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1、第九章第九章 硅酸盐各论硅酸盐各论1分类分类2 按结构特点分按结构特点分 岛状结构的硅酸盐类岛状结构的硅酸盐类 群组状结构的硅酸盐类群组状结构的硅酸盐类 链状结构的硅酸盐类链状结构的硅酸盐类 层状结构的硅酸盐类层状结构的硅酸盐类 架状结构的硅酸盐类架状结构的硅酸盐类2 分述分述2.1 2.1 岛状硅酸盐亚类岛状硅酸盐亚类岛状硅酸盐亚类岛状硅酸盐亚类2.1.1 概念概念由由SiO44-弧立四面体和弧立四面体和Si2O76-硅氧双四面体单独或硅氧双四面体单独或两者一起与团外阳离子结合形成的化合物。两者一起与团外阳离子结合形成的化合物。四面体四面体四面体四面体双双双双四面体四面体四面体四面体2.1.
2、2 化学成分化学成分硅氧骨干硅氧骨干SiO4、Si2O7均呈弧立的岛状，排列得紧均呈弧立的岛状，排列得紧密（比其它亚类），密（比其它亚类），Si：O 1：4 1：3.5，要求阳要求阳离子半径不能太大。离子半径不能太大。本亚类矿物的阳离子成分，电价高、半径小或中等。本亚类矿物的阳离子成分，电价高、半径小或中等。2.1.3 化学键和结晶结构化学键和结晶结构本亚类矿物络阴离子团与外阳离子的结合以离子键为本亚类矿物络阴离子团与外阳离子的结合以离子键为主，具有附加阴离子时，既有离子键，同时还有共价主，具有附加阴离子时，既有离子键，同时还有共价键或氢键性质。键或氢键性质。硅氧骨干整体以及氧原子和金属阳离子
3、都具有紧密排硅氧骨干整体以及氧原子和金属阳离子都具有紧密排列的特点。列的特点。2.1.4 形态和物理性质形态和物理性质本亚类矿物的形态决定于络阴离子团与团外阳离子的本亚类矿物的形态决定于络阴离子团与团外阳离子的排列形式以及附加阴离子的存在与否排列形式以及附加阴离子的存在与否。无附加阴离。无附加阴离子的常成三向等长的粒状；含有附加阴离子时，多成子的常成三向等长的粒状；含有附加阴离子时，多成一向延伸的柱状、针状；一向延伸的柱状、针状；MO6等配位多面体与等配位多面体与SiO4 在二维相联时，呈一向延伸与二向延伸的中间在二维相联时，呈一向延伸与二向延伸的中间型，板型，板柱状。柱状。本亚类矿物的物理性
4、质，决定于阳离子成分、化学键本亚类矿物的物理性质，决定于阳离子成分、化学键性质及结晶结构性质及结晶结构。阳离子为阳离子为Mg2+、Al3+、Ca2+等等S、P区元素时呈无色；区元素时呈无色；Fe2+、Fe3+、Cr3+、Ti2+、Zr4+等等d区元素时，呈现各种不同深彩色。本亚类矿物多区元素时，呈现各种不同深彩色。本亚类矿物多为离子键、共价键性质为主，多数矿物透明、玻璃光为离子键、共价键性质为主，多数矿物透明、玻璃光泽。多数阳离子电价高、半径小、排列紧密，故硬度泽。多数阳离子电价高、半径小、排列紧密，故硬度（68）和比重较其它亚类为大。）和比重较其它亚类为大。2.1.5 分类分类 橄榄石族橄榄
