1、結晶學與礦物學Crystallography and Mineralogy,課前的話,課程說明 教材和參考書 考試方式 其他,課程說明,課程名稱: 結晶學與礦物學 Crystallography and Mineralogy 授課教師: 胡華、孟憲富 授課對象: 地質、資工、地化 總學時數(shù): 地質44(28+16)；資工、地化40(28+12) 周學時數(shù): 4 考查方式: 閉卷考試,教材和參考書,教材 礦物學簡明教程，戈定夷，地質出版社，1989 參考書 基礎結晶學與礦物學，羅谷風，南京大學出版社，1993 結晶學及礦物學（上、下）， 潘兆櫓，地質出版社，1993 結晶學及礦物學，趙珊茸，高等

2、教育出版社，2004,考試方式,平時成績占20% (包括出勤、上課、作業(yè)和實驗情況) 考試成績占80%,其他,準備一個作業(yè)本 我的辦公地點: 地科院2樓地質系辦公室 課程中有問題隨時解決,1.理解要點,一、礦物的概念,緒 論, 一般認為礦物是在地殼中各種地質作用綜合作用下形成的天然單質或化合物。人工制作的、地球以外的應與之區(qū)別。 礦物絕大多數(shù)為固態(tài)無機物，少量是液態(tài)（自然汞、水等）和氣態(tài)（二氧化碳、水蒸氣等）的，有機礦物較少（琥珀等）。 化學上均勻，具有相對固定的化學成分，可用化學式表示，但可在一定范圍內變化。 固體礦物絕大多數(shù)是晶質體，其內部的原子或離子作規(guī)律的排列而具有一定的結構，少數(shù)“固

3、態(tài)”礦物是非晶質的，其內部原子或離子不作規(guī)律排列。 礦物不是固定不變的。,一、礦物的概念,2.礦物的定義,緒 論,礦物是指地質作用中形成的單質或化合物，具有相對固定的化學成分，晶質礦物還具有確定的內部結構，穩(wěn)定于一定的物理化學條件，是組成巖石和礦石的基本單元。,二、晶體的概念,1.晶體,緒 論,晶體是具格子構造的固體。,2非晶質,緒 論,二、晶體的概念,內部質點不做格子狀規(guī)則排列的物質叫作非晶質。除氣體和液體外，那些看起來是固體，而內部質點不做格子狀排列的物質，如玻璃、松香等也是非晶質，應屬過冷液體，只有晶體才能稱為真正的固體。,由圖可見，晶體的內部結構中原子、離子是有規(guī)律排列的，具格子構造；

4、非晶體的內部結構是不規(guī)律的，不具格子構造。但是，非晶體的內部結構在很小的范圍內也具有某些有序性（如一個小紅點周圍分布著三個小藍點），這種有序性與晶體結構中的一樣。我們將這種局部的有序稱為近程規(guī)律，而在整個結構范圍的有序稱為遠程規(guī)律。顯然，晶體既有近程規(guī)律也有遠程規(guī)律，非晶體則只有近程規(guī)律。 液體的結構與非晶態(tài)結構相似，也只具有近程規(guī)律；在氣體中無遠程規(guī)律也無近程規(guī)律。,晶體與非晶體結構（平面）示意圖 (a)晶體，（b）玻璃（非晶體）,晶體與非晶體在一定條件下是可以互相轉化的，例如，巖漿迅速冷凝而成的火山玻璃，在漫長的地質年代中，其內部質點進行著很緩慢的擴散、調整，趨于規(guī)則排列，即由非晶態(tài)轉化為

5、晶態(tài)，這一過程稱為晶化（crystallizing）或脫?；╠evitrification）。晶化過程可以自發(fā)進行，因為非晶態(tài)內能高、不穩(wěn)定，而晶態(tài)內能小、穩(wěn)定。相反，晶體也可因內部質點的規(guī)則排列遭到破壞而轉化為非晶態(tài)，這個過程稱為非晶化（noncrystallizing）。非晶化一般需要外能，例如一些含放射性元素礦物晶體，由于受放射性蛻變所發(fā)出的射線的作用，晶體遭到破壞而轉變?yōu)榉蔷B(tài)。,3.準晶體,1984年在電子顯微鏡研究中，發(fā)現(xiàn)了一種新的物態(tài)，其內部質點排列具有遠程規(guī)律，但沒有平移周期，即不具格子構造。左圖就是一種具有遠程規(guī)律，但沒有平移周期的圖形，這種物態(tài)是介于晶體與非晶體之間的一種

6、狀態(tài)，人們稱之為準晶態(tài)或準晶體（quasicrystal）。,三、礦物學和結晶學的概念及其學習意義,1.礦物學的內容：,緒 論,研究礦物的化學成分、內部構造、外表形態(tài)、物理性質及其相互關系，并闡述地殼中礦物的形成和變化歷史，探討其時間和空間分布的規(guī)律及其實際用途的科學。其研究的主要對象為地殼中產出的、無機的、晶質礦物。,礦物學是一門很古老的學科，它的產生和發(fā)展是人類長期生產實踐的結果。早在我國史前的舊石器時代，人們即開始認識了礦物和巖石，并用來制作生產工具(石器)和裝飾品。,古代人們用礦物作器具,世界上比較系統(tǒng)描述礦物原料的最早著作應首推我國春秋末戰(zhàn)國初(即公元前475年)的山海經，比西方的似

7、金屬論、石頭論等問世要早得多，且內容更豐富。明代李時珍的醫(yī)藥專著本草綱目(1596年)全面可靠地描述了38種藥用礦物的成分、形態(tài)、性質、鑒定特征、產狀、產地及藥用等；而戰(zhàn)國時期(公元前475年公元前221年)的管子.地數(shù)中之“管子六條”則系最早揭示礦物共生的客觀規(guī)律及自然界中某些有用礦產的指示礦物，是成因礦物學(genetic mineralogy)的萌芽思想之一。德國人阿格里科拉(Georgius Agricola)在著作論礦物的起源(1556年)中首先將礦物與巖石分開，并引入“礦物”這個名詞。,三、礦物學和結晶學的概念及其學習意義,2.結晶學的內容：,緒 論,研究晶體發(fā)生、生長、外部形態(tài)、

8、內部結構及物理性質的科學。早期主要研究對象是自然界中生長的礦物晶體,為礦物學的一部分、到了十九世紀后半葉，成為一門獨立的科學，但仍然為礦物學中的重要組成部分。,三、礦物學和結晶學的概念及其學習意義,3.在地質專業(yè)中的地位：,緒 論,重要的專業(yè)基礎課、直接為后繼課程巖石學、構造地質學、石油地質學等打基礎。,一、表示晶體構造規(guī)律性的幾何圖形空間格子,1空間格子的概念,第一篇 幾何結晶學基礎,第一章 晶 體 的 基 本 性 質,用以表示晶體內部質點排列的規(guī)律性。是從實際晶體構造中抽象出來的一種由相當點排列而成的幾何圖形。, 氯化銫的晶體構造,第一篇 幾何結晶學基礎,第一章 晶 體 的 基 本 性 質

