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文檔簡介

第二十一章第四大類

含氧鹽大類(一)第二十一章第四大類

含氧鹽大類(一)1§1概述*含氧鹽礦物:金屬陽離子與各種含氧酸根絡(luò)陰離子結(jié)合而成的鹽類化合物。本大類礦物種數(shù)約占已知礦物總數(shù)的2/3,重量超過地殼總重量的4/5?!?概述*含氧鹽礦物:金屬陽離子與各種含氧酸根絡(luò)陰離2一、化學(xué)組成

陽離子:惰性氣體型離子最為重要;其次為部分過渡型離子。絡(luò)陰離子:[SiO4]4-、[SO4]2-、[CO3]2-、[PO4]3-、[WO4]2-、[BO4]3-、[AsO4]3-、[VO4]3-、[MoO4]2-、[NO3]-、[CrO4]2-……一、化學(xué)組成

陽離子:惰性氣體型離子最為重要;3二、晶體化學(xué)特點

絡(luò)陰離子內(nèi)中心陽離子主要以共價鍵與O2-牢固相聯(lián),是晶體結(jié)構(gòu)中的獨立單位;絡(luò)陰離子主要籍助O2-與外部金屬陽離子以離子鍵結(jié)合,層狀結(jié)構(gòu)者層間以分子鍵聯(lián)系??傮w看含氧鹽屬離子晶格。二、晶體化學(xué)特點

絡(luò)陰離子內(nèi)中心陽離子主要以共4三、物理性質(zhì)具離子晶格的特性:1.光學(xué)性質(zhì):通常為淺色,條痕白色,透明,玻璃光澤;少數(shù)為金剛光澤、半金屬光澤。2.其他性質(zhì):1)硬度變化極大(1~8):無水的含氧鹽特別是硅酸鹽(層狀硅酸鹽除外)礦物一般具較高的硬度和熔點,一般不溶于水;其他礦物硬度較小。2)比重中等—輕。3)不同類礦物及同一類礦物不同礦物種,其解理發(fā)育不同。4)導(dǎo)熱性差,不導(dǎo)電。三、物理性質(zhì)具離子晶格的特性:5四、分類

據(jù)絡(luò)陰離子種類的不同,分:硅酸鹽類

硫酸鹽類碳酸鹽類

磷酸鹽類鎢酸鹽類硼酸鹽類砷酸鹽類礬酸鹽類鉬酸鹽類硝酸鹽類鉻酸鹽類四、分類

據(jù)絡(luò)陰離子種類的不同,分:6§2硅酸鹽類一、一般特點硅酸鹽礦物:金屬陽離子與各種硅酸根相結(jié)合而成的含氧鹽礦物。本類礦物在地殼中分布最廣泛,目前已發(fā)現(xiàn)的有600多種,約占礦物總種數(shù)的1/4,其重量約占地殼總重量的85%?!?硅酸鹽類一、一般特點7(一)化學(xué)組成陽離子:主要是惰性氣體型離子及部分過渡型離子;銅型離子很少見。最主要為Al、Fe、Ca、Mg、Na、K,其次有Mn、Ti、Li、Be、Zr等

陰離子:主要由Si和O組成的各種絡(luò)陰離子附加陰離子:F-、Cl-、(OH)-、O2-及S2-、[CO3]2-、[SO4]2-……H2O(一)化學(xué)組成陽離子:主要是惰性氣體型離子及8(二)晶體化學(xué)特征

[SiO4]4-四面體是硅酸鹽礦物的基本構(gòu)造單位,可孤立地存在,也可以角頂相聯(lián)形成多種復(fù)雜的絡(luò)陰離子,即各種形式的硅氧骨干,再與金屬陽離子結(jié)合形成多種硅酸鹽礦物。(二)晶體化學(xué)特征