5、石族 石榴石族石榴石族 红柱石族红柱石族夕线石、莫莱石夕线石、莫莱石橄榄石橄榄石橄榄石橄榄石石榴石石榴石石榴石石榴石红柱石红柱石红柱石红柱石2.2 群组状硅酸盐亚类群组状硅酸盐亚类2.2.1 概念概念 群组硅氧骨干群组硅氧骨干SiO3 n2 n 或双环骨干或双环骨干Si2O5 n2 n （n=3，4，6）络阴离子团与团外离子相结合形成的络阴离子团与团外离子相结合形成的 化合物。化合物。骨干可分三方环、四方环、六方环和六方双环等骨干可分三方环、四方环、六方环和六方双环等三方环三方环三方环三方环四方环四方环四方环四方环六方环六方环六方环六方环2.2.2 化学成分化学成分 在络阴离子团中在络阴离子团
6、中Si：O1：3-1：2.5硅氧骨干在结硅氧骨干在结 构中均呈构中均呈“岛状岛状”弧立存在，且较紧密排列，要求弧立存在，且较紧密排列，要求阳阳 离子半径小、电价高。离子半径小、电价高。团外阳离子与硅氧骨干以附加阴离子之间以离子键团外阳离子与硅氧骨干以附加阴离子之间以离子键 结合为主，团内的键有共价键性质。结合为主，团内的键有共价键性质。2.2.3 化学键和结晶结构化学键和结晶结构 化学键性质与岛状亚类类似，不过离子键性增强。化学键性质与岛状亚类类似，不过离子键性增强。环状硅酸盐亚类矿物中硅氧骨干的环面垂直于环状硅酸盐亚类矿物中硅氧骨干的环面垂直于Z轴，轴，沿沿Z轴累迭。因此，在轴累迭。因此，在
7、Z轴方向形成隧道状孔隙，其轴方向形成隧道状孔隙，其 中常由大半径阳离子占据。中常由大半径阳离子占据。2.2.4 形态和物理性质形态和物理性质本亚类矿物多呈柱状、针状等一向延伸者为主。本亚类矿物多呈柱状、针状等一向延伸者为主。物理性质决定于成分、化学键和结晶结构物理性质决定于成分、化学键和结晶结构。本亚类矿物呈玻璃光泽、透明，浅颜色，硬度较高，本亚类矿物呈玻璃光泽、透明，浅颜色，硬度较高，解理不明显，有时具有垂直解理不明显，有时具有垂直Z轴的裂开。轴的裂开。2.2.5 分类分类 绿柱石族绿柱石族 电气石族电气石族绿绿绿绿柱柱柱柱石石石石电电电电气气气气石石石石2.3 链状硅酸盐亚类链状硅酸盐亚类
8、2.3.1 概念概念本亚类矿物是指由链状硅氧四面体骨干与金属阳离子本亚类矿物是指由链状硅氧四面体骨干与金属阳离子相结合形成的化合物，相结合形成的化合物，其中包括单链、双链和三链等其中包括单链、双链和三链等硅氧四面体骨干硅氧四面体骨干。2.3.2 化学成分化学成分单链单链硅氧骨干中，一般很少或不存在硅氧骨干中，一般很少或不存在Al取代取代Si的现象的现象；双双链链硅氧骨干中，允许硅氧骨干中，允许Al取代取代Si，形成铝硅酸盐。形成铝硅酸盐。阳离子：阳离子：除了除了S、P、d区小半径元素外，区小半径元素外，S区的低电价、区的低电价、大半径阳离子大半径阳离子Li、Na、K等元素，是某些链状硅酸盐矿物
9、等元素，是某些链状硅酸盐矿物的重要组成元素。阳离子之间广泛形成类质同象的重要组成元素。阳离子之间广泛形成类质同象2.3.3 化学键和结晶化学键和结晶 结构结构链状硅氧四面体链状硅氧四面体骨干与骨干外阳离子之间骨干与骨干外阳离子之间的结合以的结合以离子离子键键为主，双链硅酸盐中必有为主，双链硅酸盐中必有氢键氢键存在。具有存在。具有多键性多键性。硅氧。硅氧骨干沿骨干沿Z轴方向延伸，结晶结构简单，但链与链之间，具轴方向延伸，结晶结构简单，但链与链之间，具有不同类型的孔隙，可以被不同的阳离子（有不同类型的孔隙，可以被不同的阳离子（M）充填，构充填，构成不同的成不同的MO配位多面体。配位多面体。2.3.
