第十七讲 第19章 含氧盐(2)：岛、环、链状硅酸盐

——岛、环状硅酸盐矿物亚类

Island&RingSilicates第十九章含氧盐矿物大类（2）

SaltwithOxygen硅酸盐矿物类[SiO4]基型（NEOSILICATES）：

锆石、石榴石、橄榄石、红柱石、蓝晶石、黄玉、十字石、（榍石）,含附加阴离子[SiO4]+[Si2O7]基型（SOROSILICATES），含附加阴离子：

绿帘石（符山石）

环状基型CYCLOSILICATES

绿柱石、电气石（堇青石）Si-O骨干型式绿帘石符山石Si-O骨干类型阴离子（有无附加阴离子）矿物形态，解理，硬度岛状[SiO4]锆石橄榄石石榴石粒、短柱，无，7.5-8粒状，无，6.5-7粒状，无，6.5-7.5岛状［SiO4］O［SiO4］O［SiO4］(F,OH)2[SiO4]2O2(OH)2［Si2O7］[SiO4]

O(OH)红柱石蓝晶石黄玉十字石绿帘石柱状，{110}中,6.5-7.5板状，{100}完全,二硬柱状，{001}完全，8柱状，{010}中,7.5柱状，{001}完全，6环状［Si6O18］六方环［Si6O18］复三方环绿柱石电气石柱状，无，7-7.5柱状，无，7.5-8

岛/环状硅酸盐亚类矿物形态物性与阴离子关系镁铝榴石系列：(Mg,Fe,Mn)3Al2［SiO4］3

镁铝榴石(Pyrope)Mg3Al2［SiO4］3

铁铝榴石(Almandite)Fe3Al2

［SiO4］3

锰铝榴石(Spessartite)Mn3Al2

［SiO4］3

钙铁榴石系列：：Ca3(Al,Fe,Cr,Ti,V,Zr)2［SiO4］3

钙铝榴石(Grossularite)Ca3Al2

［SiO4］3

钙铁榴石(Andradite)Ca3Fe3+2

［SiO4］3

钙铬榴石(Uvarovite)Ca3Cr2

［SiO4］3

钙钒榴石(Goldmanite)Ca3V2

［SiO4］3

钙锆榴石(Kimzeyite)Ca3Zr2

［SiO4］3石榴子石族(Garnet)：A3B2［SiO4］3【晶体结构】

等轴晶系。［SiO4］四面体间为［BO6］八面体和［AO8］立方体。石榴子石

石榴子石的岛状结构：孤立的［SiO4］四面体由[AO8]畸变立方体和[BO6]八面体相联系。石榴石晶体菱形十二面体:d｛110｝；四角三八面体:n｛211｝

【形态】常呈菱形十二面体。集合体致密粒状或块状。【物理性质】褐色为主，玻璃光泽，断口油脂光泽。无解理。H6.5～7.5。D3.5～4.2;有脆性。【主要用途】研磨材料。宝石原料。激光材料。结构：四方晶系。［SiO4］四面体和［ZrO8］畸变立方体沿C轴相间排列。锆石ZirconZr［SiO4］形态物性：四方双锥状，柱状。颜色多变；玻璃至金刚光泽；透明至半透明。解理不完全。硬度7.5～8。相对密度4.4～4.8。性脆。鉴定特征：与金红石的区别是硬度较大，无｛110｝完全解理；与锡石的区别是相对密度较小。主要用途：提取锆和铪，宝石原料，耐材，定年。

锆石晶体形态的成因标型基性至中酸性岩浆中柱面愈加发育，长宽比约4-5；酸性岩中柱锥面均发育，呈柱状，长宽比由老到新渐小。基性岩中酸性岩酸性岩【晶体结构】斜方晶系。单岛状。橄榄石(Olivine)(Mg,Fe)2［SiO4］橄榄石的单岛状结构：［SiO4］四面体为单岛状，Mg2+、Fe2+等阳离子存在于畸变八面体中。【形态】短柱状或它形粒状。

