含氧鹽：硅酸鹽總論課件

第十九章含氧鹽礦物大類（一）：

1.概念：含氧酸根+金屬陽離子→鹽類化合物。2.分類（據(jù)絡陰離子團種類）：硅酸鹽、碳酸鹽、硫酸鹽、磷酸鹽、硼酸鹽、硝酸鹽鎢酸鹽、鉬酸鹽、鉻酸鹽砷酸鹽、釩酸鹽。一含氧鹽礦物概述第十九章含氧鹽礦物大類（一）：

1.概念：含氧酸根+1概念：硅酸根+金屬陽離子。礦物種數(shù)：>600，占已知礦物1/6以上。地殼分布：85WB%，三大類巖石主要造巖礦物。資源屬性：堿金屬、Be、B、Zr等金屬、非金屬——石棉、滑石、云母、高嶺石、沸石

寶玉石礦物二硅酸鹽礦物類Silicates一)概述概念：硅酸根+金屬陽離子。二硅酸鹽礦物類一)概2絡陰離子——[SiO4]4-。附加陰離子——少數(shù)有（OH）-、F-、Cl-、O2-、[CO3]2-、[SO4]2-、[PO4]3-

陽離子——約40種，惰氣型和過渡型泋離子：（H3O）+

水分子：H2O二)晶體化學1.

化學組成絡陰離子——[SiO4]4-。二)晶體化學1.

化3[SiO4]4-構成的絡陰離子內Si—O鍵:共價鍵為主，鍵力生成能從島狀到架狀減小，>3000千卡/克分子絡陰離子外O－M鍵：

離子鍵，<1000千卡/克分子

含（OH）-者：氫鍵2.化學鍵性2.化學鍵性41）島狀——單四面體[SiO4]，Si/O=1/4，例：橄欖石(Mg,Fe)2［SiO4］活性氧/端氧——雙四面體[Si2O7]，Si/O=1/3.5，例：異極礦Zn4[Si2O7](OH)2·H2O惰性氧/橋氧3.

硅氧骨干1）島狀3.

硅氧骨干52）環(huán)狀Si/O=1/3——三方環(huán)[Si3O9]，例：硅酸鋇鈦礦——復三方環(huán)[Si6O18]，例：電氣石——四方環(huán)[Si4O12]，例：包頭礦——六方環(huán)[Si6O18]，例：綠柱石2）環(huán)狀Si/O=1/36——單鏈，Si/O=1/3二重單鏈[Si2O6]，例：透輝石三重單鏈[Si3O9]，例：硅灰石五重單鏈[Si5O15]，例：薔薇輝石——雙鏈，閃石Si/O=1/2.75例：透閃石Ca2Mg5[Si4O11]2（OH）23）鏈狀Si/O=1/3——單鏈，Si/O=1/33）鏈狀Si/O=1/37圖19-4單鏈狀硅氧骨干輝石二重單鏈［Si2O6］；(b)硅灰石三重單鏈［Si3O9］；(c)薔薇輝石五重單鏈［Si5O15］(潘兆櫓等，1993)

圖19-4單鏈狀硅氧骨干8圖19-5雙鏈硅氧骨干角閃石雙鏈［Si4O11］；(b)硬硅鈣石雙鏈［Si4O17］；(c)夕線石雙鏈［AlSiO5］；(d)星葉石雙鏈［Si4O12］(潘兆櫓等，1993)

圖19-5雙鏈硅氧骨干9例：滑石Mg3[Si4O10]（OH）2魚眼石KCa4[Si4O10]2F-·8H2O滑石魚眼石4）層狀Si/O=1/2.5滑石魚眼石4）層狀Si/O=1/2.510例：鉀長石K[AlSi3O8]鈣長石Ca[Al2Si2O8]白榴石K[AlSi2O6]方鈉石Na8[AlSi3O8]6Cl2思考：——架狀骨干中，必須有部分Si4+為Al3+所代替？——架狀硅酸鹽中的陽離子，都是低電價、大半徑、高配位數(shù)的離子，有時含附加陰離子和水分子？

