

在成分和结构上有如下特点：

1．具有平行排列一向延伸的硅氧骨干；

2．络阴离子电价较低，每个四面体在单链中为-2，在双链中为-1.5；

3．阳离子电价相应也较低，主要为Mg2+、Fe2+、Mn2+

、Ca2+……等二价离子，Al3+、Fe3+、Ti3+等三价离子主要和Na1+、Li1+等一价离子一同进入晶格，很少单独与络阴离子结合成链状硅酸盐。

4．Al代替Si进入络阴离子的情况主要存在于普通辉石和普通角闪石中，代替的数量一般都在1/4以下。本类矿物多呈柱、针、纤维等状，平行柱的方向具有中等-完全解理；硬度（多为5-6）比岛状、环状矿物低，含过渡型离子者颜色较深，主要形成于岩浆和变质作用。

第三亚类链状硅酸盐第四大类含氧盐

第一类硅酸盐第三篇矿物各论斜透普透普第三亚类链状硅酸盐第四大类含氧盐

第一类硅酸盐第三篇矿物各论1.辉石族第三亚类链状硅酸盐第四大类含氧盐

第一类硅酸盐第三篇矿物各论化学通式XY〔Si2O6〕X为Ca2+

、Na1+、Li1+、Mn2+

、Mg2+、Fe2+……Y为Mg2+、Fe2+、Mn2+

、Al3+、Fe3+、Ti3+……可分为斜方辉石和单斜辉石两个亚族：斜方辉石亚族

X、Y皆为半径较小的二价阳离子Mg2+、Fe2+，主要矿物有顽火辉石Mg2〔Si2O6〕和紫苏辉石（Mg，Fe）2〔Si2O6〕，二者为成分为过渡关系；单斜辉石亚族

X主要为Ca2+

、Na1+、Li1+等半径较大或电价较低的阳离子，Y则为Mg2+、Fe2+、Mn2+

、Al3+等半径较小或电价较高的阳离子，主要矿物有：透辉石CaMg〔Si2O6〕—钙铁辉石CaFe〔Si2O6〕；霓石NaFe3+〔Si2O6〕硬玉NaAl〔Si2O6〕锂辉石LiAl〔Si2O6〕普通辉石Ca（Mg、Fe、Al）〔（Si，Al）2O6〕，属含钙辉石，在Al代替Si进入络阴离子情况下，致使三价阳离子代替二价阳离子以平衡电价。第三亚类链状硅酸盐第四大类含氧盐

第一类硅酸盐第三篇矿物各论辉石晶体结构中，辉石式硅氧骨干平行C轴，阳离子位于骨干之间。

斜方辉石亚族

第三亚类链状硅酸盐第四大类含氧盐

第一类硅酸盐第三篇矿物各论紫苏辉石顽火辉石单斜辉石亚族第三亚类链状硅酸盐第四大类含氧盐

第一类硅酸盐第三篇矿物各论透辉石钙铁辉石第三亚类链状硅酸盐第四大类含氧盐

第一类硅酸盐第三篇矿物各论单斜辉石亚族普通辉石锂辉石2.角闪石族第三亚类链状硅酸盐第四大类含氧盐

第一类硅酸盐第三篇矿物各论具角闪石式双链状络阴离子。化学通式为A0-1B2C5〔Si4O11〕2（OH）2A为Na1+、K1+、H3O1+B为Ca2+

、Na1+、Li1+、Mg2+、Fe2+……C为Mg2+、Fe2+、Al3+、Fe3+、Mn2+同样分为斜方和单斜两个亚族，其成分上的差别，与辉石族相似；A阳离子并不经常存在，仅当Al3+代替Si4+时，为平衡电价，在A位出现一价阳离子；斜方角闪石亚族一般分布不广，其B阳离子和C阳离子一样，均为Mg2+、Fe2+、Al3+…半径较小或电价较高的阳离子，如直闪石（Mg，Fe）7〔Si4O11〕2（OH）2

