链状硅酸盐亚类

实验六 岛状、环状和链状硅酸盐亚类矿物~

一、目的要求
（1）熟悉岛状、环状和链状硅酸盐亚类矿物的络阴离子构造特点及其对矿物形态和物理性质的影响。
（2）掌握岛状、环状和链状硅酸盐亚类常见矿物的主要鉴定特征。
二、实验内容
◎锆石：晶体通常呈四方柱与四方双锥组成的聚形。黄色至红棕色。金刚光泽，断口油脂光泽。硬度7.5。相对密度4.7。物理化学性质稳定，常与独居石、金红石等伴生。
◎橄榄石：常呈粒状集合体。橄榄绿或黄绿色。玻璃光泽。硬度6～7。贝壳状断口。
◎石榴子石：晶体外形特殊、硬度大、无解理、断口油脂光泽，物理性质稳定。
——铁铝榴石。常呈四角三八面体、菱形十二面体完好晶形，或二者的聚形。颜色为褐、深红至黑色。玻璃光泽。硬度7～7.5。
——镁铝榴石。完好晶形少见，多呈浑圆状颗粒。颜色呈紫红色、棕褐色、灰绿色等。
——钙铁榴石和钙铝榴石。晶形也常为菱形十二面体、四角三八面体或二者的聚形。钙铁榴石的颜色主要呈黄绿、褐红至黑色；钙铝榴石主要呈黄、褐、红、绿色、白色。
◎蓝晶石：晶体常呈长板状。颜色通常是浅蓝色，但也可呈白、灰、绿等色；条痕白色。玻璃光泽，解理面上有时显珍珠光泽。硬度随方向而异，平行晶体延长方向小刀可刻伤；垂直晶体延长方向小刀不能刻伤（又称二硬石）。常与十字石、石榴子石共生。
◎红柱石：晶体呈柱状，横断面近于正方形。集合体呈柱状或放射状（俗称菊花石）。常呈灰色、肉红色或红褐色，风化后灰白色。平行柱面解理中等。硬度6.5～7.5。红柱石经常含有碳质和泥质包裹体，在横断面上呈黑十字状定向排列，称空晶石。
◎矽线石：晶体少见，通常呈放射状或纤维状集合体。颜色呈灰白色，也有褐色和浅绿色。平行柱面解理完全。
◎十字石：晶体呈短柱状，横断面为菱形。常见穿插双晶（十字形双晶或X形双晶）。黄褐、红褐至暗褐色。新鲜时为玻璃光泽，蚀变后呈暗淡光泽至土状光泽。硬度7。
◎绿柱石：晶体常发育成完整的六方柱状，柱面上常有纵纹。颜色通常为淡蓝绿或浅黄、黄绿等色。玻璃光泽。平行板面解理不完全。硬度7.5～8。在花岗伟晶岩中绿柱石常呈粗大晶体产出。
◎电气石：晶体呈柱状，柱面上常有纵纹。横断面呈球面三角形。集合体呈放射状或纤维状。颜色多样，有黑、褐、浅蓝、玫瑰等。无解理，有｛0001｝裂理。硬度7～7.5。
◎普通辉石：晶体呈短柱状，横切面呈八边形。绿黑色或黑色。平行柱面解理中等至完全，两组解理夹角分别为87°和93°。普通辉石易蚀变成绿泥石、纤闪石、绿帘石等。
◎透辉石：晶体呈柱状，横切面近于正方形。灰白色、浅绿色至灰绿色。平行柱面解理中等至完全，解理夹角87°。产于矽卡岩中时与石榴子石、阳起石共生。
◎硅灰石：晶体呈板状、针状，集合体通常呈纤维状、放射状或块状。白色或灰白色。玻璃光泽，纤维状集合体为丝绢光泽。一组平行板面解理完全，一组平行板面解理中等，二者夹角84 °。常与石榴子石、透闪石、符山石等矿物共生。
◎普通角闪石：晶体呈较长的柱状，横切面呈假六边形或菱形。颜色浅绿、深绿至黑绿色。玻璃光泽。解理平行柱面完全。解理夹角56 °和124 °。硬度5～6。
◎透闪石：晶体呈柱状或针状。集合体呈放射状、柱状、纤维状。白色或灰白色。玻璃光泽，放射状、纤维状常呈丝绢光泽。解理平行柱面完全，解理夹角56°。
◎阳起石：晶体呈柱状，常呈放射状集合体形态。颜色呈深浅不同的绿色至墨绿色。玻璃光泽，放射状、纤维状常呈丝绢光泽。解理平行柱面解理完全，解理交角56°。
三、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、共生组合等特征：
橄榄石、石榴子石、蓝晶石、红柱石、矽线石、十字石、绿柱石、电气石、绿帘石、普通辉石、透辉石、普通角闪石、透闪石。
四、思考题
（1）普通辉石与普通角闪石晶体的横截面有什么不同？
（2）电气石晶面纹与石英晶面纹有什么不同？
（3）红柱石、绿柱石、蓝晶石这三种矿物各有哪些重要的鉴定特征。

