层状结构硅酸盐矿物作业Word文件下载.docx
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变质作用（主要指区域变质作用形成的硅酸盐矿
物,一方面取决于原岩成分,另一方面取决于变质作用的物理化学条件。
硅酸盐矿物及其组合在变质作用中的演变是变质作用的重要标志。
表生作用形成的硅酸盐矿物以粘土矿物为主,多属于层状硅酸盐,它们在表生作用条件下是最稳定的。
（四分类
硅酸盐矿物按结构中络阴离子的不同,分为5种类型,因此在分述中,这5种类型相应的划分为5个亚类:
<
1>
岛状结构硅酸盐亚类
2>
环状结构硅酸盐亚类
3>
链状结构硅酸盐亚类
4>
层状结构硅酸盐亚类
5>
架状结构硅酸盐亚类
我们只对层状结构硅酸盐亚类进行分述
层状结构硅酸盐是硅酸盐类矿物按晶体结构特点划分的亚类之一,层状硅酸盐中的络阴离子,可以看成是由链状络阴离子进一步相互连接而成。
只要符合硅氧四面体分布在一个平面内,且彼此相连的,便属于层状硅酸盐。
是一系列[ZO4]四面体以角顶相连成二维无限延伸的层状硅氧骨干的硅酸盐矿物。
硅氧骨干中最常见的是每个四面体均以三个角顶与周围三个四面体相连而成六角网孔状的单层,其所有活性氧都指向同一侧。
它广泛地存在于云母、绿泥石、滑石、叶蜡石、蛇纹石和粘土矿物中,通常称之为四面体片。
四面体片通过活性氧再与其他金属阳离子（主要是Mg2+、Fe2+、Al3+等相结合。
这些阳离子都具有八面体配位,各配位八面体均共棱相连而构成二维无限延展的八面体片。
四面体片与八面体片相结合,便构成了结构单元层。
如果结构单元层只由一片四面体片与一片八面体片组成,是1∶1型结构单元层,如高岭石、蛇纹石中的层。
如是由活性氧相对的两片四面体片夹一片八面体片构成,则为2∶1型结构单元层,如云母、滑石、蒙脱石中的层。
如果结构单元层本身的电价未达平衡,则层间可以有低价的大半径阳离子（如K+、Na+、Ca2+等存在,如云母、蒙脱石等。
后者的层间同时还有水分子存在。
此外,八面体片中与四面体片的一个六元环范围相匹配的是中心呈三角形分布的三个八面体。
当八面体位臵为二价阳离子占据时,此三个八面体中都必须有阳离子存在,才能达到电价平衡。
若为三价阳离子时,则只需有两个阳离子即可达到平衡,此时另一个八面体位臵是空的。
据此,还可将结构单元层区分为三八面体型和二八面体型。
在层状结构硅酸盐矿物中,矿物晶体的形态一般都呈二向延展的板状、片状的外形,并具有一组平行于硅氧骨干层方向的完全解理。
在晶体光学性质上,极大多数矿物呈一轴晶或二轴晶负光性,并具正延性。
双折射率大。
当矿物的化学组成中具有过渡元素离子时,多色性和吸收性都十分显著。
层状硅酸盐矿物一般呈浅色（含铁者颜色加深,具平行于层的片状晶形和极完全的片状解理,硬度低,密度亦偏低。
粘土矿物多数是层状硅酸盐矿物。
滑石族
滑石Mg3[Si4O10]（OH2
主要化学组成MgO31.72%,SiO263.52%,H2O4.76%。
常混入Fe,Al,Mn,Ca,Ni,Fe有时混入较多。
晶系单斜晶系。
对称型L2PC或P。
晶体结构是由三个基本结构层组成的结构单
元层堆砌而成每个单元层中,上下两层均系硅氧四面体层,尖端彼此相对,中夹氢氧硅镁层。
