第四节：第四亚类：架状硅酸盐矿物.ppt

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1、第四亚类第四亚类 架状结构硅酸盐亚类矿物架状结构硅酸盐亚类矿物 在架状结构硅酸盐亚在架状结构硅酸盐亚类的类的晶体结构中，晶体结构中，每个每个SiO4四面体的四面体的四个角顶四个角顶全部与其相邻的全部与其相邻的四个四个SiO4四面体共用，形成类似氧化物中石四面体共用，形成类似氧化物中石英的英的Si-O架状结构，由于部分架状结构，由于部分SiO4 中的中的Si4+被被Al3+代替，出现了多余的负电荷，由代替，出现了多余的负电荷，由阳离子阳离子进入晶格中进行补偿，从而形成进入晶格中进行补偿，从而形成铝硅酸盐铝硅酸盐。占地壳总重量的占地壳总重量的50%以上。以上。重点：重点：长石族矿物长石族矿物-在岩

2、石的分类命名在岩石的分类命名上非常重要，是最重要的造岩矿物，重上非常重要，是最重要的造岩矿物，重要的陶瓷原料。要的陶瓷原料。沸石族矿物沸石族矿物-在工农业方面有非在工农业方面有非常广泛的用途，重要的非金属矿物资源。常广泛的用途，重要的非金属矿物资源。一、化学成份一、化学成份 1、阴离子：、阴离子：SiO4和和AlO4 2 2、阳离子：、阳离子：电价低、半径大、配位数高：电价低、半径大、配位数高：K K+、NaNa+、CaCa2+2+、BaBa 2+2+等，有时还有等，有时还有RbRb+、CsCs+等。一般不存在等。一般不存在6 6次配位的次配位的 FeFe、MgMg、MnMn、Al Al 等离

3、等离子。子。3 3、可有附加阴离子可有附加阴离子 ClCl-、F F-、S S2-2-4 4、类质同象类质同象 主要是主要是 K-Na-Ca-K-Na-Ca-BaBa二、晶体结构二、晶体结构 架状硅酸盐的结构是晶体中最复杂的结构。架状硅酸盐的结构是晶体中最复杂的结构。一般将其视作：一般将其视作：硅（铝）氧四面体硅（铝）氧四面体各种多元环各种多元环各种笼各种笼架状结构架状结构1、多元环、多元环 由硅氧四面体互相连结构成由硅氧四面体互相连结构成多元环多元环，其形式多，其形式多种多样。用种多样。用Si-Si连线形成的多边形表示。连线形成的多边形表示。2、笼、笼由多元环互相连结形成的空间几何体，称作由

4、多元环互相连结形成的空间几何体，称作笼笼。立方体笼立方体笼六角柱笼六角柱笼笼笼 四元环四元环六元环六元环截角八面体截角八面体3、笼与笼连结形成架状硅酸盐结构、笼与笼连结形成架状硅酸盐结构A型沸石型沸石（A型分子筛型分子筛）笼通过立方笼通过立方体笼联结起来。体笼联结起来。沸石沸石晶体结构中的几种笼晶体结构中的几种笼1-a笼笼立方体立方体八面体八面体菱形十二面体菱形十二面体2-八面沸石笼八面沸石笼3-立方体笼立方体笼4-笼笼5-六角柱笼六角柱笼6-r笼笼7-八角柱笼八角柱笼八面沸石八面沸石的晶体结构的晶体结构B笼通过六角柱笼通过六角柱笼沿四面体方面笼沿四面体方面排列而成。排列而成。-金刚石结构金刚

5、石结构4、长石的晶体结构、长石的晶体结构硅氧四面体首先形成四元硅氧四面体首先形成四元环，环与环之间连接形成环，环与环之间连接形成沿沿a轴延伸的曲折状的链，轴延伸的曲折状的链，链间又通过桥氧相连呈链间又通过桥氧相连呈/（010）的似层状。）的似层状。完全无序的完全无序的透长石透长石完全有序的完全有序的微斜长石微斜长石完全有序的完全有序的钙长石钙长石三、形态与物性三、形态与物性由于四面体在三维空间不同方向上排列的紧密程度不同，从而形成多种类型结构。1.形态：形态：多为低级晶族，集合体形态多为粒状，短柱状，板状，块状，纤维状，束状（部分沸石）2.光学性质：光学性质：灰白、白、肉红、透明、玻璃光泽，F

