矿物学链状结构硅酸盐课件

链状结构硅酸盐中的链状结构硅酸盐中的络阴离子为络阴离子为SiO4四四间体共角相联而成的沿间体共角相联而成的沿一维方向无限延伸的链一维方向无限延伸的链状硅氧骨干，链状硅氧状硅氧骨干，链状硅氧骨干的种类及型式相当骨干的种类及型式相当复杂、多种多样。以下复杂、多种多样。以下只叙述具单链硅氧骨干只叙述具单链硅氧骨干的的辉石族辉石族和具双链硅氧和具双链硅氧骨干的骨干的角闪石族角闪石族，它们，它们为主要造岩矿物，而且为主要造岩矿物，而且分布广泛分布广泛 链状结构硅酸盐亚类链状结构硅酸盐亚类 辉石族通式辉石族通式 XYSi2O6 X=Na+,Ca2+,Mn2+,Fe2+,Mg,Li+占据占据M2位置位置 Y=Mn2+,Fe2+,Mg,Fe3+,Cr,Al3+,Ti 占据占据M1位置；位置；辉石族（单链）一、化学成分一、化学成分 M2M2位置上阳离子种类的不同，将导致结构发生变化：位置上阳离子种类的不同，将导致结构发生变化：若无大半径的若无大半径的CaCa、NaNa、Li,Li,且三价的且三价的AlAl，FeFe也很少时，也很少时，辉石将结晶成斜方晶系辉石将结晶成斜方晶系斜方辉石亚族斜方辉石亚族 若有大半径的若有大半径的CaCa、NaNa、LiLi存在，且三价、二价阳离子发存在，且三价、二价阳离子发生广泛的类质同象替代，辉石则结晶成单斜晶系生广泛的类质同象替代，辉石则结晶成单斜晶系单斜辉单斜辉石亚族。石亚族。二、晶体结构二、晶体结构 SiO4四面体各以两个角顶与相邻的四面体各以两个角顶与相邻的SiO4四面体共用形成沿四面体共用形成沿c轴方向无轴方向无限延伸的单链限延伸的单链Si2O6，链与链之间借助阳离子联结起来。链内，链与链之间借助阳离子联结起来。链内Si-O键主要为键主要为共价键，链外阳离子（共价键，链外阳离子（M）与氧的化学键）与氧的化学键M-O键主要为离子键键主要为离子键M1:小半径的离子，如小半径的离子，如Fe,Mg等。等。M2:Fe,Mg,及大半径的离子及大半径的离子Ca,Na,K等等形态与物性形态与物性 辉石的晶体结构特辉石的晶体结构特征，使辉石晶体均呈平征，使辉石晶体均呈平行于行于SiSi2 2O O6 6 链延伸（链延伸（c c轴）轴）的的柱状晶形柱状晶形，其横断面其横断面呈假正方形或八边形呈假正方形或八边形；并发育平行于链延伸方并发育平行于链延伸方向的向的210210或或110110解理，解理，其其解理夹角近于解理夹角近于9090 （为（为8787 和和9393 ）。辉石族矿物的辉石族矿物的颜色随成分而异颜色随成分而异，含，含FeFe、TiTi、MnMn等的矿物颜等的矿物颜色较深，玻璃光泽，硬度色较深，玻璃光泽，硬度5-65-6；相对密度中等（；相对密度中等（3,1-3.63,1-3.6）普通辉石普通辉石(Ca，Na)(Mg，Fe，Al，Ti)(Si，Al)2O6鉴定特征：鉴定特征：绿黑色，八边形短柱状晶体，二组解理交角近直角绿黑色，八边形短柱状晶体，二组解理交角近直角。普通辉石是火成岩、尤其是基性岩、超基性岩中很常见的普通辉石是火成岩、尤其是基性岩、超基性岩中很常见的一种造岩矿物，在月岩中也很丰富，变质岩中偶有出现一种造岩矿物，在月岩中也很丰富，变质岩中偶有出现 透辉石透辉石 (Ca,Mg)Si2O6鉴定特征：鉴定特征：白白灰绿色，八边形短柱状晶体，二组解理灰绿色，八边形短柱状晶体，二组解理交角近直角交角近直角。透辉石是基性岩、超基性岩中很常见的一种造岩矿透辉石是基性岩、超基性岩中很常见的一种造岩矿物，在矽卡岩、钙质区域变质岩常见。物，在矽卡岩、钙质区域变质岩常见。