10、4 形态和物性形态和物性硅氧骨干的特征硅氧骨干的特征决定了决定了晶体的形态为一向延伸，表现为晶体的形态为一向延伸，表现为柱状、针状等特点。柱状、针状等特点。光学性质与岛、环亚类相似。但光学性质与岛、环亚类相似。但表现明显的解理特征。表现明显的解理特征。2.3.5 分类分类 辉石族辉石族斜方辉石和单斜辉石两个亚族。斜方辉石和单斜辉石两个亚族。角闪石族角闪石族包括斜方晶系和单斜晶系两个亚族。包括斜方晶系和单斜晶系两个亚族。2.4 层状硅酸盐亚类层状硅酸盐亚类2.4.1 概念概念本亚类矿物，由层状硅氧四面体，骨干本亚类矿物，由层状硅氧四面体，骨干Si4O10n4n 及及（OH）与骨干外阳离子结合形成
11、的矿物与骨干外阳离子结合形成的矿物。2.4.2 化学成分化学成分A 络阴离子团：既有单纯的硅氧骨干层的络阴离子团：既有单纯的硅氧骨干层的Si4O10 ，也有也有部部 分分Si被被Al3+、Fe3+等的替代等的替代 Si4-XAlXO10n B 附加阴离子：多数为（附加阴离子：多数为（OH），有时还可有有时还可有FC 阳离子：主要为阳离子：主要为S区和区和P区元素，部分区元素，部分d区元素。区元素。D 部分矿物含有层间水，特别是蒙脱石等粘土矿物。部分矿物含有层间水，特别是蒙脱石等粘土矿物。2.4.3 化学键和结晶结构化学键和结晶结构 硅氧骨干内以共价键性为主，骨干外阳离子与骨干以离子硅氧骨干内以
12、共价键性为主，骨干外阳离子与骨干以离子 键性为主。键性为主。结构特点：结构特点：每个每个SiO4四面体以三个桥式氧与相邻的硅氧四面四面体以三个桥式氧与相邻的硅氧四面 体联接成层状硅氧骨干。每一层状骨干中所有的体联接成层状硅氧骨干。每一层状骨干中所有的 桥式氧位于同一平面上，非桥式氧朝该平面的一桥式氧位于同一平面上，非桥式氧朝该平面的一 边，从而构成四面体结构层。边，从而构成四面体结构层。中、小半径的阳离子中、小半径的阳离子Mg2+、Fe2+、Fe3+、Al3+等，等，形成形成二维连续的六次配位的铝氧八面体结构层或镁氧八面体结二维连续的六次配位的铝氧八面体结构层或镁氧八面体结构层。构层。八面体层
13、与硅氧四面体层联合组成结构单元层，或八面体层与硅氧四面体层联合组成结构单元层，或称称复合层复合层。在八面体层中，其八面体内的中心阳离子，有的是二在八面体层中，其八面体内的中心阳离子，有的是二价的价的Mg2+、Fe2+，有的是三价的有的是三价的Fe3+、Al3+，通常按八面体通常按八面体层中八面体的中心阳离子性质和充填数量，将层中八面体的中心阳离子性质和充填数量，将八面体划分八面体划分为为两种类型两种类型：其一为三八面体层；其一为三八面体层；具有与氢氧镁石具有与氢氧镁石Mg（OH）2结构结构相同的特点，故又称氢氧镁石层；相同的特点，故又称氢氧镁石层；其二其二为为二八面体层；二八面体层；这种八面体
14、结构层具有与三水铝石这种八面体结构层具有与三水铝石Al（OH）3结构相同的特点，所以又称氢氧铝石层。若八面结构相同的特点，所以又称氢氧铝石层。若八面体层中，二价和三价阳离子同时存在，则属于上述两者之体层中，二价和三价阳离子同时存在，则属于上述两者之间的中间类型。间的中间类型。四面体结构层（标记为四面体结构层（标记为T）和八面体结构层（标记为和八面体结构层（标记为O）结构单元层有两种形式：结构单元层有两种形式：（1）由一个四面体层与一个八面体层重迭构成的二重层（由一个四面体层与一个八面体层重迭构成的二重层（标标记为记为TO）；）；（2）由两个四面体层和一个八面体层构成的三重层，八面体由两个四面体
15、层和一个八面体层构成的三重层，八面体层夹在两个四面体层之间（层夹在两个四面体层之间（标记为标记为TOT）。）。2.4.4 分类分类 按其单元层的形式及联接方式，按其单元层的形式及联接方式，主要有主要有四四种类型：种类型：高岭石型高岭石型 滑石滑石叶蜡石型叶蜡石型 云母型云母型 绿泥石型绿泥石型2.4.5 2.4.5 粘土类矿物粘土类矿物粘土类矿物粘土类矿物1 1 概念概念概念概念粘土：粘土：是黏土矿物的集合体。是黏土矿物的集合体。粘土矿物：粘土矿物：是各种颜色、细分散的多种含水的层状硅酸盐是各种颜色、细分散的多种含水的层状硅酸盐 及含水的非晶质硅酸盐矿物的总称。及含水的非晶质硅酸盐矿物的总称。
