矿物学简明教程（含氧盐）

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1、第四大类含氧盐本章概要1)含氧盐矿物主要类型及其络阴离子基本单位2)硅氧骨干类型、特点；铝的作用及其成因意义；硅酸盐看矿物晶体化学对形态物性的约束。3)辉石式链、角闪石式链结构；骨干外阳离子与对称；链状结构与解理关系；完全类质同象系列端员矿物成分、物性、成因、产状的渐变。4)TO(1:1)型、TOT(2:1)型、二八面体型、三八面体型结构；层间域及层间组分对矿物性质的约束；不同结构型代表性矿物；混层矿物。5)长石族分类、长石双晶、似长石成分与成因、沸石结构特点。概述含氧盐是金属阳离子和含氧酸根(

2、如硫酸根巧[SO4]2-、碳酸根[CO3]2--等结合而成的化合物。本大类矿物在自然界分布极广，其种数占已知矿物种数的2/3，而重量则超过地壳总最的4/5，它们不仅是构成三大类岩石的主要矿物，而且也是工业上不可缺少的矿物资源。根据含氧酸种类不同，本大类分为八类。（1）硅酸盐类；（2）硼酸盐类；（3）磷酸盐、砷酸盐、钒酸盐类；（4）钨酸盐、钼酸盐类；（5）铬酸盐类；（6）硫酸盐类；（7）碳酸盐类；（8）硝酸盐类。在含氧盐晶体结构中，含氧酸根呈独立的阴离子团存在，称为络阴离子。各种络阴离子的形状、半

3、径、电价以及某些化学特性的差別，对矿物的化学成分、物理性质以及成因有决定性的影响（表30）。一般地讲，络阴离子的负电价越高、其无水正盐的硬度越大，越倾向于高温、内生条件下形成，如橄榄石(Mg,Fe)2SiO4等硅酸盐;反之,则矿物的硬度越低、溶解度大，倾向于外生低温条件下形成，如硫酸盐、硝酸盐等。伹是，由于含氧盐类多，成分和构造者都很复杂，同一类矿物的性质和成因会有很大的差异。参加含氧盐晶格的金属阳离子种类极为广泛。总的来看，以惰性气体型离子最为重要，其次为部分过渡型离子。铜型离子较少进入含氧盐

4、。金属阳离子和络阴离子的组合，往往存在一定规律。一般说来，阳离子半径大小，电价髙低，与络阴离子的节径和电价是相适应的。例如最稳定的几种矿物是：锆石ZrSiO4、独居石（Ce,La…）PO4,重晶石BaSO4、方解石CaCO3等等。也就是说二者间大半径与大半径结合，高价与髙价结合，否则往往形成含水盐，或只能在特定的条件下形成，在地表极易分解。这与酸碱强度悬殊的盐容易水解颇有相似之处。含氧盐的晶体化学特点是它们的晶体结构中存在有独立的络阴离了。如上表中所列出的[NO3]1-、[SO4]1-、[CO3

5、]2-、[SiO4]4-、[PO4]3-、[AsO4]3-、[MoO4]2-、[BO3]3-等，它们的共同特点是阴离子团的屮心阳离下具有小的离子半径和高的电荷。同时一般电价高而配位数不大。那么，它们为什么能够与氧结合而形成阴离子团呢？这主要取决于其中心阳离子给予其周围每一个氧离子的也荷，即静电价键力（简称价键力=）。晶格中最强的阴—阳离子静电价键力的强度大于其共阴离子静电价的1/2(个别等于其阴离子静电价的1/2)。例如静电价的1/2为价。含氧盐的络阴离子中的价键力一般都大于1。如[NO3]1-

6、为5/3;[CrO4]2-为6/4；[SO4]2-为6/4；[CO3]2-为4/3；[PO4]3-为5/4；[AsO4]为5/4；[BO4]3-为1/3(即等于1)；常见的[SiO4]4-为4/4，也等于1。由此可见，阴离子氧与团内中心阳离子的结合力远比与团外阳离子结合要牢固得多。因而这种络阴离子团在盐类溶解时也不破裂。含氧盐络阴离子内部以共价键为主，而络阴离子与其外阳离子结合时则多为离子键，在整个晶体则为典型的离子晶格。矿物以透明、白色条痕、玻璃光泽者为主。矿物的硬度则变化极大，自1-8均有，

7、视其成分、结构的不同而异。一般讲，从第八类硝酸盐到第一类硅酸盐矿物硬度递增。但具层状结构的硅酸盐硬度（如滑石）却极低。含氧盐在各种地质作用中均能出现。但各类又各有其主要成因特点。例如，表30中所列的许多络阴离子是在氧化条件下形成的，这些含氧盐在地下深处缺氡情况下很少出现，只能在地表或近地表处形成。关于各类含氧盐的成因，将在分述中遂一介绍。学习指导在学习含氧盐大类概述时应着重领会：含氧盐的槪念；化学组成与晶格类型总特点及其对光学性质的影响；各种常见络阴离子的形状、半径以及其它性质。含氧盐矿物的具体

8、情况变化很大，在学习各类时必须结合实际情况进行具体分析。复习思考题1、何谓含氧盐？它和氧化物均含氧，其区别何在？2、为什么砷酸盐、铬酸盐、硫酸盐常在地表形成？在还原条件下，As、Cr、S倾向于呈何种价态，出现在什么矿物中？笫一类硅酸盐(一)概述硅和氧是地壳中分布最广的两种元素，其克拉克值分别为27.25%和46.60%。由硅、氧和其它金属阳离子组成的硅酸盐矿物是组成地壳的物质基础。其重量占地壳总重的近80%，已发现的硅酸盐矿物占已知矿物种类的1/3，达800多种。硅酸盐是构成三大类岩石（火成岩、