第三亚类链状硅酸盐第四大类含氧盐

第一类硅酸盐第三篇矿物各论单斜辉石亚族中B阳离子为Ca2+

、Na1+、Li1+等半径大或电价低的阳离子，C则为Mg2+、Fe2+

、Mn2+

、Al3+、Fe3+…等半径小或电价高的离子，常见矿物：透闪石Ca2Mg5〔Si4O11〕2（OH）2—

阳起石Ca2（Mg，Fe）5〔Si4O11〕2（OH）2蓝闪石Na2Mg3Al2〔Si4O11〕2（OH）2—

钠闪石Na2Fe32+Fe23+〔Si4O11〕2（OH）2普通角闪石（Na、K）Ca2（Mg、Fe、Al）5〔（Si，Al）4O11〕2（OH）2

其成分基本类似阳起石，但有Al替代Si和Mg，故出现A阳离子。角闪石族中含有结构水（OH）,可以部分为F代替，与辉石比较。形成温度略低。

第三亚类链状硅酸盐第四大类含氧盐

第一类硅酸盐第三篇矿物各论角闪石族晶体结构中，双链硅氧骨干平行C轴排列，阳离子位于骨干之间。

单斜角闪石亚族第三亚类链状硅酸盐第四大类含氧盐

第一类硅酸盐第三篇矿物各论透闪石阳起石第三亚类链状硅酸盐第四大类含氧盐

第一类硅酸盐第三篇矿物各论普通角闪石钠闪石第四亚类层状硅酸盐第四大类含氧盐

第一类硅酸盐第三篇矿物各论

晶体结构中的络阴离子为层状硅氧骨干，以六方网格状最常见。

1.结构单元层第四亚类层状硅酸盐第四大类含氧盐

第一类硅酸盐第三篇矿物各论层状硅酸盐的基本结构单元是两层阴离子夹一层阳离子构成的夹心层—结构单元层（1）四面体片

层状骨干中每个四面体有三个顶点（O）是共用的，剩下一个O2-为“活性氧”，只与一个Si4+（或Al3+）结合，尚余-1价可与其它阳离子结合。在层状硅氧骨干中，同一层活性氧一般均指向一个方向。在活性氧组成的六方环中心，由（OH）-或（F-）占据，共同组成一个阴离子层｛〔Si4O10〕（OH）2｝6-，称为四面体片。（2）八面体片单元层中部的各阳离子均位于活性氧和（OH）组成的八面体空隙中，配位数为6，称为八面体片。

2.结构单元层类型

第四亚类层状硅酸盐第四大类含氧盐

第一类硅酸盐第三篇矿物各论（1）

2∶1（TOT）型由两个硅氧四面体片夹一层阳离子组成，包括两个四面体片和一个八面体片。云母、滑石、蒙脱石…等属之。如滑石Mg6〔Si8O20〕（OH）4的结构单元层如下：｛〔Si4O10〕（OH）2｝∞6-｛Mg6

｝∞12+｛〔Si4O10〕（OH）2｝∞6-第四亚类层状硅酸盐第四大类含氧盐

第一类硅酸盐第三篇矿物各论（2）

1∶1（TO）型由一个硅氧四面体片和一层（OH）夹一层阳离子构成，只有一个四面体片和一个八面体片。高岭石、蛇纹石…等属之。如高岭石Al4〔Si4O10〕（OH）8的结构单元层如下：｛〔Si4O10〕（OH）2｝∞6-

｛Al4

｝∞12+

｛（OH）6

｝∞6+3.八面体片中阳离子的占位特点

第四亚类层状硅酸盐第四大类含氧盐

第一类硅酸盐第三篇矿物各论

八面体片中的阳离子由于受八面体空隙大小的影响，主要为Mg2+、Fe2+、Al3+、Fe3+……等中等半径的二、三价的离子占据，有时可为Ti（三或四价）和半径较小的一价离子Li+占据。在硅氧骨干每个六方网孔范围内有三个八面体空隙，根据其被阳离子占满的程度，层状硅酸盐又可分为两种结构形式：（1）

三八面体结构三个八面体空隙全部为阳离子（主要为二价，或平均为二价）所占据。如滑石Mg6〔Si8O20〕（OH）4（2）二八面体结构三个八面体空隙中仅有两个被阳离子（主要为三价阳离子）所占据。如叶腊石Al4〔Si8O20〕（OH）4。

4.单元层间的组分充填特点

第四亚类层状硅酸盐第四大类含氧盐

第一类硅酸盐第三篇矿物各论

在单元层与单元层间，可以没有其它组分充填，也可有各种复杂组分的充填。主要的充填组分包括水分子、大阳离子（Na1+、K1+、Ca2+

、H3O1+）和Na1+、Ca2+

、Mg2+等阳离子的水合离子等。阳离子进入层间的条件是单元层内有高价离子被低价离子置换，造成单元层电荷不足。例如，四面体片中的Si4+被Al3+替换，八面体片中的Al3+被Mg2+取代等，是层状硅酸盐矿物种常见的类质同象现象，与形成环境有关。