普通辉石普通辉石翡翠翡翠翡翠的英文名称为翡翠的英文名称为JadeiteJadeite，之所，之所以叫翡翠，是因为它的颜色不均一，以叫翡翠，是因为它的颜色不均一，有时在浅色的底子上伴有红色和绿有时在浅色的底子上伴有红色和绿色的色团，颜色之美尤如古代赤色色的色团，颜色之美尤如古代赤色羽毛的翡雀和绿色羽毛的翠雀，所羽毛的翡雀和绿色羽毛的翠雀，所以称之为翡翠。近代人们称翡翠为以称之为翡翠。近代人们称翡翠为“红翡绿翠红翡绿翠”翡翠是一种以硬玉为主的纤维状、致密块状的钠铝硅酸盐矿物翡翠是一种以硬玉为主的纤维状、致密块状的钠铝硅酸盐矿物集合体，化学分子式为集合体，化学分子式为NaAlSiNaAlSi2 2O O6 6 翡翠的颜色千变万化，多为绿、红、紫、蓝、黄、灰、黑、无翡翠的颜色千变万化，多为绿、红、紫、蓝、黄、灰、黑、无色等。根据绿色的色调、亮度和饱和度，翡翠可分为祖母绿色、色等。根据绿色的色调、亮度和饱和度，翡翠可分为祖母绿色、苹果绿色、葱心绿、菠菜绿、油绿、灰绿等六种。玻璃光泽至苹果绿色、葱心绿、菠菜绿、油绿、灰绿等六种。玻璃光泽至油脂光泽，半透明至不透明。折光率油脂光泽，半透明至不透明。折光率1.661.661.681.68，双折射率，双折射率0.0120.0120.0200.020，无多色性。硬度，无多色性。硬度6.56.57 7，密度，密度3.253.253.4g/cm3.4g/cm3 3。韧性极强。韧性极强 翡翠的翡翠的A A货、货、B B货和货和C C货的含意：货的含意：A A货：货：是指未经任何人工化学处理的天然翡翠货品，成是指未经任何人工化学处理的天然翡翠货品，成分、结构、颜色、透明度均保持自然状态的属性，仅通过分、结构、颜色、透明度均保持自然状态的属性，仅通过机械加工改变了形状的翡翠。机械加工改变了形状的翡翠。B B货：货：指本来是低档翡翠，经强酸处理漂洗，去除杂质指本来是低档翡翠，经强酸处理漂洗，去除杂质杂色，保留了绿色、紫色，再用环氧树脂固结，颜色、玉杂色，保留了绿色、紫色，再用环氧树脂固结，颜色、玉质是天然的（真的），但结构已被破坏的翡翠，较长时间质是天然的（真的），但结构已被破坏的翡翠，较长时间后，其色、质均会变差。后，其色、质均会变差。C C货：货：指经过人工添加外来染料或药品处理后的翡翠及指经过人工添加外来染料或药品处理后的翡翠及其成品，玉质是真的，颜色是人工加入的其成品，玉质是真的，颜色是人工加入的 化学成分化学成分T组阳离子占据硅氧骨干中的四面体位置，以组阳离子占据硅氧骨干中的四面体位置，以Si4+为主，主要有为主，主要有Al3+(少量的少量的Ti4+,Fe3+,Cr3+等等)替代，但替代，但Al/Si一般一般1/3 A,X,Y组阳离子中及其间的类质同象替代十分普遍和复杂，并组阳离子中及其间的类质同象替代十分普遍和复杂，并可形成许多类质同象序列可形成许多类质同象序列 角闪石族（双链）角闪石族（双链）A0-1X2Y5T4O112(OH,F,Cl)，其中，其中A=Na+,Ca2+,K+,H3O+，A位置位置X=Na+,Li+,K+,Ca2+,Mg2+,Fe2+,Mn2+，M4位置位置Y=Mg2+,Fe2+,Mn2+,Al3+,Fe3+,Ti4+,Cr3+，M1,2,3位置位置T=Si4+,Al3+,Ti4+角闪石族矿物的化学成分通式可表示为：角闪石族矿物的化学成分通式可表示为：晶体结构晶体结构硅氧骨干可看成是由两个辉石单链联结而成的双链，以硅氧骨干可看成是由两个辉石单链联结而成的双链，以4个个SiO4四面体为重复单位，记为四面体为重复单位，记为Si4O116-。链与链之间存在着空。链与链之间存在着空隙，由隙，由A、X、Y类阳离子充填。类阳离子充填。