【物理性质】橄榄绿色；玻璃光泽；透明至半透明。解理｛010｝中等；常见贝壳状断口。H6.5～7。D3.27～4.37。

【主要用途】镁质耐火材料；宝石原料。橄榄石的晶体形态平行双面:a｛100｝，b｛010｝，c｛001｝；斜方柱:m｛110｝

【形态】短柱状或它形粒状。Al2SiO5三种同质多像变体：红柱石AlⅥAlⅤ［SiO4］O；蓝晶石AlⅥAlⅥ［SiO4］O；矽线石AlⅥ［AlⅣSiO5］。前二者属本族矿物，矽线石为链状硅酸盐。红柱石族：红柱石、蓝晶石柱状特征：柱状，横断面近于正四边形。生长过程中俘获碳质和粘土并定向排列时，横断面见黑十字，纵断面见黑色纵纹，称空晶石。集合体为粒状和放射状，称菊花石。红柱石特征：蓝、青、绿、黑色，玻璃光泽；透明－半透明。平行c轴硬度为4.5，垂直c轴为6－7，称二硬石；解理｛100｝完全。相对密度3.53～3.65蓝晶石(1)红柱石为柱状晶体，｛110｝解理发育，其柱体及解理都平行于八面体链；

(2)蓝晶石为板状晶体，最发育的解理是｛100｝，其板状晶形及解理都平行于［AlO6］八面体链相联所形成的层；

(3)矽线石为针状、纤维状晶体，解理｛010｝发育，是因为结构中存在一个［AlO6］八面体链和一个［AlO4］＋［SiO4］四面体双链导致结构异向性十分强烈所致。三者结构差异红柱石AlⅥAlⅤ［SiO4］O；蓝晶石AlⅥAlⅥ［SiO4］O；矽线石AlⅥ［AlⅣSiO5］。形态、物性差异

(1)红柱石AlⅥAlⅤ［SiO4］O相对密度小(3.13～3.16)，结构最松，出现罕见的五次配位AlⅤ，形成于低温、低压条件；

(2)矽线石AlⅥ［AlⅣSiO5］相对密度较大(3.23～3.27)，结构较红柱石紧，AlⅤI可稳定于比红柱石较高的压力范围内，AlIV形成于低压高温环境；

(3)蓝晶石AlⅥAlⅥ［SiO4］O相对密度最大(3.53～3.65)，结构最紧密，其氧离子作近似的立方最紧密堆积，AlⅥ形成于低温高压环境。相对密度←结构紧密度←形成温度、压力:温压指示计【化学组成】从伟晶岩→云英岩→热液,黄玉的F∶OH从大→小（3∶1到1∶1）。【形态】柱状晶形。柱面常有纵纹。黄玉(Tapaz)Al2［SiO4］(F,OH)2【物理性质】黄色，乳白色，微带蓝绿色，黄褐色或红黄色等；透明；玻璃光泽。解理平行{001}完全。硬度8。相对密度3.52～3.57。【成因及产状】是典型的气成热液矿物。【主要用途】宝石原料。研磨材料、精细仪表轴承等。黄玉（黄晶）与石英的区别？【形态】晶形呈短柱状，

菱形横断面。

穿插双晶。十字石FeAl4[SiO4]2O2(OH)2【物理性质】深褐，红褐，黄褐色；玻璃光泽，但

变化后(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。【成因及产状】主要是区域变质及少数接触变质作用

的产物。【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。【形态】常见晶形为具有楔形横截面的扁平信封状晶体。【物理性质】

蜜黄色、褐色、绿色、灰色、黑色，成分中含有较多量的MnO时，可呈红色或玫瑰色；条痕无色或白色；透明至半透明；金刚光泽，油脂光泽或树脂光泽。解理{110}中等；具{221}裂开。硬度5～6。相对密度3.29～3.60。【鉴定特征】以其特有的扁平信封状晶形和楔形的横截面可与其他蜜黄色矿物相区别。【主要用途】可作钛矿石，稀有元素矿床的找矿标志。宝石。榍石(Sphene或Titanite)CaTi［SiO4］O绿柱石(Beryl)Be3Al2［Si6O18］绿柱石的六方环状结构。［Si6O18］六方环垂直c轴同心平行排列，上下两个环错动25°，形成平行c轴的宽阔通道。[BeO4]四面体和[AlO6]八面体分布在环的外侧，将上下左右的［Si6O18］六方环连在一起。

