直闪石 （anthophylite）(Mg,Fe)7[SiO4]2(OH)2

[化学组成]自然界纯镁端元未见报道。

[晶体结构]斜方晶系；；a0=1.850~1.860nm，b0=1.717~1.810nm，c0=0.523-0.527nm；Z=4。

[形态]晶体常呈柱状和板状，常见单形为{210}、{100}、{001}。纤维状直闪石称直闪石石棉。

[物理性质]白色、灰色 或带绿色；玻璃光泽。解理{210}完全，夹角125°30'。硬度5.6~6，相对密度2.85~3.57。

[成因及产状]为某些结晶片岩的造岩矿物。

[鉴定特征]形态、解理、颜色，产于结晶片岩中。

[主要用途]见下述角闪石 族石棉。

镁铁闪石( magnesiocummingtonite-grunerite ) (Mg,FeII)7[Si4O11]2(OH)；

[化学组成]Mg-Fe间呈完全类质同像，有部分Mn的代替。在富Mg的端元中常见Al代替Si，亦可有极少量Ca的代替。

[晶体结构] 单斜晶系；；a0=0.950~0.956nm，b0=1.796~1.845nm，c0=0.530~0.534nm；β=109°34'；Z=2。

[形态]晶体呈针状、纤维状，或呈纤维状集合体。常见单形有斜方柱{011}、{110}及平行双面{010}。依(100)有聚片双晶。纤维状的变种称为铁石棉。

[物理性质]深绿色到棕色 ，随着成分中FeII含量增加，则颜色变深；玻璃光泽，半透明到透明。解理{110}完全，夹角125°及55°。硬度5~6，相对密度3.10~3.60。

[成因及产状]镁铁闪石主要产于区域变质形成的角闪岩中，与角闪石共生。在片岩及变粒岩中常与普通角闪石及斜长石共生。在变质岩中镁铁闪石是较早形成的矿物。其中常可包有斜方辉石。镁铁闪石的边缘则可见到绿色普通角闪石。

[鉴定特征]形态、解理、颜色，产于区域变质岩及结晶片岩中。

[主要用途]见下述角闪石族石棉。

透闪石(tremolite)-阳起石(actinolite)

Ca2Mg5[Si4O11]2(OH)2-Ca2(Mg，FeII)5[Si4O11]2(OH)2

[化学组成]在透闪石-阳起石中Mg、Fe是完全类质同像替代系列，按照成分中端元组分的含量把这系列分成几个矿物种：Ca2Fe5[Si4O15]2(OH)含量在0-20%者定为透闪石；其含量在80%以上者定为铁阳起石；其含量在20% -80% 者定为阳起石。成分中可有少量的Na、K、Mn代替Ca2+、F-、Cl-代替OH-。

[晶体结构]单斜晶系，；晶胞参数随成分中含Fe量增加而增大：透闪石晶胞参数为：a0=0.984nm，b0=1.805nm，c0=0.528nm；β=104°22'；Z=2。阳起石晶胞参数稍大：a0=0.989nm，b0=1.814nm，c0=0.531nm；β=105°48'；Z=2。晶体结构特点见角闪石族概述。

[形态]晶体细柱状，常见单形为斜方柱{110}、{011}，平行双面{010}。集合体常呈柱状、放射状、纤维状。有时可见致密隐晶的浅色块体。有时可以见到(100)聚片双晶。阳起石形态上以放射状集合体为特征。

[物理性质]透闪石为白色或灰色，阳起石为深浅不同的绿色。解理沿{110}完全，解理夹角56°；有时可见(100)裂开。硬度5-6。相对密度3.02~3.44，随铁含量而增加。

[成因及产状] 接触变质矿物，经常发育于石灰岩、白云岩与火成岩的接触带中。也产于结晶片岩及区域变质的泥质大理岩中。

[鉴定特征]颜色、形态及解理。

[主要用途]见下述角闪石族石棉。此外，透闪石或阳起石的致密坚韧并具刺状断口的隐晶质块体称为软玉(nephrite) ，可作为玉石材料，用于雕刻工艺品。

普通角闪石( hornblende) Ca2Na(Mg,FeII)，(Al,FeIII)[(Si,A1)O11]2(OH)2

[化学组成]成分较其他角闪石族矿物复杂，类质同像种类多，在A、X、Y类阳离子均出现广泛的类质同像替代。

普通角闪石的成分也可看成是透闪石-阳起石系列引申出来的，即部分Si被Al替换的同时，相应地部分Mg为Al和FeIII替换，并有Na的加人。

在普通角闪石中Al是以两种方式存在的，有时K的含量可以超过Na。此外，常含TiO20.1%~1.25%。

[晶体结构]单斜 晶系；；a0=0.979nm，b0=1.790nm，c0=0.528nm；β=105°31'；Z=2。晶体结构特点见角闪石族概述。

[形态]常 呈柱状晶体。横断面呈假六边形。双晶依{100}成接触双晶。常呈细柱状、纤维状集合体。

[物理性质]深绿色到黑绿色；条痕无色或白色；玻璃光泽。解理{110}完全，两组解理夹角为124°或56°；有时可见{100}裂开，是由聚片双晶影响所造成。硬度5~6。相对密度3.1~3.3。

[成因及产状]与岩浆作用密切相关，是各种中 、酸性侵入岩的主要组成矿物。在基性喷出岩中所见到的富含Fe2O3和TiO2的普通角闪石变种，称为玄武角闪石。普通角闪石有时按辉石形成假像，称假像纤闪石。

在区域变质作用产物中，是角闪岩、角闪片岩、角闪片麻岩的主要组成部分。

[鉴定特征]颜色，柱状晶形，两组完全柱状解理。与普通辉石的区别主要是角闪石解理夹角为124或56°，断面为菱形或近菱形。

[主要用途]见下述角闪石族石棉。

蓝闪石(glaucophane ) Na2Mg3Al2[Si4O11]2(OH)2

[化学组成]是碱性角闪石的一种，其特点是X类(M.)阳离子为Na+，Y类阳离子中有Al3+。

该矿物组成成分不定，在其成分中还常含有Fe2O3，以及CaO。蓝闪石的成分变化与变质原岩密切相关。

[晶体结构]单斜晶系；；a0=0.954nm，b0=1.774nm，c0=0.529nm；β=103°40'±1'；Z=2。

[形态]晶体少见。常见单形为斜方柱{110}、{011}，平行双面{010}。可以见到依(100)成的聚片双晶。集合体常呈放射状、纤维状。

[物理性质]灰蓝、深蓝至蓝黑色；条痕蓝灰色；玻璃光泽。解理{110}完全。硬度6~6.5。相对密度3.1~3.2。

[成因及产状]变质成因矿物。 是蓝闪石片岩、云母片岩等的特征矿物。

蓝闪石是低温高压变质带的特征矿物，也是“板块构造”俯冲带靠大洋一侧低温高压变质带的特征矿物。

[鉴定特征]放射柱状形态，灰蓝至暗蓝色，产于结晶片岩中。

[主要用途]见下述角闪石族石棉。

夕线石(sllimnanite) Al[AlSiO5]

是红柱石、蓝晶石的同质多像变体。

[化学组成]成分比较稳定，常有少量的类质同像混入物FeIII代替Al，有时有微量的Ti、Ca、Mg和碱等混人物。

[晶体结构]斜方晶系；；a0=0.743nm，b0=0.758 nm，c0=0.574nm；Z=4。晶体结构中存在着[SiO4]和[AlO4]两四面体沿c轴交替排列的双链[AlSiO5]3-。具体的晶体结构描述见岛状结构硅酸盐的红柱石族部分。

[形态]晶体呈长柱状或针状。在[001]晶带的柱面上具有条纹。集合体呈放射状或纤维状。有时呈毛发状在石英、长石晶体中作为包裹体存在。毛发状夕线石称为细夕线石。夕线石的这种针状晶形与其结构中存在[SiO4]和[AlO4]双链和[AlO6]八面体链有关。

[物理性质]白色、灰色或浅绿、浅褐色等；玻璃光泽。{010}解理完全，此解理面平行结构中的双链。硬度6.5-7.5。相对密度3.23-3.27。

热分析：加热到1545℃，夕线石转变为莫来石和石英。莫来石是一种重要的陶瓷材料，它的结构与夕线石一样，但有多余的Al→Si进入四面体双链中，为使电价平衡，产生一些O2-缺席，即莫来石的化学式为Al4+2xSi2-2xO10-x，x为O2-缺席数。

[成因及产状]变质矿物，在高温接触变质带中的铝质岩中产出。如北京周口店之西北，二叠纪红庙岭砂岩之泥质胶结物经与花岗岩接触热变质后形成夕线石。

在区域变质作用中，作为早期形成矿物，夕线石也见于结晶片岩、片麻岩中。

[鉴定特征]棒状、针状晶形，在接触变质带和变质岩中产出。

[主要用途]主要为制造高铝耐火材料和耐酸材料，用于技术陶瓷、内燃机火花塞的绝缘体及飞机、汽车、船舰部件用的硅铝合金。

高岭石(kaolinite) Al4[Si4O10](OH)8

高岭石名称来自我国江西景德镇的高岭(山名)，因该地所产的高岭石质地优良，在国内外久享盛名。

[化学组成]常有少量的Mg、Fe、Cr、Cu等代替八面体配位中的Al。Al、FeIII代Si的数量通常很低。碱及碱土金属元素多为机械混入物。

[晶体结构]常见多型为1Tc型，三斜晶系；；a0=0.154nm，b0=0.893nm，c0=0.737nm；a=91°48'，β=104°42'，γ=90°；Z=1。结构属TO型，二八面体型。层间域没有阳离子或水分子存在，氢键(O-OH)键长为0.289nm加强了结构层之间的联结。

在实际的高岭石结构中，由于八面体片(a0=0.506nm，b0=0.862nm)与[SiO4]四面体片(a0=0.514 nm，b0=0.893nm)的大小不完全相同，因此，四面体片中的四面体必须经过轻度的相对转动和翘曲才能与八面体片相适应。

[形态]多为隐晶质致密块状或土状集合体。电镜下呈平行于(001)的假六方板状、半自形或其他形片状晶体，集合体为鳞片状，通常鳞片大小为0.2-5μm，厚度为0.05-2μm。结晶有序度高的2M，型高岭石鳞片可达0.1~0.5μm，结晶有序度高的2M，型鳞片可达5mm。

[物理性质] 纯者白色，因含杂质可染成深浅不同的黄、褐、红、绿、蓝等各.种颜色；致密块体呈土状光泽或蜡状光泽。{001}极完全解理。硬度2.0~3.5。相对密度2.60~2.63。土状块体具粗糙感，干燥时具吸水性(黏舌)，湿态具可塑性，但不膨胀。阳离子交换性能差，只能由颗粒边缘的破键而引起微量交换。

[成因及产状]高岭石是黏土矿物中分布最广、最主要的组成之一。主要是富含铝硅酸盐的火成岩和变质岩，在酸性介质的环境里，经受风化作用或低温热液交代变化的产物。如钾长石风化而生成高岭石的作用可用反应式表示如下：

4K[AlSi3O8]+4H2O+2CO2→Al[Si4O10](OH)8+8SiO2+2K2CO3

[鉴定特征]致密土状块体易于以手捏碎成粉末，黏舌，加水具可塑性。灼烧后与硝酸钴作用呈Al反应(蓝色)。也可根据差热曲线和热失重曲线精确鉴定。

[主要用途]高岭石自古以来就被应用于陶瓷工业，它是陶瓷制品的最基本原料，主要利用的是它的可塑性(在陶瓷坯体中易成型)、烧结性(在加热过程中易熔物产生液相充填于未熔颗粒空隙中，使气孔率下降而致密、坚硬)、耐高温性、呈洁白色等性能。此外，在电器、建材、日用品及橡胶、造纸业等工业也有广泛应用。高岭石的粒度对其工艺性能有很大影响，粒度越细，可塑性越好，越易烧结。如纸张涂布、高光洁油漆、油墨、特种陶瓷和橡胶用的一级涂布高岭石黏土，其粒度小于2μm的部分不应低于80%。

蛇纹石( serpentine ) Mg6[Si4O10](OH)8。

[化学组成]代替Mg的有Fe、Mn、Cr、Ni、Al等，从而可以形成相应的成分变种。

[晶体结构]主要为单斜晶系；Cm或C2/m；a0=0.53nm，b0=0.92nm，c0=n×0.73nm(n为不同多型中的重复层数)；β=90°~93°；Z=2。为TO型的三八面体型结构。具体的结构及晶胞参数是依不同的同质多像(或多型)变体而异的。