M1、M2、M3：小半径离子：小半径离子M4：Ca、Na、K等离子等离子 顶对顶的双链间存在八面体空隙（有三种，分别以顶对顶的双链间存在八面体空隙（有三种，分别以M1、M2、M3表示，表示，主要由主要由Y类小半径阳离子类小半径阳离子Mg、Fe2+等充填形成配位八面体；硅氧四面体以等充填形成配位八面体；硅氧四面体以底面对底面的双链间的空隙以底面对底面的双链间的空隙以M4表示，为表示，为X类阳离子占据，类阳离子占据，A类离子位于类离子位于底面相对的双链之间，恰好在底面相对的双链之间，恰好在Si4O116-双链的双链的“六方环六方环”的中心附近的宽的中心附近的宽大而连续的空隙上，主要用来平衡晶体结构中的电价，故可被大而连续的空隙上，主要用来平衡晶体结构中的电价，故可被Na+,K+,H3O+所占据，亦可全部空着所占据，亦可全部空着形态及物性形态及物性角闪石族的晶体结构特角闪石族的晶体结构特征决定了角闪石族矿物征决定了角闪石族矿物具有平行具有平行c轴方向一向延轴方向一向延长的长的柱状、针状甚至纤柱状、针状甚至纤维状晶形维状晶形；均发育平行；均发育平行110（或（或210）的）的完全解理，其完全解理，其解理面夹解理面夹角为角为56 和和124 。当成分中当成分中Fe含量增高含量增高时，其颜色加深。相对时，其颜色加深。相对密度和折射率均增大密度和折射率均增大普通角闪石普通角闪石(Ca(Ca，Na)Na)2-32-3(Mg(Mg2+2+，FeFe2+2+，FeFe3+3+，AlAl3+3+)5 5(Al(Al，Si)Si)4 4o o1111(oH)(oH)2 2鉴定特征鉴定特征：晶体长柱状，横断面菱形，绿黑色，二组解理，晶体长柱状，横断面菱形，绿黑色，二组解理，交角交角124124。普通角闪石是火成岩和变质岩的主要造岩矿物。普通角闪石是火成岩和变质岩的主要造岩矿物。透闪石透闪石 CaCa2 2MgMg5 5SiSi4 4o o1111(oH)(oH)2 2鉴定特征鉴定特征：晶体长柱状，横断面菱形，白晶体长柱状，横断面菱形，白灰色，二组解理，灰色，二组解理，交角交角124124。透闪石是接触变质岩的常见矿物。透闪石是接触变质岩的常见矿物。阳起石阳起石 CaCa2 2（MgMg、FeFe）5 5SiSi4 4o o1111(oH)(oH)2 2鉴定特征鉴定特征：晶体长柱状，横断面菱形，褐、绿、绿黑色，二晶体长柱状，横断面菱形，褐、绿、绿黑色，二组解理，交角组解理，交角124124。透闪石是接触变质岩的常见矿物。透闪石是接触变质岩的常见矿物。普通角闪石普通角闪石软玉软玉软玉的英文名称为软玉的英文名称为NephriteNephrite，有时也用，有时也用JadeJade。中文名称为。中文名称为玉或和田玉，因软玉最早产于新疆和田，又称玉或和田玉，因软玉最早产于新疆和田，又称“和田玉和田玉”或或“新疆玉新疆玉”软玉是一种具链状结构的含水钙镁硅酸盐。它是造岩矿物软玉是一种具链状结构的含水钙镁硅酸盐。它是造岩矿物角闪石族中以透闪石、阳起石为主，并含有其它微量矿物角闪石族中以透闪石、阳起石为主，并含有其它微量矿物成分的显微纤维状或致密块状矿物集合体成分的显微纤维状或致密块状矿物集合体。化学成分为。化学成分为Ca2(MgCa2(Mg，FeFe2+2+)5 5(Si(Si4 4O O1111)2 2(OH)(OH)2 2。属单斜晶系。晶体呈纤。属单斜晶系。晶体呈纤维状或针柱状。颜色多种多样，呈白、青、黄、绿、黑、维状或针柱状。颜色多种多样，呈白、青、黄、绿、黑、红等色。一般为油脂光泽，有时为蜡状光泽。半透明至不红等色。一般为油脂光泽，有时为蜡状光泽。半透明至不透明。折光率透明。