5）架狀（Si+Al）/O=1/2，5）架狀（Si+Al）/O=1/2，11方柱石方鈉石方柱石方鈉石12注：——兩種骨干共存：綠簾石Ca2（Al，F(xiàn)e3+）3[SiO4][Si2O7]O（OH）——兩種骨干過渡：葡萄石Ca2Al[AlSi3O10]（OH）2注：13

——AlIV→鋁硅酸鹽aluminosilicate:鈉長石Na[AlSi3O8]——AlVI→鋁的硅酸鹽aluminumsilicate：高嶺石Al2[Si4O10]（OH）8——AlVI+AlIV→鋁的鋁硅酸鹽：白云母K{Al2[AlSi3O10]（OH）2}

RAl3+/RO2-=0.419，與四次配位與六次配位分界處的陰陽離子半徑比值0.414相近，所以，Al既可以四次配位，也可以六次配位。4.鋁的作用——AlIV→鋁硅酸鹽aluminosilicate14AlIV代替Si難易排序：——島、環(huán)、單鏈、雙鏈、層、架AlIV/Si≤1∶1Al—O價鍵力（或鍵強）小于Si—O鍵鍵強，因此，［AlO4］四面體比［SiO4］四面體不穩(wěn)定，且體積也大于［SiO4］四面體，所以［AlO4］四面體要靠［SiO4］四面體聯(lián)接起來才穩(wěn)定。AlIV代替Si難易排序：15幾個完全類質同象系列：橄欖石系列——（Mg2+，F(xiàn)e2+）2［SiO4］

鎂鋁榴石系列：(Mg,Fe,Mn)3Al2[SiO4]3鈣鐵榴石系列：Ca3（Al,Fe,Cr,V,Zr）2[SiO4]3單斜輝石系列——Ca（Mg，F(xiàn)e）［Si2O6］斜長石系列——Na［AlSi3O8］-Ca［Al2Si2O8］

5.類質同象Isomorphism從島狀→環(huán)狀→鏈狀→層狀→架狀，不同大小的離子的代換范圍依次減小。幾個完全類質同象系列：

5.類質同象I16（1）島狀——三向等長：石榴子石、橄欖石等。

［AlO6］八面體分布的影響：

如藍晶石∥{100}的板狀，［AlO6］八面體層；紅柱石、綠簾石柱狀，［AlO6］八面體鏈。（2）環(huán)狀——一向延長：綠柱石、電氣石。（3）鏈狀——一向延長：輝石、角閃石、硅灰石。（4）層狀——二維延展：云母、葡萄石。（5）架狀——取決于架內化學鍵的分布。

如：鈉沸石中有較強的鏈——柱狀。長石中平行a和c軸較強鏈——平行a或c軸板狀。三)形態(tài)物性1.形態(tài)——取決于硅氧骨干型式和其他配位多面體，特別是［AlO6］八面體連結方式。（1）島狀——三向等長：石榴子石、橄欖石等。三)形態(tài)物性17（1）一般為淺色或無色,玻璃、金剛光澤，透明；硬度較高（僅次于無水氧化物，但層狀骨干者很小，為什么？從層鍵和層間陽離子性質考慮。）（2）解理與硅氧骨干形式和［AlO6］八面體的聯(lián)結有關:？請自己歸納。（3）相對密度與結構形式和化學成分有關。？請自己歸納。（從結構緊密度和含水情況考慮）。2.物性——離子晶格的特性（1）一般為淺色或無色,玻璃、金剛光澤，透明；硬度較高（僅次18依據(jù)：硅氧骨干的型式。亞類：（1）島狀結構硅酸鹽；（1）環(huán)狀結構硅酸鹽；（2）鏈狀結構的硅酸鹽；（3）層狀結構的硅酸鹽；（4）架狀結構的硅酸鹽。四)亞類的劃分依據(jù)：硅氧骨干的型式。四)亞類的劃分19（1）巖漿作用?！U文反應系列。鋯石、榍石、橄欖石、輝石、角閃石、云母、長石。（2）偉晶作用。——含半徑過小(如Li、Be等)或過大(如Rb、Cs)的離子的硅酸鹽（鋰云母、綠柱石）和含揮發(fā)組分(B、F)的硅酸鹽（電氣石、黃玉）。（3）變質作用。