(一)辉石族
辉石族矿物是重要的造岩矿物，广泛出现于中性、基性、超基性火成岩和变质岩中。本族矿物结晶成斜方晶系或单斜晶系，因此可以分为斜方辉石亚族和单斜辉石亚族。
辉石族矿物是单链结构的典型代表，链与链之间借Mg、Fe、Ca、Al等金属阳离子相联系。辉石族的链状结构决定了其柱状晶体形态，且发育平行于延伸方向的{210}(斜方辉石)或{110}(单斜辉石)柱状解理。横截面呈假正方形或八边形，解理夹角为93°和87°(图4－41)。

图4－41 辉石族矿物垂直晶体延伸方向的晶体结构与解理夹角的关系

1.斜方辉石亚族
本亚族矿物是由顽火辉石Mg2［Si2O6］和铁辉石Fe2［Si2O6］两个端员组分构成的完全类质同象系列。考虑到传统的应用习惯和分类方案，仅描述常见的中间成员。
顽火辉石(Enstatite)Mg2［Si2O6］，含铁辉石Fe2［Si2O6］分子＜10%;
古铜辉石(Bronzite)(Mg，Fe)2［Si2O6］，含铁辉石Fe2［Si2O6］分子10%～30%;
紫苏辉石(Hypersthene)(Mg，Fe)2［Si2O6］，含铁辉石Fe2［Si2O6］分子30%～50%。
斜方晶系。单晶体呈短柱状，集合体呈粒状、块状或放射状。颜色随Fe含量的增高而加深:顽火辉石为无色或带浅绿的灰色，也可呈褐绿色或褐黄色;紫苏辉石呈绿黑色或褐黑色;古铜辉石呈特征性的古铜色，故名;玻璃光泽。硬度5～6;{210}解理完全。密度也随Fe含量的增高而增大3.20～3.87g/cm3。
本亚族主要是基性、超基性岩浆结晶作用的产物，见于纯橄榄岩或苦橄岩，辉石岩、斜长岩中，也是区域变质程度较深的变质岩，如变粒岩、片麻岩和麻粒岩中常见的矿物。
★短柱状形态，颜色和两组近于正交的完好解理为鉴定特征。
2.单斜辉石亚族
透辉石(Diopside) CaMg［Si2O6］
钙铁辉石(Hedenbergite) CaFe［Si2O6］
透辉石CaMg［Si2O6］和钙铁辉石CaFe［Si2O6］是类质同象系列的两个端员矿物，其中间成员包括次透辉石(Mg2+＞Fe2+)和铁次透辉石(Mg2+＜Fe2+)。
单斜晶系。单晶体呈短柱状，其横切面多呈正方形或截角的正方形。常依(100)或(001)成接触双晶或聚片双晶;集合体呈柱状、粒状或致密块状。
透辉石无色至浅绿色。钙铁辉石深绿色至墨绿色，条痕微具浅绿色;氧化后呈褐色或褐黑色;玻璃光泽。硬度5.5～6.5;{110}解理中等至完全，解理交角87°;有时具(001)或(100)裂理。密度3.22～3.56g/cm3。
透辉石、钙铁辉石和次透辉石是矽卡岩中的主要矿物之一，经常与石榴子石等共生。透辉石也是一些基性和超基性火成岩中或在中、高级区域变质作用和热变质作用岩石中的常见矿物。此外，钙铁辉石也见于受热变质作用的含铁沉积物中。
★辉石型解理和柱状形态。透辉石颜色较浅，而钙铁辉石则较深，且风化表面常呈褐色。

图4－42 普通辉石晶形

普通辉石(Augite) Ca(Mg，Fe，Al)［(Si，Al)2O6］
单斜晶系。单晶体呈短柱状，其横切面多呈八边形(图4－42)。依(100)而成的简单双晶或聚片双晶比较常见，集合体呈粒状或块状。绿黑色或黑色，少数情况下呈暗绿色或褐色;玻璃光泽。硬度5.5～6;{110}解理完全或中等，解理交角87°;有时见到平行(100)或(001)的裂理。
普通辉石是火成岩，尤其是基性火成岩中极为普遍的造岩矿物之一。见于各种基性、超基性侵入岩和火山岩中，与橄榄石、斜长石和角闪石等共生。在中、高级区域变质岩和接触变质的辉石角岩中也常见到。普通辉石亦见于陨石中。
★短柱状形态，横切面近于呈正八边形，色黑和{110}解理交角接近直角作为鉴定特征。普通辉石最易与普通角闪石相混，仔细观察其解理角的不同，是比较可靠的识别依据。
霓石(Aegirine) NaFe［Si2O6］
霓辉石(Aegirine－augite)(Na，Ca)(Fe3+，Fe2+，Mg，Al)［Si2O6］
霓石与钙铁辉石或透辉石之间能形成类质同象，而霓辉石则是其间的过渡性产物。
单斜晶系。单晶体呈长柱状或针状。柱面上经常发育有纵纹。集合体呈柱状、针状或放射状。暗绿色、墨绿色至黑色，有时带褐色;条痕浅绿色;玻璃光泽。硬度6;{110}柱面解理中等至完全;有时有(100)或(001)裂理。密度3.40～3.60g/cm3。
是碱性火成岩的造岩矿物之一，常见于霞石正长岩、响岩等碱性岩及其伟晶岩中，与霞石、正长石等共生。也见于碱性变质岩中。
★以其颜色、长柱状形态及产状最为特征。
硬玉(翡翠)(Jadeite)NaAl［Si2O6］
单斜晶系。晶体极少见，通常以粒状、显微纤维状或致密块状集合体产出。
纯的硬玉为无色透明或白色，常因含铬、铁、锰等元素而呈不同色调的绿色，浅蓝、黄褐或紫色;玻璃光泽。硬度6.5～7;刺状断口;质地坚韧。密度3.24～3.43g/cm3。
主要产于碱性变质岩和榴辉岩中。可作为高压变质作用的标志矿物。
★以其颜色、致密块状及高硬度为特征。
是组成名贵的翡翠玉石材料的主要矿物。质地细腻、色艳者用于制作高档首饰和玉器。
(二)闪石族
闪石族矿物也是重要的造岩矿物。闪石族矿物可结晶成斜方晶系或单斜晶系，因此可以进一步分为斜方闪石亚族和单斜闪石亚族。
闪石族矿物是双链结构的典型代表，链与链之间由金属阳离子相连。晶体的双链结构决定了其长柱状或针状形态，平行{010}和{110}(单斜闪石)或{210}(斜方闪石)柱状解理发育良好。晶体横截面常呈六边形，形成了特有的角闪石型解理(图4－43)，解理交角分别为56°和124°。
1.斜方闪石亚族
直闪石(Anthophyllite) (Mg，Fe)7［Si4O11］2(OH)2