在蛇纹石结构中，理想的四面体片在b轴方向单位长度b四面体=0.915nm，理想的八面体片在b'轴方向单位长度b八面体=0.945nm，即b八面体>b四面体；而b=，即a轴方向也有差异。克服八面体片与四面体片的这种

协调性，有3种基本方式：

(1)在八面体片中以半径较小的Al3+、Fe3+等代替半径较大的Mg2+；在四面体片中以半径较大的Al3+、Fe3+代替半径较小的Si4+，从而形成利蛇纹石。

(2)使八面体片和四面体片交替反向波状弯曲，从而形成叶蛇纹石。

(3)采取四面体片在内、八面体片在外的结构单元层卷曲，从而形成纤蛇纹石。

上述3种方式也可以混合出现。

[形态]叶片状、鳞片状，通常呈致密块状。有时表面现波状揉皱。纤维状者称蛇纹石石棉，亦称温石棉。

[物理性质]深绿、黑绿、黄绿等各种色调的绿色，并常呈青、绿斑驳如蛇皮。铁的代人使颜色加深、密度增大。油脂或蜡状光泽，纤维状者呈丝绢光泽。硬度2.5-3.5。相对密度2.2-3.6。除纤维状者外，解理{00}完全。

[成因及产状]蛇纹石 的生成与热液交代(约相当于中温热液)有关，富含Mg的岩石如超基性岩(橄榄岩、辉石岩)或白云岩经热液交代作用可以形成蛇纹石。在夕卡岩化作用的后期往往有蛇纹石生成。反应式为：

3Mg2[SiO4]+4H2O+SiO2→Mg6[Si4O10](OH)8

6CaMg[CO3]2+4H2O+4SiO2→Mg6[Si4O10](OH)+6CaCO3+6CO2

蛇纹石块体中纤维蛇纹石(石棉)的生成，是由于蛇纹石胶凝体干缩而产生裂隙时逐渐生成的，纤维常与脉壁垂直(称横纤维)，但也有少数与裂腺平行(称纵纤维) ，我国四川石棉县所产的纵纤维，因纤维最长可达2m以上而闻名于世界。

[鉴定特征]根据其颜色、光泽、较小的硬度、纤维状或块状形态及产状加以识别。蛇纹石矿物之间的区别较困难，只有通过扫描电镜、X射线法、热分析、光性鉴定来进一步精确确定。

[主要用途]石棉状蛇纹石(叫温石棉)的抗拉强度比角闪石石棉高，很多有机纤维和无机纤维的抗拉强度都不及蛇纹石石棉，尤其在高温下，蛇纹石石棉仍能保持其相当好的强度，是其突出的优点。一般来说，横棉比纵棉好，成分越纯性能越好。因而蛇纹石石棉可广泛地用于建筑、化工、医药、冶金等部门。

对于非石棉状蛇纹石，也可利用其耐热、隔音、质轻等特点，制成不吸收水分、不燃烧、热绝缘性好、热容量大的高强特种材料。还可用于建筑石料及玉雕，如岫玉(成分主要是蛇纹石)为我国著名的玉石品种。

白云母( muscovite) K{Al2[AlSi3O10](OH)2

[化学组成]类质同像代替较广泛，常见混入物有Ba、Na、Rb、FeIII、Cr等，形成多种成分变种。如钡白云母铬云母；绢云母系指细小鳞片状的白云母；当NSi：NA1>3：1，称多硅白云母。

[晶体结构] 单斜晶系；；a0=0.519 nm，b0=0.900 nm，c0=2.010 nm；β=95°11'；Z=4。TOT型，二八面体型，常见多型为2M1型。

[形态、物理性质]见云母族共性描述。但颜色从无色到浅彩色多变，是由类质同像混入物引起。

[成因及产状]主要出现于酸性岩浆岩——白云母花岗岩、二云母花岗岩及其伟晶岩中；在中性的正长岩和闪长岩中比较少见。产于花岗伟晶岩中的白云母，常形成工业价值较大的晶体。此外，还常出现在云英岩、变质片岩及片麻岩中。

热液金属矿床和热液变质岩中，绢云母化作用很普遍，形成绢云母。

在变质岩中白云母(绢云母)分布广泛，如白云母结晶片岩，含绢云母千枚岩以及含白云母的石英岩等。它是黏土质岩石在较高温度和K+参与作用下形成的，如高岭石转变为白云母的化学反应：

3Al4[Si4O10](OH)8+2K2O→4K{Al2[AlSi3O10](OH)2} +8H2O

在强烈的风化条件下，白云母可转变为水白云母和高岭石。

[主要用途]白云母绝缘性能极好(但其绝缘强度明显地受到包体杂质的影响，铁质斑点的存在会使绝缘强度大大降低)，耐热性良好(在100-600℃时，能保持其一系列优良物理性能)，化学性能稳定(难溶于酸，碱对白云母几乎不起作用) ，有抗各种射线辐射的性能，并有良好的防水防潮性。因此，白云母主要用于电器工业、电子工业和航空航天等尖端科技领域。

云母在开采、选矿和加工过程中的碎片下脚料以及天然小片云母的开发应用，目前已取得很大进展。各种粒级的云母粉在砖料、胶泥、塑料，油漆、织品颜料等各方面作填料、混合料，可大大改变制品的抗冻、防腐、耐磨.密实等性能。

黑云母( biotite)-金云母( phlogopite )

K{(Mg,Fe)3[AlSi3O10](OH)2}-K{Mg3[AlSi3O10](OH)2}

[化学组成]黑云母和金 云母构成一Mg-Fe间的完全类质同像系列，当NMg：NFe<2：1时为黑云母，当NMg：NFe>2：1时为金云母。代替K+的有Na+、Ca2+、Rb+、Cs+、Ba2+，代替Mg2+、Fe2+的有A13+、Fe3+、Ti4+、Mn2+、Li+，F-、Cl-可以代替OH-。

[晶体结构]单斜晶系；；a0=0.53nm，b0=0.92nm，c0=1.02nm；β=100°；Z=2。TOT型。最常见的多型为1M型。

八面体片主要属三八面体型结构，但由于八面体片中的Mg2+、Fe3+可以被+3价阳离子所置换，从而可混有二八面体型结构，即为过渡型结构。

[形态、物理性质]见云母族共性描述。但黑云母在颜色.上以黑深褐色为主，富Ti者浅红褐色，富Fe3+者绿色；金云母以棕色、浅黄色为主。

[成因及产状]黑云母的产状比其他云母矿物更为多样，如接触变质，区域变质，基、中、酸、碱性侵入岩及伟晶岩等均有产出，是中、酸性火成岩的主要造岩矿物之一。黑云母的巨大晶体产于花岗伟晶岩中，与白云母等共生。

黑云母受热水溶液的作用可蚀变为绿泥石、白云母和绢云母等其他矿物。

在风化作用下，黑云母较其他云母易于分解，风化的第一阶段变为水黑云母，第二阶段即分解成为蛭石到高岭石。黑云母风化后将引起相对密度降低及颜色改变。

金云母以接触交代成因为主，是酸性侵入体与富镁贫硅的碳酸盐園岩发生接触交代反应的产物，与透辉石、镁橄榄石、尖晶石等共生。在某些伟晶岩、超基性岩中亦有产出。

[主要用途]黑云母因含铁，绝缘性能远不如白云母，不利于电气工业利用。但黑云母细片常用作建筑材料充填物，如云母沥青毡。

金云母的很多物性与白云母相似。但热稳定性优于白云母。一般说来，结构相同的层状硅酸盐中三八面体型矿物比二八面体型矿物的热稳定性要高。金云母也具有耐酸、耐碱、耐化学腐蚀、耐各种射线辐射的性能。但金云母的化学稳定性不如白云母，金云母的抗拉、抗压、抗剪强度都较白云母为低。因此，金云母的用途与白云母相当，但质量低于白云母。

锂云母 （lepidolite） K{Li2-xAl1+x[Al2xSi4-2xO10](F,OH)2} (x=0-0.5)

又称鳞云母。

[化学组成]置换K+的有Na+、Rb+、Cs+。置换Li+和Al3+的有Fe2+、Mn2+、Ca2+、Mg2+和Ti3+。资料表明，Li+含量与F-含量成正比。

白云母和锂云母之间是否为连续的类质同像系列还有争议。但曾发现白云母中能进人3.3%的Li2O而不使结构发生本质的改变，所以，一般将Li2O含量高于3.5%的才列入锂云母范围，低于这一含量称为锂白云母。另外，富铁的称铁锂云母，可视为锂云母-黑云母的过渡产物。TOT型，三八面体型。

[晶体结构]晶系、空间群、晶胞参数依多型而不同，见表21-6。

由表21-6可见，a0、b0基本不变，只是定向可变，但c0是以1的整数倍增加的，即与重复层数相关。

锂云母的多型主要是1M和2M2，其次是3T，而不具有白云母中常见的2M1结构，锂云母的2M2型结构是过渡型或混合型结构。

[形态、物理性质]见云母族共性描述。常呈细小鳞片状集合体，故又名鳞云母。颜色为玫瑰色、浅紫色。

[成因及产状]主要产于花岗伟晶岩中，与长石、石英.锂辉石，白云母、电气石等共生。

[主要用途] 是提取稀有金属锂的主要原料之一。锂云母中常含Rb和Cs，所以也是提取Rb、Cs的主要原料。细粒集合体可作玉石材料(工艺名为丁香紫)，由于其有较低的硬度，易于琢磨和抛光，加工后的成品光洁照人，具独特的丁香紫色，色泽十分柔和，可用于玉石工艺品和戒面等首饰镶嵌品，深受国内外欢迎。

此外，锂云母与锂辉石一样，可用于陶瓷工业，见锂辉石描述。

滑石(talc) Mg3[Si4O10](OH)2

[化学组成]化学成分比较稳定，Si4+有时被Al3+代替，Mg2+可被Fe2+、Mn2+、Ni3+、Al3+代替。

[晶体结构]TOT型，三八面体型。多型现象尚待研究，以2M1型较为可能，或；a0=0.527nm，b0=0.912nm，c0=1.855nm；β=100°；Z=4。

[形态]微细晶体为假六方或菱形板状片状，但很少见，常呈致密块状。

[物理性质]纯者为白色，含杂质时可星其他浅色；玻璃光泽，解理面显珍珠光泽晕彩。解理{001}极完全；致密块状者呈贝壳状断口。硬度1。相对密度2.58~2.83。富有滑膩感，有良好的润滑性能。解理薄片具挠性。

[成因及产状]滑石是典型的热液型矿物，是富镁质超基性岩、白云岩、白云质灰岩经水热变质交代的产物。如

4Mg2[SiO4]+2CO2+4H2O→Mg6[Si4O10](OH)8+2MgCO3.

