第四节：第四亚类：架状硅酸盐矿物

矿物的分类（简明表）
首先根据化学组成的基本类型，将矿物分为五个大类。

大类以下，根据阴离子（包括络阴离子）的种类分为类，有时在类以下根据络阴离子再分为亚类，如硅酸盐。

类以及亚类以下，一般根据晶体结构型和阳离子性质分为族，有时在族以下根据阳离子种类分为亚族。

族之下根据一定晶体结构和一定化学成分分为种，有时在完全类质同象系列中，根据其所含端元组分的比例划分种为几个亚种，对晶体结构相同，成分或物性稍异的则归为变种或异种。

具体分类方案如下：第一大类自然元素矿物
第二大类硫化物及其类似化合物
第一类单硫化物及其类似化合物
第二类双硫化物及其类似化合物
第三类硫盐
第三大类卤素化合物
第一类氟化物
第二类氯化物
第四大类氧化物和氢氧化物
第一类简单氧化物
第二类复杂氧化物
第三类氢氧化物
第五大类含氧盐
第一类硝酸盐
第二类碳酸盐
第三类硫酸盐
第四类铬酸盐
第五类钨酸盐和钼酸盐
第六类磷酸盐、砷酸盐和钒酸盐第七类硅酸盐
第一亚类岛状结构硅酸盐
第二亚类环状结构硅酸盐
第三亚类链状结构硅酸盐
第四亚类层状结构硅酸盐
第五亚类架状结构硅酸盐
第八类硼酸盐。

架状硅酸盐亚类络阴离子是由硅氧四面体以四个顶点在三维空间无限联结成的硅氧骨架，其中有部分Si4＋被Al3＋(或Be2＋)替代，并与金属阳离子相结合的硅酸盐。

所以，架状硅酸盐必为铝硅酸盐或铍硅酸盐。

2.研究意义？1).三维架状结构是地球上最常见的矿物－超过地壳矿物总数2/3；2).在架状结构硅酸盐中,特征亚结构导致不同的矿物种具有特殊的物理性质.）晶体化学特征:可表示为[AlxSin-xO2n]x-.其中铝代硅不能超过总的一半,即按离子数Al:(Al+Si)一般在1:4－1:2之间.由于Al代Si而产生的负价,每个硅氧四面体平均只有-1/4－-1/2,在硅酸盐各亚类中最低.附加阴离子：结构空隙或孔道常充填F-.Cl-.(OH)-.S2-.[SO4]2-.[CO3]2-等附加阴离子,同时,沸石矿物中的“沸石水”也占据这些孔隙或孔道.阳离子:主要是K＋、Na＋、Ca2＋、Ba2＋等,有时还有Rb＋、Cs＋、NH4＋等,一般不存在六次配位的Fe、Mg、Mn、Al等阳离子.半径大、配位数高、电价低架状硅氧骨干中Al替代Si的数目有限；架状硅氧骨干形成的结构空隙较大；晶体结构四面体在三维空间不同方向上排列的紧密程度不同，从而形成了多种结构类型，这些结构的演变规律为：石英族－长石族－白榴石族、霞石族－沸石族。

2）外观鉴定特征形态：主要取决于各自的结构特点。

当架状中的键力各方向无明显差异时，呈粒状，解理也差；当某方向键力强于或弱于其它方向时，则呈片状、板状或柱状、针状，也会出现相应的解理；本亚类各种常见矿物都是浅色矿物；架状硅氧骨架由每个硅氧四面体的四个角顶，在晶格中形成了一个牢固的整体结构，质点之间结合力较强(强共价键)，所以矿物硬度较高，一般为5－6。

沸石族矿物多因结构中存在“沸石水”，硬度为3.5－5.5；沸石矿物中的“沸石水”也占据结构中的孔隙或孔道，它们的逸出(或重新进入)时不改变矿物的晶体结构，但产生了吸附性、离子交换性等特殊性能。

nli结晶学矿物学复习资料绪论1. 矿物的定义：矿物是指地质作用中形成的单质或化合物，具有相对固定的化学成分，晶质矿物还具有确定的内部结构，稳定于一定的物理化学条件，是组成岩石和矿石的基本单元。

2. 晶体概念：晶体是具格子构造的固体。

第一篇几何结晶学基础1. 相当点：为晶体构造中的一系列几何点，这些点周围的环境是完全相同的，即各相当点在相同的方向上隔相同的距离，有相同的质点分布。

2. 空间格子：用以表示晶体内部质点排列的规律性。

是从实际晶体构造中抽象出来的一种由相当点排列而成的几何图形。

3. 空间格子的要素：结点、行列、面网、平行六面体。

1.空间格子的要素：1)结点: 空间格子中的点,代表具体晶体结构中的相当点.2)行列: 结点在直线上的排列.（引出: 结点间距：行列中相邻结点间的距离。

同一行列上的结点间距相等）3)面网: 结点在平面上的分布. （引出: 面网间距：任意两相邻面网间的垂直距离。

、面网密度：面网上单位面积内结点的密度）4)平行六面体: 结点在三维空间形成的最小重复单位4. 科塞尔原理：先长完一条行列，然后再长相邻行列，长满一层面网或再长第二层面网。