6、e2+、Mn2+色素离子少，折射率较低。3.解理解理：层、似层、链特点，大多具中等完全解理。4.硬度：硬度：架状结构结合力强，硬度较高（仅次于岛状结构硅酸盐矿物），含水矿物（沸石）H 4，5 5.密度：密度：比重中级偏轻（存在较大的空隙）。（一）长石族（一）长石族(feldspar)钡长石钡长石BaAal2Si2O8钾长石钾长石(Or)KAlSi3O8钠长石钠长石(Ab)NaAlSi3O8钙长石钙长石(An)CaAl2Si2O8从化学成分上看：从化学成分上看：长石是一种重要的造岩矿物，它大约占地壳重量的长石是一种重要的造岩矿物，它大约占地壳重量的50，为其体积的为其体积的60。长石族矿物广泛产

7、于各种成因类型。长石族矿物广泛产于各种成因类型的岩石中的岩石中自然界的大多数长石都包含在自然界的大多数长石都包含在 K AlSi3O8 Na AlSi3O8 Ca Al2Si2O8三个端单元成分体系中。三个端单元成分体系中。四、常见矿物四、常见矿物从化学成分上看：从化学成分上看：三种端元组分的长石的混三种端元组分的长石的混溶性与温度的关系可用溶性与温度的关系可用三角形图表示。三角形图表示。A.广温区广温区 （任何温度下都稳定的晶体）（任何温度下都稳定的晶体）B.高温区（高高温区（高T下稳定混溶）下稳定混溶）（低（低T下分离成两相）下分离成两相）Ab、Or在高温下混溶，在高温下混溶，形成形成均匀

8、一相固溶体均匀一相固溶体，温度降低时，固溶体分离，温度降低时，固溶体分离，形成二相形成二相-条纹长石条纹长石；C.不存在区不存在区（任何（任何T都不混溶）都不混溶）CBA KAlSi3O8 Or KAlSi3O8 OrOr和和Ab的类质同象混晶统称为的类质同象混晶统称为碱性碱性长石亚族长石亚族（An含量不超过含量不超过5-10%）低温：低温：Or和和Ab形成有限形成有限类质同象类质同象高温：高温：Or和和Ab形成完形成完全类质全类质同象系同象系列列Ab0-67 透长石透长石，单斜晶系，单斜晶系Ab67-100 歪长石歪长石，三斜晶系，三斜晶系Ab100 钠长石钠长石的高温变体的高温变体条纹长石

9、条纹长石以钾长石为基以钾长石为基底，钠长石为底，钠长石为嵌晶嵌晶反反条纹长石条纹长石以钠长石以钠长石为基底，钾长石为为基底，钾长石为嵌晶嵌晶Ab和和An形成类质同象形成类质同象系列，构成：系列，构成：斜长石亚族斜长石亚族（Or5-10%），按），按Ab分子和分子和An分子含量比分子含量比的不同而划分为的不同而划分为6个矿个矿物种：物种：钠长石钠长石 An0-10Ab90-100 奥长石奥长石 An10-30Ab70-90 中长石中长石 An30-50Ab50-70 拉长石拉长石 An50-70Ab30-50 培长石培长石 An70-90Ab10-30 钙长石钙长石 An90-100Ab0-10

10、 长石有序长石有序无序的结构状态，用无序的结构状态，用有序度有序度和和三斜度三斜度表示。表示。有有序序度度-是是指指A1、Si在在TO4四四面面体体位位置置上上代代替替、分分布的有序的程度，这取决于布的有序的程度，这取决于A13+的占位率。的占位率。三三斜斜度度-是是指指长长石石对对称称偏偏离离单单斜斜对对称称的的程程度度。因因为为从从单单斜斜对对称称向向三三斜斜对对称称转转变变时时，随随着着有有序序化化程程度度增增加加，轴轴角角由由90最最终终增增大大至至9041，由由90减减少少至至8739，表表明明三三斜有序化过程斜有序化过程角有明显的偏离。角有明显的偏离。长石的有序度、三斜度长石的有序