——接觸變質：紅柱石、堇青石、透輝石、透閃石、硅灰石、石榴石。——區(qū)域變質：石榴石、藍晶石、十字石、輝石、閃石、夕線石、云母、長石。（4）熱液作用。

——綠簾石、

透閃石、陽起石、葉蠟石、高嶺石、滑石、蛇紋石、綠泥石、沸石。（5）外生作用。——高嶺石、蒙脫石、蛭石。五)成因產狀（1）巖漿作用。五)成因產狀20

1.硅氧骨干類型與形態(tài)物性關系的本質;

2.以Al2SiO5的三種同質多象變體為例,從配位數(shù)的影響因素分析鋁在硅酸鹽礦物中存在形式的成因意義；3.電氣石族礦物的顏色變化及其類質同象系列與其成因的關系；思考題1.硅氧骨干類型與形態(tài)物性關系的本質;21第十九章含氧鹽礦物大類（一）：

1.概念：含氧酸根+金屬陽離子→鹽類化合物。2.分類（據(jù)絡陰離子團種類）：硅酸鹽、碳酸鹽、硫酸鹽、磷酸鹽、硼酸鹽、硝酸鹽鎢酸鹽、鉬酸鹽、鉻酸鹽砷酸鹽、釩酸鹽。一含氧鹽礦物概述第十九章含氧鹽礦物大類（一）：

1.概念：含氧酸根+22概念：硅酸根+金屬陽離子。礦物種數(shù)：>600，占已知礦物1/6以上。地殼分布：85WB%，三大類巖石主要造巖礦物。資源屬性：堿金屬、Be、B、Zr等金屬、非金屬——石棉、滑石、云母、高嶺石、沸石

寶玉石礦物二硅酸鹽礦物類Silicates一)概述概念：硅酸根+金屬陽離子。二硅酸鹽礦物類一)概23絡陰離子——[SiO4]4-。附加陰離子——少數(shù)有（OH）-、F-、Cl-、O2-、[CO3]2-、[SO4]2-、[PO4]3-

陽離子——約40種，惰氣型和過渡型泋離子：（H3O）+

水分子：H2O二)晶體化學1.

化學組成絡陰離子——[SiO4]4-。二)晶體化學1.

化24[SiO4]4-構成的絡陰離子內Si—O鍵:共價鍵為主，鍵力生成能從島狀到架狀減小，>3000千卡/克分子絡陰離子外O－M鍵：

離子鍵，<1000千卡/克分子

含（OH）-者：氫鍵2.化學鍵性2.化學鍵性251）島狀——單四面體[SiO4]，Si/O=1/4，例：橄欖石(Mg,Fe)2［SiO4］活性氧/端氧——雙四面體[Si2O7]，Si/O=1/3.5，例：異極礦Zn4[Si2O7](OH)2·H2O惰性氧/橋氧3.

硅氧骨干1）島狀3.

硅氧骨干262）環(huán)狀Si/O=1/3——三方環(huán)[Si3O9]，例：硅酸鋇鈦礦——復三方環(huán)[Si6O18]，例：電氣石——四方環(huán)[Si4O12]，例：包頭礦——六方環(huán)[Si6O18]，例：綠柱石2）環(huán)狀Si/O=1/327——單鏈，Si/O=1/3二重單鏈[Si2O6]，例：透輝石三重單鏈[Si3O9]，例：硅灰石五重單鏈[Si5O15]，例：薔薇輝石——雙鏈，閃石Si/O=1/2.75例：透閃石Ca2Mg5[Si4O11]2（OH）23）鏈狀Si/O=1/3——單鏈，Si/O=1/33）鏈狀Si/O=1/328圖19-4單鏈狀硅氧骨干輝石二重單鏈［Si2O6］；(b)硅灰石三重單鏈［Si3O9］；(c)薔薇輝石五重單鏈［Si5O15］(潘兆櫓等，1993)