一般不含层间水。
形态偶见假六方或菱形的片状单晶体。
通常呈致密块状、叶片状、放射星状、纤维状集合体产出。
主要物理性质无色透明或白色,因含少量杂质儿可呈现浅绿、浅黄、浅棕色。
解理面上呈珍珠光泽。
硬度1。
手触有滑腻感,解理片具挠性,相对密度2.58-2.83。
导热导电性差。
成因和产状主要成因有超基性岩、白云岩热液蚀变和接触变质。
鉴定特征低硬度,有滑感,较浅的颜色以及片状形态。
叶腊石族
叶腊石Al2[Si4O10]（OH2
主要化学组成Al2O328.3%,SiO266.7%;
H2O5.0%。
对成型L2PC。
形态单晶体及其罕见。
通常呈叶片状、放射状或致密块状集合体。
隐晶质致密块状体俗称寿山石,冻石等。
主要物理性质白色、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1~1.5。
相对密度2.65~2.90。
有滑感,解理片具挠性。
成因和产状主要是酸性喷出岩或结晶片岩经热液变质而成。
鉴定特征质地细腻,常呈淡黄、乳灰白、灰绿等颜色。
在雕刻工艺和印章制作中,叶蜡石有悠久历史。
蛇纹石族
包括三个主要的同质多象变体,分别成为纤蛇纹石、鳞蛇纹石和叶蛇纹石。
所谓的胶蛇纹石是指凝胶状的蛇纹石而言,成分中富含水,外观作蛋白状或肉冻状,是胶体成因的纤蛇纹石或鳞蛇纹石,或是两者的混合物,所以胶蛇纹石实际不是一种矿物的名称。
蛇纹石Mg6[Si4O10]（OH8
主要化学组成:
MgO43%,SiO244.1%,H2O12.9%。
晶体结构:
单斜晶系。
对成型P或L2PC。
形态:
蛇纹石的单晶体极为罕见,一般呈细鳞片状,致密块状集合体,或呈具胶凝体特征的肉冻状状块体。
常被揉搓,显示出带有滑动的剪切面,有时其中还夹有极薄的石棉细脉。
呈鳞片状者,多为叶蛇纹石。
呈显微鳞片状者可为叶蛇纹石或鳞纹石。
蛇纹石呈纤维状者,称作蛇纹石石棉或温石棉。
物理性质:
一般呈绿色,有时深有时浅,也有的呈白色,浅黄色,灰色,蓝绿色或褐色。
常见的块体呈油脂光泽或蜡状光泽,硬度2.5—3.5。
除纤维状者外,{001}解理完全。
相对密度2.55左右。
温石棉的拉伸强度较角闪石石棉高,但遇酸可被腐蚀,所以耐酸能力不及角闪石石棉。
实验证明,纤蛇纹石的耐酸能力最弱,叶蛇纹石最强,而鳞蛇纹石居中。
蛇纹石和高岭石一样,在结构单元层间一般不吸附水。
但由于粒径极细,或呈纤维状,因而在纤维之间或细片之间可以吸附少量水。
需要
经过较长时间的烘干,才能使其脱失。
在空气中加热时,大约在600度左右即转变成橄榄石。
成因产状:
蛇纹石主要是由超基性岩经过热液蚀变而形成的。
镁质大理岩或白云岩受接触变质作用时,会形成蛇纹石,或者先形成橄榄石与顽火辉石,再经过蛇纹石化而形成蛇纹石。
鉴定特征:
根据颜色,蜡状光泽,较小的硬度,致密块状加以鉴别。
纤蛇纹石则可从特有的纤维状形态加以判别。
它与角闪石石棉可以用研磨法区分。
角闪石石棉压研以后呈碎粉状,而温石棉经研磨后,并不碎裂成细粉,而是粘结成小片,很难使之呈粉末状。
硅镁镍矿可以利用其产状,土状形态以及苹绿色等加以识别。
高岭石族
高岭石Al4[Si4O10]（OH8
主要化学组成Al2O339.50%,SiO246.54%,H2O13.96%.