16、2 2 粘土矿物的分类粘土矿物的分类粘土矿物的分类粘土矿物的分类 1980年国际分类方案为：年国际分类方案为：1：1层型层型-高岭石高岭石-蛇纹石族蛇纹石族 2：1层型层型-滑石滑石叶腊石族、蒙皂石族、蛭石族、叶腊石族、蒙皂石族、蛭石族、云母族、脆云母族、绿泥石族及坡缕云母族、脆云母族、绿泥石族及坡缕 石石海泡石族。（海泡石族。（7个）个）3 3 黏土矿物黏土矿物黏土矿物黏土矿物 的基本结构的基本结构的基本结构的基本结构 黏土矿物属于黏土矿物属于层状结构的硅酸盐矿物层状结构的硅酸盐矿物。4 4 各种黏土各种黏土各种黏土各种黏土 矿物概述矿物概述矿物概述矿物概述高岭石：高岭石：化学式为：化学式为
17、：Ai4Si4O10(OH)8 形态为形态为 六角板状，呈六角板状，呈 书本状或蠕虫状结构。高岭石晶格内的置换是很少书本状或蠕虫状结构。高岭石晶格内的置换是很少 的。在差热曲线上表现为的。在差热曲线上表现为500oC-600oC有一个强有一个强的的 吸热谷，吸热谷，900oC-1000oC有一个大的放热峰，有一个大的放热峰，1200oC也有一个放热峰。也有一个放热峰。埃洛石：埃洛石：化学式：化学式：Ai4Si4O10(OH)84H2O 化学组成与高化学组成与高 岭石相同，但比高岭石多含岭石相同，但比高岭石多含2个分子的水。呈多管个分子的水。呈多管 状结构，形态多为管状，也有球状、三角状等。通状
18、结构，形态多为管状，也有球状、三角状等。通 过热分析可以看出埃洛石过热分析可以看出埃洛石 在在100oC以下具失水性，以下具失水性，100oC-400oC有微量失水，有微量失水，430oC-500oC结构水突结构水突 然迅速失去。在然迅速失去。在1650oC-1775oC熔化。在室温下失熔化。在室温下失 去的层间水不可复得。去的层间水不可复得。地开石及珍珠陶石：地开石及珍珠陶石：地开石及珍珠陶石：地开石及珍珠陶石：单斜晶系，化学式：单斜晶系，化学式：Ai4Si4O10(OH)8 具多型性。形态与高岭石基本相同，为六角板状，具多型性。形态与高岭石基本相同，为六角板状，或六角柱状或宝塔状。结晶度较
19、高。差热曲线表现或六角柱状或宝塔状。结晶度较高。差热曲线表现 为脱（为脱（OH）温度要比高岭石高温度要比高岭石高100oC达达700oC左右。左右。并具复谷性。并具复谷性。蒙脱石：蒙脱石：蒙脱石：蒙脱石：结构属结构属 2：1 突出特点为突出特点为C轴的可变性，脱除层间轴的可变性，脱除层间 水的温度是水的温度是100oC-300oC ，在差热曲线上表现为在差热曲线上表现为1-2个吸热谷，谷的数目和温度与交换性阳离子有关个吸热谷，谷的数目和温度与交换性阳离子有关伊利石：伊利石：伊利石：伊利石：又称水云母。结构属又称水云母。结构属2：1型。属单斜晶系，呈不规型。属单斜晶系，呈不规 则片状。层间键比白
20、云母弱，比蒙脱石强。由该矿则片状。层间键比白云母弱，比蒙脱石强。由该矿 物组成的黏土，一般可塑性低，干后强度差，干燥物组成的黏土，一般可塑性低，干后强度差，干燥 和烧成收缩小，烧结温度低，烧结范围窄。和烧成收缩小，烧结温度低，烧结范围窄。白云母：白云母：白云母：白云母：结构式为结构式为KAl2 2(AlSi3 3)O1010(OH)2 2 属单斜晶系。属单斜晶系。为六角板状。差热曲线为：为六角板状。差热曲线为：100-150oC 550-600oC880oC910oC滑石：滑石：滑石：滑石：MgMg3 3(Si(Si4 4OO1010)(OH)(OH)2 2 为为2：1型层状结构的硅酸盐型层状
21、结构的硅酸盐 矿物，硬度为矿物，硬度为1，可作为电瓷用料。无可塑性。，可作为电瓷用料。无可塑性。叶腊石：叶腊石：叶腊石：叶腊石：AlAl2 2SiSi4 4OO1010(OH)(OH)2 2 属属2：1型层状结构的硅酸盐矿型层状结构的硅酸盐矿 物，层间靠范德华力连结物，层间靠范德华力连结.有滑感，具挠性，烧有滑感，具挠性，烧成成 收缩小，线膨胀系数不大，适宜于快速烧成。收缩小，线膨胀系数不大，适宜于快速烧成。5 5 黏土矿物的基本性质黏土矿物的基本性质黏土矿物的基本性质黏土矿物的基本性质 （1）可塑性可塑性 （2）膨胀性膨胀性 （3）稠性稠性 （4）分散性分散性 （5）凝聚性凝聚性 （6）黏性