层状硅酸盐的单元层很牢固，但层间联系力很弱。致使本亚类矿物多具片状形态，具平行于｛001｝的完全或极完全解理，硬度很低。

具2∶1单元层的层状硅酸盐

第四亚类层状硅酸盐第四大类含氧盐

第一类硅酸盐第三篇矿物各论滑云具2∶1单元层的层状硅酸盐

第四亚类层状硅酸盐第四大类含氧盐

第一类硅酸盐第三篇矿物各论水蒙绿1.滑石-叶腊石族

具2∶1单元层的层状硅酸盐

第四亚类层状硅酸盐第四大类含氧盐

第一类硅酸盐第三篇矿物各论

为2∶1型单元层中最简单者，层间没有其它组分进入，层内也无Al替代Si的现象，层间为分子键。滑石叶腊石2.云母族

具2∶1单元层的层状硅酸盐

第四亚类层状硅酸盐第四大类含氧盐

第一类硅酸盐第三篇矿物各论

硅氧四面体片中有Al3+代替Si4+（Al∶Si=1∶3），使单元层出现多余的负电荷；单元层间有大阳离子K+(Na+)平衡电荷，增强了结构的牢固性，使云母的硬度增大（2.5），薄片加大具有弹性。云母族矿物的形成温度一半较高，碱性较强。具2∶1单元层的层状硅酸盐

第四亚类层状硅酸盐第四大类含氧盐

第一类硅酸盐第三篇矿物各论据八面体片内阳离子的不同可将云母族分为以下亚族和种：白云母亚族二八面体结构；主要有：白云母K2Al4〔Al2Si6O20〕(OH)4

海绿石K＜2（Fe，Al）4〔（Si，Al）8O20〕(OH)4

黑云母亚族三八面体结构；主要有：黑云母K2（Mg，Fe）6〔Al2Si6O20〕(OH，F)4

金云母K2Mg6〔Al2Si6O20〕(OH，F)4

锂云母亚族三八面体结构为主，主要有：锂云母K2Li3Al3〔Al2Si6O20〕(OH，F)4

铁锂云母K2Li2Fe22+Al2〔Al2Si6O20〕(OH，F)4

具2∶1单元层的层状硅酸盐

第四亚类层状硅酸盐第四大类含氧盐

第一类硅酸盐第三篇矿物各论白云母黑云母锂云母3.水云母族

具2∶1单元层的层状硅酸盐

第四亚类层状硅酸盐第四大类含氧盐

第一类硅酸盐第三篇矿物各论

结构与云母类似，但层间阳离子K+较少，有水分子和其他阳离子进入，Al代替Si较少，在成分和结构上均具有与云母族过渡性质。

水白云母和伊利石

水白云母K2-x（H3O+）xAl4〔Al2Si6O20〕(OH)4是水化了的白云母，是白云母在风化条件下受水的作用由H3O+代替K+进入单元层间形成的。伊利石K2-xAl4〔Al2-xSi6+xO20〕(OH)4是泥质岩或土壤中的粘土矿物（如高岭石、蒙脱石等）向云母转化的产物。其K+含量少于白云母，Al3+代替Si4+也较少，两者正好形成电荷平衡。

4.蒙脱石-皂石族

具2∶1单元层的层状硅酸盐

第四亚类层状硅酸盐第四大类含氧盐

第一类硅酸盐第三篇矿物各论

单元层间充填了与水分子结合的Mg2+、Ca2+

、Na1+……等离子（水合离子），在四面体片中也可有Al替代Si。单元层剩余负电荷少，而且常常是由于八面体片中阳离子置换产生的，与层间阳离子距离远，引力小。具2∶1单元层的层状硅酸盐

第四亚类层状硅酸盐第四大类含氧盐

第一类硅酸盐第三篇矿物各论1.Mg2+、Ca2+

、Na1+等阳离子与水的结合能力远强于K+，使矿物含有大量层间水；

2.晶格具强烈膨胀性，但水分子进入单元层间时，可使晶格沿C轴方向增大；具2∶1单元层的层状硅酸盐

第四亚类层状硅酸盐第四大类含氧盐

第一类硅酸盐第三篇矿物各论3.阳离子交换性强，由于单元层对层间阳离子吸引力弱，对水合离子的引力更弱，所以层间阳离子可以较为自由的进出晶格，例如含Mg2+、Ca2+的硬水流经含Na的蒙脱石，前者即可进入晶格而将后者置换出来—离子交换剂。主要矿物的化学式：具二八面体结构者蒙脱石（0.5Ca，Na）0.66Al3.34Mg0.66〔Si8O20〕(OH)4·nH2O

