实验十九 含氧盐大类硅酸盐类架状亚类
一、目的要求
1.掌握实习矿物的鉴定特征和鉴定方法;
2.了解矿物中硅氧骨干特点及其对形态和物性的影响;
3.加深理解制约矿物形态、解理、硬度和相对密度的因素;
4.加深理解硅酸盐中阳离子类型对矿物颜色的影响;
5.全面理解和掌握普通辉石与普通角闪石的区别。
二、难点
晶体化学与矿物形态和物性的联系及与相似矿物的区别。
三、内容、方法和提示
(一)实习标本
①绿柱石(4116) ②电气石(4118) ③透辉石(4204) ④普通辉石(4205)
⑤普通角闪石(4214) ⑥透闪石(4212) ⑦阳起石(4213)
(二)重点内容和鉴定方法提示
1.辉石族与角闪石族矿物的主要特征对比
辉石族和角闪石族是链状硅酸盐中最重要的矿物族，也是重要的造岩矿物，它们在自然界分布很广，在野外工作中，识别它们对确定岩石类型和岩石名称起到重要作用。因此，通过对比，掌握它们的共同点及不同点很重要(表10)。
表10辉石族与角闪石族矿物的物性特征和成因产状条件的对比
2.肉眼鉴定硅酸盐矿物时，条痕色较为次要，主要从晶形、解理和颜色等方面着手，特别注意相似矿物的对比与区别。如绿柱石与黄玉、浅色电气石的主要区别为
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四、作业
1.观察描述实习标本并掌握其鉴定方法，记录内容、顺序和格式如下:
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2.区别下列相似矿物
(1)普通辉石与普通角闪石:颜色、解理夹角、产状
(2)黑色电气石与辉锑矿:条痕、光泽、解理、硬度、晶面和解理面条纹
(3)符山石与阳起石:形态(单体和集合体)、横截面形状、颜色、解理
五、思考题
1.绿柱石、黄玉、电气石、十字石的晶形和断面有何特点?
2.为什么绿柱石和电气石呈柱状晶体?
3.为什么环状硅酸盐矿物硬度大，但相对密度不大?试以绿柱石为例说明。
4.辉石族矿物在形态和物性上有何共同特点?普通辉石和透辉石如何区别?
5.角闪石族矿物在形态和物性上有何共同特点?普通角闪石和透闪石、阳起石如何区别?
6.辉石族及角闪石族矿物的解理平行什么方向?在什么切面上能见到两组解理?什么方向只能见到一组解理?
7.辉石族和角闪石族矿物的晶体化学特征与其形态和物性的关系?
8.普通辉石和普通角闪石呈黑色，为什么仍然属于具玻璃光泽的透明矿物?其颜色是什么因素造成的?
一、目的要求
（1）了解层状和架状硅酸盐络阴离子的构造特点及其对矿物形态、物理性质的影响。
（2）掌握长石族矿物的分类和主要鉴定特征。
（3）掌握层状硅酸盐亚类和架状硅酸盐亚类常见矿物的主要鉴定特征。
（4）了解一些必要的简易试验，以区别相似矿物。
二、实验内容
◎滑石：通常呈致密块状、片状或鳞片状集合体。白色，含杂质者呈浅黄、浅绿、浅褐和粉红色。玻璃光泽，解理面显珍珠光泽。致密块状，贝壳状断口。平行底面解理极完全。硬度1。具滑腻感。
◎叶蜡石：通常呈片状、放射状或致密块状集合体。白色或呈浅黄、浅蓝、浅绿、浅灰等色。油脂光泽，解理面上显珍珠光泽。致密块状，贝壳状断口，呈油脂光泽。硬度1～2。平行底面解理完全。具滑感。
◎蛇纹石：通常为致密块状或肉冻状块体。呈各种色调的绿色，浅黄至白色，有时呈蛇皮状花斑。油脂光泽或蜡状光泽。有滑感。硬度2～3.5。呈纤维状的蛇纹石称温石棉，具丝绢光泽。取少许纤维放在研钵中研磨，可研成面饼状薄片。
◎高岭石：通常呈土状或致密块状集合体。白色，质不纯者可染成各种浅色。土状光泽或蜡状光泽。硬度1～3。土状块体具粗糙感，用手捏易碎。黏舌，以水掺和后有可塑性，但不膨胀。
