第四大類硅酸鹽類

第四大類硅酸鹽類2硅氧骨干:每一個(gè)硅周?chē)?個(gè)O包圍著,構(gòu)成[SiO4]四面體,它就是硅酸鹽得基本構(gòu)造單元。每個(gè)硅氧四面體都有四個(gè)氧離子,氧離子得一半電價(jià)與硅結(jié)合,而另一半則與四面體外得其它陽(yáng)離子相聯(lián)、或與其它硅氧四面體相聯(lián),在空間形成形成網(wǎng)格。硅氧四面體骨干在空間得聯(lián)結(jié)方式主要有:(1)島狀硅氧骨干:硅氧骨被其她陽(yáng)離子所隔開(kāi),彼此分開(kāi)如島狀。進(jìn)一步分為孤立得單四面體或雙四面體。(2)環(huán)狀硅氧骨干:硅氧四面體以角頂相聯(lián)形成封閉得環(huán)狀,要形成環(huán)狀結(jié)構(gòu)至少需要3個(gè)。進(jìn)一步又可分為單層環(huán)、雙層環(huán)。(3)鏈狀硅氧骨干:硅氧四面體以角頂相聯(lián)沿一個(gè)方向無(wú)限地延伸,可分為單鏈與雙鏈。據(jù)聯(lián)結(jié)方式與重復(fù)規(guī)律又可以分為多種形式。(3)層狀硅氧骨干:硅氧四面體以角頂相聯(lián),形成兩度空間得無(wú)限延伸得面,在平面內(nèi)硅氧四面體共用三個(gè)角頂,在平面內(nèi)得O兩價(jià)態(tài)都有被利用,即為“惰性氧”,或稱為“氧橋”。每個(gè)硅氧四面體得剩余得一個(gè)氧即為“活性氧”,這種活性氧可以指向一側(cè),變可以指向兩側(cè),因此據(jù)硅氧四面體得聯(lián)結(jié)方式及活性氧得朝向等到層狀硅酸骨干可細(xì)分若干類。(4)架狀硅氧骨干:硅氧骨干四個(gè)氧都就是惰性氧,硅氧四面在空間三個(gè)方向無(wú)限延伸,,典型得架狀結(jié)構(gòu)就是石英。由于這種結(jié)構(gòu)無(wú)剩余電價(jià),其她離子不能進(jìn)入晶格,因此必須要有部分Al代替硅進(jìn)入架狀結(jié)構(gòu)中,從而使O有剩余得電價(jià),與其陽(yáng)離子結(jié)合,形成牢固得架狀硅酸鹽結(jié)構(gòu)。由于架狀硅酸鹽剩余電價(jià)少、且會(huì)形成較大得空隙,因此架狀硅酸鹽離子大多就是低電價(jià)得、大離子半徑得、高配位得離子。有時(shí)并有附加陰離子與水分子存在。12大家應(yīng)該也有點(diǎn)累了，稍作休息大家有疑問(wèn)的，可以詢問(wèn)和交流3鋁得作用 鋁具有雙重性質(zhì),既可以替代硅,形成四次配位得鋁硅酸鹽;又可以成六次配位,構(gòu)成鋁得硅酸鹽。有時(shí)在同一種結(jié)構(gòu)中同時(shí)具有這兩種結(jié)構(gòu)。 鋁氧四面體比硅氧四面體稍大,在硅氧四面體為主得架狀結(jié)構(gòu)中就是不穩(wěn)定得因素,且兩個(gè)鋁氧四面體不能相聯(lián),因此鋁替代硅得最大限度就是1:1。 另一方面,由于鋁氧四面體摻入到硅氧四面體為主得結(jié)構(gòu)中就是不穩(wěn)定得,因此,在低溫不穩(wěn)定,常會(huì)發(fā)生轉(zhuǎn)變。即發(fā)生鋁四次配位轉(zhuǎn)向六次配位。 硅與鋁在架狀結(jié)構(gòu)中可以就是有序得,也可以就是無(wú)序得。二、形態(tài)與物理性質(zhì)硅酸鹽礦物得晶體形態(tài),取決于硅氧骨干得型式與其它陽(yáng)離子配位多面體,[AlO6]八面體得連結(jié)。具孤立[SiO4]四面體骨干得硅酸鹽在形態(tài)上常表現(xiàn)為三向等長(zhǎng),如石榴子石等。具有環(huán)狀硅氧骨干得硅酸鹽晶體常呈柱狀習(xí)性,柱狀晶體往往屬六方或三方晶系,柱得延長(zhǎng)方向垂直于環(huán)狀硅氧骨干得平面,如綠柱石、電氣石。具有鏈狀硅氧骨干得硅酸鹽晶體常呈柱狀或針狀晶體,晶體延長(zhǎng)得方向平行鏈狀硅氧骨干延長(zhǎng)得方向,如輝石、角閃石、硅灰石。具層狀硅氧骨干得硅酸鹽晶體呈板狀、片狀、甚至鱗片狀,如云母、葡萄石。對(duì)于具有架狀硅氧骨干得硅酸鹽,其形態(tài)決定于架內(nèi)化學(xué)鍵得分布情況。、硅酸鹽礦物具共價(jià)鍵及離子鍵,一般具有離子晶格得特點(diǎn)。礦物一般為透明,玻璃-金剛光澤,淺色或無(wú)色。硅酸鹽礦物得解理亦與其硅氧骨干得形式有關(guān)。具層狀骨干者常平行層面有極完全解理,如云母、滑石等、具鏈狀骨干者常平行鏈延長(zhǎng)得方向產(chǎn)生解理,如輝石、角閃石等;具架狀骨干者,解理決定于架中化學(xué)鍵得分布,如長(zhǎng)石有平行a軸得兩組解理,就是因?yàn)殚L(zhǎng)石架狀硅氧骨干中有平行a軸得比較強(qiáng)得鏈;具環(huán)狀骨干得硅酸鹽一般解理不好。