图4－43 角闪石族矿物垂直晶体延长方向的结构及其与解理交角的关系

斜方晶系。晶体呈柱状、板状，集合体通常呈放射状或纤维状，后者称为直闪石石棉。
颜色随Fe含量之增高而变深，有白色、灰色、绿色及黄褐色等;玻璃光泽，纤维状集合体呈丝绢光泽。硬度5.5～6;{210}解理完全。密度2.85～3.57g/cm3。
变质成因矿物，一般仅见于中级变质的结晶片岩中。
★直闪石以其纤维状形态为特征。
直闪石石棉是工业石棉原料之一。
2.单斜闪石亚族
透闪石(Tremolite) Ca2Mg5［Si4O11］2(OH)2
阳起石(Actinolite) Ca2(Mg，Fe)5［Si4O11］2(OH)2
单斜晶系。单晶体常呈柱状或针状，依(100)而形成的简单接触双晶或聚片双晶较常见。集合体呈放射柱状或细长柱状，也有呈粒状或块状。呈纤维状者，称透闪石石棉或阳起石石棉。致密坚韧并具刺状断口的隐晶质块体，称为软玉。
透闪石色浅，常呈白色或灰白色;阳起石呈绿色，由浅绿色至墨绿色;玻璃光泽，纤维状者呈丝绢光泽。硬度5～6;{110}解理完全，解理交角56°。密度随Fe含量之增高而增大，在3.02～3.44g/cm3之间。
透闪石主要产于接触变质作用形成的矽卡岩，也常见于区域变质作用形成的大理岩、片岩中，是常见矿物之一。阳起石是区域变质的绿片岩相中的特征矿物之一。此外，在热液蚀变过程中也可形成阳起石，称阳起石化作用。
★闪石型解理，细长柱状形态，带绿的颜色(阳起石)以及产状可作为特征。
纤维状者石棉可用于制作各种石棉复合材料制品。软玉是贵重玉石材料，用于雕刻各种饰物和工艺品。

图4－44 角闪石晶形

普通角闪石(Hornblende)
NaCa2(Mg，Fe，Al)5［(Si，Al)4O11］2(OH)2
单斜晶系。单晶体呈柱状(图4－44)。由于经常发育{110}和{010}单形，故晶体横切面呈六边形。依(100)而成的接触双晶或聚片双晶常见。集合体常呈柱状或纤维状。
浅绿至深绿色或黑绿色;氧化后则呈浅褐或深褐色;条痕白色略带浅绿色;玻璃光泽。硬度5～6;{110}解理完全，夹角56°。密度3.02～3.45g/cm3，含Fe量高者密度增大。
普通角闪石是分布很广的主要造岩矿物之一。广泛分布于各类岩浆岩与变质岩中，尤以中性岩浆岩中最为常见，是其中的最主要暗色矿物;在区域变质作用的角闪片岩、角闪片麻岩等岩石中也有大量产出，是角闪岩相的典型矿物。
★以其柱状形态，横切面呈六边形，{110}解理且夹角56°为特征。
蓝闪石(Glaucophane)Na2Mg3Al2［Si4O11］2(OH)2
钠闪石(Riebeckite)Na2Fe2+3Fe3+2［Si4O11］2(OH)2
单斜晶系。蓝闪石单晶体极少见，常呈纤维状集合体。钠闪石单晶体呈长柱状，柱面上有纵纹。集合体呈纤维状、棒状或粒状;钠闪石呈纤维状者，称为青石棉(蓝石棉)。
蓝闪石常呈灰蓝色、深蓝色至蓝黑色，条痕色是带浅蓝的灰色;钠闪石呈黑色，条痕色为蓝灰色;玻璃光泽或丝绢光泽。硬度5～6;{110}解理完全，夹角为56°。密度3.02～3.42g/cm3。
蓝闪石为低温高压变质成因的特征矿物之一，主要产于蓝片岩、云母片岩和榴辉岩中。
钠闪石见于碱性岩、碱性伟晶岩以及钠质粗面岩等岩石中。青石棉主要是由泥铁矿层受到强烈的剪切作用并发生钠质交代而形成的。
★细长柱状或纤维状，色深往往带有蓝色调，具角闪石型解理以及产状为鉴定特征。
青石棉为优良的纤维材料，具有化学毒物和放射性污染的过滤、吸附和净化等特殊功能，故在核反应堆及国防工业中具有特殊用途，是重要战略物资之一。此外，还可以作粘合剂，增强塑料，抗酸抗水的矿物材料。
(三)矽线石族
矽线石(Sillimanite) Al［AlSiO4］O
斜方晶系。一般呈针状、纤维状或放射状集合体。
常呈灰白色;玻璃光泽。硬度7，{010}解理完全。密度3.23～3.27g/cm3。不溶于酸。
典型的高温变质矿物，主要由富铝的泥质岩经高温变质而成，与刚玉、白云母等共生。
★以其针状、放射状或纤维状形态，完全解理以及产状为鉴定特征。
高级耐火材料。