9、,一、表示晶體構造規(guī)律性的幾何圖形空間格子,質點（Cl-、Cs+）在晶體構造中的任一方向上的相同部分呈等間距、周期性的重復出現(xiàn)，排列成三度空間的立體格子。, 相當點,第一篇 幾何結晶學基礎,第一章 晶 體 的 基 本 性 質,一、表示晶體構造規(guī)律性的幾何圖形空間格子,為晶體構造中的一系列幾何點，這些點周圍的環(huán)境是完全相同的，即各相當點在相同的方向上隔相同的距離，有相同的質點分布。,（3）空間格子(lattice ),第一篇 幾何結晶學基礎,第一章 晶 體 的 基 本 性 質,一、表示晶體構造規(guī)律性的幾何圖形空間格子,從具體的晶體構造中抽象出空間格子，就是通過在晶體構造中選取相當點來實現(xiàn)的，不管

10、相當點選在Cl-離子的中心，還是選在Cs+離子的中心或其他任何地方，抽象出來的空間格子都是一樣的。 由相當點排列而成的幾何圖形叫做空間格子，相當點的分布體現(xiàn)了晶體構造中所有質點的重復規(guī)律，為了研究晶體內部構造中質點重復的規(guī)律而不受晶體大小的限制，可以設想相當點在三度空間是做無限排列的。,圖a為一晶體的平面結構圖，我們在結構中任意選擇一個點（例如選在灰色的點），然后在結構中找出此點的相當點，將這套相當點抽取出來，如圖b所示（在有些書籍中，將晶體結構中的相當點抽取出來所形成的一系列點的分布圖案，稱為點陣。）再將相當點按一定規(guī)則相連就形成了空間格子，如圖c所示。,我們也可以選擇紅點或綠點或藍點作為相

11、當點，可以得到與灰點同樣的空間格子。即：晶體結構中的任一點都可以找到與之滿足條件的相當點，畫出空間格子。同一晶體中以不同套相當點畫出的空間格子是完全相同的，如圖。,2空間格子的要素,第一篇 幾何結晶學基礎,第一章 晶 體 的 基 本 性 質,一、表示晶體構造規(guī)律性的幾何圖形空間格子, 結點,是空間格子中的點，代表晶體構造中的相當點，在實際晶體構造中，結點可以為相同的離子、原子或分子占據(jù)。但結點本身不代表任何質點,是只具有幾何意義的幾何點。, 行列,第一篇 幾何結晶學基礎,第一章 晶 體 的 基 本 性 質,一、表示晶體構造規(guī)律性的幾何圖形空間格子,由結點在直線上排列而成。空間格子中任意二結點聯(lián)

12、結起來的直線就是一條行列。行列中相鄰結點之間的距離稱為該行列的結點間距，同一行列中結點間距相等，彼此平行的行列結點間距也是相等的，不平行的行列，結點間距一般不等。, 面網(wǎng),第一篇 幾何結晶學基礎,第一章 晶 體 的 基 本 性 質,一、表示晶體構造規(guī)律性的幾何圖形空間格子,由結點在平面上排列而成。空間格子中任意三個不在同一行列上的結點就可聯(lián)結成一個面網(wǎng)。面網(wǎng)上單位面積內的結點數(shù)目稱為面網(wǎng)密度?；ハ嗥叫械拿婢W(wǎng)，面網(wǎng)密度相等，不平行的面網(wǎng)，面網(wǎng)密度一般不等。互相平行的相鄰兩面網(wǎng)之間的垂直距離稱為面網(wǎng)間距。,相互平行的面網(wǎng)，面網(wǎng)密度必相同，且任二相鄰面網(wǎng)間的垂直距離面網(wǎng)間距(interplanar

13、spacing)也必定相等；互不平行的面網(wǎng)，面網(wǎng)密度及面網(wǎng)間距一般不同。面網(wǎng)密度大的面網(wǎng)其面網(wǎng)間距亦大，反之，密度小，間距亦小，如左圖所示，其中AA，BB，CC，DD的面網(wǎng)密度依次減小，它們的面網(wǎng)間距d1,d2,d3,d4也依次減小。, 平行六面體,第一篇 幾何結晶學基礎,第一章 晶 體 的 基 本 性 質,一、表示晶體構造規(guī)律性的幾何圖形空間格子,是空間格子的最小單位，由三對平行而且相等的面構成。在實際晶體中，這樣劃分出來的最小單位稱為晶胞。 空間格子可以看成是平行六面體在三度空間平行、無間隙地重復堆砌而成的。而整個晶體結構可以視為晶胞在三度空間平行、無間隙的重復堆砌。,二、晶面發(fā)育的一般規(guī)

14、律,第一篇 幾何結晶學基礎,第一章 晶 體 的 基 本 性 質,晶體的多面體外形是其格子構造在晶體形態(tài)上的反映：晶體多面體為晶面（相當于格子構造的最外層面網(wǎng)）所包圍，晶面相交成晶棱（相當于最外邊的行列），晶棱匯聚成角頂（相當于結點）。,晶面、晶棱、角頂與面網(wǎng)、行列、結點的關系示意圖,1.科塞爾原理,第一篇 幾何結晶學基礎,第一章 晶 體 的 基 本 性 質,二、晶面發(fā)育的一般規(guī)律,自然界的晶體，絕大部分是從液體中結晶出來的。溫度降低、溶液過飽和、產生晶芽、溶液中的質點向晶芽上粘附，使結晶格子逐漸擴大。 科塞爾提出地晶面生長規(guī)律：如圖所示：1（三面凹角位置）2（兩面凹角位置）3（新的一層的起點）

15、，即先長完一條行列，然后再長相鄰行列，長滿一層面網(wǎng)或再長第二層面網(wǎng)。晶面是平行地向外推移的。,2.布拉維法則晶體為面網(wǎng)密度大的晶面所包圍,第一篇 幾何結晶學基礎,第一章 晶 體 的 基 本 性 質,二、晶面發(fā)育的一般規(guī)律,生長速度大的晶面逐漸縮小、消失；速度小的擴大，保留。 生長速度主要受面網(wǎng)本身的性質（密度）影響，即與晶面的面網(wǎng)密度成反比關系。質點間的吸引力與它們之間距離的平方成反比，密度最小的晶面對介質中的質點的吸引力最大，具有最大的生長速度。,3.面角恒等定律,二、晶面發(fā)育的一般規(guī)律,第一篇 幾何結晶學基礎,第一章 晶 體 的 基 本 性 質,在理想條件下，相同面網(wǎng)密度的晶面生長速度相同