11、度、三斜度形态和物性形态和物性形态：形态：长石族矿物多呈平形于长石族矿物多呈平形于a轴延伸的长柱状或厚板状轴延伸的长柱状或厚板状颜色：颜色：多为浅色，较常见为灰白色或肉红色多为浅色，较常见为灰白色或肉红色解理：解理：010和和001解理完全，解理交角等于或解理完全，解理交角等于或 近于近于90（在单斜晶系等于（在单斜晶系等于90，在三斜晶系中则，在三斜晶系中则 近于近于90）硬度：硬度：66.5相对密度：相对密度：较小，较小，2.5 2.7成因产状成因产状主要形成于岩浆作用和变质作用主要形成于岩浆作用和变质作用主要用途主要用途主要用于玻璃和陶瓷工业，色泽美丽者可作主要用于玻璃和陶瓷工业，色泽美

12、丽者可作宝石。宝石。正长石亚族（又叫碱性长石亚族）正长石亚族（又叫碱性长石亚族）包括由钾长石包括由钾长石 KAlSi3O8 （Or ）和钠长石和钠长石 Na AlSi3O8（Ab）组成的各种长石组成的各种长石-碱性长石。碱性长石。以以Or为主的为主的碱性长石主要有：透长石、正长石、微碱性长石主要有：透长石、正长石、微斜长石。斜长石。是是 KAlSi3O8同质多象变体。同质多象变体。1、透长石、透长石-高温下（高温下（900以上）以上）生成的无色透生成的无色透明长石明长石，属单斜晶系。属单斜晶系。2 2、正长石正长石-主要是主要是Or，也含有数量不等的，也含有数量不等的Ab，形成温度中等，属单斜

13、晶系。正长石是形成温度中等，属单斜晶系。正长石是钾长石钾长石和和钠长石钠长石不完全不完全类质同象系列。类质同象系列。短柱状或厚板状晶体，短柱状或厚板状晶体，常见卡斯巴双晶常见卡斯巴双晶、集、集合体为致密块状。合体为致密块状。肉红或浅黄、浅黄白色肉红或浅黄、浅黄白色，玻，玻璃光泽，解理面珍珠光泽，透明。璃光泽，解理面珍珠光泽，透明。两组解理两组解理（一组完全、一组中等）（一组完全、一组中等）相交成相交成9090。摩氏硬。摩氏硬度度6 6，比重，比重2.56-2.582.56-2.58。正长石广泛分布于正长石广泛分布于酸性酸性和和碱性碱性成分的岩浆成分的岩浆岩、火山碎屑岩中，在岩、火山碎屑岩中，在

14、钾长片麻岩钾长片麻岩和和花岗混合花岗混合岩岩以及以及长石砂岩长石砂岩和和硬砂岩硬砂岩中也有分布。正长石中也有分布。正长石是陶瓷业和玻璃业的主要原料，也可用于制取是陶瓷业和玻璃业的主要原料，也可用于制取钾肥。钾肥。微斜长石微斜长石 与正长石相似。是与正长石相似。是KAlSi3O8稳定的低温变体，也稳定的低温变体，也含有数量不等的含有数量不等的Ab，20%。三斜晶系。常呈条纹。三斜晶系。常呈条纹结构或文象结构，富含铷、铯的亚种结构或文象结构，富含铷、铯的亚种-称天河石。称天河石。斜长石亚族斜长石亚族 斜长石属于斜长石属于NaAlSi3O8（Ab）-CaAl2Si2O8（An）类质同类质同象系列的长

15、石矿物的象系列的长石矿物的总称总称，共分为，共分为6个矿物种：钠长石个矿物种：钠长石、奥长石奥长石、中长石中长石、拉长石拉长石、倍长石和钙长石。构成倍长石和钙长石。构成斜长石亚族斜长石亚族 晶体属晶体属三斜晶系三斜晶系，多为柱状或板状，多为柱状或板状，常见聚片双晶常见聚片双晶，在晶，在晶面或解理面上可见细而平行的双晶纹。面或解理面上可见细而平行的双晶纹。白色至灰白色白色至灰白色，有些呈，有些呈微浅蓝或浅绿色，玻璃光泽，透明。微浅蓝或浅绿色，玻璃光泽，透明。两组解理（一组完全、一两组解理（一组完全、一组中等）相交成组中等）相交成8624，故得名斜长石。摩氏硬度，故得名斜长石。摩氏硬度66.5，比