【晶体结构】六方环状【晶体结构】六方环状。【形态物性】柱状或板状。含Fe2+的深蓝色者称海蓝宝石；含Cr2O3碧绿苍翠的称祖母绿；含Cs呈粉红色，含少量Fe2O3及Cl则呈黄绿色；玻璃光泽；透明至半透明。解理不完全。H7.5～8。D2.6～2.9。与磷灰石如何区别？【主要用途】Be的矿石矿物。宝石原料。绿柱石和云母绿柱石【晶体结构】三方晶系。硅氧四面体组成复三方环。【形态】柱状。柱面上常出现纵纹，横断面呈球面三角形。【物理性质】富含铁的呈黑色，富含锂、锰和铯的呈玫瑰色或淡蓝色，富含镁的呈褐色和黄色，富含铬的呈深绿色。玻璃光泽。无解理。硬度7～7.5。相对密度3.03～3.25。压电性，焦电性。电气石(Tourmaline)Na(Mg,Fe)3Al6［Si6O18］［BO3］3(OH,F)4【用途】无线电材料；红外探测材料。宝石原料(碧玺)。电气石

1.从硅氧骨干外阳离子的配位多面体分布分析为何某些岛状硅酸盐矿物呈片状或柱状。

2.以Al2SiO5的三种同质多象变体为例,从配位数的影响因素分析铝在硅酸盐矿物中存在形式的成因意义。3.电气石矿物的颜色变化及其类质同象系列与其成因的关系。思考题——链状硅酸盐矿物亚类

INOSILICATES第十九章含氧盐矿物大类（3）

SaltwithOxygen硅酸盐矿物类一概述结构：链状Si-O骨干平行C轴排列。成分：

1）

Si-O骨干中可有AlIV代替Si，一般AlIV/Si≤1∶3，

仅矽线石AlIV代替Si达1/2。2）角闪石族双链结构出现附加阴离子

（OH）-、F-、Cl-；形态：平行Si-O骨干的柱状、板状、针状、纤维状。物性：

光学性质：离子晶格特征，玻璃光泽

解理：发育平行链的解理；

硬度：一般大于小刀成因：岩浆作用，区域变质作用，热液蚀变作用。二、辉石族(PyroxeneGroup)XY[T2O6]—X：Na+,Ca2+,Mn2+,Fe2+,Mg2+,Li+;—Y：Fe3+,Cr3+,Mn2+,Fe2+,Mg2+,Al3+,Ti4+;—T：Si4+,Al3+;Ti4+,1.化学通式单链状[T2O6]Ｍ1：——小阳离子（Fe++,Mg++），斜方晶系，紫苏辉石Mg2[Si2O6]

Ｍ２：——大阳离子（Na+,Ca++，Li+），单斜晶系，透辉石CaMg[Si2O6]辉石晶体结构M1阳离子M2阳离子投影2.

硅氧骨干外阳离子占位及对称链间两种空隙：小空隙M1：位于硅氧四面体活性氧相对的位置，由较小的阳离子Fe++,Mg++,Al+++占据，呈正八面体配位；大空隙Ｍ2：位于硅氧四面体底面相对的位置，可由大（Na+,Ca++）小（Fe++,Mg++）两种离子占据，分别呈畸变立方体和八面体配位。对称特点：

Ｍ2位被小阳离子（Fe++,Mg++）占据，多为斜方晶系；Ｍ2位被大阳离子（Na+,Ca++，Li+）占据，单斜晶系。3.解理与结构关系2)解理与结构关系1）解理特征：——斜方辉石：