◎白云母：晶体呈假六方柱状、板状或片状。柱面有明显的横纹。集合体呈鳞片状或片状。薄片无色透明，含杂质者具浅黄、浅绿、浅红等色。解理面呈珍珠光泽。平行底面解理极完全。薄片具弹性。硬度2～2.5。
◎黑云母：单晶体呈假六方柱状或板状。通常呈片状或鳞片状集合体。暗绿、褐至黑色。解理面呈珍珠光泽。平行底面解理极完全。薄片具弹性。硬度2.5～3。黑云母易蚀变成绿泥石，经风化后亦可成蛭石。
◎蛭石：常呈黑云母或金云母的假象。褐、黄褐色，油脂光泽或珍珠光泽。平行底面解理完全。薄片无弹性或微具弹性。硬度1～2。蛭石灼烧时膨胀，体积可达15～25倍，并弯曲成蛭虫状，相对密度显著减少，可漂浮于水上。
◎绿泥石：通常呈鳞片状、土状集合体。颜色多变，以灰绿色至暗绿色为主。玻璃光泽，解理面上呈珍珠光泽。平行底面解理极完全。薄片具挠性。硬度2～3。
◎正长石：晶体常呈短柱状或厚板状。常见卡斯巴双晶（将长石的晶面或解理面迎光转动到一个合适的角度，可看到以一条直线或折线为界，两边反光强度不一，即为卡式双晶）。集合体呈块状或粒状。常呈肉红、黄褐或浅黄色。平行柱面和平行板面解理完全，两组解理夹角90°。硬度6。正长石易风化成高岭石，受热液蚀变后可形成绢云母。
◎微斜长石：晶体呈短柱状或厚板状，常形成巨大的晶体。集合体呈块状或粒状。微斜长石主要特征的是具钠长石律与肖钠长石律组成的复合双晶（在偏光显微镜下，表现为格子状构造）。大多数呈肉红色或灰白色（含Rb、Cs的微斜长石呈绿色，称天河石）。平行柱面和平行板面解理完全，两组解理夹角89°30′。硬度6。
◎透长石：晶体呈柱状或厚板状，表面光滑。常见卡斯巴双晶。无色透明。平行柱面和平行板面解理完全，二组解理夹角90°。硬度6。
◎斜长石：晶体多呈板状。双晶极其常见，最普遍的是按钠长石律构成的聚片双晶，在平行板面的解理面上可见双晶纹（将标本来回转动，用肉眼或放大镜观察晶面或解理面上的反光情况，当可以看到互相平行的、明暗相间的线段时，即聚片双晶纹）。白色至灰白色。平行柱面和平行板面解理完全。硬度6～6.5。
根据斜长石中钙长石组分含量的多少，斜长石又可分为：酸性斜长石（An＝0～30），可观察花岗岩中的斜长石；中性斜长石（An＝30～50），可观察闪长岩中的斜长石；基性斜长石（An＝50～100）可观察基性岩或超基性岩石中的斜长石。
◎霞石：晶体少见。通常呈粒状或致密块状集合体。白、灰白、浅褐、浅绿等色。油脂光泽，风化后无光泽。贝壳状断口，断口油脂光泽。硬度5.5～6。不与石英共生。
◎白榴石：通常所见晶体呈完整的四角三八面体外形。集合体呈粒状。灰白色或灰黄色。玻璃光泽或暗淡光泽。无解理，断口油脂光泽。常与碱性辉石、霞石共生。
三、试验
（1）硝酸钴法区别叶蜡石与滑石。将矿物小碎片放在氧化焰中灼烧，然后加1～2滴硝酸钴溶液，再灼烧，若为滑石可见碎片边缘呈现肉红色；而叶蜡石则呈现蓝色。
（2）灼烧蛭石。用火柴将蛭石灼烧，体积急剧膨胀，并弯曲成蛭虫状。灼烧后的蛭石呈银灰色或古铜色。具似金属光泽。以此可与黑云母、绿泥石等相似矿物区别。
（3）用研磨法区别蛇纹石石棉和角闪石石棉。取纤维状体少许，放在研体中研磨，角闪石石棉性脆，可被研成粉末状；而蛇纹石石棉性柔，则研成饼状薄片。
（4）酸溶法区别霞石与石英。将霞石粉末置于试管中，加浓盐酸煮沸数分钟后，则在残渣中出现胶状物。而石英则无此现象。
（5）染色法区别正长石与斜长石。将小块正长石放入氢氟酸中浸蚀1～3min，取出用水冲洗干净，然后将正长石放到60%的亚硝酸钴钠溶液中浸蚀3～5min，再取出用水冲洗干净，矿物表面被染成明显的柠檬色（干后，颜色更清楚，长期保存其色不变）；使用相同方法，斜长石不染色或呈浅灰色。