晶系三斜晶系或单斜晶系。
对称型L1或P。
形态单晶体呈片状很罕见,且个体极小。
在显微镜下,可以看到片状晶体,呈六方形、三角形、或切角的三角形。
结合体呈疏松鳞片状、土状或致密块状,偶见钟乳状。
主要物理性质纯者白色,因含杂质可染成其它颜色。
致密块体光泽暗淡无光泽或呈蜡状。
具{001}极完全解理,硬度1.0-3.5,相对密度2.61-2.68。
致密块体具粗糙感,干燥时具吸水性,湿态具可塑性,但加水不膨胀。
成因及产状高岭石是黏土矿物中最常见的一种。
是黏土质沉积物的主要矿物成分。
许多硅酸盐矿物都能风化成高岭石。
有的在原地堆积,有的则经过搬运,在沉积。
高岭石也可由热液蚀变而成。
也就是说高岭石是酸性介质,风化作用或低温热液交代的产物。
鉴定特征致密土状块体易捏碎成粉末、粘舌、加水具可塑性,在密闭的试管内加热后失去水分。
多水高龄石族
主要矿物:
多水高岭石硅孔雀石
多水高龄石Al4[Si4O10]〃（OH8〃4H2O
Al2O334.7%,SiO240.8%,H2O24.5%。
晶系:
对成型P。
常呈胶凝体状的块体,干燥后压碎,可呈尖棱碎状。
表面平坦或呈贝壳状断口。
电子显微镜下呈管状,与高岭石的片状形态远不相同。
主要物理性质:
色白,因含杂质而染成浅黄,浅红,浅绿,浅棕色等。
外壳往往因吸附了铁的氧化物而呈铁锈色。
硬度1-2。
有滑感。
成因和产状:
多水高岭石常与高岭石相伴生。
有些情况下先形成多水高岭石,然后再被高岭石所替代。
多水高岭石与高岭石外形相似,难以区分,需要利用X射线粉晶数据,差热分析等手段加以鉴别。
如果发现时致密块状体,且干燥后裂开成带棱角的碎块
时,则多系变多水高岭石。
硅孔雀石（Cu,Al2H2Si2O5（OH4〃nH2O
SiO277.29%,CuO44.43%,H2O18.72%,Fe2O3痕迹,Al2O3痕迹,总计98.56。
硅孔雀石中常含有Fe2O3、P2O5等杂质。
含P2O5高达7~9%者叫磷硅孔雀石（cyanochalcite;
斜方晶系。
常呈隐晶质或胶态集合体,钟乳状、皮壳状、土状等;
绿色,浅蓝绿色,参差状断口,玻璃光泽,具蜡状光泽,土状者呈土状光泽。
产于含铜矿床的氧化带里,是铜硫化物风化后的次生矿物;
色绿,胶体形态,产于含铜矿床的氧化带里可作为鉴定特征。
蒙脱石族
蒙脱石贝得石囊脱石皂石
蒙脱石（Na,Ca0.33（Al,Mg2[Si4O10]（OH2〃nH2O
由于蒙脱石的结构基本上与叶腊石,滑石相同,所以它的化学组成也与这两种矿物相似,其化学式（Na,Ca0.33（Al,Mg2[Si4O10]（OH2〃nH2O
单晶体尚未发现。
颗粒极细,属胶体微粒。
在电子显微镜下呈绒毛状或毛毡状。
通常呈土状,块状集合体。
白色或灰白色,因含杂质而染有黄,浅玫瑰红,蓝或绿等色。
土状者光泽暗淡。
相对密度2-3。
蒙脱石是斑脱石,膨润土中最主要的组成矿物,是由基性火山岩特别是基性的火山凝灰岩或火山灰风化而成。
蒙脱石也可以由热液蚀变作用或热泉作用形成。
