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1、硅酸盐矿物类 层状硅酸盐矿物亚类 PHYLLOSILICATES,第十九章 含氧盐矿物大类(3) Salt with Oxygen,一 概述,结构： Si-O骨干共用三个角顶构成六方网层（SHEETS），与骨干外阳离子互相联系组成结构层。 成分： 出现附加阴离子（OH）-、F-、Cl-； Si-O骨干中可有AlIV代替Si，AlIV / Si 13。 形态：平行结构层的片状、短柱状。 物性： 发育平行结构层的极完全解理； 依阳离子由惰气型向过渡型转变，颜色由浅而深； 玻璃光泽，不依颜色而变化。,一 概述,结构单元层类型： 依结构单元层的配置： TO型（1：1型）：蛇纹石-高岭石族； TOT型（
2、2：1型）：滑石-叶蜡石族；云母族；绿泥石族；伊利石（水云母）族；埃洛石（叙永石、多水高岭石）族；蒙脱石-蛭石族。 依八面体片中阳离子数目： 三八面体型结构 二八面体型结构,二 晶体化学,阴离子： 络阴离子T4O104-。 附加阴离子（OH）-、F-、Cl-、O2-、（H3O）+ 阳离子惰气型和过渡型 水分子： 少数有H2O,1. 化学组成,（1）TOT型和TO型 T：四面体片 Tetrahedral Sheet。 活性氧、惰性氧 O：八面体片 Octohedral Sheet。 TO型（1：1型）： 例：高岭石Al4Si4O10(OH)8 TOT型（2：1型）： 例：滑石Mg3Si4O10(
3、OH)2,2. 结构单元层,白云母的TOT型结构,T层O层T层,结构单元层,高岭石,（2）二八面体型和 三八面体型,二八面体型：O片中八面体空隙由三价阳离子充填 例：高岭石Al4Si4O10(OH)8 三八面体型：O片中八面体空隙由二价阳离子充填 例：滑石Mg3Si4O10(OH)2,3. 层间域,（1）无层间物结构单元层电荷平衡时： 例：滑石 Mg3Si4O10(OH)2 高岭石 Al4Si4O10(OH)8 叶蜡石 Al2Si4O10(OH)2 （2）有层间物结构单元层电荷不平衡时： 例：黑云母 KMg3AlSi3O10(OH)2； 白云母 KAl2AlSi3O10(OH)2 ； 蒙脱石
4、Ex(H2O)4(Al2-x,Mgx)2（AlSi）4O10(OH)2 , ENa+、Ca2+ （3）层间域的重要意义 吸附性 阳离子交换性 膨胀性,层间域,层间域,层间域,层间域,4. 化学键性,结构单元层内：共价键和离子键； 结构单元层间：分子键、氢键,5. 多型,例：云母1M; 2O; 2M1;2M2; 3T; 6H 两T层的活性氧位移1/3a0矢量成最紧密堆积，形成O层，这一矢量的方向在不同的单元层中可以相对旋转0或60的整数倍(60、120、180、240、300)，从而形成云母不同的多型变体。,三 间层(混层)矿物 mixed layer mineral,不同层状矿物间的结构单元层
5、(或晶层) 浮生连生而成。 分为规则混层和不规则混层两种类型.规则混层矿物，可作为另一矿物种重新命名。 现被国际粘土研究协会(AIPEA)确认的规则混层矿物只有六种：即 滑皂石、柯绿泥石、滑绿石、累托石，云蒙石、羟硅铝石。 同种矿物不同多型之间也可混层连生，但不叫混层矿物。,四 粘土矿物 Clay Mineral,概念：粒度小于2m；层状硅酸盐。 特性： 吸附性、离子交换性、吸水膨胀性、加热膨胀性、可塑性、烧结性。 结构越无序、缺陷越多、颗粒越细，活性越好。 研究方法： 差热分析、扫描电镜、红外光谱、X射线衍射。,形态： 多呈单斜晶系， 假六方板、片状或短柱状。 物理性质： 一般具玻璃光泽，珍
6、珠光泽。 平行结构单元层一组极完全解理； 低的硬度； 薄片具弹性或挠性，少数具脆性； 相对密度较小。,五 形态、物性,层状硅酸盐矿物特征,六 主要矿物概览,多为隐晶质致密块状或土状集合体。 纯者白色，因含杂质可成其他颜色；土状或蜡状光泽。001极完全解理。硬度2.03.5。相对密度2.602.63。土状块体具粗糙感，干燥时具吸水性(粘舌)，湿态具可塑性。阳离子交换性能差。 【成因及产状】 酸性介质，风化作用或低温热液交代的产物。,高岭石族 Kaolinite Subgroup 高岭石、迪凯石、珍珠陶土 TO型，二八面体型，层间无阳离子。三斜或单斜晶系。,高岭石(Kaolinite)Al4Si4