在本亚类矿物的晶体结构中络阴离子为链状硅氧骨干，各链互相平行，沿c轴无限延伸，链与链间靠金属阳离子联结。

在自然界矿物中的链状硅氧骨干以辉石式单链［Si₂O₆］^4－和角闪石式双链［Si₄O₁₁］^6－最常见(图15－23)，它们分别组成极为重要的辉石族和角闪石族矿物，与岛状硅酸盐相比，本亚类矿物在成分和构造上有下列特点:

图15-23 辉石式链(a)和角闪石式链(b)从{100}(左图)和{001}(右图)方向观察时的形状，及a、b图从{010}面观察时的形状(c)

(1)具有平行排列一向延伸的硅氧骨干;

(2)络阴离子电价较低，硅氧四面体给出的负电价:［Si₂O₆］^4－为－2，［Si₄O₁₁］^6－为－1.5;

(3)阳离子电价相应也较低，起主要作用的为Ca²⁺、Mg²⁺、Fe²⁺、Mn²⁺等二价离子，Al³⁺、Fe³⁺、Ti³⁺等三价离子主要和Na⁺、Li⁺等一价离子一同进入晶格，很少单独与络阴离子组成链状硅酸盐;

(4)Al代替Si进入络阴离子的现象主要存在于分布极广的普通辉石、普通角闪石等矿物中，Al代替Si的数量一般在1/4以下。

由于以上特点，本亚类在形态和性质上也具有共同之处。本亚类矿物常呈长、短不等的柱状、针状或纤维状:平行柱的方向(即构造中链的方向)具有中等—完全解理，矿物的硬度比岛状和环状硅酸盐低，一般多在5～6间，少数可至7;颜色随成分而异，含过渡型离子(主要是铁)者色深;本亚类矿物主要形成于岩浆作用和变质作用。

辉石族

本族包括具有辉石式(单链状)络阴离子的链状硅酸盐矿物。其化学通式为XY［Si₂O₆］。

X为Ca²⁺、Na⁺、Li⁺、Mn²⁺、Mg²⁺、Fe²⁺;

Y为Mg²⁺、Fe²⁺、Mn²⁺、Al³⁺、Fe³⁺、Ti³⁺等。

本族可按晶系分为斜方辉石和单斜辉石两个亚族。两亚族矿物除晶系不同外，成分亦有差异:

(1)斜方辉石亚族的辉石成分中X、Y皆为半径较小的二价阳离子Mg²⁺、Fe²⁺。其主要矿物有:

顽火辉石Mg₂［Si₂O₆］和紫苏辉石(Mg，Fe)₂［Si₂O₆］，二者间的镁、铁成分为过渡关系。

(2)单斜辉石亚族的辉石成分中X主要为Ca²⁺、Na⁺、Li⁺等半径较大或电价较低的阳离子，Y则为Mg²⁺、Fe²⁺、Al³⁺等半径较小或电价较高的阳离子。其主要矿物有:

透辉石CaMg［Si₂O₆］

钙铁辉石CaFe［Si₂O₆］;

霓石NaFe³⁺［Si₂O₆］;

硬玉NaAl［Si₂O₆］;

锂辉石LiAl［Si₂O₆］;

普通辉石Ca(Mg，Fe，Al)［(Si，Al)₂O₆］。

普通辉石的成分比较复杂，是有Al代替Si进入络阴离子，同时又有三价阳离子代替二价阳离子以平衡电价的含钙辉石。霓石、硬玉的成分也可以进入普通辉石，当含量较高时分别称为霓辉石和绿辉石。只有锂辉石很少与其他辉石相混。

在辉石晶体结构中，辉石式硅氧骨干平行c轴排列，阳离子位于骨干之间。图15－24为透辉石结构沿c轴的投影，图中并联的两个三角形代表呈“之”字形延伸的辉石单链，其他辉石的晶体结构大体相似。

图15－25说明了辉石解理的产生。图中以梯形代替并联的三角形表示辉石链的断面。从解理通过的路径(曲折线)和平均方向(虚线)不难看出两组解理产生于{hk0}方向，彼此相交近于90°(87°和93°左右)。

现将最常见的辉石按亚族分述如下。

图15-24 透辉石结构沿c轴投影

图15-25 辉石的解理与结构的关系

斜方辉石亚族

顽火辉石Mg₂［Si₂O₆］—紫苏辉石(Mg，Fe)₂［Si₂O₆］

［化学组分］Mg₂［Si₂O₆］中MgO40.15%，SiO₂59.85%;Fe₂［Si₂O₆］中FeO54.46%，SiO₂45.54%。两者间呈完全类质同象关系。当Fe₂［Si₂O₆］分子含量小于10%时，称顽火辉石，10%～30%为古铜辉石，大于30%为紫苏辉石。