蒙脱石的定性鉴定,一般利用其加水膨胀性。
但精确鉴定需要采用几种手段,诸如X射线粉晶数据,热差分析曲线,阳离子交换性能,电子显微镜下的形态特征以及染色效应等。
矿物名:
皂石（灰白色graySoapstone
化学式:
Mg3[Si4O10]（OH2,
化学组成:
MgO31.72%,SiO263.12%,H2O4.76%;
灰色或绿色等,不平坦断口,完全解理,珍珠光泽,解理面上呈珍珠光泽。
为滑石变种;
常与绿泥石、透角闪石和云母等相伴生;
滑石的主要成因有热液蚀变和低温热变质两种。
超基性岩的皂化属于前一种。
所谓皂化是指形成富含滑石的一种围岩蚀变,经常与蛇纹石化作用相伴,所以滑石与蛇纹石经常共生。
此外,已经形成的蛇纹岩也可蚀变成滑石。
转变过程则系通过硅化或碳酸盐化作用形成,蛇纹石滑石菱镁矿,所以滑石又经常与菱镁矿共生。
具有云母的晶态,完全的解理,最低的硬度,和油滑的触感。
不受任何酸类的影响。
云母族
白云母Kal2[Si3AlO10]（OH,F2
SiO244-50%,Al2O320-33%,K2O9-11%,Na2O0.95-1.8%,MgO1.32-2%,Fe2O32-6%,H2O0.13%
白云母斜方柱晶类,通常呈板状或片状,外形成假六方形或菱形。
柱面有明显的横条纹。
双晶常见,多依云母律生成接触双晶或穿插三连晶。
在天然环境下常呈板状假六面形晶体、片状或鳞片状。
颜色从无色到白色,有时也会呈绿色、棕色等,条痕为无色,具有玻璃或珍珠光泽,透明或半透明。
硬度2.5-4,相对密度2.77-2.88。
解理极完全,有的具（110和（010裂理,有发育非常良好的底面解理。
白云母是分有很广的造岩矿物之一,在三大岩类中均有产出。
泥质岩石在低级区域变质过程中可以形成绢云母,变质程度稍高时,成为白云母。
酸性岩浆结晶晚期以及伟晶作用阶段,均有大量白云母生成。
由高温至中低温的蚀变作用过程中,也能生成。
所谓云英岩化是高温蚀变作用之一,能形成大量白云母。
白云母矿产于伟晶岩脉中,而伟晶岩脉则呈带状分布,并多成群密集出现。
伟晶岩脉群呈疏密相间、断续延伸或斜列排列。
密集带宽几百米至数千米,长几千米至1万余米,断续延长可达几万米。
白云母是分布很广而且很常见的造岩矿物,亦为花岗岩中的主要矿物。
在某些片状的岩石中,它会以细小的纤维状出现,因为具有丝状光泽而被称为绢云母（Sericite。
白云母是绝缘、耐高温、有光泽、物理化学性能稳定,具有良好的隔热性、弹性和韧性。
海绿石族
海绿石K1-X（Al,Fe2[Al1-XSi3+XO10]（OH2
成分类型与伊利石相似,只是Y组阳离子以Fe3+为主,其次才是Al和少量的Fe2+,Mg。
四面体片中Al代Si引起正电荷之不足由层间阳离子K补偿,K可少量为Na、Ca代替。
K在结构式中小于1,约为0.6-1.0之间,有层间水。
颜色一般为暗绿至绿黑色,也有的为黄绿,灰绿色。
不透明,无光泽,硬度2—3。
{001}解理很少见。
相对密度2.2—2.8。
条痕为浅绿色,无荧光。
通常呈细小圆粒侵染于不纯灰岩、粘土岩或硅质岩中。