贝得石（0.5Ca，Na）0.66Al4〔Al0.66Si7.34O20〕(OH)4·nH2O

囊脱石（0.5Ca，Na）0.66Fe43+〔Al0.66Si7.34O20〕(OH)4·nH2O具三八面体结构者皂石（0.5Ca，Na）0.66Mg6〔Al0.66Si7.34O20〕(OH)4·nH2O

锂皂石（0.5Ca，Na）0.66Mg0.534Li0.66〔Si8O20〕(OH)4·nH2O5.绿泥石族

具2∶1单元层的层状硅酸盐

第四亚类层状硅酸盐第四大类含氧盐

第一类硅酸盐第三篇矿物各论本族仍然具有2：1型的单元层，但在层间夹有一层氢氧镁石八面体片，故其结构又称为2∶1∶1（TOT·O）型结构。在氢氧镁石八面体Mg6（OH）12片中，Mg位于6个（OH）形成的八面体空隙中。

具2∶1单元层的层状硅酸盐

第四亚类层状硅酸盐第四大类含氧盐

第一类硅酸盐第三篇矿物各论

绿泥石化学成分，存在铝代硅现象，其结构单元为类滑石片和类氢氧镁石片：｛Mg6〔AlxSi8-xO20〕(OH)4｝x-·｛Mg6-xAlx（OH）12｝x+两种结构单元间主要依靠Al的置换引起的±电荷余额来联系，键力较弱。此外，成分中含有多量Fe2+、Fe3+及其它阳离子。自然界出现的绿泥石主要为三八面体型，二八面体型少见，后者经常含铁较多。绿泥石铝代硅以及含Fe2+、Fe3+现象说明其一般形成于中、低温热液蚀变作用，区域变质作用等条件下。一般含铁越多，形成温度越低。沉积作用可形成鲕绿泥石具2∶1单元层的层状硅酸盐

第四亚类层状硅酸盐第四大类含氧盐

第一类硅酸盐第三篇矿物各论绿泥石具1∶1单元层的层状硅酸盐第四亚类层状硅酸盐第四大类含氧盐

第一类硅酸盐第三篇矿物各论蛇坡1.蛇纹石-高岭石族具1∶1单元层的层状硅酸盐第四亚类层状硅酸盐第四大类含氧盐

第一类硅酸盐第三篇矿物各论

单元层结构由一层硅氧四面体片和一层八面体片复合而成。属1∶1（TO）型。这种单元层两面不对称，厚度最小，只有7A左右（7埃层状硅酸盐）。本族矿物由于单元层不对称，构造层常发生弯曲，形成波浪状、卷筒状构造，很难形成较大的晶体，多为隐晶质块状或土状块体，或纤维状（细长筒状）形态。具1∶1单元层的层状硅酸盐第四亚类层状硅酸盐第四大类含氧盐

第一类硅酸盐第三篇矿物各论蛇纹石高岭石具有其他结构的层状硅酸盐第四亚类层状硅酸盐第四大类含氧盐

第一类硅酸盐第三篇矿物各论坡缕石（凹凸棒石）-海泡石组

本族具有层状-链状过渡型结构。其层状硅氧骨干可以看成由无数双链（坡缕石）或三链（海泡石）通过共用两侧的氧联结而成，相邻的链上四面体尖端（活性氧）分别朝向上方和下方。其晶体结构好像是由无数三链硅酸盐结构带共用底面两侧形成的。在其结构中，平行a轴有相当大的通道，充填沸石水，交换阳离子等。据以下特点：

形态呈纤维状、毛毯状、土状等；

具有离子交换能力；

具有很强的造浆能力，形成的泥浆在高温和遇盐水情况仍能保持稳定。

第四亚类层状硅酸盐第四大类含氧盐

第一类硅酸盐第三篇矿物各论具有其他结构的层状硅酸盐第五亚类架状硅酸盐

1.络阴离子的特点

第四大类含氧盐

第一类硅酸盐第三篇矿物各论

架状硅酸盐的络阴离子是三度空间无限联结的硅氧骨架。骨架中每个硅氧四面体的四个顶点都是共用顶点（Si∶O=1∶2），正负电价正好相等，只有在部分Si4+为Al3+（或Be3+）代替后，才有剩余负价和金属阳离子结合形成架状硅酸盐。所以架状硅酸盐必为铝硅酸盐（最有意义）或铍硅酸盐（分布不广）。络阴离子和表示为〔AlxSin-xO2n〕x-。铝代硅不能超过总数的一半，即按离子数，Al∶（Al+Si）一般在1∶4-1∶2之间。由铝代硅所产生的负价，每个四面体平均只有-0.25—0.5，是各亚类中最低的。架状硅氧骨架在空间连成牢固整体晶格结构，但各四面体仅以顶点联结，排列不紧密，骨架中留有很大空间。2.架状硅酸盐的共同特点