橄榄石                    蛇纹石

Mg6[Si4O10](OH)8+3CO2→Mg3[Si4O10](OH)2+3MgCO3+3H2O

蛇纹石                 滑石             菱镁矿

3CaMg[CO3]2+4SiO2+H2O→Mg3[Si4O10](OH)2+3Ca[CO3]+3CO2

白云石                     滑石

我国辽宁、山东等地蕴藏有丰富的滑石资源，尤其辽宁产的滑石，以其规模和质量的优异闻名于世界。

[鉴定特征]以低硬度、滑感、片状具极完全解理为其特征。与叶蜡石相似，区别在于用硝酸钴法，滑石灼烧后与硝酸钴作用变为玫瑰色，而叶蜡石则变蓝色。酸度法试验是更为简便的办法，在素瓷板上滴上一滴水，以矿物碎块轻磨约半分钟获得乳浊状的水溶液，用石荔试纸定性地检验其酸碱性，滑石垦碱性(pH约为9)，叶蜡石呈酸性(pH约为6)。

[主要用途]滑石 的电绝缘和耐热(耐火度达1490~1510℃)性能较高。耐强酸、强碱。其超细粉有良好的吸附性(滑石粉吸油量可达49%~51%)和覆盖性(滑石粉配制的涂料可严密均匀地覆盖物体)。因此，广泛用于陶瓷、造纸、涂料、塑料、橡胶、化妆品等行业，块滑石瓷具有良好的介电性能和机械强度，是一种高频电瓷绝缘材料；滑石还用于滑润剂、镁质化肥等。

叶腊石 （pyrophyllite）Al2[Si4O10](OH)2

[化学组成]Al3+可以被少量的Fe2+、Fe3+、Mg2+代替，可有少量的Al3+代Si4+。有时含少量的K+、Na+、Ca2+，它们在叶蜡石中的位置还不很清楚，可能存在于结构单元层间.以补偿Al3+代Si4+所产生的正电荷的不足。也有人认为它们为表面吸附离子，或含有少量的白云母包裹体所致。

[晶体结构]叶蜡石有单斜和三斜两种多型。单斜多型(2M)较常见：；a0=0.515nm，b0=0.892nm，c0=1.895 nm；β=99°55'；z=2。三斜多型(1Tc)：；a0=0.517 nm，b0=0.896nm，c0=0.936 nm；α=91°12'，β=100°24'，γ=90°；Z=2。TOT型，八面体片为[AlO4(OH)2]八面体构成，为二八面体型。

[形态]完好晶形少见。常呈叶片状.鳞片状或隐晶质致密块体，有时呈放射叶片状集合体。

[物理性质]白色、浅绿、浅黄或淡灰色；玻璃光泽，致密块状者呈油脂光泽，解理面呈珍珠光泽。解理{001}极完全；隐晶质致密块体具贝壳状断口。硬度1~1.5。相对密度2.65-2.90。有滑感，解理片具挠性。

[成因及产状]叶蜡石常是富铝的酸性喷出岩、凝灰岩或酸性结晶片岩经热液作用变质而成，在低温热液含金石英脉中也出现。我国福建寿山、浙江青田等地的叶蜡石，系白垩纪流纹岩和流纹凝灰岩经热液蚀变形成的。

[鉴定特征]与滑石相似，区别方法见滑石一节。

[主要用途]基本上与滑石相同。此外，在雕刻工艺和印章制作中，叶蜡石更有悠久的历史。

蒙脱石( montmorillonite) Ex(H2O4){Al2-xMgx)2[(Si,Al)4O10](OH)2}

又称微晶高岭石或胶岭石

[化学组成]上式中E为层间可交换阳离子，主要为Na+、Ca2+，其次有K+、Li+等。x为E作为一价阳离子时单位化学式的层电荷数，一般为0.2~0.6。根据层间主要阳离子的种类，分为钠蒙脱石、钙蒙脱石等成分变种。在晶体化学式中，H2O(结晶水或层间水等)一般都写在式子的最后面，但在蒙脱石中，H2O写在前面，表示H2O与可交换阳离子一起充填在层间域里。E与H2O以微弱的氢键相连形成水化状态，若E为+1价阳离子，离子势小，形成1层连续的水分子层；若E为+2价阳离子，形成2层连续水分子。这表明水分子进人层间与层格架(单元层)没有直接关系。水的含量与环境的湿度和温度有关，可多达4层。

[晶体结构]单斜晶系；；a0=0.523nm，b0=0.906nm，c0在0.96~2.05nm之间变化。如钙蒙脱石层间为1个、2个、3个、4个水分子层时其c0值分别为0.96nm、1.25nm、1.55nm、1.85nm；β近于90°。TOT型，二八面体型结构。

[形态]常呈土状隐晶质块状，电镜下为细小鳞片状。

[物理性质]白色，有时为浅灰 、粉红浅绿色。鳞片状者{001}解理完全。硬度2-2.5。相对密度2-2.7。甚柔软。有滑感。加水膨胀，体积能增加几

，并变成糊状物。具有很强的吸附力及阳离子交换性能。

热分析：在80~250℃出现第一个吸热谷，脱去层间水和吸附水。一般钠蒙脱石脱水温度较低，且为单吸热谷，钙蒙脱石脱水温度较高，并出现复合谷。第二个吸热谷出现于600~700℃，脱结构水。第三个吸热谷在800~935℃，晶格完全破坏。其后紧接着一放热峰，有新相尖晶石和石英生成。

[成因及产状]蒙脱石主要由基性火成岩在贼性环境中风化而成，也有的是海底沉积的火山灰分解后的产物。蒙脱石为膨润土的主要成分。膨润土在我国产地很多，如辽宁、黑龙江、吉林、河北、河南、浙江等地都有产出。我国具工业价值的蒙脱石矿床多产于中生代火山岩系中。

[鉴定特征]加水膨胀为其特征。确切鉴定需结合X射线分析、热分析和化学分析等。

[主要用途]利用其阳离子交换性能制成蒙脱石有机复合体，广泛用于高温润脂、橡胶、塑料、油漆；利用其吸附性能，用于食油精制脱色除毒、净化石油、核废料处理、污水处理；利用其黏结性可作铸造型砂黏结剂等；利用其分散悬浮性用于钻井泥浆。

由于钠蒙脱石的许多性能优于钙蒙脱石，因而常利用蒙脱石的阳离子交换性能，进行改型处理，将钙蒙脱石改造成钠蒙脱石。

蛭石(vermiculite) (Mg,Ca)0.3-0.45(H2O)n{(Mg,FeIII,A1)3[(Si,Al)4O10](OH)2}

[化学组成]化学成分复杂多变。四面体片中Al3+、Fe3+代Si4+是层电荷产生的主要原因。电荷的补偿一方面靠八面体片中Al3+、Fe3+代Mg2+，另一方面靠层间阳离子，层间阳离子以Mg2+为主，也可以有Ca2+、Na+、K+、H2O，还可以有Rb+、Cs+、Li+、Ba2+等。

层间水的含量取决于层间阳离子水合能力以及环境中的温度和湿度。水合能力高的Mg2+，在正常的温度和湿度下，单位化学式可含水分子4~5个。但阳离子为水合能力弱的Cs+时，几乎可以

含水分子。层间水含量最大时约相当于双分子层。

[晶体结构] 单斜晶系；；a0=0.53nm，b0=0.92nm，c0=2.89nm；β=97°；Z=4。晶体结构为TOT型，可为三八面体型，也可为二八面体型。层间水分子可分为两部分：一部分围绕阳离子形成配位八面体，为水合络离子[Mg(H2O6)]2+的形式；另一部分呈游离状态。水分子层与单元层底面以氢键相维系。

c0的大小与水分子的含量及水分子层结构有关，将样品缓慢加热脱水，层间水分子层结构分别由饱和双层水分子+不饱和双层水分子→变异的双层水分子→单层水分子→完全脱水，c0将依次逐渐减小，直至达到云母型结构中的c0值。部分脱水后的蛭石可重新吸水，但完全脱水的蛭石很难再吸水。

[形态]粗粒蛭石多由 黑云母、金云母等转变而来，保留云母的片状晶形，且主要为三八面体型；细粒者成土状与其他黏土矿物混在一起，极难区分，黏粒级蛭石多为二八面体型，在土壤中广泛分布。

[物理性质]褐、黄褐、金黄、青铜黄色， 有时带绿色；光泽较黑云母弱，常量油脂光泽或珍珠光泽。解理{001}完全，解理片微具或不具弹性。硬度1~1.5。相对密度2.4-2.7。

灼热时体积膨胀并弯曲如水蛭，显浅金黄或银白色，金属光泽。其膨胀系由于层间水分子变为蒸汽时所产生的压力使结构层被迅速撑开所致。膨胀后，体积增大15~25

，甚至可达40倍。相对密度由2.4~2.7减小到0.6~0.9。

[成因及产状]主要由黑云母或金云母经热液蚀变或风化而成。也可由基性岩受酸性岩浆的变质作用而形成。

[鉴定特征]粗粒者与云母相似，但以其无弹性、加热膨胀性区分；细粒者要用X射线、差热分析等方法鉴别。

[主要用途]膨胀蛭石有良好的隔音、隔热、绝缘、化学性质稳定等性能，因此可作为轻质、保温、隔热、隔音、防火等材料，广泛地应用于建筑行业及多种工业部门。

蛭石有良好的阳离子交换性和吸附性。在农业.上被用于土壤改良、作肥料、杀虫剂等，在环保方面可作为废料、污染的吸附剂。

绿泥石(chlorite)

[化学组成]化学通式可用 Y3[Z4O10](OH)2+Y3(OH)6。表示，Y为Mg、Al、Fe，Z为Si、Al。通式前半部分相当于一个滑石层，后半部分相当于一个水镁石层，两者相间排列。但是，滑石和水镁石中的Al与Mg之间极少替换，但在绿泥石中Al与Mg的替换却是它的基本特征之一。因此，可用“似滑石层"和“似水镁石层"或“氢氧化物层"的术语来描述。

绿泥石的化学成分非常复杂，结构中存在大量的类质同像，所以种属繁多，许多学者提出各种分类方案，但争议甚多，1991年Martin和Bailey建议根据结构中TOT层中O层及层间域中的O'层(Y3(OH)6层)为三八面体型或二八面体型来进行分类：两者都为三八面体型，称三八面体绿泥石；两者都为二八面体型，称二八面体绿泥石；两者中一为二八面体型，一为三八面体型，称二八-三八面体绿泥石。自然界中大多数绿泥石都属于三八面体绿泥石。

[晶体结构]多型非常复杂，比云母多型种类还多，最稳定、最常见的多型属单斜晶系；；a0=0.52nm，b0=0.921nm，c0=1.43nm；β=97°；Z=4。其结构相当于一个TOT层与一个[Y(OH)6]八面体层(即O’相间排列，可为三八面体型，也可为二八面体型。

[形态]晶体呈假六方片状或板状，少数呈桶状，但晶体少见。常呈鳞片状集合体、土状集合体。双晶依云母律或绿泥石律形成。

[物理性质]大多带绿色调，但随成分而变化，富Mg为浅蓝绿色，富Fe颜色加深，为深绿到黑绿，含Mn呈浅褐、橘红色，含Cr呈浅紫到玫瑰色；条痕无色；玻璃光泽，解理面呈珍珠光泽。解理{001}完全。硬度2-2.5，随着含铁量增加，硬度随之增大可达3。相对密度随成分中含铁量增加而增大，变化在2.68~3.40。解理片具挠性。

[成因及产状]本族矿物分布很广。常见于低级变质带中绿片岩相中及低温热液蚀变中(绿泥石化)；但在某些中、高温变质或蚀变岩中也可出现。在火成岩中绿泥石多为富铁镁矿物(角闪石、辉石、黑云母等)的次生矿物；在沉积岩、黏土中都含一定的绿泥石。

[主要用途]仅具矿物学和岩石学意义。

蔷薇辉石晶体

晶体参数：三斜晶系； 对称型。空间群； a0 =1.050nm， b0 =0.980nm， c0 = 1.219nm， α= 103°01'，β=108°33'，γ=82°30'； Z= 20。

成分与结构：常含一定数量的Ca。Fe2+、 Mg2+可置换Mn2+。有时还有Zn2+。含Zn高者称锌蔷薇辉石( fowlerite)。其晶体结构中单链平行c轴延伸，每隔五个硅氧四面体而重复。形态A晶体呈厚板状、短柱状或三向等长状。集合体呈致密块状或粒状。

物理性质：玫瑰红色； 玻璃光泽，解理面上有时显珍珠光泽；表面因氧化而暗淡且现黑 色。硬度5.5~6.5； 和{110}解理完全，交角为92°30'，另有({001}中等解理。密度3.57~3.76g/cm3。

鉴定特征：以玫瑰红色、 明显的解理、较高的硬度，风化后留有黑色的氧化锰为特征。与菱锰矿的区别是硬度高，遇酸

起泡。

成因与产状：沉积锰矿层受区域变质作用，或菱锰矿受接触交代作用均可形成蔷薇辉石。亦存在于热液交代成因的锰矿床中。

主要用途：块状蔷薇辉石可作为工艺雕刻材料

窦维雷菊石

壳内卷，侧扁，具简单、粗壮的横脊连续穿过腹侧，每条横脊均分裂成许多平滑的瘤突，其上可能原有长瘤刺。不善游泳，可能很多时间生活于海底，食腐或猎食。

条纹长石集合体

长石

自然界产出的长石大多是由钾长石KAlSiO8（简称Or）、钠长石NaAlSi3O8（Ab）和钙长石Ca Al2Si2O8（An）这3种长石端元分子组合而成的固溶体（类质同象混晶），其成分可以用端元分子的百分数来表示。3种长石分子彼此的混溶性存在移动的范围。钾长石和钠长石在高温条件下形成完全的类质同象系列（成为碱性长石），温度降低时则混溶性象混晶)，其成分可以用端元分子的百分数来表示。钾长石和钠长石在高温条件下形成完全的类质同象系列(称为碱性长石)，温度降低时则混溶性逐渐减小，导致出溶条纹形成，即形成条纹长石；一般认为钠长石和钙长石能在任何温度条件下形成完全类质同象系列，该系列称斜长石，但钠长石和钙长石在某些成分区域也会显微出溶(即出溶条纹肉眼看不见)。