22、黏性 （7）触变性触变性 （8）离子交换性离子交换性 6 6 黏土的形成黏土的形成黏土的形成黏土的形成 （1）风化作用风化作用 （4）有机酸的腐蚀作用有机酸的腐蚀作用 （2）机械侵蚀作用机械侵蚀作用 （5）蒸汽与热水的作用蒸汽与热水的作用 （3）化学分解作用化学分解作用 7 7 黏土的组成与性能黏土的组成与性能黏土的组成与性能黏土的组成与性能 化学成分中：含化学成分中：含SiO2 46.5%，Ai2O3 39.5%H2O 14%（1）黏土的矿物组成黏土的矿物组成 黏土中的矿物主要有：黏土中的矿物主要有：黏土质矿物黏土质矿物 硅石质矿物硅石质矿物 矾土质矿物矾土质矿物 铁质矿物铁质矿物 钙质矿物
23、钙质矿物 镁质矿物镁质矿物 碱类矿物碱类矿物 钛质矿物钛质矿物 含碳物质含碳物质（2）黏土的颗粒组成）黏土的颗粒组成 黏土中各种尺寸的百分含量叫颗粒组成。黏土中各种尺寸的百分含量叫颗粒组成。测定颗粒组成的方法测定颗粒组成的方法：筛分法、沉降法、离：筛分法、沉降法、离 心法、显微镜法。心法、显微镜法。2.4.6 2.4.6 层状结构的硅酸盐晶体形态及物理性质层状结构的硅酸盐晶体形态及物理性质层状结构的硅酸盐晶体形态及物理性质层状结构的硅酸盐晶体形态及物理性质 形态取决于结构形态取决于结构，为片状、板状等两向延展，为片状、板状等两向延展 的结晶习性为主，亦有呈柱状晶体者。的结晶习性为主，亦有呈柱状
24、晶体者。层状硅酸盐矿物多数为无色或浅色、透明、层状硅酸盐矿物多数为无色或浅色、透明、玻璃光泽、解理面表现出珍珠光泽特点。其玻璃光泽、解理面表现出珍珠光泽特点。其 颜色受颜色受Fe的含量影响。的含量影响。层状硅酸盐矿物的硬度普遍低。不同矿物之间的硬度差层状硅酸盐矿物的硬度普遍低。不同矿物之间的硬度差异主要取决于层间的结合力，平行于结构单元层发育异主要取决于层间的结合力，平行于结构单元层发育极完全解理。极完全解理。2.4.7 2.4.7 黏土研究方法黏土研究方法黏土研究方法黏土研究方法 层状硅酸盐矿物，其结晶颗粒多数都很微小，研究方层状硅酸盐矿物，其结晶颗粒多数都很微小，研究方 法具有特殊的要求，
25、法具有特殊的要求，比较有效的研究手段有：比较有效的研究手段有：（1）黏土的简易鉴定法黏土的简易鉴定法（2）化学分析法化学分析法（3）物理分析法物理分析法：颗粒分析、可塑性实验、泥浆性能测定：颗粒分析、可塑性实验、泥浆性能测定（4）矿物组成的测定矿物组成的测定：包括，热分析法、：包括，热分析法、X-射线研究法、射线研究法、电子衍射法电子衍射法、电子显微镜法、核磁共振吸收法、电子显微镜法、核磁共振吸收法、紫外吸紫外吸收光谱法等方法。收光谱法等方法。2.5 2.5 架状硅酸盐亚类架状硅酸盐亚类架状硅酸盐亚类架状硅酸盐亚类2.5.1 2.5.1 概念概念概念概念 由由ZXSiN-XO2NX-络离子团与
26、阳离子结合形成的硅酸盐。络离子团与阳离子结合形成的硅酸盐。2.5.2 2.5.2 化学成分化学成分化学成分化学成分（1）络阴离子团）络阴离子团AlXSiNXO2NX-SiO4以四个角顶相联成三维空间无限延伸的骨架，在以四个角顶相联成三维空间无限延伸的骨架，在 SiO4中的部分中的部分Si4+被被Al3+所取代。呈铝硅酸盐。包括：所取代。呈铝硅酸盐。包括：长石族长石族 付长石族付长石族 沸石族沸石族（2）附加阴离子：）附加阴离子：出现出现CO32-、SO42-、Cl、F、S2-等附加阴离子。等附加阴离子。（3）阳离子）阳离子 主要是大半径、低电价的元素主要是大半径、低电价的元素。（4）水水 在部