四、实验报告及作业
描述下列矿物的形态、主要化学性质和物理性质、共生组合和次生变化等特征：
滑石、白云母、黑云母、绿泥石、蛇纹石、高岭石、正长石、斜长石、霞石。
五、思考题
（1）如何区分下列各组的矿物：天河石与绿柱石；霞石与石英；白榴石与石榴子石？
（2）正长石、微斜长石和斜长石在晶形、颜色、解理、双晶、成因等方面有何异同？
一、目的要求
1.掌握实习矿物的鉴定特征和鉴定方法;
2.了解架状硅氧骨干及其对矿物形态和物性的影响;
3.熟悉长石族矿物的类质同象系列和分类;
4.理解三类斜长石及其在岩浆岩中的产状关系。
二、难点
理解类质同象系列和矿物种划分及不同长石类型的识别。
三、内容、方法和提示
(一)实习标本
①基性斜长石(4403，斜斑玄武岩、玄武玢岩或斑状玄武岩中)
②正长石(4401，正长斑岩中) ③微斜长石(4407) ④天河石(4407－2)
⑤鉴定花岗岩中的主要矿物(钾长石、酸性斜长石、石英、黑云母)
⑥鉴定辉长岩中的主要矿物(普通辉石和基性斜长石)
⑦鉴定闪长岩中的主要矿物(普通角闪石和中性斜长石)
(二)重点内容和鉴定方法提示
1.关于架状结构硅酸盐(长石)与架状结构氧化物(石英)
架状硅酸盐亚类矿物的晶体结构中，每个硅氧四面体［SiO4］的四个角顶全部与其相邻的四个硅氧四面体共用，形成在三维空间无限联结的硅氧骨架。在这种情况下，正负电价正好相等，Si∶O=1∶2，这种情况只见于石英族矿物结构。因此，从硅氧四面体的连接方式来看，石英族矿物具有典型的Si—O架状结构，但从化学组成而言，它们是氧化物而非硅酸盐，所以，石英族矿物属于架状结构氧化物;只有在架状结构的硅氧四面体中部分Si4+为Al3+(或Be2+)代替后，才有剩余负电荷，从而形成了络阴离子团，这就必须要有阳离子来进行中和，由此形成架状结构硅酸盐。所以，真正的架状结构硅酸盐，除少数为铍硅酸盐外，无不都是铝硅酸盐矿物。架状硅氧骨干的联结力强，结构较稳定，但质点堆积松弛、空隙大，结构中一般不进入过渡型离子，所以架状硅酸盐矿物一般颜色浅、硬度高、相对密度较小。长石与石英是自然界最常见的矿物，而且在岩石中常共生在一起。因此，应学会凭肉眼区别它们。长石具两组完全解理，而石英解理不发育;长石表面易风化，硬度降低，而石英则不易风化，表面干净、硬度大。
2.关于长石族矿物的类质同象系列和矿物种划分
长石族矿物是以K、Na、Ca三种阳离子成分为主的铝硅酸盐。如图15所示，以K［AlSi3O8］、Na［AlSi3O8］、Ca［Al2Si2O8］三组分组成的三元相图，表明了在不同温度下三组分的类质同象关系及由此决定的矿物分类。
图15长 石族Or－Ab－An类质同象系列及矿物种划分相图(据Vogt，Makinen，Deer等综合)
3.关于钾长石与斜长石的区别
长石族矿物是重要的造岩矿物，它们在自然界分布很广，在野外工作中，识别它们对确定岩石类型和岩石名称起到重要作用。因此，通过对比掌握它们的共同点及不同点很重要(表13)。
表13钾长石与斜长石鉴别特征
肉眼鉴别钾长石和斜长石是比较困难的，然而根据它们的晶形、双晶、颜色、解理和共生矿物等也可初步鉴定。最后确定矿物种需借助于显微镜观察，也可通过染色法加以区别。
钾长石和斜长石的染色鉴别法(可采用花岗岩标本)。
(1)首先，在矿物颗粒表面或磨光面上涂以氢氟酸，片刻后(十几秒至数十秒钟后)以水冲洗干净，然后用亚硝酸钴钠溶液涂在表面上，一分钟后再以水洗净。钾长石被染成明显的黄色(干后，颜色更清楚，长期保存其色不变);斜长石则仍为灰白色，石英也无变化。