也有的呈疏松砂粒分散于滨海砂中。
在还原状熊的浅海环境及缓慢的沈积作用之下,始可形成海绿石。
深度十至二百五十公尺之温带海底（海水温度达摄氏十五至三十度产海绿石。
因此海绿石被称为深度指示矿物（DepthIndicator,又被称为缓慢沈积作用
之指示矿物（IndicatorofSlowSedimentation。
中国南海浅海海域之现代沈积物之大部分岩样内左有孔虫,一部分被海绿石所交代,但尚保持其原有形态。
此表示海绿石之形成与海洋生物之生物化学作用有关。
海绿石颗粒之直径平均达半公厘。
海绿石一般呈绿色至绿黑色,在薄片呈淡绿黄色至绿色,氧化时呈黄褐色。
海绿石产於石英砂岩,又处於长石砂岩、石灰岩及白云岩。
一般绿色砂及绿色砂泥灰为重要的含海绿石沈积物,又为钾之主要来源。
晶体呈细小假六方外形,但极为少见。
通常成直径为数毫米的圆粒状体,分布于疏松的硅质或粘土质碳酸盐岩石中。
暗绿至绿黑色,和有呈黄绿、灰绿色;
不透明;
通常无光泽;
性脆;
蛭石族
蛭石（Mg,Ca0.7（Mg,Fe,Al6.0[（Al,Si8.0]（OH4.8H2O。
化学组成蛭石类似蒙脱石,也是三八面体式。
是一种含镁的水铝硅酸盐次生变质矿物,外形似云母,通常由黑（金云母经热液蚀变作用或风化而成,因其受热失水膨胀时呈挠曲状,形态酷似水蛭,故称蛭石。
通常呈片状。
褐、黄褐或古铜色。
油脂光泽
常依黑云母或金云母呈假象。
多呈褐、黄褐、金黄、青铜色,有时带绿色。
光泽较云母弱,油脂光泽或珍珠光泽。
解理完全,薄片有挠性。
硬度1-1.5。
相对密度2.4-2.7
外形似云母,通常由黑（金云母经热液蚀变作用或风化而成,因其受热失水膨胀时呈挠曲状,形态酷似水蛭,故称蛭石
外形与黑云母相似,但光泽、解理程度、硬度、薄片弹性均较黑云母弱。
灼烧时体积强烈膨胀为其主要特征。
伊利石族
伊利石
单斜晶系。
伊利石呈显微或超显微的鳞片状。
伊利石是一种类似云母的有层状结构的粘土矿物,也被称为水白云母。
伊利石黏上（岩,又称水云母黏土,外观白色、灰白色,含杂质较多的呈灰色或黑色。
常见于黏土以及黏土质岩石中。
主要是由白云母或钾长石风化后变成的,并且伊利石还会再变成其他粘土矿物。
伊利石黏土（岩的矿物成分主要为伊利
石,含少量的高岭石、蒙脱石、绿泥石、叶蜡石等。
碎屑矿物常见的有石英、长石、铁质等。
伊利石黏土（岩的化学成分因含有其它杂质变化较大,除SiO2、Al2O3含量高低差别较大外,K2O和Na2O较稳定,一般K2O在6%-9%,Na2O在0.5%-1.5%之间。
伊利石常呈极细小的鳞片状晶体﹐透射电子显微镜下呈不规则的或带棱角的薄片状﹐有时也呈不完整的六边形和板条状形态﹐伊利石的片状或条状的晶体非常细小,通常呈土状集合体产出,。
外观白色、灰白色,含杂质较多的呈灰色或黑色,土状、性脆、易碎、质地细腻、光滑,硬度小,久臵水中不膨胀,松散有混浊现象。
绿泥石族
绿泥石斜绿泥石鲕绿泥石
绿泥石Y3[Z4O10]（OH2〃Y3（OH6
单斜、三斜或正交（斜方晶系.
