层状硅酸盐

硅酸盐矿物类(三)——层状硅酸盐矿物亚类PHYLLOSILICATES第九章含氧盐矿物大类SaltwithOxygen一概述结构：Si-O骨干共用三个角顶构成六方网层（SHEETS），与骨干外阳离子互相联系组成结构层。成分：出现附加阴离子（OH）-、F-、Cl-；Si-O骨干中可有AlIV代替Si，AlIV/Si≤1∶3。形态：平行结构层的片状、短柱状。物性：发育平行结构层的极完全解理；依阳离子由惰气型向过渡型转变，颜色由浅而深；玻璃光泽，不依颜色而变化。一概述结构单元层类型：依结构单元层的配置：TO型（1：1型）：蛇纹石-高岭石族；TOT型（2：1型）：滑石-叶蜡石族；云母族；绿泥石族；伊利石（水云母）族；埃洛石（叙永石、多水高岭石）族；蒙脱石-蛭石族。依八面体片中阳离子数目：三八面体型结构二八面体型结构二晶体化学1.化学组成阴离子：络阴离子——[T4O10]4-。附加阴离子——（OH）-、F-、Cl-、O2-、（H3O）+阳离子——惰气型和过渡型水分子：少数有H2O二晶体化学2.结构单元层（1）TOT型和TO型T：四面体片TetrahedralSheet。--活性氧、惰性氧O：八面体片OctohedralSheet。TO型（1：1型）：例：高岭石Al4[Si4O10](OH)8TOT型（2：1型）：例：滑石Mg3[Si4O10](OH)2叶蜡石的晶体结构T层O层Si四面体六方网环二八面体型结构惰性氧活性氧三八面体（a）和二八面体（b）型结构二晶体化学2.结构单元层（2）二八面体型和三八面体型二八面体型：层状结构中结构单元层八面体空隙由三价阳离子充填例：高岭石Al4[Si4O10](OH)8三八面体型：层状结构中结构单元层八面体空隙由二价阳离子充填例：滑石Mg3[Si4O10](OH)2与[SiO4]四面体所形成的六方网格相适应的八面体空隙八面体空隙OH阳离子O二晶体化学3.层间域（1）无层间物——结构单元层电荷平衡时：例：滑石Mg3[Si4O10](OH)2；；高岭石Al4[Si4O10](OH)8；叶蜡石Al2[Si4O10](OH)2（2）有层间物——结构单元层电荷不平衡时：例：黑云母K{Mg3[AlSi3O10](OH)2}；白云母K{Al2[AlSi3O10](OH)2}；蒙脱石Ex(H2O)4{(Al2-x,Mgx)2[（AlSi）4O10](OH)2},E——Na+、Ca2+（3）层间域的重要意义——吸附性——阳离子交换性——膨胀性滑石的晶体结构层间域TOT型三八面型性结构二晶体化学4.化学键性结构单元层内：共价键和离子键；结构单元层间：分子键、氢键5.多型例：云母——1M;2O;2M1;2M2;3T;6H在TOT结构单元层内两T层的活性氧位移1/3a0矢量成最紧密堆积，形成O层，这一矢量的方向在不同的单元层中可以相对旋转0°或60°的整数倍(60°、120°、180°、240°、300°)，从而形成云母不同的多型变体。三间层(混层)矿物mixedlayermineral——不同层状矿物间的结构单元层(或晶层)浮生连生而成。——分为规则混层和不规则混层两种类型.规则混层矿物，可作为另一矿物种重新命名。现被国际粘土研究协会(AIPEA)确认的规则混层矿物只有六种：即滑皂石、柯绿泥石、滑绿石、累托石，云蒙石、羟硅铝石。同种矿物不同多型之间也可混层连生，但不叫混层矿物。四粘土矿物ClayMineral粒度小于2μm；层状硅酸盐。特性：吸附性、离子交换性、吸水膨胀性、加热膨胀性、可塑性、烧结性。结构越无序、缺陷越多、颗粒越细，活性越好。研究方法：差热分析(测试其脱水温度及相变温度曲线)、扫描电镜(观察其细小颗粒形态等)、红外光谱(测试其晶体结构)。形态：多呈单斜晶系，假六方板、片状或短柱状。物理性质：一般具玻璃光泽，珍珠光泽。平行结构单元层一组极完全解理；低的硬度；薄片具弹性或挠性，少数具脆性；相对密度较小。五形态、物性六主要矿物概览族结构单元基本类型层间域成分矿物种O层阳离子晶体化学式鉴定特征高岭石族TO无高岭石Al(二八)（OH）8蛇纹石TO无蛇纹石Mg（三八）云母TOTK白云母Al(二八)（OH）2黑云母Mg,Fe金云母Mg锂云母Li,Al滑石TOT无滑石Mg叶蜡石Al蒙皂石TOTNa,Ca,K,Li,(H2O)蒙脱石Al,Mg蛭石TOTMg,Ca,(H2O)蛭石Mg,Fe,Al绿泥石TOT·O’[Mg-OH6]绿泥石Mg,Al,Fe复杂层状硅酸盐矿物亚类矿物特征高岭石(Kaolinite)Al4［Si4O10］(OH)8多为隐晶质致密块状或土状集合体。纯者白色，因含杂质可成其他颜色；土状或蜡状光泽。｛001｝极完全解理。硬度2.0～3.5。相对密度2.60～2.63。土状块体具粗糙感，干燥时具吸水性(粘舌)，湿态具可塑性。阳离子交换性能差。【成因及产状】酸性介质，风化作用或低温热液交代的产物。