实验十七 含氧盐大类硅酸盐类环状和链状亚类
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:
矿物学简明教程
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?
一、目的要求
1.掌握实习矿物的鉴定特征和鉴定方法;
2.理解层状硅氧骨干及其对矿物形态和物性的影响;
3.熟悉“粘土矿物”的概念及其基本性质;
4.熟悉该亚类中常见矿物所属结构单元层和离子占位类型。
二、难点
矿物类型划分、粘土矿物的鉴定及多型概念的理解和认识。
三、内容、方法和提示
(一)实习标本
①黑(白)云母(4303) ②滑石(4301) ③叶蜡石(4302) ④蛇纹石(4316)
⑤绿泥石(4313) ⑥高岭石(4314) ⑦蒙脱石(4311)
(二)重点内容和鉴定方法提示
1.关于云母族矿物的多型
所谓多型是指化学成分相同的层状矿物仅仅在层的堆积方式上所表现的结构差异的现象。它可以看作是一维方向的特殊的同质多象现象。仅具多型差异的矿物之间，原子或离子配位不变，内能相近，在形态和物性上也几乎没有差异，甚至不同多型可以共存于同一晶体之中，因此多型在矿物学中被看成是同一矿物种的结构变种，不另外命名。一般地说，多型所引起的结构变异，仅仅表现为垂直层的单位轴长c呈整数倍的变化。例如:云母最常见的多型变化如表11所列。
由于层状硅酸盐的多型现象以M类为主，因而层状硅酸盐以单斜晶系对称者最为多见。具有不同层状结构类型，但物性差异不大的两种或两种以上的层状矿物在同一晶格中相间排列组成的矿物特别称为混合层矿物，如蒙脱石层中混入绿泥石层结构。混合层矿物的层可以是规则交替的，也可以不很规则。在低温条件下形成的层状硅酸盐，常常有这种混合层矿物出现。
表11云母多型变化
注:x代表结构单元层;x的下角标表示结构单元层的位移次数;x前的“+”或“－”表示结构单元层按不同方向(互为反向)位移;不同x前均为“－”表示结构单元层按相同方向位移;位移量为任意确定的不变值;旋转角度前的“±”表示结构单元层按不同方向(互为反向)旋转;旋转角度前无“±”表示结构单元层按相同方向旋转。
2.主要粘土矿物类型特征对比
粘土(或称粘土岩)中的矿物均由极其细小(＜0.01mm)的细分散质点构成，而它们彼此间的差别就是在普通显微镜下也无法鉴别，故人们通常统称为粘土矿物。近年来，人们采用了X衍射分析、差热分析、红外吸收光谱分析、染色试验以及电子显微镜等方法才对其矿物成分有了较为深入的了解。发现粘土岩中分布最广、含量较多的主要是水云母、高岭石、蒙脱石三种，其物化性质及鉴定特征如表12。
3.关于层状硅酸盐类的矿物类型划分
(1)在结构单元层中，在相当于每个硅氧六方环网孔的范围内，最多只能容纳三个配位八面体，因此当三个八面体位置均被二价阳离子占据时，便称为三八面体型结构，如滑石Mg3［Si4O10］(OH)2;若全由三价阳离子充填时，必有一个八面体位置空着，故称为二八面体型结构;如叶蜡石Al2［Si4O10］(OH)2;当二价和三价阳离子共同存在时，则属于上述两者之间的过渡类型。
(2)基本结构层内，即四面体片和八面体片之间相接和排列的方式可以不同，因此结构单元层主要有两大类型。
2∶1型如本书第十五章图15－34a所示，由两层活性氧相对的四面体片(即T片)夹一层八面体片(即O片)构成的结构单元层。有的文献上把2∶1型，又称为T－O－T型或三重型。
1∶1型如本书第十五章图15－34b所示，由一个四面体片和一层(OH)－夹一层阳离子构成，(OH)－与活性氧组成了阳离子的配位八面体，因而可看成是一个四面体片和一个八面体片构成的结构单元层。所以，有的文献上又把1∶1型称为T－O型或二重型。
此外根据结构单元层和层间域的性质差异将层状硅酸盐矿物分为五种基本矿物结构类型:高岭石型结构、叶蜡石型结构、白云母型结构、绿泥石型结构、蒙脱石型结构。
4.鉴定方法提示
(1)Mg2+检出方法:用滑石或蛇纹石在清洁的条痕板上划一条痕，滴一滴镁试剂。若出现蓝色，则证明它们主要为含镁的矿物。