第一亞類——島狀硅酸鹽主要礦物介紹1橄欖石化學(xué)成分:橄欖石得晶體化學(xué)式就是R2[SiO4],其中R為Mg、Fe、Mn等,也有Ni、Co、Zn等,都為2價(jià)得離子,三價(jià)得離子少見(jiàn)。當(dāng)R為鈣離子時(shí)則出現(xiàn)復(fù)鹽礦物。習(xí)慣上得橄欖石為(Mg,Fe)2SiO4,鐵與鎂就是完全類質(zhì)同象系列。依次分為六個(gè)亞種,即為鎂、貴、透鐵、鎂鐵、鐵鎂、鐵橄欖石。

晶體結(jié)構(gòu):典型得孤立得單硅氧四面體結(jié)構(gòu),四面體之間靠其她陽(yáng)離子聯(lián)結(jié),物理性質(zhì):鎂橄欖石為白色、淡黃色、淡綠色,隨著2價(jià)鐵得增加,顏色加深,而成深黃色、墨綠色與黑色,但一般為橄欖綠色。玻璃光澤,透明至半透明,解理{010}中等,{100}不完全,貝殼狀斷口,硬度6、5~7,相對(duì)密度為3、27~4、37,

隨2價(jià)得鐵含量增加密度變大。

石榴子石:化學(xué)成分——A3B2[SiO4]3,其中A為二價(jià)離子得鎂

鐵錳鈣等到離子,而B(niǎo)為三價(jià)得得鋁、鐵、鉻、釩、鈦等。由于A離子中得鈣與其她得二價(jià)離子半徑分為兩個(gè)系列:鐵鋁石榴石系列:(Mg,Fe,Mn)3Al2[SiO4]3鎂鋁石榴石系列Mg3Al2[SiO4]3