长石的晶体结构为架状硅氧骨干，但骨干内[SiO4]四面体中必有部分Al3+→Si4+，由此产生多余的负电荷与骨干外其他阳离子结合，因为负电荷较低，且骨干外空洞比较大，所以骨干外都是一些低电价、大半径的阳离子: K+ .Na+、Ca2+等。

由于有Al3+→Si4+，导致长石晶体结构中的一个重要现象：有序一无序。 长石的有序一无序是指：四面体中 Al3+→Si4+占位是有序还是无序，有序一无序 程度直接影响着晶体的对称，同时也直接与长石的形成温度有关。高温形成无序长石，为单斜晶系，低温形成有序长石，为三斜晶系。晶体结构由无序到有序的程度称有序度，因为有序化而使晶体的对称由单斜晶系变为三斜晶系的程度称为三斜度。长石的有序化过程通常分两步进行，第一步是有序度增加但三斜度仍为零，称单斜有序化；第二步是有序度进一步增大，三斜度也逐渐增大，称三斜度有序化。高温无序长石的有序度为零，三斜度也为零；中温长石的有序度大于零，但三斜度可以保持为零；低温有序长石的有序度和三斜度都大于零。有序度和三斜度最大为1。

叶菊石

叶菊石目化石壳平卷，光壳面滑或具微弱饰纹。缝合线菊石型，但其鞍部裂成叶片状，每一个小叶的顶部浑圆，整个鞍部颇似蕨类植物的一片复叶

石墨

晶体参数： 六方晶系，对称型6/mmm。 空间群P63/mmc；a0=0.246nm，c0=0.670nm Z=4。

成分与结构：成分纯净者极少，往往含有杂质，如铁的氧化物、黏土或其他矿物。石墨的晶体结构表现为碳原子成层排列。每六个碳原子构成一个小六方环，每一层由碳原子六方环相互连接组成。同层中碳原子与相邻的3个碳原子之间的距离均相等，为0.143nm；而上下两层中碳原子之前的距离比同一层内碳原子之间的距离要大得多，为0.335nm。石墨具多键性，层内主要共价键，部分为金属键。这是因为每一碳原子最外层有4个电子，除去已用于形成层内共价键的3个外，尚多余一个。此电子可在层内移动，类似金属中的自由电子，它们互相重叠，形成离域的π键电子在晶格中能自由移动，可以被激发，所以石墨有金属光泽，能导电、传热；而层与层之间则为分子健。石墨有两个多型，即石墨-2H和石墨-3R。后者较少见。石墨与金刚石、碳60、碳纳米管、石墨烯等都是碳元素的单质，它们互为同质多相。

石墨晶体结构与石墨矿物

形态：单晶呈片状或板状、纤维状，通常为鳞片状、块状和土状集合体。

物理性质：铁黑色－钢灰色，条痕为光亮的黑色。金属光泽，隐晶质则暗淡。平行{0001}解理极完全，硬度1。比重2.09

2.23，薄片具挠性。有滑腻感。易污手。电的良导体。耐高温。化学稳定性强，不溶于酸。

鉴定特征：黑色，硬度低，密度小、有滑感。

成因及产状：石墨是在高温条件下的还原作用中形成的。

（1）煤层或含沥青质、碳质的沉积岩经区域变质作用或接触变质作用形成。

（2）石灰岩与岩浆侵入接触，石灰岩分解出CO2，还原而成石墨。

主要用途：石墨由于其熔点高、抗腐蚀、不溶于酸等特性，用于制作冶炼用的高温坩埚；具滑感，作为机械工业的润滑剂；导电性好，制作电极等。成分较纯的所谓高碳石墨可做原子能反应堆中的中子减速剂。3R型石墨可用于人工合成金刚石的原料。

硫酸盐

硫酸盐矿物是金属阳离子与硫酸根[S0，]°相化合而成的含氧盐矿物。目前已知的硫酸盐矿物种数有301种。它们中的石膏、硬石膏、重晶石、天青石、芒硝、明矾石等均能富集成具有工业意义的矿床。

化学组成在硫酸盐矿 物中，可以与硫酸根化合的金属阳离子中最主要的是Ca+、Mg2+、 K+、Na+、Ba2+、 Sr2+、Pb2+、Fe3+、 Al3+和Cu2+。阴离子部分除[SO4]2-外，有时还有附加阴离子，其中以(OH)-为最主要。此外，许多硫酸盐矿物中存在结晶水。

晶体化学特征：硫酸盐矿物晶体结构中存在的[SO4]2-络阴离子，它较-般的阴离子 为大，与大半径的二价阳离子Ba2+、Sr2+、Pb2+结合成无水化合物，如重晶石Ba[SO4]；而与离子半径较小的价阳离子，如Mg2+、Cu2+等，则结合成含结晶水的硫酸盐，如泻利盐Mg[SO4]·7H2O；当离子半径介于上述大小之间者，如Ca2+，既可形成无水硫酸盐硬石膏Ca[SO4]又可形成含水硫酸盐石膏Ca[SO4] ·2H2O。一价碱金属阳离子虽然能与[SO4]2-结合成无水或含水硫酸盐，如无水芒硝Na2[SO4]或芒硝Na2[SO4]·10H2O，但更主要的是与二价或三价阳离 子(如Al3+、Fe3+)一起与[SO4]2-结合成含附加阴离子(OH)-或含结晶水的复杂硫酸盐，如明矾石KAl3[SO4]2- (OH)6。

物理性质：本类矿物的特征是硬度低，通常在2-3.5之间。密度般不大， 在2-4g/cm3左右，含钡和铅的硫酸盐矿物则可高至4以上，甚至可达6-7。颜色般呈白色或无色，含铁者呈黄褐或蓝绿色，含铜者呈蓝绿色，含锰或钴者呈红色。

硫酸盐矿物有内生成因和外生成因，形成于氧浓度大和温度低的条件下，因此地壳浅部和地表部分是形成硫酸盐矿物最适宜的地方。

方解石

不同形态及颜色的方解石

晶体参数：三方晶系； 对称型。空间群； a0 =0.499nm， c0=1. 706nm； z=6。

成分与结构：CaO 56.0%，CO2 44. 0%。Ca[CO3]与 Mn[ CO3]之间呈完全类质同像系列； Ca[CO3]与Zn[CO3]、Ca[ CO3]与Fe[ CO3]之间为不完全类质同像系列。由于Ca2+、Mg2+的半径相差过大，低温下的替代能力极小，当Ca和Mg同时存在时，则形成复盐白云石 CaMg[ CO3]2。

形态：常以良好晶形出现。如六方柱， {0001}底面，和等菱面体，以及复三方偏三角面体等。若星片状或薄板状者称为层解石。以为双晶面的负菱面聚片双晶或接触双晶极为常见。前者多为滑移双晶(见白云石)以 (0001)为双晶面的方解石律接触双晶也较普遍，以为双晶面的接触双晶则少见。集合体常呈晶簇状、片状、粒状、块状、钟乳状(称钟乳石stalactite)、结核状等。

物理性质：一 般呈白色，含各种混入物量不同的颜色，如灰、黄、浅红、绿、蓝等色；玻璃光泽。硬度3；解理平行完全。密度2.715g/cm3。加冷稀HCI剧烈起泡。纯净、无色透明的方解石，称为冰洲石( iceland spar) 。

鉴定特征：菱面体完全解理， 硬度3，加冷稀HCI剧烈气泡。

成因与产状：方解石形成于多种地质作用。①沉积作用:海水中Ca[ CO3]达到过饱和后，形成沉积的石灰岩。②风化作用:石灰岩被溶解后形成重碳酸钙溶液，当压力减小或蒸发时， 释放出大量的CO2，使Ca[CO3]沉淀下来形成方解石。它们常分布在石灰岩的溶洞或裂院中。我国石灰岩溶洞尤以桂林为佳，其中的石钟乳和石笋形成瑰丽壮观的景色，闻名世界。③生物作用:生物吸收Ca[CO3]后形成的介壳在海底堆积形成生物礁灰岩。④岩浆作用:来自上地幔或由碱性岩浆分异的碳酸盐岩浆，侵人地壳冷凝结晶而成。⑤热液作用:中低温热液矿脉中经常伴有方解石出现。⑥泉水中溶解的重碳酸钙，当到达地表后因压力降低释放出CO2， 在泉水出口处沉淀出石灰华( travertine)。

主要用途：石灰岩和大理岩主要由方解石组成， 它们是化工、水泥等工业的原料。在冶金工业上用做熔剂，在建筑工业方面用来生产水泥、石灰，大理岩还可作建筑装饰材料。方解石经机械加工(用雷蒙磨或其他高压磨直接粉碎天然的方解石)可以制得重质碳酸钙，它是优良的填充剂和性能改良剂，广泛用于塑料、橡胶、造纸、涂料、电缆、油漆、饲料、医药、玻 璃、陶瓷等领域。例如，电缆皮申添加了重质碳酸钙可以提高电缆5 ~ 10倍的绝缘强度；如果用万目以上碳酸钙超细粉制成的轿车底盘涂料，可以使轿车底盘有比钢板还强的防冲刷能力。当前，重质碳酸钙成为大部分工业制造的原始材料，囊括了大部分轻重工业的生产和制造部门。

冰洲石因具有双折射，成为制造偏光棱镜的光学材料。

硅酸盐

一类由金属阳离子与硅酸根化合而成的含氧酸盐矿物。在自然界分布极广，是构成地壳、上地幔的主要矿物，估计占整个地壳的90%以上；在石陨石和月岩中的含量也很丰富。已知的约有800个矿物种，约占矿物种总数的1/4。

组成硅酸盐矿物的元素达40余种。其中除了构成硅酸根所必不可少的Si和O以外，作为金属阳离子存在的主要是惰性气体型离子（如Na+、K+、Mg2+、Ca2+、Ba2+、Al3+等）和部分过渡型离子(如Fe2+、Fe3+、Mn2+、Mn3+、Cr3+、Ti3+等)的元素，铜型离子(如Cu2+、Zn2+、Pb2+、Sn4+等)的元素较少见 。此外 ，还有 (OH)-、O2-、F-、C1-、[CO3 ]2-、[SO4] 2-等以附加阴离子的形式存在。在硅酸盐矿物的化学组成中广泛存在着类质同象替代，除金属阳离子间的替代非常普遍外，经常有Al3+、同时有Be2+或B3+等替代硅酸根中的Si4+，从而分别形成铝硅酸盐、铍硅酸盐和硼硅酸盐矿物。此外，少数情况下还可能有(OH)-替代硅酸根中的O2-。

在硅酸盐结构中，每个Si一般为4个O所包围，构成[SiO4]四面体，它是硅酸盐矿物晶体结构中最基本的单位，不同硅酸盐中，[SiO4]四面体基本保持不变。由于Si的化合价为4价，配位数为4，它赋于每一个O2-的电价为1，即等于O2-电价的一半，O2-另一半电价可以用来联系其他阳离子，也可以与另一个Si4+相联。因此，在硅酸盐结构中[SiO4]四面体既可以孤立地被其他阳离子包围起来，也可以彼此以共用角顶的方式联结起来形成各种型式的络阴离子团，我们称[SiO4]四面体及其共角顶相联形成的络阴离子团为硅氧骨干。但是，[SiO4]四面体只能共角顶相联，不能共棱、共面，这是因为[SiO4]四面体体积小，且Si电价高，如果共棱、共面，会引起Si-Si强烈的排斥而不稳定。在[SiO4]四面体共角顶处，氧同时与两个准成键，无剩余电荷，称为惰性氧或桥氧，非共用角顶处的氧只与一个硅成键，有一剩余电荷，称活性氧或端氧。根据硅氧络阴离子骨干中[SO4]四面体（Z主要为Si4+，还可为类质同象替代Si4+的Al3+、Be2+、B3+等）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。

[SiO4]四面体[所有的氧离子为活性氧(端氧)](左图)，[Si2O7]双四面体[四面体相互联结处为惰性氧(桥氧)](右图)

岛状硅酸盐矿物

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。

环状硅氧骨干

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-。

单链硅氧骨干和角闪石双链与矽线石双链硅氧骨干

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。

层状硅酸盐矿物

具有由一系列[ZO4]四面体以角顶相连成二维无限延伸的层状硅氧骨干的硅酸盐矿物。硅氧骨干中最常见的是每个四面体均以三个角顶与周围三个四面体相连而成六角网孔状的单层，其所有活性氧都指向同一侧。它广泛地存在于云母、绿泥石、滑石、叶蜡石、蛇纹石和粘土矿物中，通常称之为四面体片。四面体片通过活性氧再与其他金属阳离子（主要是Mg2+、Fe2+、Al3+等）相结合。这些阳离子都具有八面体配位，各配位八面体均共棱相连而构成二维无限延展的八面体片。四面体片与八面体片相结合，便构成了结构单元层。如果结构单元层只由一片四面体片与一片八面体片组成，是1∶1型结构单元层，如高岭石、蛇纹石中的层。