{210}，夹角87°/93°；——单斜辉石：

{110}，夹角87°/93°4.成分与颜色关系

颜色随含Mn2+,Fe2+,Ti4+增加而加深。

5.其他特征玻璃光泽，H5～6，硬玉和锂辉石H6.5-7，D中等（3.1-3.6）锂辉石CaSiO3(Wo)－MgSiO3(En)－FeSiO3(Fs)三元系辉石分类图解（Klein&Hurlbut，1993）斜方辉石(Orthopyroxene)：

——顽火辉石（En）—斜方铁辉石(Fs)系列

Mg2[Si2O6]—Fe2[Si2O6]玩火辉石En100-90无色超基性变粒岩较高温古铜辉石

En90-70古铜色紫苏辉石

En70-50灰绿色铁紫苏辉石En50-30绿色尤莱辉石En30-10暗绿色斜方铁辉石

En10-0墨绿色

基性

麻粒岩

较低温

6.斜方辉石与单斜辉石分述——透辉石（Di）—钙铁辉石(Hed)系列

CaMg[Si2O6]—CaFe[Si2O6]透辉石

Di100-75无色超基性镁矽卡岩较高温次透辉石Di75-50浅绿色铁次透辉石Di50-25绿色钙铁辉石

Di25-0墨绿色基性钙夕卡岩较低温单斜辉石(Clinopyroxene)：

——普通辉石

Augite:

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

——硬玉

Jadeite:NaAl[Si2O6],H=6.5,——锂辉石Spodumene:LiAl[Si2O6]H=6.5-7

——霓石Aegirine：NaFe3+［Si2O6］霓石翡翠含普通辉石单斜辉石(Clinopyroxene)：三重单链状矿物三重单链，三斜，b轴板状，浅红白，解理{100}完全，H4.5-5.5，D2.75-3.10，产于夕卡岩或钙质片岩。与透闪石区别：硅灰石质较软，不似透闪石性脆易折；与矽线石区别：产状不同，硅灰石易熔于酸。1.硅灰石WollastoniteCa3[Si3O9]五重单链状矿物

五重单链，三斜，粒状，粉红，解理{110}和{110}完全，交角近90°，H5.5-6，D3.4-3.75，黑色被膜，产于片岩。与蔷薇石英区别：解理。

2.蔷薇辉石Rhodonite(Mn,Ca)5[Si5O15]四角闪石族(AmphiboleGroup)A0-1X2Y5[T4O11]2(OH)2——A：Na+,Ca++,K+,H3O+;——X：Na+,Ca2+,K+,Li+,Mn2+,Fe2+,Mg2+;——Y：Al3+,Fe3+,Cr3+,Ti4+,Mn2+,Fe2+,Mg2+;——T：Si4+,Al3+,Ti4+;1.化学通式角闪石晶体结构2.

硅氧骨干外阳离子占位及对称链间由O和（OH）堆积构成五种空隙：小空隙M1，M2,M3：位于硅氧四面体活性氧相对的位置，由较小的Y类阳离子占据，呈八面体配位；大空隙Ｍ4：位于硅氧四面体底面相对的两个双链之间，可由大（Na+,Ca++）小（Fe++,Mg++）两种X阳离子占据，分别呈畸变立方体和八面体配位。

最大空隙A：位于硅氧四面体底面相对的两个双链之间，为A离子所占据。对称特点—Ｍ4：Ｍ4位被小（Fe++,Mg++）阳离子占据，斜方晶系；Ｍ4位被大（Na+,Ca++）阳离子占据，单斜晶系。角闪石晶体结构3.解理与结构关系1）解理特征：——斜方闪石：{210}，夹角56°/124°；——单斜闪石：{110}，夹角56°/124°

2)解理与结构关系5.其他特征玻璃光泽，H5-6，直闪石和蓝闪石H5.6-6.5，D中等（3.0-3.5）。

4.成分与颜色关系颜色随含Mn2+,Fe2+,Ti4+增加而加深。斜方闪石(Orthoamphibole)：——直闪石Anthophyllite（Mg，Fe）7[Si4O11]2（OH）2

放射状或纤维状。仅见于中级变质岩中。6.斜方闪石与单斜闪石分述透闪石—铁阳起石系列Ca2Mg5[Si4O11]2（OH）2—Ca2Fe5[