16、，比重重2.6 2.76。斜长石广泛分布于岩浆岩、变质岩和沉积碎屑岩中。斜长斜长石广泛分布于岩浆岩、变质岩和沉积碎屑岩中。斜长石是陶瓷业和玻璃业的主要原料，色泽美丽者可作宝玉石材料，石是陶瓷业和玻璃业的主要原料，色泽美丽者可作宝玉石材料，如日光石如日光石。正长石正长石 与与 斜长石斜长石 的的 肉眼鉴定特征肉眼鉴定特征 正长石正长石 亚族亚族KAlSiKAlSi3 3O O8 8 斜长石亚族斜长石亚族NaNa1-x1-xCaCax x(Al(Al1+x1+xSiSi3-x3-x)O)O8 8 晶形晶形 粗短柱状粗短柱状 010010的板状的板状 双晶双晶 常见卡斯巴律双晶：在同一常见卡斯巴律双

17、晶：在同一断面上可见有反光程度不同的断面上可见有反光程度不同的两部分。两部分。晶面上无双晶纹。晶面上无双晶纹。常具聚片双晶：在底面或解理面上常具聚片双晶：在底面或解理面上常见反光程度不一的密集的聚片双晶纹。常见反光程度不一的密集的聚片双晶纹。颜色颜色 通常为肉红色或灰白色。通常为肉红色或灰白色。通常为灰白色、偶见肉红色通常为灰白色、偶见肉红色 解理解理 /001/001完全，完全，/010/010完全完全中等，中等，夹角为夹角为9090 /001/001和和010010完全，夹角完全，夹角8686 产状产状 常与石英常与石英 、黑云母等共生，、黑云母等共生，产于花岗岩、正长岩、伟晶产于花岗岩、

18、正长岩、伟晶岩等岩等 浅色浅色岩石中。岩石中。常与普通辉石、橄榄石等共生，产于常与普通辉石、橄榄石等共生，产于 辉长岩、橄榄岩等辉长岩、橄榄岩等深色深色岩石中。岩石中。高温透长石高温透长石正长石正长石（orthoclase）KAlSi3O8返回返回卡氏双晶卡氏双晶正长石单晶正长石单晶透长石透长石（sanidinesanidine）KAlSi3O8返返回回文文象象结结构构返回返回斜长石特征斜长石特征返回返回聚片双晶纹聚片双晶纹 天河石天河石 （amazonite）返回返回 似长石与长石族矿物相似，同为不含水的架状结构硅酸似长石与长石族矿物相似，同为不含水的架状结构硅酸盐，但不同于长石，表现在盐，

19、但不同于长石，表现在 SiO2含量较低，最高约含量较低，最高约为为碱性长石中碱性长石中SiO2含量的含量的23 似长石矿物中金属离子似长石矿物中金属离子K+Na/SiO2比高，霞石中比高，霞石中 为为1:2，白榴石中为，白榴石中为1:3，而长石中为，而长石中为1:4，因而，似长石，因而，似长石 矿物多形成于矿物多形成于富碱贫硅富碱贫硅的介质中，一般不与的介质中，一般不与石英石英共生。共生。结构开阔并较松弛，具有较大的空洞，易于容纳半径较结构开阔并较松弛，具有较大的空洞，易于容纳半径较 大的阳离子和阴离子团。大的阳离子和阴离子团。相对密度小，硬度较低。相对密度小，硬度较低。似长石似长石一群矿物的