滑石的层状硅氧骨干

如是由活性氧相对的两片四面体片夹一片八面体片构成，则为2∶1型结构单元层，如云母、滑石、蒙脱石中的层。如果结构单元层本身的电价未达平衡，则层间可以有低价的大半径阳离子（如K+、Na+、Ca2+等）存在，如云母、蒙脱石等。

后者的层间同时还有水分子存在。此外，八面体片中与四面体片的一个六元环范围相匹配的是中心呈三角形分布的三个八面体。当八面体位置为二价阳离子占据时，此三个八面体中都必须有阳离子存在，才能达到电价平衡。若为三价阳离子时，则只需有两个阳离子即可达到平衡，此时另一个八面体位置是空的。据此，还可将结构单元层区分为三八面体型和二八面体型。

在层状结构硅酸盐矿物中，矿物晶体的形态一般都呈二向延展的板状、片状的外形，并具有一组平行于硅氧骨干层方向的完全解理。在晶体光学性质上，极大多数矿物呈一轴晶或二轴晶负光性，并具正延性。双折射率大。当矿物的化学组成中具有过渡元素离子时，多色性和吸收性都十分显著。

架状硅酸盐矿物

具有由一系列[ZO4]四面体以角顶相连成三维无限伸展的架状硅氧骨干的硅酸盐矿物。除极个别例外，几乎所有架状硅氧骨干中的每个[ZO4]四面体均以其全部的四个角顶与相邻四面体共用而相连接，所有的O2-全为桥氧。当Z全部为Si4+时，硅氧骨干本身电荷以达平衡，不能再与其他阳离子相键合。

石英族矿物的晶体结构正好就是如此。因此，从化学组成上石英族矿物（SiO2）归属于氧化物矿物。但不少人从结构角度把它们归属于架状结构硅酸盐矿物。为了能有剩余的负电荷再与其他金属阳离子相结合，一般的架状硅氧骨干中均有部分Si4+被Al3+或较少被Be2+、B3+等类质同象替代。故绝大多数架状结构硅酸盐矿物都是铝硅酸盐。与骨架相结合的金属阳离子主要是电价低而半径大的K+、Na+、Ca2+、Ba2+等。

架状硅氧骨干中四面体连接的形式多种多样，随矿物而异。但从其中往往可以分割出某些形式的环、链等次一级的构筑单元。例如方钠石的硅氧骨架可看成由一系列四元环或六元环再连接而成；长石则可视为由一系列四元环首先连成平行a轴的曲轴状双链，由后者再连接而成架状硅氧骨干。

由于架状硅氧骨干是一个三维的骨架，它在不同方向上的展布一般不如链状和层状硅氧骨干那样具有明显的异向性，因而架状结构硅酸盐矿物常表现出呈近于等轴状的外形，具多方向的解理，双折射率小等特点。此外，架状硅氧骨干所围成的空隙都较大，与之结合的又主要是大半径的碱和碱土金属离子，因而架状结构硅酸盐矿物还表现出比重小，折射率低，多数呈无色或浅色，多色性和吸收性都不明显。只有少数具有过渡元素的矿物，往往具有特殊的颜色，多色性、吸收性也较明显，折射率、双折射率和比重也相对偏大。

绿松石晶体（左）及致密块状集合体（右）

古老宝石之一，又称为"碧甸子"、"青琅秆"等等。因所含元素的不同，颜色也有差异，氧化物中含铜时呈蓝色，含铁时呈绿色。多呈天蓝色、淡蓝色、绿蓝色、绿色、带绿的苍白色。颜色均一，光泽柔和，无褐色铁线者质量最好。绿松石质地细腻、柔和，硬度适中，色彩娇艳柔媚，但颜色、硬度、品质差异较大。通常分为四个品种，即瓷松、绿松、泡（面）松及铁线松等。

形态：隐晶质，少见微小晶体，通常呈现致密块状、肾状、钟乳状、皮壳状等集合体

物理性质：天蓝色、深蓝、淡蓝、湖水蓝、蓝绿、苹果绿、黄绿、浅黄、浅灰色等，条痕白色或绿色，贝壳状到粒状断口，致密块状者摩氏硬度为5~6，孔系度大者摩氏硬度较小，不透明，抛光面为油脂玻璃光泽，断口上为油脂暗淡光泽，相对密度：2.4~2.9，。

折射率：NG=1.65，NM=1.62，NP=1.61。由于绿松石常呈绿色集合体，在宝石折射仪上只有一个读数，平均值约为1.62。

双折射率：晶体双折射率（DR）强，DR=0.040。但在宝石学测试中并无显示。

光学特性：晶体二轴晶正光性，2Y=40。由于绿松石通常不透明，所以不能提供宝石学测试数据。

吸收光谱：在强的反射光下，偶尔可见两条中等至微弱的蓝区432纳米和420纳米吸收带，有时在460纳米处可见模糊不清的吸收带。

发光性：在紫外线长照射下有淡黄绿色到蓝色的荧光，短波荧光不明显。X射线照射下也无明显的发光现象。

热学性质：绿松石是一种非耐热的玉石，遇热通常会爆裂成碎片，变为褐色，火焰下呈绿色。在阳光的照射下也会发生干裂和褪色。

成因及产状：一种水流沉淀生成的矿物。

含氧盐矿物-硼酸盐

简介

在硼酸盐的晶体结构中，其络阴离子与硅酸盐中硅酸盐的络阴离子的情况.可以类比，即能呈岛状(环状)、链状、层状和架状；相应地，可将硼酸盐分成岛状(环状)、链状、层状、架状结构碉酸盐。但是，硼酸盐的络阴离子与硅酸盐的络阴离子相比较，存在着以下明显的差别：①硼酸盐络阴离子中的B既可呈三配位的三角形，又可呈四配位的四面体，且两者可同时出现于络阴离子中；②B既可与O2-配位，也可与OH-配位。O2-、OH-既可分别单独与B配位，也可二者同时与B配位而呈[B(O，OH)3]三角形和[B(O，OH)]四面体，从而形成硼酸盐络阴离子中最基本的组成单位。由于上述差别而导致硼酸盐的络阴离子形式比硅酸盐的更为复杂，以致硼酸盐的分类也不能按结构进行。许多硼酸盐人工晶体是非线性光学晶体，如BaB2O4(简称BBO)和NdxY1-xAl3(BO3)4(简称NYAB)。在材料科学领域内，人们试图从理论上预测和设计一些新的硼酸盐络阴离子类型，从而研制一些新的功能性材料，这方面的工作目前正在进行。

主要矿物描述

硼镁铁矿 (ludwigite) (Mg，Fe)2Fe[BO3]O2

[化学成分]硼镁铁矿中Mg2+和Fe2+间为完全类质同像，据Mg2+含量可分为两个亚种:镁硼镁铁矿和铁硼镁铁矿。Fe3+可为Al3+所代替(≤11%)。

[晶体结构]斜方晶系；；a0=0.923 ~0.944 nm，b0=0.302~0.307nm，c0=1.216-1.228 nm；Z=4。

[形态]晶体呈长柱状、针状、纤维状、毛发状。并呈放射状、纤维状、粒状、致密块状集合体。

[物理性质]暗绿色至黑色(随含铁量增大颜色变深) ；条痕浅黑绿色至黑色；光泽暗淡，纤维状体的新鲜面上有丝绢光泽；不透明(含镁高者稍透明)。无解理。硬度5.5~6。相对密度3.6~4.7(含铁量高，相对密度增大)。粉末具弱磁性。

[成因及产状]我国 东北之硼镁铁矿均为内生硼矿，产于不同程度的蛇纹石化白云质大理岩或镁夕卡岩中，常与磁铁矿、硅镁石族矿物及金云母，镁橄榄石、硼镁石等共生。在热液影响下，硼镁铁矿在不同程度上发生变化，其产物一般为纤维状硼镁石和磁铁矿。

[鉴定特征] 颜色、条痕深，相对密度、硬度均较大。在空气中烧之变成红色。溶于浓H2SO4加几滴酒精稍加热，用火点燃火焰呈鲜艳的绿色(B的反应)。

[主要用途]提炼硼的矿物原料。

鹦鹉嘴龙化石及其复原图

形态特征：鹦鹉嘴龙是小型鸟脚类恐龙，体长约1—2米。两足行走，头短宽而高，吻部弯曲并包以角质喙。颧骨高向外伸，颧骨发达；牙三叶状，牙冠低，颈短。外鼻孔小；前额骨位于鼻骨以下；下颞颥孔宽阔；枕骨孔发达，大于枕髁两倍。在上颌和下颌上各有7～9个牙齿。齿缘较光滑，齿根长，齿冠低。牙齿为三叶状，齿冠中稜前各有2～4个小脊。颈很短，颈椎6～9个。脊椎13～16个，荐椎5～7个。乌喙骨较小，其上之乌喙孔不封闭。肠骨细长，肠骨上缘的稜脊粗壮，坐骨发达，略呈弯曲状。前肢比后肢略短，前足有四块腕骨，第四指退化，第五指消失。股骨比胫骨略短，蹠骨约等于胫骨的1/2，后足仅第四趾退化。这种小型恐龙在我国分布较广，时代为晚侏罗世——早白垩世。鹦鹉嘴龙名称的来源就是因为它们的嘴很像鹦鹉的嘴，故而得名。

鹦鹉嘴龙头颅骨与同时代的鸟臀目恐龙相比，高度有大幅变化。这些头颅骨高而短，有些种的头颅轮廓几乎呈现圆形。眼窝之前的部分只占头颅骨长度的40%，比其它已知鸟臀目还短。鹦鹉嘴龙下颚的每个牙齿，都有球根状垂直脊。上颚与下颚都有显著的喙状嘴，分别从喙骨（Rostral bone）与前齿骨形成。喙状嘴的骨质部分可能由角质包覆，形成锐利的切割表面，以切碎植物。如同属名显示，鹦鹉嘴龙的短头颅骨与喙状嘴外表类似现代鹦鹉。鹦鹉嘴龙的头颅骨，与更衍化的角龙下目恐龙，拥有数个共同的适应结果，例如：上颚前端的独特喙骨、颧骨往两侧突出。然而，还没有发展出晚期角龙下目的头盾与角状物的迹象。眼睛上方有眼睑骨，功能不明。西伯利亚鹦鹉嘴龙有突出的骨质角，但这被认为是趋同演化的结果。

物种起源：所有的鹦鹉嘴龙化石都发现于亚洲的早白垩纪沉积层，从西伯利亚南部到中国北部，可能还有泰国。这些包含鹦鹉嘴龙地层最常见的年代，来自于早白垩纪的阿普特期到阿尔布期，接近1亿2300万年前到1亿年前。几乎所有在中国北部与蒙古这个地质年代的陆相沉积层，都发现了鹦鹉嘴龙的化石，让他们与非常普遍的翼龙类准噶尔翼龙一起成为这些地区该地质年代的标准化石。

发现最早的种是陆家屯鹦鹉嘴龙，发现于义县组的最底部地层。在义县组与义县其它地层发现了超过200个鹦鹉嘴龙标本，但这些地层的年代仍在争论中。许多早期使用放射性定年法的研究显示义县组属于侏罗纪时期，比一般认为的鹦鹉嘴龙存活时期早1000万年；但大部分最近的研究认为义县组属于早白垩纪时期。一个中国科学家团队使用氩同位素放射性定年法，测量义县组的最底部地层为1亿2800万年前，而最上部地层接近1亿2200万年前。一个最近的中国研究，则使用铀铅定年法，认为该最底部地层为1亿2500万年前，而最上层则是1亿2200万年前，与前者的测量结果一样。这些研究显示义县组的地质年代属于早白垩纪的早阿普特阶，或可能是晚巴列姆到早阿普第阶。

食性特点：鹦鹉嘴龙拥有锐利的牙齿，可用来切割、切碎坚硬的植物。然而，不像晚期的角龙类，鹦鹉嘴龙并没有适合咀嚼或磨碎植物的牙齿。鹦鹉嘴龙吞食胃石来协助磨碎消化系统中的食物。经常在鹦鹉嘴龙的腹部位置发现胃石，有时超过50颗，这些胃石可能储藏于砂囊中，如同现代鸟类。

