第十一章 第四大类：含氧盐(一)(硅酸盐类)_精品.ppt

第十一章 含氧盐（一）（硅酸盐类） 硅和氧是地壳中分布最广的两种元素，其克拉克值分别为27.72%和46.6%。两者总计为74.32%,形成矿物的总量占地壳总重量的85%。 两者组成SiO2外，还组成地壳中最为广泛的硅酸酸盐。 ? 一．前言 1．化学成分：阳离子——主要是惰性气体型离子和部分过渡性离子，而铜型离子少见。阴离子——是主要由硅和氧组成的络阴离子，及附加阴离子O、OH、F、CL、S、CO3、SO4、H2O。 2．硅氧骨干：每一个硅周围有4 个O包围着，构成[SIO4]四面体，它是硅酸盐的基本构造单元。每个硅氧四面体都有四个氧离子，氧离子的一半电价与硅结合，而另一半则与四面体外的其它阳离子相联、或与其它硅氧四面体相联，在空间形成形成网格。硅氧四面体骨干在空间的联结方式主要有： （1）岛状硅氧骨干：硅氧骨被其他阳离子所隔开，彼此分开如岛状。进一步分为孤立的单四面体或双四面体。 （1）环状硅氧骨干：硅氧四面体以角顶相联形成封闭的环状，要形成环状结 构至少需要3个。进一步又可分为单层环、双层环。 （2）链状硅氧骨干：硅氧四面体以角顶相联沿一个方向无限地延伸，可分为单链和双链。据联结方式和重复规律双可以分为多种形式。 （3）层状硅氧骨干：硅氧四面体以角顶相联，形成两度空间的无限延伸的面，在平面内硅氧四面体共用三个角顶，在平面内的O两价态都有被利用，即为“惰性氧”，或称为“氧桥”。每个硅氧四面体的剩余的一个氧即为“活性氧”，这种活性氧可以指向一侧，变可以指向两侧，因此据硅氧四面体的联结方式及活性氧的朝向等到层状硅酸骨干可细分若干类。 （4）架状硅氧骨干：硅氧骨干四个氧都是惰性氧，硅氧四面在空间三个方向无限延伸，，典型的架状结构是石英。由于这种结构无剩余余电价，其他离子不能进入晶格，因此必须要有部分AL代替硅进入架状结构中，从而使O有剩余的电价，与其阳离子结合，形成牢固 的架状硅酸盐结构。由于架状硅酸盐剩余电价少、且会形成较大的空隙，因此架状硅酸盐离子大多是低电价的、大离子半径的、高配位的离子。有时并有附加阴离子和水分子存在。 * 3．铝的作用 铝具有双重性质，既可以替代硅，形成四次配位的铝硅酸盐；又可以成六次配位，构成铝的硅酸盐。有时在同一种结构中同时具有这两种结构。 铝氧四面体比硅氧四面体稍大，在硅氧四面体为主的架状结构中是不稳定的因素，且两个铝氧四面体不能相联，因此铝替代硅的最大限度是1：1。 另一方面，由于铝氧四面体掺入到硅氧四面体为主的结构中是不稳定的，因此，在低温不稳定，常会发生转变。即发生铝四次配位转向六次配位。 硅和铝在架状结构中可以是有序的，也可以是无序的。 1晶体化学特征 2矿物形态 3矿物的性质 * 二．第一亚类——岛状硅酸盐主要矿物介绍 1橄榄石 化学成分：橄榄石的晶体化学式是R2[SiO4]，其中R为Mg、Fe、Mn等，也有Ni、Co、Zn等，都为2价的离子，三价的离子少见。当R为钙离子时则出现复盐矿物。习惯上的橄榄石为（Mg，Fe）2SiO4，铁和镁是完全类质同象系列。依次分为六个亚种，即为镁、贵、透铁、镁铁、铁镁、铁橄榄石。 晶体结构：典型的孤立的单硅氧四面体结构，四面体之间靠其他阳离子联结， 物理性质：镁橄榄石为白色、淡黄色、淡绿色，随着2 价铁的增加，颜色加深，而成深黄色、墨绿色和黑色，但一般为橄榄绿色。玻璃光泽，透明至半透明，解理{010}中等，{100}不完全，贝壳状断口，硬度65~7，相对密度为327~437， 随2 价的铁含量增加密度变大。 2.锆石 3.石榴子石：化学成分——A3B2[SiO4]3，其中A为二价离子的镁 铁锰钙等到离子，而B为三价的的铝、铁、铬、钒、钛等。 * 由于A离子中的钙与其他的二价离子半径分为两个系列： 铁铝石榴石系列：（Mg，Fe，Mn）3Al2[SiO4]3 镁铝石榴石系列Mg3Al2[SiO4]3 铁铝石榴石系列Fe3Al2[SiO4]3 锰铝石榴石系列Mn3Al2[SiO4]3 钙铁石榴石系列：Ca3（Al，Fe，Cr，Ti，V，Zr）2[SiO4]3 钙铝石榴石Ca3Al2[SiO4]3 钙铁石榴石Ca3Fe2[SiO4]3 钙铬石榴石Ca3Cr2[SiO4]3 钙钒石榴石Ca3V2[SiO4]3 钙锆石榴石Ca3Zr2[SiO4]3 这两个系列经常发生类质同象. * 三．第二亚类——链状硅酸盐主要矿物介绍 辉石族 1．化学成分 辉石的化学通式为：XY[T2O6]，其中X=Na、Ca、Mn、Fe、Mg、Li等；占据M2的位置 Y=Mn、Fe（2+、3+）、Mg、Cr、Al、Ti占据M1的位置 T=Si、Al（Al：Si之比值要小于1/3） 2．