20、总称，包括一群矿物的总称，包括霞石族霞石族、方钠石方钠石族、族、白榴石白榴石族、族、钙霞石钙霞石族族日光榴石日光榴石族等族等霞石霞石Nepheline KNa3AlSiO44 六方晶系的架状结构硅酸盐矿物，是最主要的似长石矿物。六方晶系的架状结构硅酸盐矿物，是最主要的似长石矿物。通常晶体呈六方短柱状、厚板状，集合体呈粒状或致密块通常晶体呈六方短柱状、厚板状，集合体呈粒状或致密块状。无色或灰白色，因含杂质而呈浅黄、浅绿或浅红等色，玻状。无色或灰白色，因含杂质而呈浅黄、浅绿或浅红等色，玻璃光泽。贝壳状断口，断口呈典型的油脂光泽。摩氏硬度璃光泽。贝壳状断口，断口呈典型的油脂光泽。摩氏硬度5.5-6，

21、比重，比重2.55-2.66。易于风化易于风化霞石主要产于霞石主要产于富钠贫硅富钠贫硅的碱性火成岩和伟晶岩中。的碱性火成岩和伟晶岩中。霞石主要用于玻璃和陶瓷工业霞石主要用于玻璃和陶瓷工业 霞石晶体霞石晶体沸石族（含水架状结构硅酸盐）17561756年，瑞典矿物学家年，瑞典矿物学家 克朗斯特德克朗斯特德 (Baron (Baron CronstedtCronstedt)在冰岛玄武岩气孔中发现的，在冰岛玄武岩气孔中发现的，形态为美丽白色的晶体，加热时有沸腾现象，形态为美丽白色的晶体，加热时有沸腾现象，取名为沸石（取名为沸石（ZeoliteZeolite）意为沸腾的石头，）意为沸腾的石头，17561

22、756发现第一种沸石为年发现第一种沸石为年辉沸石辉沸石。据统计，自然界已产出沸石现已有据统计，自然界已产出沸石现已有4040多种。多种。人工合成沸石人工合成沸石100100多种。多种。沸石沸石晶体结构中的几种笼晶体结构中的几种笼 晶体结构、性能及用途晶体结构、性能及用途 具有特殊的结构通道，因而具有巨大的具有特殊的结构通道，因而具有巨大的比表面积比表面积、强吸附性强吸附性、离子交换性离子交换性。具明显的阳离子交换能力：。具明显的阳离子交换能力：笼和通道中的笼和通道中的K K、NaNa与骨干联结力弱，易被与骨干联结力弱，易被CaCa2+2+、MgMg2+2+、SrSr、BaBa、CuCu、ZnZ

23、n、NiNi等置换，而结构不被破坏。等置换，而结构不被破坏。通道中的水分可自由出入，加热时可自由逸出，通道中的水分可自由出入，加热时可自由逸出，脱水后的沸石在适当条件下可以重新吸附水。同时可脱水后的沸石在适当条件下可以重新吸附水。同时可吸附其它物质的分子（吸附其它物质的分子（NHNH3 3、COCO2 2、H H2 2S S），在此种情况），在此种情况下，比孔道下，比孔道小小的分子可以进入孔道，而比孔道的分子可以进入孔道，而比孔道大大的的分子则被拒之门外，从而对分子起分子则被拒之门外，从而对分子起筛选筛选作用，因此可作用，因此可以作为以作为分子筛分子筛。广泛用于石油、化工、环保方面。广泛用于石

24、油、化工、环保方面的的污染净化处理。污染净化处理。硬水软化、淡化海水或从海水中提钾；硬水软化、淡化海水或从海水中提钾；除去废水中的放射性元素、重金属、除去废水中的放射性元素、重金属、处理和回收放射性元素处理和回收放射性元素-核废料处理；核废料处理；化工产品净化提纯；化工产品净化提纯；催化剂和催化剂载体；催化剂和催化剂载体；建材建材-水泥活性掺和料；水泥活性掺和料；农牧业农牧业-饲料添加剂，土壤改良剂；饲料添加剂，土壤改良剂；常见的沸石：丝光沸石、斜发沸石、菱常见的沸石：丝光沸石、斜发沸石、菱沸石、毛沸石、片沸石等。沸石、毛沸石、片沸石等。方沸石方沸石辉沸石辉沸石方沸石方沸石下一页下一页片片沸石沸石返回返回丝光丝光沸石沸石