成长速度：最小的鹦鹉嘴龙化石是只蒙古鹦鹉嘴龙的孵出幼体，存放于美国自然历史博物馆中，只有11到13公分长，头颅骨长2.8厘米。另一个在美国自然历史博物馆的孵出幼体，头颅骨长度为4.6厘米。以上两个标本都来自于蒙古。在义县发现的未成年体化石年龄接近美国自然历史博物馆的标本年龄。成年的蒙古鹦鹉嘴龙身长接近2米。一个对于蒙古鹦鹉嘴龙的组织检验，已确定这些动物的成长速度。在这研究中，最小的标本被测量有3岁大，体重小于1千克；而其中最大的标本有9岁大，重达20千克。这显示相当快的成长速度，比大部分爬行动物与后兽亚纲（有袋类）哺乳类还快，但较现代鸟类与胎盘哺乳动物还慢。

亲代抚养：一个保存极度良好的标本，发现于中国辽宁省义县组，是提供恐龙亲代抚育的最佳证据之一。这个标本有一个成年鹦鹉嘴龙（没有归类于任何一种），并接近 34个天然状态的未成年鹦鹉嘴龙骨骸，这些未成年骨骸有三种尺寸大小。这些年轻个体年龄接近，在成年个体的下方缠绕在一起，但所有34个头颅骨都位于身体   上方，可能为他们生前状况。显示这群动物被埋覆时都还存活者，这过程可能非常快速，原因可能是洞穴坍塌。未成年的骨头非常小，但已软骨内骨化。这已被当作亲代抚育的证据，因为这些年轻个体必须待在巢内，直到他们的骨头逐渐硬化。这些巢中的幼体数量，显示他们并不全部属于旁边的成年个体，显示鹦鹉嘴龙可能有某种共同抚育的行为，也许类似鸵鸟。然而，年轻的鹦鹉嘴龙牙齿出现磨损，显示他们已能自己咀嚼食物，可能是早熟性（Precocial），但还是需要持续的亲代抚育。

捕食目标：在义县发现的其它化石提供直接证据显示鹦鹉嘴龙是种猎食目标。在一个巨型爬兽（Repenomamus giganticus）以及一个大型、水生三锥齿兽（Triconodont）化石的腹部，发现了未成年鹦鹉嘴龙的遗骸。数个未成年个体的骨头仍然清晰可辨，显示这些肉食性哺乳类以大块方式吞食他们。这些标本非常重要，因为它们是第一个中生代哺乳类猎食活生恐龙的例子。对于未成年鹦鹉嘴龙的猎食可能导致R-选择族群。

已知病状：超过400个鹦鹉嘴龙标本中，只有一个被公布有病状。这个标本是由成年骨骸构成，发现于中国义县组的下部地层，并暂时性归类于蒙古鹦鹉嘴龙。这个标本没有骨折的迹象，但右腓骨中间有非常明显的感染迹象。这个骨头有个大型、圆形凹处，可证明因为缺乏血液流通而造成的坏死现象。这个凹处由一个位在骨头下部的大型肿瘤所环绕。伤口附近的骨头沉淀物，显示这只动物在受伤、受到感染后仍存活了一段时间。因为鹦鹉嘴龙是二足恐龙，这样的伤口对于他们是致命的。然而，不像股骨与胫骨，腓骨并非支撑重量的骨头，所以这只动物仍可以以某种程度来行走。这个受伤标本的来源并不清楚。

四肢功能：在2007年，菲力·森特（Phil Senter）研究蒙古鹦鹉嘴龙、内蒙古鹦鹉嘴龙的四肢。蒙古鹦鹉嘴龙的前肢长度只有后肢的58%长，无法直接接触地面。根据前肢的可活动范围，这两个种无法做出手掌朝正下方、或前肢推进移动的动作。根据以上两点，显示鹦鹉嘴龙在生前是几乎完全二足的恐龙。鹦鹉嘴龙的前肢太短，无法作出挖掘植物、将植物送进嘴里的动作。菲力·森特假设，如果鹦鹉嘴龙需要挖掘土地时，反而需要使用后肢来挖掘地面。前肢的功能可能是抓取物体、或是碰触身体。但由于前肢的活动范围有限，前肢只能抓取非常接近身体的物种；若是碰触自己身体，也只能接触到自己的腹部、两侧、以及膝盖等部位。虽然它们无法用前肢将食物送进嘴里，鹦鹉嘴龙能用前肢搬运筑巢所需材料、或是把食物抓进嘴部可触及的范围。

半水生生活理论：在2010年，数位研究人员提出鹦鹉嘴龙是半水生动物的理论，它们的尾巴的功能类似现代鳄鱼的尾巴，并使用前肢拍打、后肢踢水的方式在水中前进。他们提出的根据包含：许多化石发现于湖泊沉积层、鼻孔与眼眶的位置、前肢与后肢的可移动范围、尾巴下方具有长人字骨、尾巴上方的鬃毛状物可能具有鳍的功能、而胃石被认为是在水中的承载物。他们也指出，鹦鹉嘴龙的某些种是陆栖动物，而其他种是半水生动物。

活动时间：在2011年，科学家比较恐龙、现代鸟类与爬行动物的巩膜环大小，提出鹦鹉嘴龙可能属于无定时活跃性的动物，觅食、移动行为跟白天黑夜没有正相关，只休息短暂时间。

化石分布：迄今所知该类化石分布仅限于亚洲大陆，除中国北方是主要产地外，在蒙古和苏联的乌拉尔以东也有发现，是早白垩世的标准化石。鹦鹉嘴龙大部分时间生活在陆地上，尤其在低洼的湖沼和河流岸边最多，主要以水边的柔嫩多汁的植物为食，它们用坚固的角喙把娇嫩植物割切断，再用单列牙前后咀嚼而吞食。由于特化难于适应生活环境变化，故生存了较短时间，就绝灭了。

蓝铜矿

晶体参数： 单斜晶系；对称型。空间群P21/e； a0=0.497nm， b0=0.584nm，c0=1.029nm；β=92°24'； Z=3。

成分与结构：CaO  69.24%，CO2  25.53%，H2O  5.23%。其结构：Cu2+的配位数为4，由2个O2-和2个(OH)-组成配位正方形，并连接成平行b轴的链。每一个(OH)-被3个Cu2+共用，[CO3]2-配位三角形中的每个氧与一个铜相配位。

形态：晶体呈厚板状或短柱状。集合体呈钟乳状、粒状、皮壳状或土状。

物理性质：深蓝色， 钟乳状或土状者常为浅蓝色;条痕浅蓝色;玻璃光泽，钟乳状或土状者光泽暗淡。硬度3.5~4；解理平行{011}完全；贝壳状断口。密度3.77g/cm3。

鉴定特征：以其深蓝色 、条痕淡蓝色和与孔雀石共生等为特征。

成因与产状：蓝铜矿 不如孔雀石分布广泛。成因、产状同孔雀石。

  主要用途：同孔雀石。

葡萄石

 

晶体参数：正交晶系；对称型D72h-Pncm。空间群D2h； a0 =0.465nm， b0 =0.552nm， c0 = 1.853nm。

成分与结构：CaO 27.16%，Al2O3 24.78%，SiO2 43.69%， H2O4.37%，Fe3+和Fe2+可分别替代Al3+和Ca2+，含Mg、Mn、Na、K甚微。晶质集合体，常呈板状、片状、葡萄状、肾状、放射状或块状集合体。

物理性质：白色、浅黄、肉红、绿，常呈浅绿色，金黄色最为珍贵；一组完全至中等解理，集合体通常不见；参差状断口。硬度6~6.5。密度2.80~2.95g/cm3。可具猫眼效应。

鉴定特征：放大镜下可见显微状结构，放射状排列，加热熔解会发泡，并变成白色玻璃状，具白色条痕。

成因与产状：葡萄石是经热液蚀变后所形成的一种次生矿物，主要产在玄武岩和其它基性喷出岩的气孔和裂隙中，常与沸石类矿物、硅硼钙石（Datolite）、方解石和针钠钙石（Pectolite）等矿物共生。此外，部分火成岩发生变化时，其内的钙斜长石也可转变形成葡萄石。

主要用途：可作为半宝石。

恐龙蛋

恐龙是卵生动物，通过受精孵化产生新的一代。不同恐龙，产蛋方式不同，蛋在窝内排列的方式也不同。科学家们推测，恐龙喜欢在水边、向阳、地势较高的地方下蛋。蛋壳的外表面光滑或具点线饰纹。我国是世界上恐龙蛋化石埋藏异常丰富的国家。

第一个发现恐龙蛋的是法国的一位牧师，他的名字叫波奇，1859年，他在法国南部比利牛斯省的洛口地区意外地发现恐龙蛋化石，半径约有18厘米。1869年，又一枚完整的恐龙蛋在法国被地质学家马瑟龙发现，经过解剖学家杰拉维斯的鉴定，发现是一种叫“高龙”的恐龙生下来的蛋。恐龙蛋形状多种多样，常见的有圆形的、扁圆形的、橄榄形的、长形的、圆柱形的、椭圆形的等，蛋壳坚硬。此外，古生物学家还注意到，一部分白垩纪恐龙蛋的蛋壳上有着粗糙的条纹和小疙瘩，而三叠纪和侏罗纪时的蛋则要光滑得多，科学家认为，这些条纹和小疙瘩可是为了提高蛋的硬度，所以进化成这个样子的。别看恐龙身体庞大，可生下的蛋相比之下则显得很小。这主要是因生的压力就很容易把蛋壳挤碎；如蛋壳太厚，又不利于恐龙的幼仔像鸟那样轻而易举地破壳而出。可以大多数的恐龙生这么小的蛋，是有利于恐龙蛋的保存和恐龙的种族繁衍的。恐龙的生长速度很快。有人发现1米长的恐龙幼体，如果用现在爬行动物的生长速度来计算，要经过200年才能长到那么大。而实际上，根据恐龙骨骼的年轮显示有的恐龙死亡时是120岁。这就证明恐龙幼年时生长的速度很快。

形态特征

最初发现的恐龙蛋是原角龙的蛋，呈鹅卵形，大约宽7.5厘米、长15厘米，多至30只，蛋尖向内，在巢中以螺旋状排列。恐龙蛋属羊膜卵，羊膜卵的外面包有层既坚固又耐干燥的钙质外壳，壳上有许多小气孔，这些气孔是供胚胎发育时呼吸空气用的“窗口”。蛋壳厚2至7毫米，是世界上最厚的蛋壳。在蛋壳的里面，含有一个大卵黄，为胚胎供应养料。一个被羊膜包裹的羊膜囊中充满了羊水，胚胎沉浸在羊水中。另外还有一个囊，是用来存放排泄物的。羊膜卵构造精巧、合理，在陆地上不会干涸、失水，胚胎在里面既安全又舒适。恐龙蛋的形态五花八门，但其直径多在10至15厘米之间。世界各地发现的恐龙蛋大约有数千枚之多。在法国发现过长直径30.48厘米、短直径25.4厘米的恐龙蛋化石，这是世界上已知最大的恐龙蛋化石。

当时找到的只是两块碎蛋片，还不清楚是属于什么动物蛋的化石碎片。后来，经过对蛋片进行显微结构研究，发现其显微结构与乌龟蛋相似，因此认为那两块碎蛋片，是属于一种不知名的爬行动物的。事后不久，在法国南部白垩纪地层中，又发现了许多碎蛋片和一些大小不同、形状多样的完整蛋化石，蛋片的显微结构也与乌龟蛋相似，肯定也是属于爬行动物的蛋化石。那么，这些蛋化石是属于哪类爬行动物的呢？由于当时所发现的蛋化石直径比较大，有的直径大于20厘米，比乌龟的蛋大得多，在当时的爬行动物中，只有恐龙才能产下这样大的蛋，因此称所发现的蛋化石为恐龙蛋。此后，在世界上许多国家白垩纪地层内，又陆续发现了一些恐龙蛋化石。由于在全世界范围内发现的恐龙蛋化石的数量不多（不超过500枚），所见到的一般都是蛋的钙质外壳，极少发现保存有某种恐龙胚胎化石的蛋，很难判断所发现的蛋化石是由哪类恐龙产的。因此，在很长的一段时期内，有关恐龙蛋化石的研究工作并没有取得重要的进展。恐龙是卵生动物，通过受精孵化产生新的一代。因此，恐龙蛋化石的发现和研究，对于揭示恐龙的繁殖习性、行为、生存环境和灭绝原因具有重要的科学意义。