7、O10(OH)8,通常呈致密块状。纤维状者称蛇纹石石棉，亦称温石棉。 深绿、黑绿、黄绿等各种色调的绿色，并常呈青、绿斑驳如蛇皮。铁的代入使颜色加深、密度增大。油脂或蜡状光泽，纤维状者呈丝绢光泽。硬度2.53.5。相对密度2.23.6。除纤维状者外，解理001完全。 超基性岩或白云岩经热液交代而成,蛇纹石族 Serpentine Subgroup TO型，三八面体型。主要为单斜晶系。层间无物。,蛇纹石()Mg6Si4O10(OH)8,TOT型结构，层间无阳离子。 滑石 Mg3Si4O10(OH)2 叶蜡石 Al2Si4O10(OH)2,滑石叶蜡石族,常呈致密块状。 纯者为白色，含杂质时呈其他浅色
8、。玻璃光泽，解理面显珍珠光泽晕彩。解理001极完全；贝壳状断口。硬度1。相对密度2.582.83。有滑腻感。解理片具挠性。 超基性岩、白云岩水热蚀变产物。 与叶蜡石相似。在素瓷板上滴一滴水，以矿物碎块轻磨得乳浊液，用石蕊试纸检验，滑石pH约为9，叶蜡石pH约为6。 用于陶瓷、造纸、涂料、塑料、橡胶、化妆品，高频电瓷绝缘材料；滑润剂，镁质化肥等。 ,滑石(Talc) Mg3Si4O10(OH)2,常呈叶片状、鳞片状或隐晶质致密块体，有时呈放射叶片状集合体。 白色、浅绿、浅黄或淡灰色；玻璃光泽，致密块状者呈油脂光泽，解理面呈珍珠光泽。解理001极完全；隐晶质致密块体具贝壳状断口。硬度11.5。相对
9、密度2.652.90。有滑感，解理片具挠性。 酸性喷出岩或结晶片岩经热液变质而成。 用途与滑石近同。在雕刻工艺和印章制作中，叶蜡石有悠久历史。,叶蜡石(Pyrophyllite)Al2Si4O10(OH)2,TOT型，层间域有大阳离子K、Na等. 白云母亚族(二八面体型) 白云母 KAl2AlSi3O10(OH)2 黑云母亚族(三八面体型) 黑云母 K(Mg,Fe)3AlSi3O10(OH)2 金云母 KMg 3 AlSi3O10(OH)2 锂云母亚族(三八面体型) 锂云母 KLi2-xAl1+xAl2xSi4-2xO10(F,OH)2 铁锂云母 KLiFeAl AlSi3O10(F,OH)2
10、,云母族 Mica Group,白云母,黑云母,锂云母,云母族结构,白云母,黑云母,锂云母,形态: 假六方板、片状，鳞片状、柱状。 物性：颜色依成分而异，玻璃光泽、珍珠光泽，透明半透明；硬度23，解理001极完全，解理片有弹性，相对密度2.73.1。 成因：约占地壳3.8WB%，岩浆、沉积和变质作用下形成。 合成云母（如氟金云母KMg3AlSi3O10F2）因质地纯，不含OH，因而电性能和高温热稳定性比天然云母好。,云母族形态物性,【化学组成】 Y3ZO10(OH)2+Y3(OH)6， Y为Mg、Al、Fe，Z为Si、Al。 通式前半部相当于一个滑石层，后半部分相当于一个水镁石层，两者相间排列
11、。 【形态】 鳞片状、土状集合体。 【物理性质】 多带绿色调，富镁为浅蓝绿色，富铁为深绿到黑绿，含锰呈浅褐、橘红色，含铬呈浅紫到玫瑰色；条痕无色；玻璃光泽，解理面呈珍珠光泽。解理001完全。硬度23。相对密度2.6803.40。解理片具挠性。 【成因产状】 常见于低级变质带绿片岩相及低温热液蚀变中。,绿泥石族Chlorite Group,绿泥石,TOT型，层间域有层间水。 二八面体型的蒙脱石亚族 蒙脱石、贝得石、累托石； 三八面体型的皂石亚族 皂石、锂皂石、斯皂石。,蒙脱石皂石族(蒙皂石族),Ex(H2O)4(Al2-x,Mgx)2(Si,Al)4O10(OH)2 【化学组成】 E主要为Na+
12、、Ca2+。x一般在0.20.6之间。 【晶体结构】 单斜晶系；TOT型，二八面体型结构。 【形态】 常呈土状隐晶质块状，电镜下为细小鳞片状。 【物理性质】 白色或浅色。鳞片状者(001)解理完全。硬度22.5。相对密度22.7。甚柔软。有滑感。加水膨胀并变成糊状物。具很强吸附及阳离子交换性能。 【成因及产状】 基性火成岩在碱性环境中风化而成。为膨润土的主要成分。 【鉴定特征】 加水膨胀。 【主要用途】广泛用于化工及环保领域。,蒙脱石(Montmorillonite) 又称微晶高岭石或胶岭石。,【结构】 单斜晶系。TOT型，三或二八面体型。 【形态】 粗粒的片状，主要为三八面体型；细粒者土状，
13、多为二八面体型。 【物性】 褐、黄褐色；油脂或珍珠光泽。解理001完全，解理片不具弹性。硬度11.5。相对密度2.42.7。灼热时体积膨胀并弯曲如水蛭。相对密度0.62.7。有良好的阳离子交换性和吸附性。 【成因产状】 主要由黑（金）云母蚀变风化而成。 【鉴定特征】 无弹性、加热膨胀。 【主要用途】 轻质、保温、隔热、隔音、防火材料；农用肥料、杀虫剂；废料、污染的吸附剂。,蛭石族蛭石、皂石、海绿石,蛭石(Vermiculite) (Mg,Ca)0.30.45(H2O)n(Mg,Fe3+,Al)3(Si,Al)4O10(OH)2,TOT型，层电荷为0.60.9，比蒙皂石(0.20.6) 高，但比云母(1.0) 低。,