［形态］斜方晶系，晶体呈平行c轴的柱状、短柱状，单形以{100}、{010}、{210}、{211}等较为常见;常呈不规则粒状集合体，并常依{100}成简单或聚片双晶。

［物理性质］顽火辉石为浅褐色，古铜辉石呈暗青铜色，紫苏辉石呈褐黑色;白色条痕;透明。硬度5～6;解理平行{210}，完全;常发育很完善的{100}裂开。相对密度Mg₂［Si₂O₆］为3.209，Fe₂［Si₂O₆］为3.96，一般在3.209～3.50间。

［成因产状］为超基性或基性岩浆岩的主要造岩矿物;在变质较深的变质岩中亦可见到斜方辉石。

斜方辉石容易遭受蚀变等后期变化而形成蛇纹石、绢石(古铜色的纤维蛇纹石集合体)、纤闪石(绿色纤维状角闪石)等。

［鉴定特征］根据柱状晶形、颜色、解理和产状等可以初步认出，与辉石族其他矿物的区别需在显微镜下鉴定。

［用途］为岩浆岩和变质岩的主要造岩矿物;透明、色泽艳丽者可作宝石原料。

单斜辉石亚族

透辉石Ca(Mg，Fe)［Si₂O₆］

［化学组成］为归属于钙镁辉石CaMg［Si₂O₆］—钙铁辉石CaFe［Si₂O₆］系列的矿物，Mg²⁺和Fe²⁺为完全类质同象。纯钙镁辉石CaO25.9%，MgO18.5%，SiO₂55.6%;纯钙铁辉石CaO22.2%，FeO29.4%，SiO₂48.4%。自然界产出的透辉石成分介于两者之间。此外，还可有Mn、V、Cr等类质同象混入物。

图15-26 透辉石的晶形、横断面及解理纹(a)、双晶(b)

［形态］单斜晶系，晶体呈短柱状(岩浆岩中)或长柱状(矽卡岩中常见)，{100}和{010}两组晶面发育，晶体断面呈方形或矩形，{110}单形的晶面较小;常依{100}成接触双晶(图15－26);集合体呈粒状、放射状(矽卡岩中)。

［物理性质］透辉石的颜色随含铁量的增加可由浅灰绿色→灰绿色→浊绿色→黑绿色变化，纯钙镁辉石呈灰白色，纯钙铁辉石则呈黑色;白色条痕;透明;玻璃光泽。硬度5.5～6;解理平行斜方柱{110}中等，两组解理交角87°;有时有{100}裂开。相对密度3.22～3.56，随含铁量增加而增大。

［成因产状］透辉石和钙铁辉石为矽卡岩的主要矿物，与钙铁榴石等共生，透辉石还是超基性和基性岩浆岩的主要矿物之一。

［鉴定特征］矽卡岩中的透辉石常呈柱状，做放射状排列，主要呈灰绿色，有时呈灰白色，在方形柱状({100}和{010}聚形)的棱上可以看到中等解理。相似矿物符山石没有解理，晶面上光泽较强，且硬度较大，可以轻易地刻动玻璃(透辉石硬度近于玻璃)。岩浆岩中的透辉石可用显微镜鉴定与其他辉石区别。

［用途］常见造岩矿物。含铁低的透辉石可作为建筑陶瓷原料，降低陶瓷烧成温度、提高强度，减少变形。

普通辉石(Ca，Na)(Mg，Fe²⁺，Al，Fe³⁺)［(Si，Al)₂O₆］

［化学组成］成分较复杂，主要可看成是Al³⁺代替Si⁴⁺的钙镁辉石—钙铁辉石，同时有Al³⁺代替Mg²⁺以平衡电价:

矿物学简明教程

。此外，还可以有Na⁺、Fe³⁺、Mn²⁺、Ti³⁺等成分以类质同象方式进入晶格。

图15-27 普通辉石的晶形(a、b)、横截面的解理纹和(100)裂开纹(c)

［形态］单斜晶系，晶形呈短柱状，断面呈八边形(图15－27);常依{100}成接触和聚片双晶;集合体为粒状。

［物理性质］黑色或褐黑色;白色条痕;透明;玻璃光泽。硬度5～6;解理平行斜方柱{110}，中等;常具{100}裂开，{100}裂开发育的普通辉石和透辉石称为易剥石。相对密度3.2～3.6。

［成因产状］普通辉石的形成与岩浆岩有密切关系，为超基性的辉石岩和基性的辉长岩、辉绿岩等的主要造岩矿物，主要与基性斜长石共生;普通辉石形成后，可被角闪石交代形成纤闪石(绿黑色针状角闪石)。受热液蚀变可分解为绿泥石、绿帘石、方解石等矿物。

［鉴定特征］据黑色、短柱或粒状、条痕白色、有中等解理或裂开等，可与磁铁矿等其他黑色矿物区分。其解理不如角闪石好，但有时可发育裂开，在大多数情况下裂开面上呈褐黑色而不像角闪石呈绿黑色。在岩浆岩中的辉石柱很短，呈粒状，但角闪石常呈明显的柱状。与其他深色辉石由肉眼无法确切辨认。