16、，應是同形等大的。但在外界條件影響下，這些晶面得不到相等的發(fā)育，形成偏離理想晶體的歪晶，使這些晶面大小懸殊、形狀各異。 但是，成分和構造相同的所有晶體，其對應晶面間的夾角恒等，稱為面角恒等定律。 可用格子構造解釋：成分和構造相同的晶體，其對應晶面的面網(wǎng)相同，其夾角必然相等。晶體生長時晶面又是平行向外推移的，因此，不論晶體生長的形態(tài)如何，其晶面間的夾角是不會改變的。,三、晶體的基本性質,1.自限性 (selfconfinement ),第一篇 幾何結晶學基礎,第一章 晶 體 的 基 本 性 質,晶體具有自發(fā)的形成幾何多面體形態(tài)的性質，即自限性。非晶質是無定形的，不能自發(fā)的形成幾何多面體形態(tài)，如玻

17、璃。,2.均一性和異向性(homogeneity 五角十二面體:e210;八面體:o111,【物理性質】淺銅黃色，表面帶有黃褐的錆色；條痕綠黑色；強金屬光澤，不透明。無解理；斷口參差狀。硬度66.5。相對密度4.95.2。性脆。 【鑒定特征】據(jù)其晶形、晶面條紋、顏色、硬度等特征可與相似的黃銅礦、磁黃鐵礦相區(qū)別。,黃鐵礦(Pyrite),黃鐵礦晶體集合體,毒砂(Arsenopyrite),【化學組成】 Fe AsS，在毒砂成分中常有Co類質同像置換Fe，此外可含微量Bi、Sb、Zn、Se等，其中大部分系機械混入物。 【晶體結構】單斜晶系。 【形態(tài)】單晶常呈柱狀，集合體往往為粒狀或致密塊狀。,毒砂

18、,【物理性質】錫白色至鋼灰色；表面常帶淺黃的錆色；條痕灰黑；金屬光澤，不透明。解理不完全。硬度5.56。相對密度5.96.29。以錘擊之發(fā)砷之蒜臭，灼燒后具磁性。性脆。 【鑒定特征】錫白色，硬度高，錘擊發(fā)蒜臭。與白鐵礦相似，但毒砂條痕加HNO3研磨分解后，再加入鉬酸銨，可產生鮮黃綠色砷鉬酸銨沉淀。,毒砂(Arsenopyrite),毒砂,第二類 對硫化物 第三類 含硫鹽,一、概述,第三大類 氧化物和氫氧化物,第三篇 礦物各論,包括一系列金屬和非金屬元素陽離子與O2-和OH-結合而成的化合物。260余種，按重量占地殼17%，僅次于含氧鹽大類。有重要的造巖礦物（石英），有重要礦產資源（含F(xiàn)e、Al

19、、Sn、Ti、Nb、Ta、U、Tr等金屬的礦物，壓電石英，剛玉等）。,二、晶體化學和物理性質,1.陽離子類型,第三大類 氧化物和氫氧化物,第三篇 礦物各論,惰性氣體型和過渡型陽離子為主，銅型離子中Sn較重要，其它銅型離子的氧化物多為次生礦物；3價和4價陽離子常組成重要氧化物或氫氧化物；1、2、5價陽離子常組成復化合物 。,2.類質同象替代廣泛,二、晶體化學和物理性質,第三大類 氧化物和氫氧化物,第三篇 礦物各論,常異價置換，尤其在成分復雜的鈮、鉭氧化物中更為發(fā)育?；瘜W性質相近的元素常成組出現(xiàn)于同一礦物中。,3.晶體結構特點,二、晶體化學和物理性質,第三大類 氧化物和氫氧化物,第三篇 礦物各論,

20、（1）O2-的半徑（1.32A）遠大于陽離子，大多數(shù)氧化物中O2-作等大球體立方或六方最緊密堆積，陽離子位于八面體或四面體空隙中，配位數(shù)6和4；少數(shù)陽離子（如U4+）較大，O2-作其他較緊密堆積，陽離子位于立方體空隙中，配位數(shù)8。這些結構均較緊密，各向聯(lián)結力強，對稱度高，多為高、中級晶族。,二、晶體化學和物理性質,第三大類 氧化物和氫氧化物,第三篇 礦物各論,（2）個別礦物族（石英族）因Si4+電價高，半徑小，氧離子間排斥力很大，其質點不作緊密排列，呈空隙較大的架狀結構；氫氧化物多具鏈狀和層狀結構，層間距離大，聯(lián)系力較弱。 （3）O2-和（OH-）電負性高（3.5），本大類礦物主要為離子晶格。

21、陽離子離子電位（電價/半徑）很高時（石英、剛玉），化學鍵向共價鍵過渡；某些過渡型離子的氧化物（如磁鐵礦），還可有一定金屬鍵特征。,4.物理性質特點,二、晶體化學和物理性質,第三大類 氧化物和氫氧化物,第三篇 礦物各論,（1）氧化物多具較高的硬度（最高9），較大的比重（多4.0以上），僅作架狀結構的石英比重較低；氫氧化物的硬度和比重一般均比氧化物低。 （2）陽離子為惰性氣體型的氧化物和氫氧化物，透明無色，玻璃光澤（含雜質除外）；為過渡型或銅型的氧化物和氫氧化物多具彩色或鋼灰至鐵黑色，半-不透明，金剛-半金屬光澤。即使晶體結構為同一族的礦物也是如此，如剛玉（Al2O3,惰性氣體型）和赤鐵礦（Fe2

22、O3,過渡型）。,三、 成因特點,第三大類 氧化物和氫氧化物,第三篇 礦物各論,1.價態(tài)受環(huán)境影響 低價態(tài)內生、還原條件為主，高價態(tài)外生、氧化條件為主。 2.銅型離子的氧化物分布少 此類離子傾向于形成硫化物，其氧化物僅常見于硫化礦床的氧化帶內。,簡單氧化物,剛玉族：剛玉(Al2O3)、赤鐵礦(Fe2O3) 金紅石族：金紅石(TiO2)、錫石(SnO2)、軟錳礦(MnO2) 晶質鈾礦族：晶質鈾礦(UO2) 石英族：石英(SiO2)、蛋白石(SiO2H2O),第一類 氧化物 簡單氧化物,剛玉,赤鐵礦,鏡鐵礦,金紅石,錫石,第一類 氧化物 簡單氧化物,軟錳礦,石英晶族,紫水晶,方英石,瑪瑙,第一類

23、氧化物,(一)簡單氧化物,第三大類 氧化物和氫氧化物,第三篇 礦物各論,可分為簡單和復雜兩類氧化物，前者陽離子只有一種，后者兩種以上。,剛玉族 本族為A2X3型化合物，三方晶系，具剛玉型構造，O2-作六方最緊密堆積，陽離子充填于三分之二的八面體空隙中，配位數(shù)6。,剛玉(Corundum),【化學組成】Al2O3，有時含微量的Fe、Ti、Cr、Mn、V、Si等，以類質同像置換或機械混入物形式存在于剛玉中。 【晶體結構】三方晶系 。 【形態(tài)】晶體通常呈腰鼓狀、柱狀，少數(shù)呈板狀或片狀。,剛玉集合體,【物理性質】一般為灰、黃灰色，含F(xiàn)e者呈黑色；含Cr者呈紅色者，稱紅寶石；含Ti而呈藍色稱藍寶石；在有