[SiO4]4-四面體是硅酸9硅氧四面體圖示硅氧四面體圖示10

硅酸鹽礦物晶體結(jié)構(gòu)中的絡(luò)陰離子骨干,因[SiO4]4-的聯(lián)結(jié)方式的不同而異。目前已發(fā)現(xiàn)的硅氧骨干有幾十種,常見的基本形式主要有:1.硅氧骨干的基本形式:1.硅氧骨干的基本形式:11硅氧骨干常見的基本形式主要有:1)島狀硅氧骨干2)環(huán)狀硅氧骨干3)鏈狀硅氧骨干4)層狀硅氧骨干5)架狀硅氧骨干硅氧骨干常見的基本形式主要有:1)島狀硅氧骨干122.化學(xué)鍵

硅氧骨干內(nèi)部Si與O之間主要是共價鍵,硅氧骨干與金屬陽離子間則以離子鍵為主。

Al在硅酸鹽結(jié)構(gòu)中起著特殊的雙重作用。3.Al的作用2.化學(xué)鍵

硅氧骨干內(nèi)部Si與O之間主要是共價鍵131)Al3+呈六次配位

Al3+呈六次配位,與O2-結(jié)合成[AlO6]八面體,存在于硅氧骨干之外,起聯(lián)結(jié)絡(luò)陰離子的普通金屬陽離子的作用,形成鋁的硅酸鹽,如高嶺石Al4[Si4O10](OH)8,黃玉Al2[SiO4](F,OH)2。1)Al3+呈六次配位Al3+呈六次配14

Al3+呈四次配位,進入硅氧骨干,替代部分的Si4+,形成[AlO4]四面體,構(gòu)成鋁硅酸鹽。如鉀長石K[AlSi3O8]。

2)Al3+呈四次配位3)

Al同時呈四次和六次配位有時,Al可在同一晶體結(jié)構(gòu)中,同時呈四次和六次配位,形成鋁的鋁硅酸鹽。如白云母KAl2[AlSi3O10](OH)2。Al3+呈四次配位,進入硅氧骨干,替代部分的Si15(三)形態(tài)

與硅氧骨干形式密切相關(guān)。一般地:1)具孤立[SiO4]4-四面體骨干的島狀硅酸鹽礦物,常表現(xiàn)為三向等長的形態(tài),呈等軸狀或粒狀,如石榴子石、橄欖石。若不同方向的鍵力有差異,則呈非三向等長的形態(tài),如紅柱石呈柱狀,藍晶石呈板條狀。石榴子石藍晶石(三)形態(tài)

與硅氧骨干形式密切相關(guān)。一般地:石榴16鏈狀硅氧骨干形態(tài)2)具鏈狀硅氧骨干者,均∥鏈的方向而成柱狀、針狀、纖維狀,如輝石,角閃石。普通角閃石晶體鏈狀硅氧骨干形態(tài)2)具鏈狀硅氧骨干者,均∥鏈17層狀結(jié)構(gòu)形態(tài)3)層狀結(jié)構(gòu)礦物晶體∥結(jié)構(gòu)層的方向而成板狀、片狀、鱗片狀,如云母,滑石。金云母層狀結(jié)構(gòu)形態(tài)3)層狀結(jié)構(gòu)礦物晶體∥結(jié)構(gòu)層的方18

4)架狀結(jié)構(gòu)礦物較復(fù)雜,其形態(tài)可呈粒狀、片狀、板狀、板柱狀或柱狀。架狀結(jié)構(gòu)形態(tài)4)架狀結(jié)構(gòu)礦物較復(fù)雜,其形態(tài)可呈粒狀、片狀、板狀、19(四)物理性質(zhì)

硅氧骨干內(nèi)部主要是共價鍵,硅氧骨干與金屬陽離子之間主要以離子鍵結(jié)合。硅酸鹽礦物一般具離子晶格的性質(zhì),明顯表現(xiàn)出非金屬性:大多為透明或半透明,玻璃光澤或金剛光澤,條痕白色或近白色的淺色等。

但顏色、解理、硬度、比重等性質(zhì)變化很大,主要受硅氧骨干形式及金屬陽離子的種類的影響。(四)物理性質(zhì)