折光率1.6061.6061.6321.632，双折射率，双折射率0.0210.0210.0230.023。无。无荧光或磷光荧光或磷光 。硬度。硬度6-6.56-6.5，密度，密度2.9-3.1g/cm2.9-3.1g/cm3 3。断口参差。断口参差状。韧性极强，质地细腻，坚韧，抛光后表面十分明亮状。韧性极强，质地细腻，坚韧，抛光后表面十分明亮 软玉按品种可以分为羊脂白玉、白玉、青玉、青白玉、软玉按品种可以分为羊脂白玉、白玉、青玉、青白玉、碧玉（专指绿色的软玉）、墨玉、黄玉、糖玉、花玉、金山碧玉（专指绿色的软玉）、墨玉、黄玉、糖玉、花玉、金山玉等。羊脂白玉质地细腻，光泽强，洁白如羊脂，堪称为玉等。羊脂白玉质地细腻，光泽强，洁白如羊脂，堪称为“软玉之王软玉之王”、“白玉之冠白玉之冠”软玉与相似玉石的区别。相似的玉石有软玉与相似玉石的区别。相似的玉石有昆仑玉昆仑玉（蛇纹石质玉）、（蛇纹石质玉）、绿玉髓绿玉髓（石英质玉）、（石英质玉）、翡翠翡翠（硬玉）、（硬玉）、岫玉岫玉（蛇纹石质玉）、（蛇纹石质玉）、绿东陵石绿东陵石（石英质玉）、（石英质玉）、白色大理石、葡萄石白色大理石、葡萄石等。软玉与相似等。软玉与相似玉石的区别用肉眼和仪器检测是不难区分的，主要从硬度、密玉石的区别用肉眼和仪器检测是不难区分的，主要从硬度、密度、结构、光泽和折光率等方面鉴别。硬度：软玉度、结构、光泽和折光率等方面鉴别。硬度：软玉6.56.57 7，蛇，蛇纹石质玉纹石质玉2.52.55.55.5，石英质玉，石英质玉7 7，翡翠，翡翠6.56.57 7，白色大理岩，白色大理岩3.53.5。密度：软玉。密度：软玉2.92.93.1g/cm3.1g/cm3 3，蛇纹石质玉，蛇纹石质玉2.442.443.18g/cm3.18g/cm3 3，石英质玉石英质玉2.65g/cm2.65g/cm3 3，翡翠，翡翠3.253.253.34g/cm3.34g/cm3 3，大理岩，大理岩2.652.652.75g/cm2.75g/cm3 3。软玉原料的鉴定侧重于硬度和密度，成品鉴定侧重于结构和光软玉原料的鉴定侧重于硬度和密度，成品鉴定侧重于结构和光泽泽 具有相似的化学成分具有相似的化学成分 络阴离子络阴离子 Si-OSi-O骨干骨干 阳离子：阳离子：MgMg、FeFe、CaCa、NaNa、K K 绝大多数为单斜晶系，少数为斜方晶系绝大多数为单斜晶系，少数为斜方晶系 晶体沿链间发育为柱状、针状、纤维状晶体沿链间发育为柱状、针状、纤维状 矿物颜色类似、硬度较大（矿物颜色类似、硬度较大（5-65-6）皆发育两组柱面解理）皆发育两组柱面解理 形态上形态上 角闪石的柱状更明显、更长角闪石的柱状更明显、更长 晶体横断面晶体横断面 辉石：呈假八边形辉石：呈假八边形 角闪石：假六边形或假菱形角闪石：假六边形或假菱形 解理夹角解理夹角 辉石：辉石：8787或或9393 角闪石：角闪石：124124或或5656 附加阴离子附加阴离子 辉石：无辉石：无 角闪石：角闪石：OHOH 成因产状成因产状 岩浆作用：辉石超基性岩浆作用：辉石超基性-基性岩，形成早基性岩，形成早 角闪石产于中酸性岩，形成晚角闪石产于中酸性岩，形成晚 变质作用：辉石形成于深变质变质作用：辉石形成于深变质 角闪石变质程度较低。角闪石变质程度较低。辉石族辉石族角闪石族角闪石族矿物的矿物的异同点异同点不同点不同点相同点相同点其它链状硅酸盐矿物其它链状硅酸盐矿物硅灰石：硅灰石：长柱状、纤维状、放射状。长柱状、纤维状、放射状。灰白色、肉红色，灰白色、肉红色，H小刀。产于接触变质和区域变小刀。产于接触变质和区域变质，由富铝岩石（如粘土岩）变质，由富铝岩石（如粘土岩）变质经高温变质形成。质经高温变质形成。下一讲下一讲