我国是世界上恐龙蛋化石埋藏异常丰富的国家。据研究，恐龙蛋化石的形态有圆形、卵圆形、椭圆形、长椭圆形和橄榄形等多种形状。蛋壳的外表面光滑或具点线饰纹。

法国科学家表示，他们发现了迄今为止最小的恐龙蛋如果不把鸟蛋算在内的话。因为科学家认为鸟类是活的恐龙，所以，鸟蛋也应该算作恐龙蛋。研究人员称，4枚袖珍恐龙蛋由同一只恐龙产下，其中2枚里面含有胚胎。这些恐龙蛋可能只有金翅雀那么大，或者稍微大一点。金翅雀的身体的长度一般在11厘米左右。

繁殖方式

恐龙产蛋的习性和行为与乌龟产蛋有一些相似。乌龟到了繁殖季节，往往成群地到一个有利的沙滩筑窝产蛋。产完蛋后，扒一些沙子把蛋埋起来，借助太阳光提供的热自然孵化。根据恐龙蛋化石埋藏比较集中，蛋化石一窝一窝产出，以及蛋化石的埋藏地一般都位于古湖盆的边缘，可以推测，到了繁殖季节，恐龙也有群聚产蛋可习。产蛋地点为植物生长繁茂的湖沼岸上，它们对湖沼岸的质地似乎没有严格选择。不同恐龙，产蛋方式不同，蛋在窝内排列的方式也不同。例如，产长形蛋的恐龙，在产蛋前，在先在选择好的地点用泥沙堆出一个略为上隆的，然后把蛋产在四周，所有的蛋都是两两一起，呈辐射状排列，产完一层蛋后埋上一些土再产蛋，形成数十蛋组成的一窝，最后扒一些泥沙盖上；而产圆形蛋的恐龙，产蛋前先在选择好的地点挖出一些蛋窝，然后把蛋产在窝内，产完蛋后扒一些泥沙掩埋上。此种方式产下的蛋，在窝内的排列无一定规律或两个靠得比较近一些。此外，还可能有其他方式。至于雌性恐龙蛋后是否要在一旁保护它产的蛋，或者像母鸡那样坐窝孵蛋，尚无定论。你们看，恐龙产蛋的方式多有意思。

不仅如此，不同恐龙蛋化石蛋壳的显微结构也还不一样呢！根据甸古生物学家的研究，恐龙蛋壳的显微结构，随着地质时代的变化而显示出一定变化规律；蛋壳上气孔孔径大小和疏密程度与古气候的干湿变化有关。在白垩纪末期恐龙走向灭绝时，蛋壳结构上也出现异常变化。因此，深入研究恐龙蛋壳的显微结构，可以为我们提供恐龙蛋演化和分类、古气候变化和恐龙灭绝原因等多方面珍贵的信息。

发现地点

青龙山

1997年元月，湖北省人民政府拔专款在湖北省郧县青龙山建立了恐龙蛋化石遗址保护区。这是我国乃至全世界为恐龙蛋化石遗址首次建立的大规模的专属保护区。

南阳盆地

南阳盆地世界罕见的恐龙蛋化石群，据有关专家现场考察后确认有7个恐龙蛋化石埋藏地点，其中以西峡县丹水镇上田村西坡最为集中。另在该县阳城乡赵营村西南白垩纪地层中，除有大量恐龙蛋化石外，还发现了恐龙骨骼化石。

1993年，科学家在我国河南西南部南阳市的西峡县发现了大批恐龙蛋。在这以前，人类总共才发现了500多枚恐龙蛋化石，而这次西峡出土的的恐龙蛋多达5000多枚，没有出土的估计还有上万枚。一时间，世界都为之震惊。但是，为什么那么多恐龙都跑到西峡来生蛋呢？科学家们推测，恐龙喜欢在水边、向阳、地势较高的地方下蛋。西峡恰恰就符合了这些条件。古地质时代的西峡是一个盆地，湖泊沼泽很多，气候温暖湿润，适合恐龙生存。

由陆续发现的恐龙蛋化石可以证实：恐龙和现代爬行动物及鸟类一样，也会生下带硬壳的蛋。某些蛋化石里甚至发现了未孵化的小恐龙骨架！有时在发现恐龙蛋的巢穴附近，发现了大恐龙的遗骸。由此可见，小恐龙和小鸟一样，会本能地待在巢里，无论它们的父母发生什么事都不离开。有些恐龙的巢互相靠得很近，专家因此推测恐龙可能有群居习惯。令人惊讶的是，恐龙蛋并不像想象的那么大。如果恐龙蛋大小和恐龙体型成正比的话，那么蛋壳将会厚得让小恐龙无法孵化；而且也不可能让足够的氧气进入蛋内，供给小恐龙呼吸。

窃蛋龙、驰龙、伤齿龙这些小型兽脚类恐龙的蛋一般是长形的；马门溪龙、梁龙和雷龙这些4条腿走路的大块头的蛋是圆形的；鸭嘴龙那样的鸟脚类恐龙生椭圆蛋；至于中生代霸主--霸王龙的蛋是什么模样，还没有确切的解释。

专家透露，该盆地发现的恐龙蛋化石群的特点，一是分布面积大，在西峡县的丹水镇、阳城乡、内乡县赤眉乡近40平方公里范围内均能找到恐龙活动踪迹。二是埋藏集中，从剖面上可观察到3个化石层，蛋化石呈窝状分布，排列有序，每窝十几到三十几枚不等。三是数量丰富，已发现的即达数千枚，估计全部埋藏量不下数万枚，其丰富程度举世罕见。四是原始状态保存完好，化石基本上未遭后期扰乱和破坏，除少量蛋壳受岩层挤压表面略有凹陷外，大部分完整如初，这在世界上独一无二。

广东河源

 “中国古动物馆恐龙蛋馆”的揭牌仪式在河源市举行。这标志着原有的广东河源恐龙博物馆正式升格为国家级博物馆，并成为中国古动物馆的河源分馆。

广东河源是我国恐龙蛋化石重要产地之一。自上世纪70年代发现恐龙蛋化石以来，广东河源恐龙博物馆已收藏了约16000枚恐龙蛋化石。不仅如此，广东河源还同时发现了恐龙的骨骼与脚印化石。中国科学院古脊椎动物与古人类研究所所长、中科院院士周忠和认为，结合广东河源市具备的地域、交通和客源等优势，完全具备建立国家级博物馆的硬件条件，综合各方面的因素，在中国众多恐龙蛋化石产地中选择河源市建立一家恐龙蛋博物馆的条件相对较为成熟。

卤化物矿物

简介

本类矿物为氟(F)、氯(Cl)、澳(Br)、碘(I)的化合物，约有100余种，其中以F和Cl的化合物为主。阳离子主要为碱金属和碱土金属阳离子Na+、K+、Ca2+、Mg2+等，其次有Rb+、Cs+、Sr2+、Y3+、TR等。其中较小的F-要求与半径相对较小的阳离子(Ca2+、Mg2+、Al3+等)结合形成稳定的化合物，这些化合物熔点和沸点高、溶解度低、硬度较大；而较大的Cl-、Br-、I-往往与离子半径较大的阳离子Na+、K+、Rb+、Cs+等化合，这些化合物溶点和沸点低，易溶于水，硬度小。

卤化物所形成的化合物类型为AX和AX2型结构也比较简单，有氯化钠型、氯化铯型、萤石型、闪锌矿型。形成什么结构型与正、负离子半径比及键性有关。下面我们分析一下这些结构型及其转化规律。

氯化钠型稳定区在正、负离子半径之比r+/r-=0.414~0.73的范围内。这种结构非常典型，许多其他矿物如方铅矿、黄铁矿方解石都具有这种结构型或其衍生结构，其特点为：Cl-作立方最紧密堆积，Na+充填所有八面体空隙，正、负离子配位数均为6。许多其他碱金属离子(除Cs+以外)的卤化物都具有这种结构型。

氯化铯型结构稳定区应在正、负离子半径比r+/r- =0.73-1。这种结构也非常典型和简单，其特点为：C1-和Cs+各占据一套立方原始格子，其中一套格子的点恰好位于另一套格子中立方晶胞的中心。Cl-和Cs+的配位数都为8。在氯化铯结构中，由于正离子较大使负离子不作最紧密堆积了。具有这种结构型的有：Cs+、NH4+的卤化物等。

氯化钠型与氯化铯型结构不仅与正、负离子半径比有关，还与外因有关，高温易形成氯化钠型，高压易形成氯化铯型。闪锌矿型结构在学习硫化物时我们已经熟悉了，具有这种结构型的矿物往往是以共价键为主的，共价键的方向性和饱和性使得配位数降低。当然，当r+/r-<0.414时的离子键化合物也易形成这种结构。具有这种结构的卤化物有Cu+的卤化物等。

以上3种结构型都是AX型，如果是AX2型，则形成萤石型结构。萤石型结构稳定在r+/r->0.73的范围内，其特点为：Ca2+分布在立方晶胞的角顶与面中心，如果将晶胞分为8个小立方体，则每一小立方体之中心为F所占据，Ca2+的配位数为8，F-的配位数为4。也可看成Ca2+呈立方最紧密堆积、F-占据所有四面体空隙。{111}面网方向具相邻的同号离子层，导致其八面体完全解理。较大半径+2价阳离子的卤化物具有萤石型结构。

卤化物主要在热液作用和外生作用中形成，如在热液作用中大量挥发分富含F-，与金属元素化合形成萤石；在外生作用中，Cl-具有很强的迁移能力，与K+、Na+、Mg2+等形成易溶于水的化合物，在干旱的内陆盆地、泻湖海湾中沉淀形成石盐。

主要矿物描述

萤石( fluorite) CaF2

又称氟石。

[化学组成]稀土元素(主要是Th、Ce、U)和Y可以类质同像形式代替Ca，也可以吸附形式赋存在萤石的裂隙中，或成独立的矿物以固体包裹体形式于萤石中。此外，也常含有Fe2O3，、Al2O3、SiO2，和沥青物质(乌黑色，加热有臭味)等混入物。

[晶体结构]等轴晶系；；a0=0.545 nm；Z=4。萤石型结构见前述。

[形态] 晶体常呈立方体{100}，其次为八面双晶轴体{111}，少数有菱形十二面体{110}，有时有四六面体{210}和六八面体{421}等。立方体晶面常出现与棱平行的嵌木地板式条纹。常依(111)成穿插双晶(图23-2)。集合体呈晶粒状、块状、球粒状，偶尔见土状块体。

萤石晶体形态具有标型特征，它随着介质的pH和离子浓度的变化而变化。在碱性溶液中结晶时，F-起主导作用，而发育F-面网密度大的晶面{100}成立方体；在中性溶液中结晶时，Ca2+和F-作用相当，而发育Ca2+、F-组成的面网密度最大的晶面{110}成菱形十二面体；在酸性介质中，Ca2+起主导作用而发育Ca2+面网密度最大的晶面{111}而形成八面体。

[物理性质] 颜色多样，有无色、白色、黄色、绿色、蓝色、紫色紫黑色及黑色，其星色机理也很复杂，主要为色心呈色，即放射性元素的辐射损伤造成晶格缺陷及Na+、K+代替Ca2+引起F缺席而形成色心。加热时，可褪色；玻璃光泽。解理{111}完全。硬度4。相对密度3.18(含Y、Ce者相对密度增大，钇萤石相对密度3.3)。性脆。熔点1 70-1350℃。萤石具有发光性，且热发光强度与稀土含量、Na的含量有关。

[成因及产状]主要为热液型，也可以有沉积型。

[鉴定特征]根据其晶形、{111}完全解理 、硬度4及各种浅色等特征易识别之，此外进行荧光热光试验也可辅助鉴别。

[主要用途]在冶金 工业上作熔剂，在化工上用于制氟化物(如氢氟酸)，在玻璃和陶瓷业中制乳白不透明玻璃和珐琅。还可用于光学仪器和雕刻工艺。

石盐( halite) NaCl

[化学组成]常含有Br、Rb、Cs、Sr等以及气泡、卤水、泥质有机质等包裹体，还有Ca、Mg氯化物的机械混入物。

[晶体结构]等轴晶系；；a0=0.563 nm；Z=4。晶体结构为NaCl型。Cl-呈立方最紧密堆积，Na+充填其八面体空隙，典型离子键。

[形态]常见晶形为立方体{100}，其次为八面体{111}与立方体{100}的聚形，偶见有完好的八面体。有时可看到漏斗状的立方体骸晶。集合体呈粒状、致密块状或疏松盐华状。