鐵鋁石榴石系列Fe3Al2[SiO4]3

錳鋁石榴石系列Mn3Al2[SiO4]3鈣鐵石榴石系列:Ca3(Al,Fe,Cr,Ti,V,Zr)2[SiO4]3

鈣鋁石榴石Ca3Al2[SiO4]3

鈣鐵石榴石Ca3Fe2[SiO4]3

鈣鉻石榴石Ca3Cr2[SiO4]3鈣釩石榴石Ca3V2[SiO4]3鈣鋯石榴石Ca3Zr2[SiO4]3

這兩個(gè)系列經(jīng)常發(fā)生類質(zhì)同象,第二亞類——鏈狀硅酸鹽主要礦物介紹

(1)

輝石族1化學(xué)成分輝石得化學(xué)通式為:XY[T2O6],其中X=Na、Ca、Mn、Fe、Mg、Li等;占據(jù)M2得位置

Y=Mn、Fe(2+、3+)、Mg、Cr、Al、Ti占據(jù)M1得位置

T=Si、Al(Al:Si之比值要小于1/3)2內(nèi)部結(jié)構(gòu)其中X與Y得元素有相當(dāng)多就是一樣得,這里得X與Y對(duì)元素并無(wú)專指意義,而就是對(duì)結(jié)構(gòu)位置得專指意義。X位置就是指占據(jù)M2得位置,而Y占據(jù)M1得位置,T則占據(jù)硅氧四體得中心。為單鏈,每?jī)蓚€(gè)四面體一重復(fù),故為[Si2O6],M1位置就是硅氧四面體角頂位置之間,為八面體得六次配位,M1為小空隙;而M2位置就是硅氧四面體多個(gè)底面相對(duì)之間得位置,斜方輝石中——為畸變得八面體得六次配位,而在單斜輝石中——為八次配位,M2為大空隙。其中M2得位置對(duì)于輝石得晶體結(jié)構(gòu)產(chǎn)生了明顯得影響:當(dāng)M2為小半徑離子Fe、Mg時(shí)則為斜方晶系;當(dāng)M2位置為大半徑離子時(shí),則為單斜晶系。斜方輝石:頑火輝石(En)Mg2[Si2O6]——斜方鐵輝石(Fs)Fe2[Si2O6]系列

頑火輝石——古銅輝石——紫蘇輝石——鐵紫蘇輝石——尤萊輝石——斜方鐵輝石單斜輝石:

鈣鐵輝石亞族:透輝石CaMg[Si2O6]——鈣鐵輝石CaFe[Si2O6]

堿性輝石亞族(2)

硅灰石(單鏈):化學(xué)成分為Ca3[Si3O9],每三個(gè)硅氧四面體為一個(gè)重復(fù)單元,硅氧四面體鏈與鏈之間由鈣來(lái)聯(lián)結(jié),鈣與硅氧四面體中得氧形成鈣氧八面體,二個(gè)鈣氧八面體得長(zhǎng)度與三個(gè)硅氧四面體得長(zhǎng)度相等。就是典型得變質(zhì)作用產(chǎn)物,常為碳酸鹽巖石與酸性巖漿巖反應(yīng)生成硅灰石:3CaCO3+3SiO2=Ca3[Si3O9]+3CO2

(3)角閃石族

化學(xué)成分通式:A0~1X2Y5[T4O11](OH,F,Cl),角閃石得化學(xué)成分復(fù)雜,一般Al取代Si不能超過(guò)1/3。其中A=Na、Ca、K、H3O X=Na、Li、K、Ca、Mg、Fe(2+)、Mn Y=Mg、Fe(2+、3+)、Mn、AL、Ti、Cr T=Si、Al、Ti

根據(jù)X位置中得(Na+Ca)X與(Na)X得原子數(shù)分為四組:

角閃石分類表角閃石亞類（Na+Ca）X（Na）X（Ca）X鎂鐵錳角閃石<1.34

鈣角閃石>1.34<0.67>1.34鈉鈣角閃石[0.67,1.34][0.67,1.34]堿性角閃石>1.34

四

第三亞類——層狀硅酸鹽主要礦物介紹(1)

四面體片與八面體片:在層狀硅酸鹽中,硅氧四面體中得三個(gè)角頂在平面中與其她硅氧四面體相聯(lián),形成六方網(wǎng)格狀,另一自由角頂朝同一方向;兩兩相對(duì)得角頂通過(guò)OH與其她陽(yáng)離子M形成八面體層。四面體片為T(mén)層,八面體片為O層。(2)三八面體與二八面體:在兩個(gè)四面體層夾一八面體層得結(jié)構(gòu)中,在每一個(gè)由硅氧四面體組成得六方環(huán)中對(duì)應(yīng)著有三個(gè)八面體與相對(duì)應(yīng);每個(gè)八面體就是由四個(gè)氧與兩個(gè)OH組成,每個(gè)八面體共有6-價(jià);當(dāng)這三個(gè)八面體被二價(jià)離子占據(jù)時(shí),三個(gè)八面體空隙可以被完全充滿,此時(shí),則稱為三八面體;若三個(gè)八面體被三價(jià)離子占據(jù),6-價(jià)只能容納二個(gè)離子,即三個(gè)八面體中只能有兩個(gè)八面體被充填,此時(shí),稱二八面體。

若三個(gè)八面體同時(shí)被二價(jià)、三價(jià)離子充填,則稱為過(guò)渡性結(jié)構(gòu)。(3)層狀硅酸鹽結(jié)構(gòu)單元層得基本型式:四面體片(T)與八面體片(O)就是組成層狀硅酸鹽得結(jié)構(gòu)單元層。它有兩種基本型式:

1:1型(TO型)—— 2:1型(TOT型)——(4)層間域T與O組成得結(jié)構(gòu)單元層,進(jìn)一步組合而形成層狀硅酸鹽。這種構(gòu)造單元層之間得空隙,即為層間域。當(dāng)結(jié)構(gòu)單元層內(nèi)得電價(jià)已平衡,層間域中只充填少量得吸附水或有機(jī)分子——如高嶺土、葉臘石;當(dāng)結(jié)構(gòu)單元層中電價(jià)不平衡,層間域則充填一些大個(gè)陽(yáng)離子,并吸附一定得水分子、或有機(jī)分子等,如云母、蒙脫石。層間域

中不同離子得存在或分子吸附,將影響晶胞參數(shù)與礦物得物理性質(zhì)。(5)多型性、間層(混合)物多型性:由于同種礦物得結(jié)構(gòu)層結(jié)構(gòu)單元層得疊置方式不同形成多型性。間層(混合)礦物:由于結(jié)構(gòu)層底面得相似性,不同礦物結(jié)構(gòu)單元層呈規(guī)則或不規(guī)則得間層(混層),如伊利石、蒙皂石間層等。(6)硅氧四面體得層狀結(jié)構(gòu)與礦物得物理性質(zhì)之間得關(guān)系形態(tài)上——單斜晶系,假六方板、片狀、短柱狀物理性質(zhì)——底面得一組極完全解理,低硬度,薄片具有彈性與撓性,少數(shù)具脆性,相對(duì)密度小。(7)粘土礦物都就是層狀硅酸鹽礦物,顆粒非常細(xì)小,比表面積巨大,具有吸附性、膨脹性、可塑料性等。五

第四亞類——架狀硅酸鹽0通論硅氧四面體得四個(gè)角頂與相鄰得四個(gè)硅氧四面體相聯(lián),形成硅氧架狀結(jié)構(gòu),由于硅氧四面體中得部分硅被鋁所取代,就需要有其她陽(yáng)離子加入,從而形成鋁硅酸鹽。