(2)如果进一步做斜长石染色，则可用上述已染过色的斜长石标本，以水冲洗表面，然后滴以1%的BaC12溶液，再滴数滴蒸馏水或用其他软水冲洗其表面1～2次;再滴上玫瑰红酸钠溶液，等1～2分钟后，斜长石即被染成红色，但此时钾长石则仍然不变(斜长石被染的红色不能持久不变)。
(3)原理经氢氟酸腐蚀活化后，钾长石中的钾即与亚硝酸钴钠反应形成黄色的亚硝酸钴钾沉淀。其他含钾矿物亦有此反应(如黑云母染色后变为绿色)，因为斜长石中一般仅含微量的钾，所以基本不染色。
斜长石中的钙能被BaCl2中的钡置换，使斜长石表面含有钡，而钡又与玫瑰红酸钠反应形成红色的玫瑰红酸钡。斜长石中的钠端员矿物(钠长石)则不染色，但只要斜长石中含有3%以上的钙长石分子，一般都能染上红色。所以，此染色对斜长石仍然是普遍有效。现将钾长石和斜长石综合对比如表13所列，特别注意钾长石和不同类型斜长石与石英和其他造岩矿物的共生和产状关系。
4.关于条纹长石和文象结构
碱性长石系列中，在高温条件下钾长石和钠长石呈单相混溶晶体，但在低温条件下K和Na两者不能混溶而发生类质同象分离形成钾长石和钠长石两种矿物相的连生体，其中一种长石形成薄片呈条纹状散布于另一种长石中，这种由两种矿物相组成的长石称为条纹长石。若钾长石含量大于钠长石含量，即钠长石形成薄片呈条纹状分布于钾长石中，这种条纹长石称为正条纹长石;正条纹长石中的钠长石普遍具明显的聚片双晶，且双晶纹总是垂直条纹延长方向;若钠长石含量大于钾长石含量，即钾长石形成薄片呈条纹状分布于钠长石中，这种条纹长石称为反条纹长石。一般正条纹长石比较多见，所以除反条纹长石需特别注明外，一般正条纹长石就简称为条纹长石。
文象结构是指长石与石英连生所形成的一种特殊结构。长石形成较大的晶体，石英则按大致一定的方向穿插或镶嵌在长石晶体中。从长石的断面上可看到石英所形成的图案很像古代人在泥板上刻出的楔形文字(其笔画不是等粗的，而是头粗尾细，犹如木楔)，因此被形象地称之为文象结构。由具文象结构的长石和石英的集合体称为文象花岗岩。文象结构中的长石主要是微斜长石，也可以是正长石或斜长石。文象结构是在岩浆熔体结晶的终结阶段，石英和长石同时结晶形成的所谓“共结结构”。在这以后形成的矿物，都是在气液作用下，交代原有矿物而形成的。
5.似长石类矿物概述
所谓似长石，也称副长石，是指那些组分类似长石，但SiO2含量较低，即Si∶Al不是钾长石中的3∶1，而是低于这一比值，但碱质含量却较高的无水架状硅酸盐矿物的总称。主要矿物种包括:霞石、白榴石、方柱石、钙霞石、方钠石、香花石等。
显然，似长石类矿物的成因产状特点表现为形成于贫SiO2，富含碱质的高温环境。因此，在SiO2含量不足的碱性火成岩或基性火成岩中，似长石常代替长石而出现，所以似长石类矿物是不会和石英共生的。此外，当富含SiO2的酸性火成岩与贫SiO2或不含SiO2的岩石接触时，酸性火成岩发生去Si作用，也可形成似长石类矿物，如香花石、方柱石等。因此，似长石类矿物在成因上和长石类矿物也有一定的联系。似长石类矿物在蚀变或风化条件下很不稳定，极易分解形成高岭石等粘土矿物。
四、作业
1.观察描述实习标本并掌握鉴定方法，记录内容、顺序和格式如下:
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2.区别下列相似矿物
(1)钾(斜)长石与石英:形态、光泽、解理
(2)天河石、绿柱石和绿色磷灰石:形态、解理、硬度、磷检测，并指明上述三种矿物的所属类别。
五、思考题
1.总结归纳硅酸盐类矿物的形态和物性特征规律及其与硅氧骨干类型的关系。
2.正长石有哪些鉴定特征?正长石晶体的哪些方向可见到卡尔斯巴双晶?