硅氧骨干內(nèi)部主要是共價鍵,硅氧20(五)分類

通常據(jù)硅氧骨干的形式分亞類:亞類硅氧骨干形式Si∶O島狀結(jié)構(gòu)硅酸鹽孤立四面體[SiO4]4-

1∶4雙四面體[Si2O7]6-

1∶3.5環(huán)狀結(jié)構(gòu)硅酸鹽六方環(huán)狀硅氧骨干最重要[Si6O18]12-

1∶3鏈狀結(jié)構(gòu)硅酸鹽單鏈結(jié)構(gòu)硅氧骨干代表[Si2O6]4-1∶3雙鏈結(jié)構(gòu)硅氧骨干代表[Si4O11]6-1∶2.75層狀結(jié)構(gòu)硅酸鹽層狀硅氧骨干代表[AlSi3O10]5-1∶2.5架狀結(jié)構(gòu)硅酸鹽架狀硅氧骨干[(AlxSin-x)O2n]x-

1∶2(五)分類

通常據(jù)硅氧骨干的形式分亞類:亞類硅氧骨干21二、分述(一)島狀、環(huán)狀結(jié)構(gòu)硅酸鹽亞類(二)鏈狀結(jié)構(gòu)硅酸鹽亞類(三)層狀結(jié)構(gòu)硅酸鹽亞類(四)架狀結(jié)構(gòu)硅酸鹽二、分述(一)島狀、環(huán)狀結(jié)構(gòu)硅酸鹽亞類22(一)島狀結(jié)構(gòu)硅酸鹽亞類1.橄欖石族

化學(xué)通式:X2[SiO4]

X:Mg2+、Fe2+、Mn2+等。通常所稱之橄欖石(olivine)

(Mg,Fe)2[SiO4](一)島狀結(jié)構(gòu)硅酸鹽亞類1.橄欖石族化學(xué)通式:X2[SiO23鑒定特征:粒狀,橄欖綠色,玻璃光澤。解理性差,貝殼狀斷口,H6.5~7。

鑒定特征:粒狀,橄欖綠色,玻璃光澤。解理性差24(一)島狀、環(huán)狀結(jié)構(gòu)硅酸鹽亞類(二)鏈狀結(jié)構(gòu)硅酸鹽亞類(三)層狀結(jié)構(gòu)硅酸鹽亞類(四)架狀結(jié)構(gòu)硅酸鹽(一)島狀、環(huán)狀結(jié)構(gòu)硅酸鹽亞類25輝石(pyroxene)族化學(xué)通式:W1-p(X,Y)1+p[Z2O6]

W:Ca2+、Na+;

X:Mg2+、Fe2+、Mn2+、Li+等;

Y:Al3+、Fe3+等;

Z:主要為Si4+,次為Al3+。分類:i)斜方輝石亞族ii)單斜輝石亞族(二)鏈狀結(jié)構(gòu)硅酸鹽亞類輝石(pyroxene)族化學(xué)通式:W1-p(X,Y)1+p26普通輝石:

Ca(Mg,Fe2+,Fe3+,Ti,Al)[(Si,Al)2O6]

單斜晶系鑒定特征:晶體常為短柱狀,橫斷面近正八邊形。集合體呈粒狀或塊狀。

綠黑色、褐黑色或黑色,玻璃光澤。柱面{110}解理完全或中等,夾角為87°和93°。普通輝石:

Ca(Mg,Fe2+,Fe3+,Ti,A27角閃石(amphibole)族化學(xué)通式:W0-1X2Y5[Z4O11]2(OH)2

W:Na+、K+、Ca2+、H3O+;

X:Ca2+、Na+、Mn2+、Fe2+、Mg2+、Li+;

Y:Mn2+、Fe2+、Mg2+、Fe3+、Al3+;