高岭石族KaoliniteSubgroup——高岭石、迪凯石、珍珠陶土TO型，二八面体型，层间无阳离子。三斜或单斜晶系。蛇纹石()Mg6［Si4O10］(OH)8通常呈致密块状。纤维状者称蛇纹石石棉深绿、黑绿、黄绿等各种色调的绿色，并常呈青、绿斑驳如蛇皮。铁的代入使颜色加深、密度增大。油脂或蜡状光泽，纤维状者呈丝绢光泽。硬度2.5～3.5。相对密度2.2～3.6。除纤维状者外，解理｛001｝完全。超基性岩或白云岩经热液交代而成蛇纹石族SerpentineSubgroupTO型，三八面体型。主要为单斜晶系。层间无物。TOT型结构，层间无阳离子。滑石Mg3［Si4O10］(OH)2叶蜡石Al2［Si4O10］(OH)2滑石－叶蜡石族纯者为白色，含杂质时呈其他浅色。玻璃光泽，解理面显珍珠光泽晕彩。解理｛001｝极完全；贝壳状断口。硬度1。相对密度2.58～2.83。有滑腻感。解理片具挠性。超基性岩、白云岩水热蚀变产物。与叶蜡石相似。在素瓷板上滴一滴水，以矿物碎块轻磨得乳浊液，用石蕊试纸检验，滑石pH约为9，叶蜡石pH约为6。用于陶瓷、造纸、涂料、塑料、橡胶、化妆品，高频电瓷绝缘材料；滑润剂，镁质化肥等。滑石(Talc)Mg3［Si4O10］(OH)2常呈叶片状、鳞片状或隐晶质致密块体，有时呈放射叶片状集合体。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，用途与滑石近同。在雕刻工艺和印章制作中，叶蜡石有悠久历史。叶蜡石(Pyrophyllite)Al2［Si4O10］(OH)2TOT型，层间域有大阳离子K、Na等.白云母亚族(二八面体型)白云母K｛Al2［AlSi3O10］(OH)2｝黑云母亚族(三八面体型)黑云母K｛(Mg,Fe)3［AlSi3O10］(OH)2金云母K｛Mg3［AlSi3O10］(OH)2｝锂云母亚族(三八面体型)锂云母K｛Li2-xAl1+x［Al2xSi4-2xO10］(F,OH)2｝铁锂云母K｛LiFeAl［AlSi3O10］(F,OH)2｝云母族MicaGroup上层下层白云母的晶体结构形态:假六方板、片状，鳞片状、柱状。物性：颜色依成分而异，玻璃光泽、珍珠光泽，透明－半透明；硬度2～3，解理｛001｝极完全，解理片有弹性，相对密度2.7～3.1。成因：约占地壳3.8WB%，岩浆、沉积和变质作用下形成。合成云母（如氟金云母KMg3［AlSi3O10］F2）因质地纯，不含OH，因而电性能和高温热稳定性比天然云母好。云母族MicaGroup白云母绿泥石(chlorite)【化学组成】化学通式Y3［ZO10］(OH)2+Y3(OH)6，Y为Mg、Al、Fe，Z为Si、Al。通式前半部相当于一个滑石层，后半部分相当于一个水镁石层，两者相间排列。【形态】【物理性质】多带绿色调，富镁为浅蓝绿色，富铁为深绿到黑绿，含锰呈浅褐、橘红色，含铬呈浅紫到玫瑰色；条痕无色；玻璃光泽，解理面呈珍珠光泽。解理｛001｝完全。硬度2～3。相对密度2.680～3.40。解理片具挠性【成因产状】常见于低级变质带绿片岩相及低温热液蚀变中。绿泥石族ChloriteGroup绿泥石结构TOT型多属三八面体型和单斜晶系。层间域：［Mg（OH）6］八面体片（或氢氧镁石片）充填；MgOHSiOT片O片TOHTOT型，层间域有层间水。二八面体型的蒙脱石亚族——蒙脱石、贝得石、累托石；三八面体型的皂石亚族——皂石、锂皂石、斯皂石。蒙脱石—皂石族(蒙皂石族)Ex(H2O)4｛(Al2-x,Mgx)2［(Si,Al)4O10］(OH)2｝【化学组成】E主要为Na+、Ca2+。x一般在0.2～0.6【晶体结构】单斜晶系；TOT型，二八面体型结构【形态】常呈土状隐晶质块状，电镜下为细小鳞片状。【物理性质】白色或浅色。鳞片状者(001)解理完全。硬度2～2.5。相对密度2～2.7。甚柔软。有滑感。加水膨胀并变成糊状物。具很强吸附及阳离子交换性能【成因及产状】基性火成岩在碱性环境中风化而成。为膨润【鉴定特征】加水膨胀。【主要用途】广泛用于化工及环保领域。蒙脱石(Montmorillonite)又称微晶高岭石或胶岭石。蛭石(Vermiculite)(Mg,Ca)0.3—0.45(H2O)n｛(Mg,Fe3+,Al)3［(Si,Al)4O10］(OH)2｝【结构】单斜晶系。TOT型，三或二八面体型。【形态】粗粒的片状，主要为三八面体型；细粒者土状，多为【物性】褐、黄褐色；油脂或珍珠光泽。解理｛001｝完全，解理片不具弹性。硬度1～1.5。相对密度2.4～2.7。灼热时体积膨胀并弯曲如水蛭。相对密度0.6～2.7。有良好的阳离子交换性和吸附性。【成因产状】【鉴定特征】【主要用途】轻质、保温、隔热、隔音、防火材料；农用肥料、杀虫剂；废料、污染的吸附剂。蛭石族——蛭石、皂石、海绿石TOT型，层电荷为0.6～0.9，比蒙皂石(0.2～0.6)高，但比云母(1.0)低。