［用途］最主要的造岩矿物之一。当它为某岩石的主要组成矿物时，标志该岩石为基性或超基性岩浆岩。

霓石(钝钠辉石、锥辉石)NaFe［Si₂O₆］

［化学组成］Na₂O13.4%，Fe₂O₃34.6%，SiO₂52.0%;与普通辉石间可以形成过渡性系列，其过渡矿物称霓辉石。

图15-28 霓石晶形之一端

［形态］单斜晶系，霓石呈长柱状或针状晶体(图15－28)，晶面常有纵纹，呈细柱状或放射状集合体;霓辉石则为短柱状或板状。

［物理性质］暗绿—绿黑色;条痕淡绿色;透明;玻璃光泽。硬度5.5～6;解理平行{110}，中等，其夹角为87°;常有平行{100}裂开。相对密度3.40～3.60。

［成因产状］碱性岩浆岩及火山岩的主要造岩矿物，常与正长石、霞石等共生。

［鉴定特征］以长柱状晶形，黑绿色、淡绿条痕和有两组近正交的解理与其他辉石及角闪石相区别。

［用途］碱性岩的标型矿物。

硬玉NaAl［Si₂O₆］

［化学组成］Na₂O15.3%，Al₂O₃25.2%，SiO₂59.4%，常有Cr³⁺与Al³⁺形成部分类质同象，呈现绿色色调。

［形态］单斜晶系，单晶少见;常呈致密粒状集合体。

［物理性质］白色、浅绿色、苹果绿色;白色条痕;透明;玻璃光泽。硬度6.5～7;解理平行{110}，中等。相对密度3.3～3.4。

［成因产状］主要见于碱性变质岩和榴辉岩中，为典型的高压矿物。

［用途］质地均匀致密，色泽美观者为贵重玉石———翡翠的主要矿物，与透辉石、霓石、含铬硬玉、钠长石共生，构成纤状变晶结构。

锂辉石LiAl［Si₂O₆］

［化学组成］Li₂O8.03%，Al₂O₃27.40%，SiO₂64.57%，常含Na⁺、Fe³⁺、Cr³⁺、Mn²⁺等类质同象混入物。

［形态］单斜晶系，常呈平行{100}沿c轴伸长的板柱状晶体，个别可长达十余米;依{100}成聚片双晶。

［物理性质］无色透明，但多呈灰白、浅黄绿、浅玫瑰色;白色条痕;玻璃光泽。硬度6.5～7;解理平行{110}，中等，解理夹角为87°;有时有{100}和{010}裂开。相对密度3.13～3.2。具热发光性，在紫外光照射下发微弱的蔷薇色或橘红色荧光。

［成因产状］为稀有金属伟晶岩特征矿物之一，与长石、石英、锂云母、彩色电气石共生。受后期蚀变和风化后易变为水白云母、钠长石、多水高岭石等矿物，但往往保留其外形，称腐锂辉石，其中Li大部分被淋失。

［鉴定特征］据浅色、板柱状晶形、解理及产状易于识别。与相似的长石相比，锂辉石相对密度明显较大，硬度较高。还可做Li的焰色反应，即将矿粉与三倍CaF₂和KHSO₄混合剂合熔后，染火焰为鲜红色。

［用途］提锂的主要矿物原料之一，透明晶体可作宝石。也可用作高级陶瓷、微晶玻璃原料。

角闪石族

本族矿物皆具有角闪石式双链状络阴离子。其化学通式为A_0～1B₂C₅［Si₄O₁₁］₂(OH)₂。

A为Na⁺、K⁺、H₃O⁺;

B为Ca²⁺、Na⁺、Li⁺、Mg²⁺，Fe²⁺等;

C为Mg²⁺、Fe²⁺、Al³⁺、Fe³⁺、Mn²⁺等。

A阳离子并不经常存在，但在有Al³⁺代替Si⁴⁺的普通角闪石中，为平衡电荷，在A位经常有一些一价阳离子存在。

角闪石族矿物也分为斜方和单斜两个亚族，其成分上的差别与辉石族相似。

斜方角闪石亚族矿物的B阳离子和C阳离子一样，均为Mg²⁺、Fe²⁺、Al³⁺等半径较小或电价较高的阳离子，如:

直闪石(Mg，Fe)₇［Si₄O₁₁］₂(OH)₂。

斜方角闪石分布不广，其重要性远不如斜方辉石。

单斜角闪石亚族矿物的成分中，B阳离子为Ca²⁺、Na⁺、Li⁺等半径大或电价低的阳离子，而C则不同，为Mg²⁺、Fe²⁺、Mn²⁺、Fe³⁺、Al³⁺等半径小或电价高的阳离子，其常见矿物有:

透闪石Ca₂Mg₅［Si₄O₁₁］₂(OH)₂—阳起石Ca₂(Mg，Fe)₅［Si₄O₁₁］₂(OH)₂;

蓝闪石Na₂Mg₃Al₂［Si₄O₁₁］₂(OH)₂—钠闪石Na₂Fe²⁺₃Fe³⁺₂［Si₄O₁₁］₂(OH)₂;