圖19-4單鏈狀硅氧骨干29圖19-5雙鏈硅氧骨干角閃石雙鏈［Si4O11］；(b)硬硅鈣石雙鏈［Si4O17］；(c)夕線石雙鏈［AlSiO5］；(d)星葉石雙鏈［Si4O12］(潘兆櫓等，1993)

圖19-5雙鏈硅氧骨干30例：滑石Mg3[Si4O10]（OH）2魚眼石KCa4[Si4O10]2F-·8H2O滑石魚眼石4）層狀Si/O=1/2.5滑石魚眼石4）層狀Si/O=1/2.531例：鉀長石K[AlSi3O8]鈣長石Ca[Al2Si2O8]白榴石K[AlSi2O6]方鈉石Na8[AlSi3O8]6Cl2思考：——架狀骨干中，必須有部分Si4+為Al3+所代替？——架狀硅酸鹽中的陽離子，都是低電價、大半徑、高配位數(shù)的離子，有時含附加陰離子和水分子？

5）架狀（Si+Al）/O=1/2，5）架狀（Si+Al）/O=1/2，32方柱石方鈉石方柱石方鈉石33注：——兩種骨干共存：綠簾石Ca2（Al，F(xiàn)e3+）3[SiO4][Si2O7]O（OH）——兩種骨干過渡：葡萄石Ca2Al[AlSi3O10]（OH）2注：34

——AlIV→鋁硅酸鹽aluminosilicate:鈉長石Na[AlSi3O8]——AlVI→鋁的硅酸鹽aluminumsilicate：高嶺石Al2[Si4O10]（OH）8——AlVI+AlIV→鋁的鋁硅酸鹽：白云母K{Al2[AlSi3O10]（OH）2}

RAl3+/RO2-=0.419，與四次配位與六次配位分界處的陰陽離子半徑比值0.414相近，所以，Al既可以四次配位，也可以六次配位。4.鋁的作用——AlIV→鋁硅酸鹽aluminosilicate35AlIV代替Si難易排序：——島、環(huán)、單鏈、雙鏈、層、架AlIV/Si≤1∶1Al—O價鍵力（或鍵強）小于Si—O鍵鍵強，因此，［AlO4］四面體比［SiO4］四面體不穩(wěn)定，且體積也大于［SiO4］四面體，所以［AlO4］四面體要靠［SiO4］四面體聯(lián)接起來才穩(wěn)定。AlIV代替Si難易排序：36幾個完全類質同象系列：橄欖石系列——（Mg2+，F(xiàn)e2+）2［SiO4］

鎂鋁榴石系列：(Mg,Fe,Mn)3Al2[SiO4]3鈣鐵榴石系列：Ca3（Al,Fe,Cr,V,Zr）2[SiO4]3單斜輝石系列——Ca（Mg，F(xiàn)e）［Si2O6］斜長石系列——Na［AlSi3O8］-Ca［Al2Si2O8］

5.類質同象Isomorphism從島狀→環(huán)狀→鏈狀→層狀→架狀，不同大小的離子的代換范圍依次減小。幾個完全類質同象系列：

5.類質同象I37（1）島狀——三向等長：石榴子石、橄欖石等。

［AlO6］八面體分布的影響：

如藍晶石∥{100}的板狀，［AlO6］八面體層；紅柱石、綠簾石柱狀，［AlO6］八面體鏈。（2）環(huán)狀——一向延長：綠柱石、電氣石。（3）鏈狀——一向延長：輝石、角閃石、硅灰石。（4）層狀——二維延展：云母、葡萄石。（5）架狀——取決于架內化學鍵的分布。

如：鈉沸石中有較強的鏈——柱狀。長石中平行a和c軸較強鏈——平行a或c軸板狀。三)形態(tài)物性1.形態(tài)——取決于硅氧骨干型式和其他配位多面體，特別是［AlO6］八面體連結方式。（1）島狀——三向等長：石榴子石、橄欖