晶面是平行地向外推移的。

5. 布拉维法则：晶体为面网密度大的晶面所包围。

6. 面角恒等定律：成分和构造相同的所有晶体，其对应晶面间的夹角恒等，称为面角恒等定律。

7. 晶面发育的三个定律:科塞尔原理、布拉维法则、面角恒等定律。

8. （了解）晶体的基本性质:自限性、均一性和异向性、最小内能和稳定性。

9. 对称要素和对称操作:使物体或图形的相同部分重复出现的操作称为对称操作。

需借助一些假想的几何要素：直线—“旋转”、平面—“反映”、点—“反伸”。

在进行对称操作时所用的几何要素称为对称要素。

10. 对称要素和对称操作分为:对称面、对称轴、对称中心、旋转反伸轴。

11. 晶体对称定律:在晶体中没有五次对称轴及高于六次的对称轴。

12. 对称型:一个结晶多面体中全部对称要素的总和。

矿物学矿物学第⼀讲：绪论与矿物化学成分1．矿物学：是以矿物为研究对象的⼀门基础地质学科，是研究地壳成分的学科之⼀。

研究对象：矿物的成分、结构、形态、性质、成因、产状、后期的各种变化、⽤途、矿物的时空分布及其它们相互的内在关系。

2、矿物：是在各种地质作⽤中形成的天然单质或化合物；具有⼀定的化学成分和内部结构，从⽽有⼀定的形态、物理性质和化学性质。

它们在⼀定的地质和物理化学条件下稳定存在；是岩⽯和矿⽯的基本组成单位。

3、地壳的化学成分丰度：地质体中的化学元素含量即为丰度。

克拉克值：地壳中化学元素的含量即为克拉克值。

O CA AL FE3、胶体矿物是以⽔为分散媒，以固相为分散相的⽔胶凝体⽽形成的⾮晶质或超显微隐晶质的矿物、。

4、矿物中的⽔分为吸附⽔和结合⽔。

结合⽔包括结晶⽔和结构⽔。

具有双重性质的⽔有层间⽔和沸⽯⽔5阴离⼦计算第⼆讲：矿物的形态1、矿物的形态：矿物的单体、连⽣体及集合体的形态。

2. 矿物的晶体习性：其含义⼀是同种晶体所习见的形态；⼆是晶体在三维空间延伸的⽐例。

在相同的⽣长条件下，⼀定成分的同种矿物，总是有它⾃⼰的常见形态，矿物晶体的这种性质与其成分、结构和形成环境密切相关。

晶体上出现某种或某⼏种单形，是因为晶⾯应平⾏强键，且是⾯⽹密度最⼤的⾯⽹。

但由于结晶时的环境不同，不同⾯⽹的相对⽣长速度会有变化，以致最后保留在晶体上的晶⾯可能不同或有所增减。

可以利⽤单形出现的情况来鉴定矿物及分析矿物形成的条件。

晶体的另⼀个习性是其在三维空间延伸的情况：1）三向等长：晶体沿X、Y、Z轴⼤致相等发育，呈等轴状或粒状。

即 a=b=c，晶体结构在三维空间是相等或差异很⼩。

如⽯榴⼦⽯、黄铁矿。

2）⼆向延展：晶体沿两个⽅向特别发育，⽽另⼀⽅向发育较差，a=b>c，呈板状、⽚状等。

如⽯墨、云母等。

这些矿物常具有坚强的构造层。

3）⼀向伸长：晶体沿⼀个⽅向特别发育，即有a=b影响晶体习性的因素：(1) 成分、结构对矿物晶体延伸习性起制约作⽤A 成分简单、对称程度⾼的矿物，⼀般成粒状。

第5章硅酸盐矿物的结构特征内容提要：本章重点介绍硅酸盐矿物的结构特征以及由此决定的硅酸盐矿物的物理性质。

学习目标：掌握五种硅酸盐结构类型，重点是层状和架状硅酸盐的结构特征；学会利用结构模型来预测矿物的性质。

学习建议：1、硅酸盐结构类型的划分是依据硅氧骨干的类型来划分的，所以必须掌握五种硅氧骨干的类型。

2、注意了解铝在硅酸盐中的双重作用3、硅酸盐结构对硅酸盐矿物的形态和物理性质有决定性作用，注意掌握它们之间的相互关系。

4、本章建议学时：2-3学时硅和氧是地壳中分布最广、平均含量最高的元素，其克拉克值分别为27.72%市46.6%。

硅和氧除结合形成SiO2矿物外，主要形成络阴离子与其他阳离子结合形成大量的硅酸盐。

硅酸盐矿物是三大类岩石(岩浆岩、变质岩、沉积岩)的主要造岩矿物，同时也是工业上所需要的多种金属和非金属的矿物资源。

§5-1 晶体化学特点1 化学成分组成硅酸盐矿物的主要元素如表所示。

由表格可以看出，组成硅酸盐矿物的主要是惰气型离子和部分过渡型离子，而铜型离子则很少见。

作为阴离子，除去主要由Si和O组成的络阴离子外，还可以出现附加阴离子O2-、OH-、F-、Cl-，以及S2-、[CO3]2-、[SO4]2-等。

此外，还可以有H2O分子参加。

2 硅氧骨干在硅酸盐结构中，每个Si一般为四个O所包围，构成[SiO4]四面体(如图)，它是硅酸盐的基本构造单位。

目前所发现的硅氧骨干形式已有数十种，主要类型举例有六种：2.1 岛状硅氧骨干本类硅氧骨干被其它阳离子所隔开，彼此分离犹如孤岛。

包括孤立的[SiO4]单四面体及[Si2O7]双四面体。

前者如橄榄石(Mg,Fe)2[SiO4]，后者如异极矿Zn4[Si2O7] (OH)2。

2.2 环状硅氧骨干[SiO4]四面体以角顶联结形成封闭的环，根据[SiO4]四面体环节的数目可以有：三环[Si3O9]－如硅酸钡钛矿BaTi[Si3O9]四环[Si4O12]－如包头矿Ba4(Ti，Nb，Fe)8O16[Si4O12] C1六环[Si6O18]－如绿柱石Be3Al2[Si6O18]等多种环还可以重叠起来形成双坏，如六方双环[Si12O30] (如整柱石KCa2AlBe2[Si12O30]·1/2H2O)等。