岛状基型硅酸盐矿物

5.3.1　岛状基型硅酸盐矿物

岛状基型硅酸盐矿物分为简单岛状基型、复杂岛状基型。根据岛的类型的不同，可分为四面体岛状基型、双四面体岛状基型和两种岛型共存的岛状基型。图5.5为不同类型的岛状基型。

1．岛状基型硅酸盐矿物晶体结构

(1)在四面体岛状基型中，硅氧四面体［SiO₄］^4－在晶体结构中孤立地呈岛状存在。硅氧四面体的四个角顶完全为活性氧，通过这些活性氧与其他阳离子(主要有Ca²⁺，Al³⁺，Mg²⁺，Fe²⁺，Fe³⁺，Mn²⁺，Zn²⁺，Ce⁴⁺，Y³⁺等)相结合。大多数矿物各自具有独特的结构型，如橄榄石族、石榴子石族矿物，如图5.5(a)所示。

(2)双四面体岛状基型中的岛型为双四面体［Si₂ O₇］^6－，它在晶体结构中孤立地呈岛状存在。双四面体是由两个四面体共一个角顶组成的，具有6个活性氧，分别同其他阳离子(主要是Ca²⁺，Na⁺，Fe²⁺，Fe³⁺，Mn²⁺，Ti⁴⁺，Zr⁴⁺，Pb²⁺等)结合。几乎每个族种都具有各自独特的结构类型，如图5.5(b)所示。

(3)在两种岛型共存的岛状基型中有:硅氧四面体和双四面体共存、硅氧四面体和［Si₃O₁₀］共存、硅氧四面体和［Si₄O₁₆］共存岛。与之相结合的阳离子主要有Ca²⁺，Al³⁺，Mg²⁺，Fe²⁺，Fe³⁺、Mn²⁺等。硅氧四面体和双四面体共存的岛状基型，如绿帘石族矿物，锰硅铝矿是硅氧四面体和［Si₃ O₁₀］共存的例子，其结构中的［Si₃ O₁₀］为三重四面体，见图5.5(c)。硅氧四面体和［AlSi₄O₁₆］共存的岛状基型，如氯黄晶中［AlSi₄O₁₆］的中心四面体为［AlO₄］，其他为［SiO₄］，如图5.5(d)所示。

(a)孤立硅氧四面体;(b)双硅氧四面体;(c)三硅氧四面体;(d)中心为铝氧四面体，其他硅氧四面体

图5.5　不同类型的岛状基型硅氧骨干

2．岛状基型硅酸盐矿物的物理性质

岛状基型硅酸盐矿物在形态和物理性质上因岛型的不同而存在着差异。在四面体岛状基型中，由于硅氧四面体本身的等轴性，从而使矿物晶体具有近似等轴状的外形，重折率小，多色性和吸收性较弱，常具有中等至不完全的多方向解理。四面体岛状基型矿物的原子堆积密度较大，一般具有硬度大、密度大和折射率高的特点。双四面体岛状基型矿物则不完全相同，在晶体外形上往往具有等轴状到一向延长的特征，矿物的硬度、折射率稍有偏低，表现出稍大的异向性，重折率、多色性和吸收性都有所加大或增强，这显然是与晶体结构中所存在的非等轴性的双四面体有关。此外，对于少量含水或附加阴离子(OH^－、F^－)的岛状基型矿物来说，其硬度、密度、折射率皆有所降低。