24、些紅寶石和藍寶石的0001面上可以看到成定向分布的六射針狀金紅石包體而呈星彩狀，稱星彩紅寶石或星彩藍寶石；玻璃光澤。無解理；常因聚片雙晶或細微包體產生0001或101的裂開。硬度9。相對密度3.954.10。熔點2 0002030C，化學性質穩(wěn)定，不易腐蝕。 【鑒定特征】以其晶形，雙晶條紋和高硬度作為鑒定特征。,剛玉(Corundum),赤鐵礦(Hematite),【化學組成】Fe2O3，常含Ti、Al、Mn、Fe3+、Cu及少量Ca、Co類質同像混入物。有時含TiO2、SiO2、Al2O3等混入物。 【晶體結構】三方晶系 。 【形態(tài)】單晶常呈板狀，主要由板面(平行雙面)與菱面體等所成之聚形(

25、圖Y-7)。集合體形態(tài)多樣：顯晶質的有片狀、鱗片狀或塊狀；隱晶質的有鮞狀、腎狀、粉末狀和土狀等。,赤鐵礦的晶體集合體,【物理性質】顯晶質的赤鐵礦呈鐵黑至鋼灰色，隱晶質的鮞狀，腎狀和粉末狀者呈暗紅色；條痕櫻桃紅色；金屬光澤(鏡鐵礦、云母赤鐵礦)至半金屬光澤，或土狀光澤；不透明。無解理。硬度5.56，土狀者顯著降低。相對密度5.05.3。性脆。鏡鐵礦常因含磁鐵礦細微包裹體而具較強的磁性。 【鑒定特征】櫻桃紅色條痕是鑒定赤鐵礦的最主要特征。此外，形態(tài)和無磁性(鏡鐵礦例外)可與磁鐵礦相區(qū)別。,赤鐵礦(Hematite),鏡鐵礦晶體集合體,第一類 氧化物,第三大類 氧化物和氫氧化物,第三篇 礦物各論,金

26、紅石族 AX2型，多數(shù)晶體構造屬金紅石型，O2-成六方最緊密堆積，陽離子位于八面體空隙中，配位數(shù)6；陽離子形成M4+O62-八面體沿C軸方向，以棱相連成牢固的鏈。多屬四方晶系，常呈柱狀、棒狀、針狀警惕，并具平行延長方向的解理。,金紅石(Rutile),【化學組成】TiO2，常含F(xiàn)e、Nb、Ta、Cr、Sn等類質同像混入物。 【晶體結構】四方晶系 。 【形態(tài)】常見完好的四方短柱狀、長柱狀或針狀，這與其形成條件有關。當有Nb、Ta、Fe、Sn等混入物存在時，常成雙錐狀、短柱狀晶形；而當結晶速度較快，則出現(xiàn)長柱狀、針狀晶形。雙晶依(101)成肘狀雙晶和三連晶以及環(huán)狀六連晶;依(301)成心狀雙晶者少

27、見。集合體成致密塊狀。,金紅石的柱狀晶體,【物理性質】常見褐紅、暗紅色，含F(xiàn)e者呈黑色；條痕淺褐色；金剛光澤；微透明。解理平行110中等。硬度66.5。相對密度4.24.3。性脆。鐵金紅石和鈮鐵金紅石均為黑色，不透明。鐵金紅石相對密度4.4，而鈮鐵金紅石可達5.6。 【鑒定特征】四方柱形,膝狀雙晶,帶紅的褐色、柱面解理完全為特征。溶于磷酸冷卻稀釋后，加入Na2O可使溶液變成黃褐色(鈦的反應)。與相似礦物錫石和鋯石的區(qū)別是：錫石具較大相對密度(6.87.0),而鋯石具較大的硬度(7.5)。,金紅石(Rutile),第一類 氧化物,第三大類 氧化物和氫氧化物,第三篇 礦物各論,晶質鈾礦族 AX2型

28、氧化物，等軸晶系，具螢石型結構，將晶胞分為八個小立方體，O2-位于每個立方體中心，形成簡單的立方體格子，陽離子充填于8個O2-組成的立方體空隙中心（半數(shù)），對于晶胞而言，陽離子正好位于角頂和面心，配位數(shù)8。,第一類 氧化物,第三大類 氧化物和氫氧化物,第三篇 礦物各論,石英族 包括SiO2的一系列同質多象變體，以-石英最常見，-石英穩(wěn)定于573以上，溫度降低轉變?yōu)?石英，-鱗石英和-方英石雖溫度更高，但低溫時轉變慢，故可見于噴出巖中。,第一類 氧化物,第三大類 氧化物和氫氧化物,第三篇 礦物各論,石英族 晶格具架狀結構，基本單位為四個O2-包圍一個Si4+所形成的硅氧四面體，Si4+的配位數(shù)4

29、。晶體結構中各四面體以角頂共用。各變體Si-O-Si連接角度不同。溫度高者結構較為舒張。各晶體變體的對稱、形態(tài)、物性等方面均有所不同。,第一類 氧化物,第三大類 氧化物和氫氧化物,第三篇 礦物各論,-石英 （1）-石英的晶形 三方晶系，對稱型L33L2，通常呈六方柱m101-0和菱面體r101-0、z011-1的聚形，柱面上具橫紋；有的晶體上還可出現(xiàn)三方雙錐s112-1和三方偏方面體x516-1；具s面上的細紋方向或x面的位置，可將-石英分為左形和右形，這是由于硅氧四面體的排列有左旋和右旋的原因。,第一類 氧化物,第三大類 氧化物和氫氧化物,第三篇 礦物各論,（2）-石英的雙晶 常出現(xiàn)雙晶：道

30、芬雙晶為兩個左形或兩個右形晶體依雙晶軸c形成的雙晶；巴西雙晶由一左一右兩個晶體依雙晶面（112-0）而成的雙晶；日本雙晶較少見。,第一類 氧化物,第三大類 氧化物和氫氧化物,第三篇 礦物各論,（3）-石英的常見變種 顯晶質的-石英可分為紫水晶、煙水晶、墨晶、乳石英等； 隱晶質可分為碧玉、石髓（玉髓）、瑪瑙、燧石等。,第一類 氧化物 簡單氧化物,復雜氧化物,鈦鐵礦族：鈦鐵礦(FeTiO3 ) 尖晶石族：磁鐵礦(FeFe2O4 )、鉻鐵礦(FeCr2O4 ) 黑鎢礦族：黑鎢礦(Mn,Fe)WO4 ),第一類 氧化物 復雜氧化物,鈦鐵礦,尖晶石,磁鐵礦,黑鎢礦,鉻鐵礦,（二）復雜氧化物,第一類 氧化