普通角闪石(Na，K)Ca₂(Mg，Fe，Al)₅［(Si，Al)₄O₁₁］₂(OH)₂。

普通角闪石的基本成分类似阳起石，但有Al³⁺代Si⁴⁺和Mg²⁺，有A阳离子。

角闪石族在成分上与辉石的区别除络阴离子不同和阳离子数目不同以外，还有一点重大区别就是角闪石中含有(OH)^－，也就是含有结构水。(OH)^－可以部分地为F^－代替。由于含有(OH)^－，角闪石与相应的辉石比较，形成的温度要低一些。

在角闪石结构中，角闪石式双链硅氧骨干平行c轴排列，阳离子位于骨干间。图15－29为透闪石的晶体结构沿c轴投影。图中并联四个三角形代表双链的横截面。可以看出，除比辉石单链的宽度加倍宽以及有A阳离子和(OH)^－外，和透辉石的结构基本一样。

图15-29 透闪石晶体结构沿c轴投影

图15－30说明了角闪石解理的产生。很容易理解，由于硅氧骨干的横宽加大一倍，解理角从近于90°变为近于60°(56°)。

图15-30 角闪石解理与结构的关系

现将角闪石族最常见的矿物分述于后。

单斜角闪石亚族

透闪石Ca₂Mg₅［Si₄O₁₁］₂(OH)₂—阳起石Ca₂(Mg，Fe)₅［Si₄O₁₁］₂(OH)₂—铁阳起石Ca₂Fe₅［Si₄O₁₁］₂(OH)₂

［化学组成］透闪石含CaO13.8%、MgO24.6%、SiO₂58.8%、H₂O2.8%，另一端元为铁阳起石Ca₂Fe₅［Si₄O₁₁］₂(OH)₂，其中间成员为阳起石。一般规定阳起石为含铁阳起石分子15%～30%者(相当于FeO6.4%～12.5%);在此以下叫透闪石，透闪石一般含FeO很少。铁阳起石比较少见。

［形态］单斜晶系，该系列矿物晶体呈长柱状(图15－31)、针状、纤维状，横截面呈菱形或假六边形;集合体呈束状、放射状(阳起石即由此得名———光芒四射)和纤维状。纤维状的透闪石称为角闪石石棉。呈浅色的坚韧致密集合体(细腻致密的透闪石岩)者称软玉。

［物理性质］透闪石为白色、灰色;阳起石为浅绿色至深蓝绿色;白色条痕;透明;玻璃光泽。硬度5.5～6;解理沿{110}中等，解理夹角56°;有时可见{100}裂开。相对密度随含铁量的增多而增加，透闪石为2.9～3.0，阳起石为3.1～3.3。

图15-31 透闪石的晶形

［成因产状］主要产于接触变质作用形成的矽卡岩———透闪石大理岩中，与方解石、铁白云石等共生。阳起石还出现于结晶片岩中。

［鉴定特征］以颜色、形态、解理为特征与透辉石、绿帘石、符山石等区别。透闪石与硅灰石很相似，皆出现于大理岩中。除借助显微镜鉴定外，可将粉末在盐酸中缓慢煮沸，硅灰石可溶于酸，产生硅胶，使酸液变黏稠，而透闪石则不溶。

［用途］角闪石石棉强度高、细度好、耐高温、抗酸能力强，与其他材料制成增强复合材料后，既具有金属的某些性能，又具有金属以外的其他优良特性。因此，被用于国防工业和宇宙空间尖端科学技术领域，为重要战略物资。白色透闪石可用于陶瓷配料，降低烧成温度，提高产品质量，高长径比的超细透闪石纤维可以替代昂贵的晶须材料，也可以用作塑料、橡胶、涂料的增强填料，提高抗老化性能。软玉为一种珍贵玉石类型，其中羊脂玉价格昂贵。

图15-32 普通角闪石晶形、横截面以及断面上的解理纹

普通角闪石NaCa₂(Mg，Fe，Al)₅［(Si，Al)₄O₁₁］₂(OH)₂

［化学组成］成分复杂，主要特征为有Al³⁺代替Si⁴⁺，A阳离子有Na⁺(或K⁺)存在，C阳离子有Fe³⁺、Al³⁺参加，有时有Ti⁴⁺。

［形态］单斜晶系，晶体呈较长的柱状，断面呈假六方形或菱形(图15－32)。

［物理性质］绿黑至黑色;条痕白色略带绿色;透明;玻璃光泽。硬度5.5～6;解理平行{110}完全，两组解理交角56°;有时具有因{100}聚片双晶引起的裂开。相对密度3.1～3.3。

［成因产状］普通角闪石的形成与结晶岩有密切关系，它是各种中酸性岩浆岩的重要造岩矿物;在中性的闪长岩中与中性斜长石共生;在基性的辉长岩中可有少量普通角闪石;普通角闪石也是变质岩中角闪岩和角闪片岩的主要组成部分。普通角闪石有时按普通辉石晶形形成假象纤闪石。

［鉴定特征］柱状晶形、颜色、解理等作为特征。

蓝闪石Na₂Mg₃Al₂［Si₄O₁₁］₂(OH)₂—钠闪石Na₂Fe²⁺₃Fe³⁺₂［Si₄O₁₁］₂(OH)₂

［化学组成］两者间为过渡关系，Al³⁺和Fe³⁺，Mg²⁺和Fe²⁺均可完全互相代替，两种代替同时进行。两者共同特征为富含Na₂O，故称为碱性角闪石。

［形态］单斜晶系，常呈柱状、针状或纤维状集合体出现，碱性角闪石的纤维状异种称为蓝石棉。

［物理性质］肉眼观察为微带紫的暗蓝色、蓝色、蓝黑色;淡蓝色条痕;丝绢光泽或玻璃光泽。硬度5～6.5;解理平行{110}完全，其夹角为56°。相对密度3.13～3.44，随含铁量增加而加大。