Z:Si4+、Al3+、Ti4+角閃石(amphibole)族化學(xué)通式:W0-1X2Y5[Z28普通角閃石:NaCa2(Mg,Fe,Al)5[(Si,Al)4O11]2(OH)2單斜晶系,對稱型2/m。鑒定特征:晶體呈較長的柱狀或針狀,橫斷面呈假六邊形或菱形,集合體常呈柱狀或纖維狀。常帶不同色調(diào)的綠色:淺綠~深綠或黑綠色,玻璃光澤。H5~6,柱面解理{110}完全,夾角56°和124°。普通角閃石:NaCa2(Mg,Fe,Al)5[(Si,Al29(一)島狀、環(huán)狀結(jié)構(gòu)硅酸鹽亞類(二)鏈狀結(jié)構(gòu)硅酸鹽亞類(三)層狀結(jié)構(gòu)硅酸鹽亞類(四)架狀結(jié)構(gòu)硅酸鹽(一)島狀、環(huán)狀結(jié)構(gòu)硅酸鹽亞類30黑云母:K(Mg,Fe)3[AlSi3O10](OH,F)2單斜晶系。晶體呈假六方板狀、短柱狀,通常呈片狀或鱗片狀集合體。黑色、深褐色,玻璃光澤,解理面上珍珠光澤,透明~半透明。一組{001}極完全解理,薄片具彈性,絕緣性差。易風(fēng)化。鑒定特征:

黑云母:K(Mg,Fe)3[AlSi3O10](OH,F)231*粘土礦物:產(chǎn)于粘土和粘土巖中的、結(jié)晶極細(一般<2μm)的、以Al、Mg、Fe等為主的含水層狀結(jié)構(gòu)硅酸鹽礦物。具良好的吸附性、可塑性、膨脹性及離子交換等特殊性能,廣泛用作陶瓷、耐火材料,應(yīng)用于石油、建筑、紡織、造紙、油漆等工業(yè)。層狀結(jié)構(gòu)硅酸鹽礦物特別是粘土礦物分布很廣。*粘土礦物:產(chǎn)于粘土和粘土巖中的、結(jié)晶極細(32高嶺土:Al4[Si4O10](OH)8鑒定特征:三斜晶系。晶體呈菱形片狀或假六方片狀,但極細小,僅電子顯微鏡下才能見到。多為隱晶質(zhì)致密塊狀或土狀集合體。白色,因雜質(zhì)而帶黃、淺褐、淺紅、淺綠、淺藍等色調(diào)。致密塊狀、土狀光澤,H2~3;土狀塊體H=1,疏松,易為手捏碎成粉末,具粗糙感,干燥時吸水性強,粘舌,加水具強可塑性但不膨脹。灼燒后與硝酸鈷反應(yīng)呈藍色。高嶺土:Al4[Si4O10](OH)8鑒定特征:33(一)島狀、環(huán)狀結(jié)構(gòu)硅酸鹽亞類(二)鏈狀結(jié)構(gòu)硅酸鹽亞類(三)層狀結(jié)構(gòu)硅酸鹽亞類(四)架狀結(jié)構(gòu)硅酸鹽(一)島狀、環(huán)狀結(jié)構(gòu)硅酸鹽亞類34長石族

長石族礦物主要為K、Na、Ca和Ba的鋁硅酸鹽。大多數(shù)長石均包括在K[AlSi3O8]-Na[AlSi3O8]-Ca[Al2Si3O8]之三成分系中。分類:斜長石亞族堿性長石亞族鉀鋇長石亞族長石族長石族礦物主要為K、Na、Ca和Ba的鋁35Na[AlSi3O8](鈉長石,Ab)-

Ca[Al2Si3O8](鈣長石,An):

一般能形成完全類質(zhì)同像(稱斜長石系列);Na[AlSi3O8]-K[AlSi3O8](鉀長石,Or):

在高溫時形成完全類質(zhì)同像(呈堿性長石或鉀鈉長石系列);低溫條件下只形成有限的類質(zhì)同像,甚至離溶出鈉長石和鉀長石獨立礦物,構(gòu)成條帶狀嵌晶-條紋長石。Na[AlSi3O8](鈉長石,Ab)-

Ca[Al2Si336斜長石:Na1-xCax[(Al1+xSi3-x)O8]