31、物,第三大類 氧化物和氫氧化物,第三篇 礦物各論,尖晶石族 AB2X4型氧化物，其中A為Mg2+、Fe2+、Zn2+、Mn2+等，B為Al3+、Fe3+、Cr3+、V3+、Ti4+等。按B離子種類，可分三個系列: 尖晶石系列（Al3+為主） 磁鐵礦系列（Fe3+為主） 鉻鐵礦系列（Cr3+為主） 本族礦物均屬等軸晶系，具尖晶石結構，O2-作立方最緊密堆積；三分之一的陽離子位于四面體空隙中，配位數(shù)4；三分之一的陽離子位于八面體空隙中，配位數(shù)6。尖晶石族類質同象現(xiàn)象十分廣泛。,第一類 氧化物,第三大類 氧化物和氫氧化物,第三篇 礦物各論,黑鎢礦族 包括鎢錳礦MnWO4和鎢鐵礦FeWO4兩種礦物，為

32、完全類質同象關系，在自然界出現(xiàn)的主要是二者的類質同象混晶黑鎢礦。,第一類 氧化物 復雜氧化物,第二類 氫氧化物,第三大類 氧化物和氫氧化物,第三篇 礦物各論,為（OH）-的化合物，陽離子有Mg2+、Al3+、Fe3+以及Mn2+和Mn4+等。晶體結構有層狀和鏈狀兩種基本類型。,層狀結構由兩層（OH）-或O2-離子，中間夾一層陽離子形成比較牢固的三重層，三重層間則以微弱的分子鍵聯(lián)系（氫氧鎂石Mg(OH)2），或以較弱的氫鍵聯(lián)系（一水軟鋁石AlO(OH)）。在氫氧鎂石中，（OH）-做六方最緊密堆積，其緊密層平行（0001），Mg2+則隔層進入八面體空隙，占滿一層全空一層。形成（OH）Mg（OH）、

33、（OH）Mg（OH）一系列的三重層互相疊置的晶體結構（與C軸垂直）。一般硬度較低、比重較小，晶形為片狀。,第二類 氫氧化物,第三大類 氧化物和氫氧化物,第三篇 礦物各論,鏈狀結構中O2-和（OH）-與陽離子Al3+、Fe3+形成平行C軸的雙排八面體鏈。雙鏈聯(lián)結處的陰離子為O2-而不是（OH）-，因而結構比較牢固。一般硬度和比重均較高，晶形針狀。 氫氧化物主要是原生礦物分解后形成的氫氧化物水溶膠就地或異地寧聚形成。常具鮞狀、鐘乳狀、土狀、多孔狀、致密狀等隱晶質幾何體形態(tài)。晶體細小，成份復雜。,第二類 氫氧化物,第三大類 氧化物和氫氧化物,第三篇 礦物各論,鋁的氫氧化物鋁土礦（鋁礬土） 鋁土礦是由

34、若干種鋁的氫氧化物形成的細分散多礦集合體。,鐵的氫氧化物褐鐵礦 鐵的氫氧化物集合體成分復雜，統(tǒng)稱褐鐵礦，主要包括纖鐵礦和針鐵礦。,第二類 氫氧化物,褐鐵礦,針鐵礦,硬錳礦,鋁礬土,第二類 氫氧化物,概 述,第四大類 含氧鹽,第三篇 礦物各論,含氧鹽是金屬陽離子和含氧酸根結合而成的化合物。分布極廣，占已知礦物總數(shù)2/3以上。可分為八大類： 硅酸鹽類 硼酸巖類 磷酸鹽 砷酸鹽 釩酸鹽類 鎢酸鹽 鉬酸鹽類 鉻酸鹽類類 硫酸鹽類 碳酸鹽類 硝酸鹽類,1.絡陰離子特點,概 述,第四大類 含氧鹽,第三篇 礦物各論,晶體結構中，含氧酸根呈獨立的陰離子團（絡陰離子），因不同絡陰離子的形狀、半徑、電價等的不同，

35、引起各類含氧鹽的化學成分、物理性質、成因的不同；絡陰離子的負電價越高，其無水正鹽的硬度越大，越傾向于高溫、內生條件下形成，如橄欖石；反之，礦物的硬度低，溶解度大，傾向外生低溫條件下形成，如硫酸鹽、硝酸鹽等。,概 述,第四大類 含氧鹽,第三篇 礦物各論,2.陽離子特點,概 述,第四大類 含氧鹽,第三篇 礦物各論,參加含氧鹽晶格的金屬陽離子種類極為廣泛，以惰性氣體型最重要，次為部分過渡型離子，銅型離子較少進入含氧鹽。一般說來，陽離子半徑大小、電價高低與絡陰離子的半徑和電價是相適應的，即二者大半徑和大半徑、高價和高價結合才穩(wěn)定，如鋯石（ZrSO4）、獨居石（Ce,La）PO4）、重晶石（BaSO4）

36、、方解石（CaCO3）等，否則常形成含水鹽，或只能在特定條件下形成，在地表易分解。,3.晶體化學特點,概 述,第四大類 含氧鹽,第三篇 礦物各論,含氧鹽的晶體化學特點是陰離子團的中心陽離子具有小的離子半徑和高的電荷，而配位數(shù)一般不大。其與氧結合形成絡陰離子團，是由于靜電價鍵力（簡稱價鍵力=陽離子價數(shù)/周圍氧離子數(shù)）的存在。晶格中最強的陰-陽離子靜電價鍵力的強度大于其陰離子靜電價的1/2，（個別等于）。如O2-靜電價的1/2為1價。含氧鹽的絡陰離子中的價鍵力一般都大于1。如NO31-為5/3；CrO42-為6/4；SO42-為6/4；CO32-為4/3；PO43-為5/4；AsO4-3為5/4；

37、BO33-為3/3（即等于1）；SiO44-為4/4，也等于1?？梢姡蹼x子與團內中心陽離子的結合力遠比與團外陽離子的結合要牢固的多。,4.晶格特征,概 述,第四大類 含氧鹽,第三篇 礦物各論,含氧鹽絡陰離子內部以共價鍵為主，絡陰離子與其外陽離子結合時則多為離子鍵，在整個晶體則為典型的離子晶格。礦物以透明、白色條痕、玻璃光澤為主。硬度變化極大，1-8，具層狀結構者低。,一、概 述,第四大類 含氧鹽 第一類 硅酸鹽,第三篇 礦物各論,硅（27.72%）和氧（46.6%）是地殼中分布最廣的兩種元素。硅酸鹽礦物是組成地殼的物質基礎，占地殼總重近80%，礦物種類占已知礦物的1/3，約800種。是主要的