27、分架状硅酸盐矿物中含有大量的水。在部分架状硅酸盐矿物中含有大量的水。2.5.3 2.5.3 化学键和结晶结构化学键和结晶结构化学键和结晶结构化学键和结晶结构 SiO和和AlO四面体内的结合为共价键性质为主，四面体内的结合为共价键性质为主，络阴离子团与团外阳离子之间为离子键性质为络阴离子团与团外阳离子之间为离子键性质为主。主。2.5.4 2.5.4 物理性质物理性质物理性质物理性质 若不含杂质（微量元素）时，绝大部分架状硅酸盐矿若不含杂质（微量元素）时，绝大部分架状硅酸盐矿 物，无色、白色或浅色，透明至半透明，玻璃光泽，物，无色、白色或浅色，透明至半透明，玻璃光泽，比重一般较低，硬度中等（比重一
28、般较低，硬度中等（46）。）。2.5.5 2.5.5 分类分类分类分类 根据根据SiO4中中Si被被Al或其它无素代替与否，或其它无素代替与否，划分为划分为 硅氧（硅氧（Si4O8即即SiO2）型型 石英族石英族 架状（铝）硅酸盐型架状（铝）硅酸盐型 长石族长石族 付长石族付长石族 沸石族沸石族 以以石英族和长石族石英族和长石族为例予以讨论：为例予以讨论：2.5.5.1 2.5.5.1 石英族石英族石英族石英族1 石英的晶体结构石英的晶体结构 石英具有典型的架状结构，石英具有典型的架状结构，其其SiO4 四面体的连接方四面体的连接方 式有如下几种式有如下几种:（1）石英石英 属六方晶系。结构特
29、征为：属六方晶系。结构特征为：C+扭曲扭曲（2）-磷石英磷石英 属六方晶系。结构特点为：属六方晶系。结构特点为：P （3）方石英方石英 属立方晶系。对称特点为：属立方晶系。对称特点为：C 从以上三种结构种可以看出：从以上三种结构种可以看出：石英与方石英的转变要比石英与磷石英的转变容易一些石英与方石英的转变要比石英与磷石英的转变容易一些2化学组成化学组成 石英的化学组成主要是：二氧化硅，在其杂质中石英的化学组成主要是：二氧化硅，在其杂质中三氧三氧 化二铁化二铁为其为其 主要有害成分。应控制在主要有害成分。应控制在0.5%以下。以下。高高纯纯超超细细石石英英物物(粉粉)中中,二二氧氧化化硅硅含含量
30、量大大于于99.9%,粒粒度度小于小于1.2微米微米.通常采用化学制备通常采用化学制备(用途用途).3 石英的一般性质石英的一般性质.石石英英的的颜颜色色,根根据据不不同同的的晶晶型型和和类类别别,有有多多种种多多样样,平平常常用用作作工工业业原原料料的的石石英英呈呈乳乳白白色色或或灰灰色色,有有玻玻璃璃光光泽泽(断断口为油脂光泽口为油脂光泽),硬度为硬度为7,比重比重2.31-2.65,无解理。无解理。4 同质多象转变同质多象转变 按照按照SiO4四面体连接方式四面体连接方式,有有三种最基本存在状态三种最基本存在状态:石英石英 （Quaytz)870C以下以下 磷石英磷石英 (Tridymi
31、te)1470C以下以下 方石英方石英 (Cristobalite)1713C以下以下 超过超过1713C以后以后,变为熔融态变为熔融态.在在自自然然界界中中则则大大部部分分以以石石英英的的形形态态稳稳定定存存在在.只只有有少少部份的以磷石英或方石英的介稳态存在部份的以磷石英或方石英的介稳态存在.石英石英石英石英 石英石英石英石英 二战后，又陆续发现或合成了下列各种类型：二战后，又陆续发现或合成了下列各种类型：W石英石英 1954年，韦斯合成。年，韦斯合成。Q 石英石英 1959年，罗伊与奥利文合成。年，罗伊与奥利文合成。C 石英石英 1953年，科斯合成。年，科斯合成。K 石英石英 1953
32、年，基特合成。年，基特合成。S 石英石英 1961年，斯提肖夫和波波娃合成。年，斯提肖夫和波波娃合成。其中其中C-石英（柯石英）、石英（柯石英）、S-石英（斯石英）属石英（斯石英）属高压变体高压变体 近年来又合成了下列石英：近年来又合成了下列石英：M-石英石英(Metamict)N-石英石英(中子）中子）X-石英（石英（E.F.Osborn)5主要的变体类型：主要的变体类型：（1）石英：石英：常表现出六方晶形的透明大晶体。常表现出六方晶形的透明大晶体。常见的类型有常见的类型有：-石英，常温下是稳定的。石英，常温下是稳定的。-石英，在自然界中找不到天然的。石英，在自然界中找不到天然的。（2）磷石