習(xí)慣上,據(jù)斜長石中An分子的百分含量,可分為六個亞種。Ab100-90An0-10鈉長石albiteAb90-70An10-30奧(更)長石oligoclaseAb70-50An30-50中長石andesineAb50-30An70-50拉長石labradoriteAb30-10An70-90培長石bytowniteAb10-0An90-100鈣長石anorthite斜長石:Na1-xCax[(Al1+xSi3-x)O8]37鑒定特征:三斜晶系。晶體常呈∥{010}的板狀,有時沿a軸延伸。常見各種雙晶,最常見聚片雙晶:其單體均很?。ㄒ驭蘭計),新鮮的斜長石在(001)解理面上肉眼可見明暗相間的密集的聚片雙晶紋。斜長石在巖石中多呈板狀或不規(guī)則粒狀,集合體成粒狀或塊狀。通常呈白色、灰白色或無色,少數(shù)為淺綠、淺藍,偶爾呈肉紅色、淺紅色。玻璃光澤,{001}和{010}兩組柱面解理完全,夾角為86°±,H6~6.5。鑒定特征:三斜晶系。晶體常呈∥{010}的板狀38正長石:正長石:常為肉紅色、粉紅色、淺黃色、淺黃褐色等,有時可呈灰白色;玻璃光澤。解理{001}完全、{010}完全—中等,夾角為90°;H6。

正長石:正長石:常為肉紅色、粉紅色、淺黃色、39正長石與斜長石的區(qū)別正長石K[AlSi3O8]斜長石Ca[(Al2Si2)O8]晶形粗短柱狀∥{010}的板狀雙晶常見卡斯巴律雙晶:在同一斷面上可見有反光程度不同的兩部分。晶面上無雙晶紋。

常具聚片雙晶:在底面或解理面上常見反光程度不一的密集的聚片雙晶紋。

顏色通常為肉紅色或灰白色

白色、灰色、偶見肉紅色

解理{001}完全,{010}完全—中等

,夾角為90°

{001}和{010}完全,夾角86°±

產(chǎn)狀常與石英、黑云母等共生,產(chǎn)于花崗巖、正長巖、偉晶巖等淺色巖石中。

常與普通輝石、橄欖石等共生,產(chǎn)于輝長巖、橄欖巖等深色巖石中。正長石與斜長石的區(qū)別正長石K[AlSi3O8]斜長石Ca[40微斜長石在偉晶巖中常與石英構(gòu)成文象結(jié)構(gòu)。微斜長石在偉晶巖中常與石英構(gòu)成文象結(jié)構(gòu)。41第二十二章

含氧鹽大類(二)第二十二章

含氧鹽大類(二)42碳酸鹽礦物大多為無色或白色—灰白色。若含過渡型離子(色素離子Cu、Mn、Fe、Co、U、TR),則常呈鮮艷透明的彩色.硬度不大(3~5),一般3±;大多礦物發(fā)育多組完全解理:屬方解石型結(jié)構(gòu)者均具{}的三組完全解理。比重一般不大,僅Pb、Sr、Ba的碳酸鹽較大。所有礦物遇HCl或HNO3或多或少均會起泡,反應(yīng)的難易程度是區(qū)分某些碳酸鹽礦物的重要標志。碳酸鹽礦物鑒定特征碳酸鹽礦物大多為無色或白色—灰白色。若含過渡型43第二十三章鹵化物大類第二十三章鹵化物大類44§1概述鹵化物礦物**:金屬陽離子和鹵族陰離子(F-、Cl-、Br-、I-)化合而成的礦物。分布有限,礦物種類不多,已知的約120種。約占地殼總重量的0.5%。以氯化物和氟化物最為重要。意義:螢石(CaF2)、石鹽(NaCl)、鉀鹽(KCl)可形成礦床,具有工業(yè)價值,在國計民生中起重大作用,特別是石鹽是人類生活不可缺少的礦物質(zhì)。§1概述鹵化物礦物**:金屬陽離45一、化學(xué)組成陰離子:F-、Cl-、Br-、I-陽離子:主要為惰性氣體型離子中的輕金屬(堿金屬和堿土金屬)離子Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Al3+;某些礦物含附加陰離子(OH)-及H2O分子。一、化學(xué)組成46二、晶體化學(xué)

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