第五亚类架状硅酸盐

第四大类含氧盐

第一类硅酸盐第三篇矿物各论

阳离子主要为电价低、半径大的惰性气体型离子，以K1+、Na1+、Ca2+

为主，还可有Rb+、Cs+、Ba2+等，故大多为浅色矿物；由于为牢固的架状晶体结构，矿物硬度大多较高（5-6）；

比重在硅酸盐矿物中最低；

铝代硅现象反映形成于高温或碱性条件下。第五亚类架状硅酸盐

第四大类含氧盐

第一类硅酸盐第三篇矿物各论正微斜霞1.长石族

第五亚类架状硅酸盐

第四大类含氧盐

第一类硅酸盐第三篇矿物各论

（1）长石族的基本组分

长石族矿物是地壳中分布最广的矿物，约占地壳总重量的50%，是三大岩类的主要造岩矿物。长石主要是钾、钠、钙的铝硅酸盐：钾长石K〔AlSi3O8〕代号为Or；钠长石Na〔AlSi3O8〕代号为Ab；钙长石Ca〔Al2Si2O8〕代号为An.。第五亚类架状硅酸盐

第四大类含氧盐

第一类硅酸盐第三篇矿物各论

(2)各种长石间的混晶（类质同象）Or和Ab间：K+和Na+虽同为碱金属，但半径差别太大（37%），只在高温下（660℃以上）才能以任意比例混合组成稳定晶体（完全混溶），温度降低，二者只能在一定限度内混溶（不完全类质同象）；Ab和An间：Na+和Ca2+半径接近（相差2%），Al3+和Si4+也只有21%，二者在各种温度下均可完全混溶；

An和Or间：即使在高温下也十分有限。

(A)正长石（碱性长石）亚族

第五亚类架状硅酸盐

第四大类含氧盐

第一类硅酸盐第三篇矿物各论

包括由钾长石（Or）和钠长石（Ab）组成的各种长石，阳离子均属碱金属，称碱性长石。可分为以Or为主和以Ab为主的两部分，前者主要包括透长石、正长石和微斜长石；后者主要是钠长石，在成分上与An呈过渡关系，并入斜长石亚族讨论。

第五亚类架状硅酸盐

第四大类含氧盐

第一类硅酸盐第三篇矿物各论

（a）各碱性长石的特征

透长石：形成与较高温度条件（火山喷出岩），Al和Si在四面体中分布无序，在任何四面体中出现Al和Si的几率都是1∶3。单斜晶系，Ab可占较大比例（最高达50%）；

正长石：形成中等温度，Al和Si分布较有序，在半数四面体中只出现Si而不出现Al，另一半二者出相的几率相等，仍为单斜晶系；Ab所占比例中等（最高30%）。

微斜长石：低温稳定，Al和Si分布有序，Al只出现在特定的1/4四面体中，其余3/4的四面体中只出现Si。三斜晶系。Ab所占比例最小（最高20%）。

第五亚类架状硅酸盐

第四大类含氧盐

第一类硅酸盐第三篇矿物各论(b)晶体结构的有序度晶体结构中的有序度是指Al和Si的分布问题。即结构中各原子是否都位于各自特定的位置上。位于特定位置上原子的百分比与在其它位置（错误位置）上该原子所占百分比指差，即为有序度。如:透长石有序度为0%（无序），正长石33.3%，微斜长石100%（完全有序）。

第五亚类架状硅酸盐

第四大类含氧盐

第一类硅酸盐第三篇矿物各论正长石晶形第五亚类架状硅酸盐

第四大类含氧盐

第一类硅酸盐第三篇矿物各论正长石双晶第五亚类架状硅酸盐

第四大类含氧盐

第一类硅酸盐第三篇矿物各论微斜长石晶形及双晶（B）斜长石亚族

第五亚类架状硅酸盐

第四大类含氧盐

第一类硅酸盐第三篇矿物各论成分在钠长石（Ab）和钙长石（An）之间呈连续系列。按An和Ab的相对含量，可将该系列分为6种斜长石，同时将系列中An的百分数作为斜长石的牌号。一般将斜长石分为：酸性斜长石