33、英磷石英：自然界以这种形式存在的石英为数极：自然界以这种形式存在的石英为数极 少。石英很少直接转化为磷石英。少。石英很少直接转化为磷石英。常见的类型有常见的类型有：-磷石英：自然界难找到。稳定范围为：磷石英：自然界难找到。稳定范围为：870oC -磷石英：一种过渡形式的磷石英，存在的温度磷石英：一种过渡形式的磷石英，存在的温度 范围很窄，为：范围很窄，为：117-163oC -鳞石英：呈半安定形态，能在常温下长久地鳞石英：呈半安定形态，能在常温下长久地 存在。但自然界很少见到。存在。但自然界很少见到。（3）方石英：方石英：石英在石英在1200 0C 以上的温度下常时以上的温度下常时 间加热时便
34、会转化成间加热时便会转化成 方石英，方石英，6 6 石英、鳞石英与方石英的鉴别方法有石英、鳞石英与方石英的鉴别方法有石英、鳞石英与方石英的鉴别方法有石英、鳞石英与方石英的鉴别方法有 1 比重；比重；2 体积变化：体积变化：3 沉降法：沉降法：4 双折射率法：双折射率法：5 晶型比较法：晶型比较法：6 差热法：差热法：7 7矿产分布规律矿产分布规律矿产分布规律矿产分布规律 石英原料赋存层位极其分布范围有如下规律：石英原料赋存层位极其分布范围有如下规律：（1）太古界变质岩系中，有脉石英和伟晶岩石英块体矿床。）太古界变质岩系中，有脉石英和伟晶岩石英块体矿床。（2）元古界辽河群含石英岩矿床。）元古界辽
35、河群含石英岩矿床。（3）下震旦系在华北、东北广泛含有石英岩或石英砂岩矿床。）下震旦系在华北、东北广泛含有石英岩或石英砂岩矿床。（4）上震旦系石英砂岩矿床主要分布在我国的南方。）上震旦系石英砂岩矿床主要分布在我国的南方。（5）下寒武系石英砂岩矿床分布于山东、山西一带。）下寒武系石英砂岩矿床分布于山东、山西一带。（6）泥盆系石英岩和石英砂岩分布于长江流域及西北个别地区）泥盆系石英岩和石英砂岩分布于长江流域及西北个别地区（7）侏罗系的石英原料矿床比较少，仅在个别地区有。侏罗系的石英原料矿床比较少，仅在个别地区有。（8）白垩系中的石英原料矿床稀少。白垩系中的石英原料矿床稀少。（9）第三系中的石英砂大多
36、未充分胶结。第三系中的石英砂大多未充分胶结。（10）第四系石英砂、含长石石英砂分布于东南沿海及内陆地区）第四系石英砂、含长石石英砂分布于东南沿海及内陆地区8 8 石英的代替原料石英的代替原料石英的代替原料石英的代替原料 代替品：代替品：伟晶岩、云英岩、霞石正长岩等岩石伟晶岩、云英岩、霞石正长岩等岩石。9 9 矿石成本矿石成本矿石成本矿石成本 较低廉。价格取决于矿石加工程度与运输距离。较低廉。价格取决于矿石加工程度与运输距离。1010小结小结小结小结：（1 1）石英为架状结构的硅酸盐矿物石英为架状结构的硅酸盐矿物石英为架状结构的硅酸盐矿物石英为架状结构的硅酸盐矿物 （2 2）石英有三种不同的结晶
37、形态且每一种结晶形态有两石英有三种不同的结晶形态且每一种结晶形态有两石英有三种不同的结晶形态且每一种结晶形态有两石英有三种不同的结晶形态且每一种结晶形态有两 种或三种不同种或三种不同种或三种不同种或三种不同 的变体，变体之间转化有体积效应，的变体，变体之间转化有体积效应，的变体，变体之间转化有体积效应，的变体，变体之间转化有体积效应，尤以尤以尤以尤以573 573 C C 时破坏性最大。时破坏性最大。时破坏性最大。时破坏性最大。（3 3）石英为一瘠性原料，在生产中起着重要作用。石英为一瘠性原料，在生产中起着重要作用。石英为一瘠性原料，在生产中起着重要作用。石英为一瘠性原料，在生产中起着重要作用
38、。（4 4）石英原料中尤以脉石英质量最好，石英原料中尤以脉石英质量最好，石英原料中尤以脉石英质量最好，石英原料中尤以脉石英质量最好，（5 5）石英可用其它的矿物或岩石代替。石英可用其它的矿物或岩石代替。石英可用其它的矿物或岩石代替。石英可用其它的矿物或岩石代替。2.5.5.2 长石族长石族 长石是碱金属和碱土金属的铝硅酸盐矿物。长石是碱金属和碱土金属的铝硅酸盐矿物。1 长石的分类长石的分类 有四种：有四种：钾长石、钠长石、钙长石、钡长石钾长石、钠长石、钙长石、钡长石。按其化学组成可分为按其化学组成可分为三个亚族三个亚族：即即:正长石亚族、斜长石亚族、钡长石亚族。正长石亚族、斜长石亚族、钡长石亚