［成因产状］蓝闪石为典型的高压变质矿物，产于蓝闪石片岩中，钠闪石等其他碱性角闪石主要产于富钠的碱性岩浆岩及伟晶岩中。蓝石棉通常与区域变质有关，呈脉状产于富钠和铁的沉积变质岩中。

［鉴定特征］细长柱状、针状的形态，蓝色至蓝黑色以及产状可作为鉴定特征。

［用途］蓝石棉为优良的纤维材料，作为过滤布有独特的吸附性能，能过滤放射性尘埃和清除空气中的微尘，为重要战略物资。

硅灰石族

硅灰石Ca［SiO₃］

［化学组成］CaO48.3%，SiO₂51.7%，有时含少量Mg²⁺、Mn²⁺、Fe²⁺等。其络阴离子和辉石一样为硅氧四面体单链，但形状有些不同，故单独作为一族。

［形态］三斜晶系，晶体沿b轴呈板条状、针状(平行单链延伸的方向);常呈放射状、纤维状集合体。

［物理性质］白色或略带浅灰、浅绿以及浅红的白色;白色条痕;透明;玻璃光泽，纤维状集合体呈丝绢光泽。硬度4.5～5;解理平行{100}完全，平行{001}、{102}中等。相对密度2.8～2.9。

［成因产状］主要产于大理岩和矽卡岩中，与透闪石、石榴子石等共生;此外，也见于钙质结晶片岩中。

［鉴定特征］以其产状、形态、解理、颜色等为特征，易与透闪石混淆，但硅灰石易溶于热盐酸(方法见透闪石描述)。

［用途］可作为陶瓷的重要配料，降低烧成温度、缩短烧成时间、提高产品强度、减少产品变形，并可制成特殊性能的陶瓷，具强耐酸性能等。根据硅灰石的解理特征，可粉碎成针状、纤维状粉体，成为塑料、橡胶的增强充填剂，用作纸张填料和涂料，提高涂布遮盖力，部分替代纸浆，也可用于涂料，替代昂贵的钛白粉。

学习指导

链状硅酸盐主要是辉石和角闪石两族，硅灰石与透闪石有许多相似之处，可一并对比掌握。

在学习中首先总结两族共同之处，并在硅氧骨干、起主要作用的阳离子、形态、解理、硬度，相对密度等方面与岛状硅酸盐亚类进行比较。

其次，对比两族的化学通式，亚族的划分和主要矿物的化学式(最简单最基本的)，从成分和化学式上把线索理清楚。两个矿物族都可按以下成分类型归纳:

以镁铁为主的辉石和角闪石;

含钙的辉石和角闪石;

含钠的碱性辉石和碱性角闪石;

含锂的辉石(和角闪石);

普通辉石和普通角闪石。

不过在角闪石族中镁铁闪石和含锂的角闪石(如锂蓝闪石Li₂Mg₃Al₂［Si₄O₁₁］₂(OH)₂)不很常见。

最后，全面比较两族矿物在成分、结构、形态、性质和成因方面的差异。在成因方面，两者有许多相似之处，但角闪石族的形成温度总是比与之成分上相对应的辉石的形成温度稍低。

在肉眼鉴定中，首先必须把深色的辉石、角闪石和磁铁矿、钛铁矿、铬铁矿、金红石等氧化物，以及岛状和环状硅酸盐中的十字石、符山石、橄榄石、黑电气石等区别开来。其次，努力练习通过观察解理夹角、条痕色、形态、共生矿物以区别辉石和角闪石。然后，再根据颜色和产状等对矿物种加以判断。

复习思考题

1.简述岛状、链状两亚类硅酸盐在结构、成分、性质上的主要差异。

2.简述辉石族和角闪石族矿物在成分、结构、性质和成因上有何共同与不同之处。

3.普通辉石和普通角闪石的成分有何特点?从成分上，它们可以看成由哪些辉石或角闪石演化而来?在成分上要作哪些改变?

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靳君小儿： 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...

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盐源县18438636240： 岛状(环状),链状,层状,架状硅酸盐类矿物各有何共同特征?? - ？
靳君小儿： 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.

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盐源县18438636240： 请专业人士解答 硅酸盐晶体结构特点 - ？
靳君小儿： 层状硅酸盐矿物(phyllosilicate mineral) 硅酸盐类矿物按晶体结构特点划分的亚类之一.在其配阴离子中,各个硅氧四面体之间通过共用大部分角顶(通常是3/4的角顶)的方式相互连接而组成二维无限延展的硅氧四面体层.在层中,未被共用...

盐源县18438636240： 矿物的晶体化学分类原则 - ？
靳君小儿： 拿硅酸盐矿物来说: 通用的分类法是以W.L.布拉格1930年提出的晶体化学分类为基础,根据硅氧络阴离子骨干中[zo4]四面体的连接形式而划分为岛状、环状、链状、层状和架状结构硅酸盐五类.