An含量0-30%中性斜长石

An含量30-50%基性斜长石

An含量50-100%斜长石中也存在有序无序问题，也有高温和低温斜长石之分。

第五亚类架状硅酸盐

第四大类含氧盐

第一类硅酸盐第三篇矿物各论斜长石晶形第五亚类架状硅酸盐

第四大类含氧盐

第一类硅酸盐第三篇矿物各论2.霞石和白榴石族第五亚类架状硅酸盐

第四大类含氧盐

第一类硅酸盐第三篇矿物各论

本族化学成分与长石族类似，但含SiO2较少（硅酸不饱和），统称似长石，形成于贫硅富碱的高温环境，遇SiO2反应形成长石族矿物，故一般不与石英共生。在蚀变或风化条件下不稳定，极易分解为高岭石或其它矿物。

Na〔AlSiO4〕（钠霞石）+2SiO2=Na〔AlSi3O8〕（钠长石）

K〔AlSi2O6〕（白榴石）+SiO2=K〔AlSi3O8〕（钾长石）

第五亚类架状硅酸盐

第四大类含氧盐

第一类硅酸盐第三篇矿物各论霞石白榴石3.沸石族简介

第五亚类架状硅酸盐

第四大类含氧盐

第一类硅酸盐第三篇矿物各论具有特殊结构和性质的一族架状硅酸盐。自然界已发现40余种沸石，常见和重要的有：钠沸石Na2〔Al2Si3O10〕·2H2O斜方晶系钙沸石Ca〔Al2Si3O10〕·3H2O单斜晶系方沸石Na〔AlSi2O6〕·H2O等轴晶系第五亚类架状硅酸盐

第四大类含氧盐

第一类硅酸盐第三篇矿物各论主要具有以下共同特征1.由铝、硅、氧等离子组成坚固格架，具有多孔“回节”，钠离子位于回节之中；2.可发生大规模的离子交换作用，Ca2+、Mg2+、Fe2+等交换Na+，并可反向作用；3.水分子可大量进入晶格，与阳离子结合形成水合离子，加热时水分子可脱出，晶格不被破坏；4.具有重要工业用途—离子交换、分子筛；5.形态上多为纤维状、束状等，白色、无色或浅色，硬度比重较低。

6.多形成于低温、强碱环境，火山凝灰岩蚀变风化时可大量形成。

第五亚类架状硅酸盐

第四大类含氧盐

第一类硅酸盐第三篇矿物各论方沸石钙沸石杆沸石钠沸石第六类硫酸盐1.晶体化学特征

第四大类含氧盐第三篇矿物各论自然界硫酸盐矿物约200种左右，占地壳重量0.1%左右。

络阴离子为半径很大的二价阴离子〔SO4〕2-，与二价大阳离子结成无水盐，如重晶石BaSO4、天青石SrSO4、硬石膏CaSO4等；与二价小阳离子结成含水的硫酸盐，如石膏CaSO4·2H2O、泻利盐MgSO4·7H2O、胆矾CuSO4·5H2O等；一价阳离子形成芒硝Na2SO4·10H2O，或与三价阳离子一起形成复盐，如明矾石KAl3〔SO4〕2·（OH）6。2.物理性质

第六类硫酸盐第四大类含氧盐第三篇矿物各论

由于具有典型的离子晶格，矿物多透明，无色或浅色，玻璃光泽，硬度较低（2-4）。3.形成条件

硫是变价元素，自还原至氧化，可呈S2-、S0、〔SO4〕2-等形式，〔SO4〕2-为氧化条件下的产物。故硫酸盐形成于外生氧化环境，及内生近地表（低温热液作用）条件。在还原条件下，〔SO4〕2-转变为S2-，硫酸盐即被破坏。4.溶解沉淀条件第六类硫酸盐第四大类含氧盐第三篇矿物各论

各种硫酸盐溶解度不同，沉淀时所需〔SO4〕2-浓度也不同，BaSO4溶解度最低，最易沉淀；SrSO4、CaSO4·2H2O次之；MgSO4·7H2O、CuSO4·5H2O溶解度最高，只在强氧化条件，〔SO4〕2-浓度很大时才能形成。第