39、族。正长石亚族正长石亚族：是钾钠长石系列靠近钾端员的矿物，是钾钠长石系列靠近钾端员的矿物，斜长石亚族斜长石亚族：是由钠长石和钙长石及它们的中间矿是由钠长石和钙长石及它们的中间矿 物组成的类质同象系列的总称。物组成的类质同象系列的总称。生产中常用的长石为生产中常用的长石为：钾长石、微斜长石、钾长石、微斜长石、钠长石及斜长石中富钠长石及斜长石中富含钠的长石，含钠的长石，钙长石钙长石和钡长石一般不能单和钡长石一般不能单独作熔剂使用。独作熔剂使用。2 长石的晶体结构长石的晶体结构 长石结构中的基本单长石结构中的基本单元是四个四面体相互元是四个四面体相互共顶形成四联环，组共顶形成四联环，组成成曲轴状的链
40、曲轴状的链，链与，链与链之间以侧向桥氧相链之间以侧向桥氧相连形成三维架状结构连形成三维架状结构透长石透长石透长石透长石钠长石钠长石钠长石钠长石正长石正长石正长石正长石3 长石的物理性质长石的物理性质长石的比重为长石的比重为2.56-3.37，硬度为硬度为6-6.5 ，熔点为熔点为11000C-17150C 颜色由无色颜色由无色-白色白色-灰白色灰白色-浅黄浅黄-肉红色。肉红色。4 长石的化学组成长石的化学组成 依其种类的不同主要成分为依其种类的不同主要成分为SiO2 Ai2O3 K2O Na2O CaO并含少量其他杂质成分，其中并含少量其他杂质成分，其中以三氧化二铁为有害以三氧化二铁为有害组分
41、组分。各种长石的理论组成如下：各种长石的理论组成如下：SiO2 Al2O3 K2O Na2O CaO 钾长石钾长石 64.7 18.4 16.9 -钠长石钠长石 68.6 19.6 -11.8 -钙长石钙长石 43.0 36.9 -20.1工业中所用的长石应符合下列工业中所用的长石应符合下列质量标准质量标准（%）SiO2 Fe2O3 MgO TiO2 Al2O3 K2O+Na2O CaO 烧失烧失 63-67 0.5 0.5 微量微量 18-22 12 1.0 1.0 根据长石中氧化铁的含量将其分为三个级别：根据长石中氧化铁的含量将其分为三个级别：一级品：三氧化二铁小于一级品：三氧化二铁小于
42、0.2%二级品：三氧化二铁小于二级品：三氧化二铁小于 0.3%三级品：三氧化二铁小于三级品：三氧化二铁小于 0.5%5 长石的工业技术要求长石的工业技术要求 除一般质量要求外，对长石矿石还有下列要求除一般质量要求外，对长石矿石还有下列要求（1）表面无铁化，含铁质的黑色矿物和云母片含量应小于表面无铁化，含铁质的黑色矿物和云母片含量应小于8%（2）1130 0C 煅烧后应熔融成白色透明具光泽的玻璃体。煅烧后应熔融成白色透明具光泽的玻璃体。（3）矿石块度小于矿石块度小于5厘米。厘米。（3）粉料通过粉料通过200目的筛子，其筛余物应小于目的筛子，其筛余物应小于7%（4）矿石中长石的含量（含矿率）要求在
43、矿石中长石的含量（含矿率）要求在40%以上以上6矿石的分布特征矿石的分布特征 该矿床在我国分布较为均匀，各省都有。该矿床在我国分布较为均匀，各省都有。全国全国有名有名的矿山有的矿山有：（1）华东新泰长石矿）华东新泰长石矿（2）中南衡山长石矿）中南衡山长石矿（3）西南旺苍和个旧长石矿）西南旺苍和个旧长石矿（4）华北闻喜和乌拉尔长石矿）华北闻喜和乌拉尔长石矿（5）东北海城长石矿）东北海城长石矿（6）西北临潼和张家川长石矿）西北临潼和张家川长石矿 这些矿床储量大，质量好，交通运输方便。这些矿床储量大，质量好，交通运输方便。7 资源现状及发展趋势资源现状及发展趋势目前的长石产量完全可满足工厂生产的需要，长石目前的长石产量完全可满足工厂生产的需要，长石矿石在我国市场上是供过于求。但质量上乘的长石矿石在我国市场上是供过于求。但质量上乘的长石较短缺，国际上，长石最大生产国有美、德、俄、较短缺，国际上，长石最大生产国有美、德、俄、意、法、挪威等意、法、挪威等8 长石的代用品长石的代用品主要有：主要有：（1）霞石正长岩霞石正长岩 （2）正长岩正长岩 （3）斑状凝灰岩斑状凝灰岩 （4）细碧岩细碧岩 （5）珍珠岩珍珠岩 （6）白粒岩白粒岩