38、造巖礦物，是土壤的主要組分，是重要的礦產資源。,二、結構特點,1.硅氧四面體,第四大類 含氧鹽 第一類 硅酸鹽,第三篇 礦物各論,硅酸鹽的絡陰離子為硅氧四面體，化學式為SiO44-，可以單獨和陽離子結合成正硅酸鹽，也可以由兩個、多個乃至無數(shù)個硅氧四面體通過共同頂點（共用一個氧）自行聯(lián)結，形成復雜的絡陰離子骨干。此時，相鄰四面體只能共用頂點（一個氧），不能共用棱（兩個氧）、面（三個氧），因為此時兩個四面體中的Si4+距離太近，其斥力大而使晶格不穩(wěn)定。,SiO4四面體,2.硅酸根的基本形式,二、結構特點,第四大類 含氧鹽 第一類 硅酸鹽,第三篇 礦物各論,（1）孤立四面體SiO44-，沒有自行聯(lián)結

39、，在晶格中仍以孤立的四面體形式存在； （2）雙四面體Si2O76-，兩個四面體通過一個共用的O2-聯(lián)結起來形成的絡陰離子，由于省去一個氧，故其氧是7個；絡陰離子為-6價；,Si2O7雙四面體,二、結構特點,第四大類 含氧鹽 第一類 硅酸鹽,第三篇 礦物各論,（3）環(huán)狀四面體骨干，常見者為六方環(huán)Si6O1812-,二、結構特點,第四大類 含氧鹽 第一類 硅酸鹽,第三篇 礦物各論,（4）鏈狀四面體骨干，硅氧四面體首尾沿一個方向（C軸方向）相聯(lián)，無限延長，可分為： 輝石式鏈Si2O64-，由硅氧四面體成單行無限聯(lián)結而成； 角閃石式鏈Si4O116-，雙鏈狀絡陰離子，由兩行輝石連側向并聯(lián)而成。 此外還

40、有矽線石鏈，較少見。,二、結構特點,第四大類 含氧鹽 第一類 硅酸鹽,第三篇 礦物各論,（5）層狀四面體骨干，常見者為四面體按六方網(wǎng)格狀聯(lián)結起來的層狀絡陰離子Si4O104-,層狀四面體骨干Si4O10,二、結構特點,第四大類 含氧鹽 第一類 硅酸鹽,第三篇 礦物各論,（6）架狀四面體骨干AlxSin-xO2nx-，硅氧四面體在三度空間無限聯(lián)結，在整個晶體構造中形成一個整體。當一個硅氧四面體的4個O2-都被共用時，Si和O的比率即為12，其“絡陰離子”化學式為SiO20，即已無負價，不能成為陰離子，而是石英族礦物。但如果有部分Si4+被Al3+代替，即出現(xiàn)多余的負電荷和其他陽離子結合形成硅酸鹽

41、。,三、組成硅酸鹽的主要離子,1. 組成硅酸鹽礦物的主要陽離子及陰離子的種類,第四大類 含氧鹽 第一類 硅酸鹽,第三篇 礦物各論,組成硅酸鹽礦物的陽離子主要是惰性氣體型離子，部分過渡型離子，極少量銅型離子。作為陰離子，除去由Si-O所組成的絡陰離子團外，還廣泛出現(xiàn)各種附加陰離子，如O1-、F1-、Cl1-、(OH)1-以及S2-、CO32-、SO42-等，此外還有水分子加入。,2. 陽離子的大小、電價及配位數(shù)情況,三、組成硅酸鹽的主要離子,第四大類 含氧鹽 第一類 硅酸鹽,第三篇 礦物各論,由于硅酸鹽礦物中絡陰離子團的連接方式多樣，其不同晶格及不同方向上排列疏密不均，負電價不同，要求有大小不同

42、、價態(tài)不同的陽離子進入晶格并保持電荷平衡。,三、組成硅酸鹽的主陽離子,第四大類 含氧鹽 第一類 硅酸鹽,第三篇 礦物各論,連接方式愈復雜的硅酸鹽（架狀），晶格愈開闊，空隙愈大，絡陰離子所剩余的負電荷愈少，所要求的陽離子多為低電價和大半徑的，其配位數(shù)也愈大（8、10、12），如K1+、Rb1+、Cs1+、Ca2+、Ba2+等。其余各亞類硅酸鹽中的陽離子一般為電價偏高或中等、半徑偏小、配位數(shù)較低（多為6，少量4、8，偶有9、7、5）的種類，如Fe2+、Mg2+、Ca2+、Al3+、Zr4+、Ti4+等。在同一礦物中的同種離子，可具有不同的配位數(shù)。主要陽離子的常見配位數(shù)為： 4次：B3+、Be2+、

43、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.硅酸鹽礦物中的陽離子類質同象替代,三、組成硅酸鹽的主要離子,第四大類 含氧鹽 第一類 硅酸鹽,第三篇 礦物各論,由于硅酸鹽晶格主要為離子型，不具方向性，同時SiO44-的變形性小，致使礦物中類質同象普遍發(fā)育，可以為等價類質同象，如橄欖石中的Mg2+與Fe2+呈（Mg、Fe）2SiO4；也可有異價類質同象，如斜長石中的Ca2+與Na1+呈（Ca、Na）（Al、Si）4SiO8。并在很多情

44、況下可形成連續(xù)的礦物系列（完全類質同象系列），此時，礦物成份變化于兩種性質相似的元素之間，但結構完全一致。,三、組成硅酸鹽的主要離子,第四大類 含氧鹽 第一類 硅酸鹽,第三篇 礦物各論,主要的類質同象系列有： 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、組成硅酸鹽的主要離子,第四大類 含氧鹽 第一類 硅酸鹽,第三篇 礦物各論,4.硅酸鹽礦物中的陰離子類質同象替代,陰離子之間也存在類質同象，如SiO4可被PO4或SO4

45、替代；還可有廣泛的附加陰離子進入晶格空隙以平衡電價。,5.硅酸鹽礦物中的水,三、組成硅酸鹽的主要離子,第四大類 含氧鹽 第一類 硅酸鹽,第三篇 礦物各論,硅酸鹽中的“水”常以（OH）-和H2O的形式存在礦物中。H3O+僅少量存在于某些層狀硅酸鹽中，且易轉變?yōu)镠+和H2O。H2O大多呈沸石水或層間水，只在少數(shù)硅酸鹽中作為陽離子的配位體（結晶水）占有確定的位置（海泡石）。,四、鋁在硅酸鹽中的作用,1. 鋁在硅酸鹽晶體結構中具有雙重作用,第四大類 含氧鹽 第一類 硅酸鹽,第三篇 礦物各論,（1）作為金屬陽離子和硅酸根結合，形成鋁的硅酸鹽。如在綠柱石Be3Al2Si6O18中，Al3+作為陽離子，位于

