岛状结构硅酸盐矿物 |
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具有孤立[SiO4]四面体或由有限的若干个[SiO4]四面体连接而成(但不构成封闭环状)硅氧骨干的硅酸盐矿物。骨干形式以单个的[SiO4] 4-孤立四面体最为常见。其所有四个角顶上的氧均为活性氧(有部分电价未饱和的O2-),由它们再与其他金属阳离子(主要是电价中等和偏高而半径中等和偏小的阳离子,如Mg2+、Fe2+、Al3+、Ti4+、Zr4+等)相结合而组成整个晶格。橄榄石、锆石、石榴子石等均属之。其次是由两个[SiO4]四面体共用一个角顶而组成的[Si2O7]6-双四面体,见于异极矿等矿物中。在绿帘石、符山石等矿物中则双四面体与孤立四面体同时并存。此外 ,矿物中已知的岛状硅氧骨干形式还有三四面体[Si3O8]8-和五四面体[Si5O16]12-。有人将岛状结构硅酸盐矿物限于只具孤立四面体的矿物,而将含双四面体、三四面体和五四面体的矿物另划一类,称为群状结构硅酸盐矿物。
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。又由于结构中的原子堆积密度较大,因而具有硬度大、比重大和折射率高等特点。双四面体岛状硅酸盐矿物的情况则不完全相同。晶体外形往往具有一向延长的特征。矿物的硬度、折射率稍偏低,并表现出稍大的异向性。双折射率、多色性和吸收性都有所增强。含水或具有附加阴离子(OH,F)的岛状硅酸盐矿物的硬度、比重、折射率都有所降低。
环状结构硅酸盐矿物 具有由有限的若干个[ZO4]四面体以角顶相连而构成封闭环状硅氧骨干的硅酸盐矿物。其硅氧骨干按组成环的四面体个数而有三元环、四元环、六元环、八元环、九元环和十二元环之分;此外还有双层的四元环和六元环以及带有分枝的六元环。常见的如绿柱石、堇青石和电气石中的六元环。环与环之间通过活性氧与其他金属阳离子(主要有Mg2+、Fe2+、Al3+、Mn2+、Ca2+、Na+、K+等)的成键而相互维系。环的中心为较大的空隙,常为(OH)-、水分子或大半径阳离子所占据。
环状结构硅酸盐矿物常呈三方、六方、四方板状、柱状的晶体形态,这是与晶体结构中环本身的对称性有关。另外,环本身虽具有三方、六方或四方的对称,但由于它们与晶体结构中金属阳离子连接的方式不同,对称性常降低,而呈正交(斜方)、单斜或三斜晶系,但外形上仍常呈现出假三方、假六方或假四方对称。环状结构硅酸盐矿物的原子堆积密度以及比重、硬度、折射率一般要比岛状结构硅酸盐矿物的稍低。此外,环本身的非等轴性,导致环状结构硅酸盐矿物的形态和物理性质的异向性,其程度都比岛状结构硅酸盐矿物稍大,但比链状和层状结构硅酸盐矿物要小得多。
链状结构硅酸盐矿物 具有由一系列[ZO4]四面体以角顶相连成一维无限延伸的链状硅氧骨干的硅酸盐矿物。链与链间由金属阳离子(主要有Ca、Na、Fe、Mg、Al、Mn等)相连。已发现链的类型有20余种,其中最主要的是辉石单链[Si2O6]4-和闪石双链[Si4O11]6-。
在链状结构硅酸盐矿物中,由于硅氧骨干呈一向延伸的链,而且平行分布,所以其晶体结构的异向性比岛状和环状的要突出得多。矿物在形态上表现为一向伸长,经常呈柱状、针状以及纤维状的外形。在物理性质上,解理平行于链的方向较发育,平行或近于平行链的方向折射率较高,垂直于链的方向较低,双折射率较岛状或环状矿物的大。化学组成中具有过渡元素的矿物的多色性和吸收性是非常明显的,如富含铁、钛等元素的辉石族和闪石族矿物。 |
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