(2)蛇纹石石棉和角闪石石棉仅从外表不易识别，可将它们的纤维体少许放在研钵中研磨时，蛇纹石石棉性柔，可研成面饼状薄片，而角闪石石棉性脆，研成粉末状。
(3)特别注意观察作业中所列相似矿物的区别。
表12主要粘土矿物物化性质及鉴定特征
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:
矿物学简明教程
2.区别下列相似矿物
(1)滑石、叶蜡石、蛇纹石:硬度、相对密度、手感、镁试剂反应
(2)蒙脱石与高岭石:颜色、手感、吸水特征
五、思考题
1.滑石、叶蜡石、蛇纹石的主要鉴定特征是什么?它们的生成与富含什么元素的岩石和矿物有关?
2.蒙脱石和高岭石的形态、物性和产状有何特点?这些矿物用什么方法才能精确鉴定?它们的用途如何?
3.蛭石和黑云母如何区别?云母族矿物的实际用途是什么?蛭石在工业上有何意义?
4.层状硅酸盐矿物的硅氧骨干大多呈六方网孔，矿物为什么不形成六方晶系而以单斜晶系居多?
5.为什么滑石和叶蜡石具挠性而云母族矿物具弹性?
6.从层状硅酸盐矿物的晶体化学式可否直接判断二八面体型结构和三八面体型结构?举例说明。
7.蒙脱石具阳离子交换性和遇水膨胀性，原因何在?
8.白云母和黑云母的颜色差异是什么因素造成的?
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
矿物学简明教程
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:
矿物学简明教程
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?
敏钥孚来：[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...
下花园区13426926247： 自然界中矿物分为几大类 - ？
敏钥孚来： 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...
下花园区13426926247： 自然界中矿物分为几大类 - ？
敏钥孚来：[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...
下花园区13426926247： 硅酸盐是什么啊? - ？
敏钥孚来： 硅酸与金属离子形成的盐.天然硅酸盐的分布很广,它的结构单元是硅氧四面体(SiO4).如果这个四面体中没有一个氧原子与其他的硅氧四面体共用 ,就形成一个-4价的离子,它与金属离子(M2+)形成正硅酸盐(M2SiO4)矿物.如果每个...
下花园区13426926247： 硅酸盐类矿物各个亚类常见的有哪些矿物?? - ？
敏钥孚来： 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)晶系的一族岛...
下花园区13426926247： 岛状(环状),链状,层状,架状硅酸盐类矿物各有何共同特征?? - ？
敏钥孚来： 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.
下花园区13426926247： 叙述硅酸盐类矿物的基本特征. - ？
敏钥孚来： 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) ...
下花园区13426926247： H3PO4和H4SiO4分别是什么物质?？
敏钥孚来： 硅酸 化学品名称:硅酸 (H2SiO3) 化学品描述:简单的硅酸是正硅酸Si(OH)4,或写成H4Si O4,电离平衡常数K1=2.2*10-10(30℃).是一个弱酸,它的盐在水溶液中有水解作用.游离态的硅酸,包括偏硅酸(H2SiO3)、二硅酸(H2Si2O5)...
下花园区13426926247： (2)硅酸盐的性质 - ？
敏钥孚来： 1 硅酸钾 硅酸铵 2 水玻璃或泡花碱 粘合剂 既美观又大方?既防火又防水?既有硬度又有强度?随便写个吧,出这题目的人真是脑子有毛病. 3 Na2SiO3+CO2+H2O=Na2CO3+H2SiO3 密封保存