46、環(huán)狀硅酸根之間，其配位數(shù)為6，位于O2-構成的八面體中； （2）代替硅進入四面體，形成鋁硅酸根，和陽離子結合成鋁硅酸鹽。如正長石KAlSi3O8，此時Al和Si一樣位于四面體中，配位數(shù)為4。,2. 雙重作用的原因,四、鋁在硅酸鹽中的作用,第四大類 含氧鹽 第一類 硅酸鹽,第三篇 礦物各論,（1）鋁元素的特點。氧化鋁是兩性氧化物，在酸性條件下形成陽離子，在堿性條件下形成鋁酸根。Al3+的半徑為0.51，與O2-的半徑（1.32）的比值為0.386，接近配位數(shù)4和6的界限0.414。故在不同條件下可進入不同的晶格位置。 （2）環(huán)境影響。由于在高溫低壓條件配位數(shù)趨于降低，高壓低溫趨于增大，所以，在高

47、溫低壓、堿性條件下，Al3+趨向于替代硅進入四面體形成鋁硅酸鹽；反之在低溫高壓、酸性條件下，Al3+趨向于作為陽離子與硅酸根結合形成鋁的硅酸鹽。,四、鋁在硅酸鹽中的作用,第四大類 含氧鹽 第一類 硅酸鹽,第三篇 礦物各論,鋁硅酸鹽易風化轉變?yōu)殇X的硅酸鹽（低溫條件），特別是在酸性環(huán)境中，如正長石KAlSi3O8風化為高嶺石Al4Si4O10（OH）8；反之在變質（高溫）條件下，高嶺石等粘土礦物又可轉為長石。當環(huán)境呈堿性時，即便是低溫條件（如地表）也易于形成長石等鋁硅酸鹽。,五、晶格類型和性質,第四大類 含氧鹽 第一類 硅酸鹽,第三篇 礦物各論,硅酸鹽晶格中，在四面體骨干內部的Si與O間主要是共價

48、鍵，在四面體骨干和陽離子之間主要是離子鍵，所以硅酸鹽礦物主要表現(xiàn)透明、條痕白色、玻璃光澤等離子晶格的特點。但不同硅酸鹽礦物所表現(xiàn)的物性十分復雜、多變，主要受兩方面影響：,1.硅氧骨干,五、晶格類型和性質,第四大類 含氧鹽 第一類 硅酸鹽,第三篇 礦物各論,硅氧骨干對礦物的成分、結構、形態(tài)、性質和成因均有重要影響，如島狀硬度大，主要形成內生和變質作用；層狀硬度很低，主要形成外生條件。再如由于硅酸鹽礦物中Si-O之間的化學鍵是最強的共價鍵，所以沿骨干排列方向礦物結合牢固，如具鏈狀骨干的礦物晶體易長成柱、針、纖維等狀，解理也只能在平行鏈的方向發(fā)生；具六方環(huán)狀骨干的礦物，由于環(huán)中心空隙很大，礦物的比重

49、和折光率較低，外形多呈六方柱狀。,2.陽離子成分,五、晶格類型和性質,第四大類 含氧鹽 第一類 硅酸鹽,第三篇 礦物各論,陽離子對硅酸鹽的性質也有一定影響：惰性氣體型離子的硅酸鹽物色或淺色，過渡型離子硅酸鹽顏色常很深。由于類質同象發(fā)育，常使同一族礦物在顏色、比重、折光率等性質上發(fā)生系統(tǒng)的過渡性變化。如： Mg2+Fe2+(Mn2+，Ni2+)，如橄欖石由Mg2SiO4過渡到Fe2SiO4，其顏色由白色逐漸加深到黃綠色，直到黑色。 Al3+Fe3+(Cr3+、Ti4+)：如石榴石由Ca3Al2SiO43過渡到Ca3Fe2SiO43，其顏色由淡黃色、紅褐色直到褐黑色。 利用類質同象所引起的各種性質

50、、成份的變化的規(guī)律，可通過類質同象組分（微量元素）的測定，判斷礦物的形成環(huán)境。,六、硅酸鹽類的分類,第四大類 含氧鹽 第一類 硅酸鹽,第三篇 礦物各論,按絡陰離子的形式分為五個亞類： 島狀硅酸鹽亞類 絡陰離子為孤立四面體和雙四面體 環(huán)狀硅酸鹽亞類 絡陰離子為環(huán)狀硅氧骨干，其中以六方環(huán)最重要 鏈狀硅酸鹽亞類 絡陰離子為鏈狀硅氧骨干，其中以輝石式單鏈和角閃石式雙鏈為重要 層狀硅酸鹽亞類 絡陰離子為層狀硅氧骨干，其中以六方網(wǎng)狀層最重要 架狀硅酸鹽亞類 絡陰離子在構造中聯(lián)成一個整體，當無鋁代替時，即為石英族，當有鋁代硅時（個別情況是鈹代替硅），即形成架狀硅酸鹽（鋁硅酸鹽）。,第一亞類 島狀硅酸鹽,第四

51、大類 含氧鹽 第一類 硅酸鹽,第三篇 礦物各論,硅氧骨干為孤立四面體SiO44-和雙四面體Si2O76-，負電價分別為-4和-3，在所有硅氧骨干中是最高的。 陽離子主要有： Zr4+、Ti4+、Al3+、Fe3+、Cr3+等，也是電價較高的，二價陽離子Mg2+、Fe2+、Mn2+ 、Ca2+等也大量參加晶格，但多是和高價陽離子一同進入。 因結構緊密，電價較高，故硬度（5-6）、比重（3）和折光率一般都較高，常具較完整的晶形。主要為內生和變質成因，外生極少。,第一亞類 島狀硅酸鹽,第四大類 含氧鹽 第一類 硅酸鹽,第三篇 礦物各論,鋯,橄,榴,藍,紅,矽,第一亞類 島狀硅酸鹽,第四大類 含氧鹽

52、第一類 硅酸鹽,第三篇 礦物各論,十,黃,榍,綠,符,1.鋯英石族,第一亞類 島狀硅酸鹽,第四大類 含氧鹽 第一類 硅酸鹽,第三篇 礦物各論,2.橄欖石族,第一亞類 島狀硅酸鹽,第四大類 含氧鹽 第一類 硅酸鹽,第三篇 礦物各論,橄欖石,鎂橄欖石,鐵橄欖石,3.石榴石族,第一亞類 島狀硅酸鹽,第四大類 含氧鹽 第一類 硅酸鹽,第三篇 礦物各論,化學式為A3B2SiO43，A為 Mg2+、Fe2+、Mn2+ 、Ca2+ 等二價陽離子，B為Al3+、Fe3+、Cr3+等三價陽離子,第一亞類 島狀硅酸鹽,第四大類 含氧鹽 第一類 硅酸鹽,第三篇 礦物各論,按陽離子間的類質同象關系可分為： 鋁榴石系