晶体呈假六方片状或板状,薄片具挠性,集合体呈鳞片状、土状。
颜色随含铁量的多少呈深浅不同的绿色。
玻璃光泽至无光泽,解理面可呈珍珠光泽。
比重2.6~3.3,摩斯硬度2~3。
绿泥石主要是中、低温热液作用,浅变质作用和沉积作用的产物。
在火成岩中,绿泥石多是辉石、角闪石、黑云母等蚀变的产物。
富铁绿泥石主要产于沉积铁矿中。
由海相沉积而成的鲕绿泥石,达到工业利用指标的,可作铁矿石开采。
绿泥石与云母极相似,但前者具有特征的绿色,有挠性而无弹性。
绿泥石是一些变质岩的造岩矿物。
火成岩中的镁铁矿物如黑云母、角闪石、辉石等在低温热水作用下易形成绿泥石。
绿泥石,亦称碧石,产于台湾省花莲县七星潭。
该石颜色有黄绿、棕绿或碧绿色。
石肌常呈凹凸、扭转、不规则突球状。
石形多变化,有山、岛屿、湖、动物等。
石质坚硬致密,触感佳。
锂绿泥石LiAl2（OH6{Al2[AlSi3O10]（OH2}
化学组成SiO233.40%,Al2O347.47%,Fe2O30.00%,FeO0.71%,MnO痕,MgO0.20%,CaO0.45%,Na2O+K2O0.09%,Li2O3.12%,H2O+14.98%,H2O-0.23%,总计100.65。
单斜或三斜晶系
晶体呈假六方片状或板状,少数呈桶状,但晶体少,常呈鳞片状集合体。
白色、淡黄、淡绿至玫瑰色,解理{001}极完全,解理片具挠性,无荧光,在显微镜下无色,硬度2.5。
产于富锂的花岗伟晶岩中,呈珍珠状覆盖在红色电气石上,为红色电气石的蚀变产物。
以其颜色、形态和显微镜下无色作为鉴定特征。
葡萄石族
葡萄石Ca2Al（AlSi3O10（OH2
化学组成可含Fe、Mg、Mn、Na、K等元素。
斜方晶系
葡萄石是一种硅酸盐矿物,通常它们出现在火成岩的空洞中,有时在钟乳石
上也可以见到它们。
葡萄石的颜色从浅绿到灰色之间,还有白、黄、红等色调的,但常见的为绿色。
透明和半透明都有。
它们的形状有板状、片状、葡萄状、肾状、放射状或块状集合体等
晶质集合体,常呈板状、片状、葡萄状、肾状、放射状或块状集合体。
解理:
一组完全至中等解理:
完全解理;
中等解理,集合体通常不见。
半透明,玻璃光泽常见颜色:
白色、浅黄、肉红、绿,常呈浅绿色。
葡萄石是经热液蚀变后所形成的一种次生矿物,主要产在玄武岩和其它基性喷出岩的气孔和裂隙中,常与沸石类矿物、硅硼钙石（Datolite、方解石和针钠钙石（Pectolite等矿物共生。
此外,部分火成岩发生变化时,其内的钙斜长石也可转变形成葡萄石。
（1放大观察:
纤维状结构,放射状排列。
（2加热熔解会发泡,并变成白色玻璃状
（3具白色条痕
黏土类矿物
[1]概念
黏土:
是黏土矿物的集合体。
黏土矿物:
是各种颜色、细分散的多种含水的层状硅酸盐及含水的非晶质硅酸盐矿物的总称。
[2]黏土矿物的分类
1980年国际分类方案为:
1:
1层型--高岭石---蛇纹石族
2:
1层型--滑石—叶腊石族、蒙皂石族、蛭石族、
云母族、脆云母族、绿泥石族及坡缕石—海泡石族。
（7个
[3]黏土矿物的基本结构
黏土矿物属于层状结构的硅酸盐矿物。
主要有两大类,一种是非晶质,一类是晶质。
[4]黏土矿物的基本性质
（1可塑性（2膨胀性
（3稠性（4分散性
（5凝聚性（6黏性
（7触变性（8离子交换性
[5]黏土的形成
（1风化作用（4有机酸的腐蚀作用
（2机械侵蚀作用（5蒸汽与热水的作用
（3化学分解作用
[6]黏土的组成与性能
化学成分中:
含SiO246.5%,Ai2O339.5%H2O14%（1黏土的矿物组成
黏土中的矿物主要有:
黏土质矿物硅石质矿物矾土质矿物
铁质矿物钙质矿物镁质矿物
碱类矿物钛质矿物含碳物质
（2黏土的颗粒组成
黏土中各种尺寸的百分含量叫颗粒组成。
测定颗粒组成的方法:
筛分法、沉降法、离心法、显微镜法。
[7]黏土研究方法
层状硅酸盐矿物,其结晶颗粒多数都很微小,研究方法具有特殊的要求,比较有效的研究手段有:
（1黏土的简易鉴定法
（2化学分析法
（3物理分析法:
颗粒分析、可塑性实验、泥浆性能测定
（4矿物组成的测定:
包括,热分析法、X--射线研究法、电子衍射法、电子显微镜法、核磁共振吸收法、紫外吸
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