3.微斜长石具有什么鉴定特点?
4.正长石亚族矿物的成因及其用途是什么?正长石最容易变化成什么矿物?
5.斜长石亚族矿物的鉴定特征是什么?从哪几个方面可和正长石亚族的矿物相区分?
6.斜长石最易转变成什么矿物?
7.何谓条纹长石?它与文象结构怎么区别?条纹和文象是怎样形成的?
8.为什么架状硅酸盐必是铝硅酸盐?而岛状硅酸盐仅能形成铝的硅酸盐?
9.肉眼鉴定中如何区别钾长石和斜长石?
10.为什么架状硅酸盐矿物一般颜色浅、硬度高、相对密度较小?
11.似长石类矿物在成因产状上有何特点?这类矿物为什么不能与石英共生?
表琴新亚：[答案] 矿物的分类 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...
如皋市19868169356： 自然界中矿物分为几大类 - ？
表琴新亚： 矿物的分类 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...
如皋市19868169356： 硅酸盐类矿物各个亚类常见的有哪些矿物? - ？
表琴新亚：[答案] 硅酸盐矿物中按照硅氧骨干的型式可将硅酸盐类矿物划分为以下几个亚类:1、岛、环状结构硅酸盐,主要包括红柱石 Al2[SiO2]O,晶体属正交(斜方)晶系的岛状结构硅酸盐矿物.橄榄石 (Fe,Mg)2[SiO4],晶体属正交(斜方)晶...
如皋市19868169356： 叙述硅酸盐类矿物的基本特征. - ？
表琴新亚： 矿物学上,硅酸盐矿物按其分子结构分为以下类别: 橄榄石(单正四面体) - 岛状硅酸盐类 绿帘石(double tetrahedra) - 对状硅酸盐类 电气石(rings of tetrahedra) - 环状硅酸盐类 辉石(single chain)- 链状硅酸盐类 角闪石(double chain) ...
如皋市19868169356： 硅酸盐类矿物各个亚类常见的有哪些矿物?? - ？
表琴新亚： 硅酸盐矿物中按照硅氧骨干的型式可将硅酸盐类矿物划分为以下几个亚类: 1、岛、环状结构硅酸盐,主要包括 红柱石 Al2[SiO2]O,晶体属正交(斜方)晶系的岛状结构硅酸盐矿物. 橄榄石 (Fe,Mg)2[SiO4],晶体属正交(斜方)晶系的一族...
如皋市19868169356： 岛状(环状),链状,层状,架状硅酸盐类矿物各有何共同特征?? - ？
表琴新亚： 硅酸盐矿物的特征是它们的正四面体结构,正四面体以链状、双链状、片状、三维架状方式连结起来.按正四面体聚合的程度,硅酸盐再细分为:岛状硅酸盐类、环状硅酸盐类、链状硅酸盐类、片状硅酸盐类等,正四面体以链状、双链状、片状、三维架状方式连结起来,形成硅酸盐矿物晶体.
如皋市19868169356： 硅酸盐矿物 - ？
表琴新亚： 岛状硅酸盐矿物的形态和物理性质,因硅氧骨干形式的不同而存在着差异.在具孤立四面体的岛状硅酸盐中,由于硅氧四面体本身的等轴性,矿物晶体具有近似等轴状的外形,双折射率小,多色性和吸收性较弱,常具中等到不完全多方向的解理...
如皋市19868169356： 总结硅酸盐类矿物的晶体化学特点与物理性质之间的关系及亚类的划分 - ？
表琴新亚： 由于中心原子Si是四面体的结构,这种稳定的结构使得硅酸盐有稳定的化学性质,从而其硬度大、耐火,可用于制造耐火材料、玻璃、陶瓷、水泥等. 化学成分和晶体化学特征在硅酸盐矿物的晶体结构中e79fa5e98193e4b893e5b19e...