53、（Mg2+、Fe2+、Mn2+）3Al2SiO43，包括鎂鋁榴石、鐵鋁榴石、錳鋁榴石，其三價陽離子為半徑較小的Al3+，二價陽離子Mg2+、Fe2+、Mn2+完全類質同象。 鈣榴石系 Ca3（Al3+、Fe3+、Cr3+）2SiO43，包括鈣鋁榴石、鈣鐵榴石、鈣鉻榴石等，其二價陽離子為半徑較大的Ca2+，三價陽離子Al3+、Fe3+、Cr3+之間完全類質同象。 兩系之間只能有限替代，自然界的最常見的石榴石一般均可從成分上分別歸入鎂鋁-鐵鋁榴石和鈣鋁-鈣鐵榴石兩個系列中的一個。,第一亞類 島狀硅酸鹽,第四大類 含氧鹽 第一類 硅酸鹽,第三篇 礦物各論,晶體結構為等軸晶系，結構中的孤立四面體被三價

54、陽離子聯(lián)結成牢固格架，二價陽離子充填在空隙中，晶體結構遠比純由二價陽離子聯(lián)結的橄欖石牢固，具較高的硬度，比重和較強的抗風化能力。,鐵鋁榴石,鎂鋁榴石,鈣鋁榴石,鈣鐵榴石,4.藍晶石族,第一亞類 島狀硅酸鹽,第四大類 含氧鹽 第一類 硅酸鹽,第三篇 礦物各論,化學成分同為Al2O3SiO2，包括藍晶石、紅柱石、矽線石三個變體，其中矽線石具鏈狀硅氧骨干結構，但三者關系密切，將其合并討論。 三者在晶體結構上的差別在于Al3+的配位數(shù)。 三者平行C軸方向均存在牢固的Al-O八面體鏈，因此雖然藍晶石和紅柱石為島狀硅酸鹽，但也和矽線石一樣，呈平行C軸延長的柱、針、板條狀等形態(tài)。,第一亞類 島狀硅酸鹽,第四

55、大類 含氧鹽 第一類 硅酸鹽,第三篇 礦物各論,藍晶石：Al2SiO4O，其Al3+的配位數(shù)均為6，即均為6個O2-所包圍，形成于高壓條件下；,藍晶石,第一亞類 島狀硅酸鹽,第四大類 含氧鹽 第一類 硅酸鹽,第三篇 礦物各論,紅柱石：AlAlSiO4O，其一半的Al3+的配位數(shù)為6，另一半為5，即有一半的Al3+被5個O2-所包圍，形成于中溫、中壓條件下；,第一亞類 島狀硅酸鹽,第四大類 含氧鹽 第一類 硅酸鹽,第三篇 礦物各論,矽線石：AlAlSiO5，除一半Al3+仍為6個O2-包圍外，另一半的配位數(shù)為4，即和Si4+一起進入骨干四面體中，實際上為陽離子鋁的（鏈狀）鋁硅酸鹽，形成于高溫條件

56、下。,5.十字石族,第一亞類 島狀硅酸鹽,第四大類 含氧鹽 第一類 硅酸鹽,第三篇 礦物各論,6.黃玉族,第一亞類 島狀硅酸鹽,第四大類 含氧鹽 第一類 硅酸鹽,第三篇 礦物各論,7.榍石族,第一亞類 島狀硅酸鹽,第四大類 含氧鹽 第一類 硅酸鹽,第三篇 礦物各論,8.綠簾石族,第一亞類 島狀硅酸鹽,第四大類 含氧鹽 第一類 硅酸鹽,第三篇 礦物各論,9.苻山石族,第一亞類 島狀硅酸鹽,第四大類 含氧鹽 第一類 硅酸鹽,第三篇 礦物各論,第二亞類 環(huán)狀硅酸鹽,第四大類 含氧鹽 第一類 硅酸鹽,第三篇 礦物各論,晶體結構中的硅氧骨干是硅氧四面體環(huán)，其中主要是六方環(huán)Si6O1812-，礦物多屬三方

57、或六方晶系，具六方柱外形。環(huán)狀絡陰離子間以陽離子Al3+ 、Mg2+ 、Be2+等牢固聯(lián)結，礦物硬度和化學穩(wěn)定性較大。但環(huán)中空隙較大，除可容納各種離子和分子外，還致使礦物比重減低。,綠柱石族：綠柱石（Be3Al2Si6O18 ）堇青石 （(Mg,Fe)2Al3AlSi5O18） 電氣石族：電氣石（Na(Mg,Fe,Mn,Li,Al)3Al6Si6O18BO33(OH,F)4 ）,第二亞類 環(huán)狀硅酸鹽,1.綠柱石族,第二亞類 環(huán)狀硅酸鹽,第四大類 含氧鹽 第一類 硅酸鹽,第三篇 礦物各論,綠柱石(Beryl),【化學組成】 Be3Al2Si6O18有些綠柱石可含Na、K、Li、Cs、Rb等堿金屬

58、。堿金屬含量與交代作用有關。 【晶體結構】 六方晶系； 【形態(tài)】 晶體多呈長柱狀，富含堿的晶體則呈短柱狀，或沿0001發(fā)育成板狀。柱面上常有平行c軸的條紋，不含堿的比含堿的綠柱石柱面上條紋明顯。,綠柱石的晶體結構示意圖,綠柱石,【物理性質】 純的綠柱石為無色透明，常見的顏色有綠色、黃綠色、粉紅色、深的鮮綠色等，深藍色的稱海藍寶石，其藍色由Fe2+引起，碧綠蒼翠的稱祖母綠，是一種極珍貴的寶石，其顏色由Cr2O3引起，此外，含Cs則呈粉紅色，含少量Fe2O3及Cl則呈黃綠色；玻璃光澤；透明至半透明。解理不完全。硬度7.58。相對密度2.62.9。 【鑒定特征】根據(jù)晶形和硬度及解理不發(fā)育易于識別。,

59、綠柱石(Beryl),祖母綠,海藍寶石,第二亞類 環(huán)狀硅酸鹽,第四大類 含氧鹽 第一類 硅酸鹽,第三篇 礦物各論,堇青石,堇青石(Cordierite),【化學組成】(Mg,Fe)2Al3AlSi5O18，成分中Mg和Fe為完全類質同像代替，但大多數(shù)堇青石是富鎂的，因為在堇青石晶體結構中，Mg、Fe是四次配位的，Mg2+比Fe2+的半徑小，進入四面體中更穩(wěn)定。骨干外的Al3+可被Fe3+代替。另外，成分中常含H2O、K、Na等，在結構中的大孔道中。 【晶體結構】 斜方晶系； 【形態(tài)】 完好晶體不常出現(xiàn)，有時呈假六方柱晶體。,堇青石,【物理性質】 無色，或淺藍色、淺黃色；玻璃光澤；透明至半透明。解理010中等；貝殼狀斷口。硬度77.5。相對密度2.532.78。 【鑒定特征】 很象石英，但產狀不同。確切鑒別需要在顯微鏡下進行。,堇青石(Cordierite),堇青石,2.電氣石族,第二亞類 環(huán)狀硅酸鹽,第四大類 含氧鹽 第一類 硅酸鹽,第三篇 礦物各論,電氣石(To