[物理性质]无色透明者少，因含杂质而呈各种颜色，呈蓝色者与钠离子获得自由电子后变为中性原子有关(常因钾放射性同位素引起)；玻璃光泽，受风化后呈油脂光泽。解理{100}完全(平行电性中和面)。硬度2~2.5。相对密度2.1~2.2。性脆。易溶于水，有咸味。烧之呈黄色火焰。熔点804℃。

[成因及产状]主要产于气候干旱的内陆盆地盐湖中，少量的石盐系火山喷发凝华的产物。

我国石盐资源丰富，除沿海各省盛产海盐外，在西北和西南、中南、华东各地区岩盐和湖盐均有大面积存在。

[鉴定特征]立方体晶形，硬度低，易溶于水，咸味等为其主要特征。

[主要用途]为不可缺少的食料和食物防腐剂；用于化工及纺织工业；也可作为提炼金属钠的原料；在电气工业上石盐用于制作发光的充钠蒸气灯泡等；带蓝色的石盐可作为寻找KCl的标志。

氧化物及氢氧化物矿物

氧化物矿物是指金属阳离子与O2-结合而成的化合物。氢氧化物矿物则是金属阳离子与OH-相结合的化合物。本大类矿物目前已发现有300种以上，其中氧化物200种以上，氢氧化物80种左右。它们占地壳总质量的17%左右，其中石英族矿物就占了12.6%，而铁的氧化物和氢氧化物占3.9%。

化学组成

阴离子为O2-和OH-。阳离子主要是情性气体型离子(如Si4+、A13+等)和过渡型离子(如Fe3+、Mn2+、Ti4+、Cr3+等等)，铜型离子则少见。此外，少数氧化物还含有F-、Cl-等附加阴离子和水分子。

晶体化学特征

氧化物类矿物晶体结构中的化学键以离子键为主，其结构一般可用最紧密堆积原理来阐述，并服从鲍林法则。当阳离子的配位数为4和6时，可看成是O2-作紧密堆积，阳离子充填在其八面体和四面体空隙中而构成。并且，随着阳离子电价的增加，共价键的成分趋于增多，如刚玉Al2O3，已具有较多的共价键成分，石英SiO2则共价键占优势，氧难以实现最紧密堆积，而呈空隙很大的架状结构。另一方面，阳离子类型不同，键性亦发生改变，即从惰性气体型、过渡型离子向铜型离子转变时，共价键趋于增强，同时阳离子配位数趋于减少，如赤铜矿Cu2O，如果按阴、阳离子半径比值()计算，Cu+的配位数为4，但实际上Cu+的配位数为2。这种阳离子配位数(即成键数)的减少是由于共价键增强的结果。部分过渡型离子的氧化物，如磁铁矿([Fe3+]IV[Fe2+Fe3+]VIO4)，还具有金属键的特征。

在氢氧化物类矿物的结构中，由OH-或OH-和O2-共同形成紧密堆积，在后一种情况下OH-和O2-通常呈互层分布。氢氧化物的晶体结构主要是层状或链状，与相应的氧化物比较，其对称程度降低。例如方镁石MgO结晶成等轴晶系，而水镁石Mg(OH)2结晶成三方晶系。在氢氧化物中除离子键外，还往往存在氢键。由于氢键的存在，以及OH-的电价较O2-为低，导致阳离子与阴离子间键力的减弱，因此与相应的氧化物比较，其相对密度和硬度都趋于减小。

形态及物理性质

在形态上，氧化物常可形成完好的晶形，亦常见呈粒状、致密块状及其他集合体形态；氢氧化物则常见为细分散胶态混合物，结晶好时，晶体呈板状、细小鳞片状或针状。氧化物类矿物的显著特征是具有高的硬度，一般均在5.5以上，其中石英、尖晶石、刚玉依次为7、8、9。氢氧化物的硬度与相应的氧化物比较，则显著降低。例如方镁石的硬度为6，而水镁石仅为2.5。氧化物类矿物中仅少数可发育解理，且一般解理级别为中等至不完全。而氢氧化物类因键力较弱，往往发育一组完全至极完全解理。.

氧化物的相对密度变化较大，如W、Sn、U等的氧化物的相对密度很大，一般大于6.5，这主要受其阳离子种类和结构紧密程度影响。如重金属元素的氧化物相对密度很大；而a-石英的相对密度小，则主要受其键性和空隙架状结构影响。而氢氧化物的相对密度与其相应的氧化物比较，则趋于减小，例如方镁石的相对密度为3.6，而水镁石仅为2.35，这是由于氢氧化物结构要松散得多的缘故。

本大类矿物的光学性质随阳离子类型的不同而变化，惰性气体型离子Mg、Al、Si等的氧化物和氢氧化物通常呈浅色或无色，半透明至透明，以玻璃光泽为主。而阳离子为过渡型离子(如Fe、Mn、Cr等元素)时，则呈深色或暗色，不透明至微透明，表现出半金属光泽，且磁性增强。

成因

绝大部分的氧化物矿物可形成于包括内生、外生和变质作用的过程中。但有少数矿物是单成因的，例如铬铁矿是典型岩浆成因的矿物，只产于超基性、基性岩中；而Cu、Sb、Bi等的氧化物(赤铜矿Cu2O、锑华Sb2O、铋华Bi2O3等)，则是硫化物矿床氧化带的次生矿物，它们是这些元素的硫化物在表生条件下氧化后的产物。氧化物矿物由于物理化学性质较稳定，常能保存于砂矿中。

氢氧化物往往是外生成因的，其中尤以Fe、Mn、Al的氢氧化物最为典型，它们是由风化作用过程和沉积作用过程中的胶体溶液凝聚而成的。在区域变质作用中，氢氧化物和含水分子的氧化物往往转变为无水氧化物。

某些变价元素如Fe，在不同的氧化-还原条件下，易于相互转变为不同价态的氧化物。如在自然条件下，当氧的浓度增大时，成分中有Fe2+和Fe3+的磁铁矿可转变为成分中完全是Fe3+的赤铁矿，但有时它仍然保持磁铁矿的晶形，则称假象赤铁矿。如情况相反，当氧的浓度减小时，赤铁矿可以还原为磁铁矿，如果仍然保持赤铁矿晶形，则这种磁铁矿特称为穆磁铁矿，从而可作为判断氧化或还原条件的依据。

分类

本大类的矿物划分为氧化物和氢氧化物两类。前者主要矿物有：赤铜矿、刚玉、赤铁矿、金红石、板钛矿、锐钛矿、锡石、软锰矿、石英.鳞石英、方石英、蛋白石、钛铁矿、钙钛矿、尖晶石、磁铁矿、铬铁矿、黑钨矿、褐钇铌矿。后者主要矿物有：水镁石、三水铝石、一水硬铝石、一水软铝石、针铁矿、纤铁矿、水锰矿、硬锰矿。

主要矿物描述

赤铜矿 （cuprite）Cu2O

[化学组成] 常含Fe2O3、SiO2、Al2O3等机械混合物。

[晶体结构]等轴晶系；；a0=0.426 nm；Z=2。赤铜矿的晶体结构为一典型结构。在其晶体结构中，O2-位于单位晶胞的角顶和中心，Cu+则位于单位晶胞分成的8个小立方体相间分布的相互错开的4个小立方体中心(图20-1)。Cu+和O2-的配位数分别为2和4。虽然氧离子分布于晶胞的角顶和中心，但不是体心格子，而是原始格子。

[形态] 通常为致密粒状或土状集合体，有时呈针状或毛发状。单晶体为等轴粒状，主要单形有八面体{111}或立方体{100}与菱形十二面体{110}的聚形，但后者少见。

[物理性质]暗红至近于黑色；条痕褐红；金刚光泽至半金属光泽；薄片微透明。解理不完全。硬度3.5~4.0。相对密度5.85~6.15。性脆。

[成因及产状] 主要见于铜矿床的氧化带，为含铜硫化物氧化的产物。常与自然铜、孔雀石等伴生。

[鉴定特征]金刚光泽，暗红色和褐红条痕色。有铜的焰色反应，易溶于硝酸，溶液呈绿色，加氨水变蓝色。条痕上加1滴HCl产生白色CuCl2沉淀。

[主要用途]产出量大时可作为炼铜的矿物原料。

刚玉 （corundum）Al2O3

[化学组成]有时含微量的Fe、Ti、Cr、Mn、V、Si等，以类质同像置换或机械混人物形式存在于刚玉中。

[晶体结构]三方晶系；；a0=0.477 nm，c0=1.304 nm；Z=6。晶体结构见图20-2。沿垂直三次轴方向上O2-呈六方最紧密堆积，而Al3+则在两O2-层之间，充填2/3的八面体空隙。八面体在平行{0001}方向上共棱成层(图20-2(a))，在平行c轴方向上，共面连结构成两个实心的[AlO6]八面体和一空心由O2-围成的八面体相间排列的柱体，[AlO6]八面体成对沿e轴呈三次螺旋对称(图20-2(b))。由于A1—O键具离子键向共价键过渡的性质(共价键约占40%)，从而使刚玉具共价键化合物的特征。两个较为靠近的Al3+产生了斥力，因而两组O2-层之间的Al3+并不处于同一水平面内。

[形态]晶体通常呈腰鼓状、柱状，少数呈板状或片状。常依菱面体、较少依{0001}成聚片双晶，以致在晶面上常常出现相交的几组条纹。刚玉的晶体形态与其形成时的介质成分有关：产于SiO2含量低的岩石(如正长岩、斜长岩等)中的刚玉，呈长柱状和近三向等长的晶形；而产于SiO2含量有所增高的岩石中的刚玉，其晶体形态则以板状为特征。集合体呈粒状或致密块状。

[物理性质]一般为灰、黄灰色，含Fe者呈黑色；含Cr者呈红色者，称红宝石(ruby)；含Fe和Ti而呈蓝色者称蓝宝石(sapphire)；在有些红宝石和蓝宝石的{0001}面上可以看到成定向分布的六射针状金红石包体而呈星彩状，称星彩红宝石( star-ruby)或星彩蓝宝石(star- sapphire)；玻璃光泽。无解理；常因聚片双晶或细微包体产生(0001}或的裂开。硬度9。相对密度3.95 ~4.10。熔点2000~2030℃，化学性质稳定，不易腐蚀。

[成因及产状]刚玉可以形成于岩浆作用、接触变质作用和区域变质作用过程中。岩浆作用中刚玉形成双晶面(101)于富Al2O3、贫SiO2的条件下， 因而多见于刚玉正长岩和斜长岩中或刚玉正长岩质伟晶岩中。接触交代作用形成的刚玉，见于火成岩与灰岩的接触带。区域变质作用中黏土质岩石经变质作用可形成刚玉结晶片岩。各种成因的含刚玉矿床或岩石，遭受风化破坏时，刚玉往往转人砂矿之中。

[鉴定特征]以其晶形、双晶条纹和高硬度作为鉴定特征。

[主要用途]主要利用其高硬度作为研磨材料和精密仪器的轴承。晶形好、粗大，色泽美丽且无瑕者，为高档宝石，如红宝石、蓝宝石、星彩红宝石、星彩蓝宝石等。人工合成的红宝石可作为激光材料。

赤铁矿 （hematite） α-Fe2O3

Fe2O3有两种同质多像变体：α-Fe2O3和γ-Fe2O3。前者属三方晶系，具刚玉型结构，在自然界中稳定，称赤铁矿。后者属等轴晶系，具尖晶石型结构，在自然界中处于亚稳定状态，称磁赤铁矿。以下描述三方晶系的赤铁矿。

[化学组成]常含 Ti、Al、Mn、Fe3+、Cu及少量Ca、Co类质同像混人物。有时含TiO2、SiO2、Al2O3等混入物。

[晶体结构]三方晶系；；a0=0.503 nm，c0=1.376 nm；Z=6。晶体结构属刚玉型。

[形态]单晶常呈板状，主要由板面(平 行双面)与菱面体等所成之聚形。集合体形态多样：显晶质的有片状、鳞片状或块状；隐晶质的有鲕状、肾状、粉末状和土状等。赤铁矿根据形态等特征，又有如下的一-些名称：具金属光泽的片状集合体者，称镜铁矿( specularite) ；具金属光泽的细鳞片状集合体者，称云母赤铁矿( micahemaite) ；呈鲕状或肾状的称鲡状或肾状赤铁矿；粉末状的赤铁矿称铁赭石( red ocher)。

赤铁矿的形态特征与其形成条件的关系是：一般由热液作用形成的赤铁矿可呈板状、片状或菱面体的晶体形态；云母赤铁矿是沉积变质作用的产物；鲕状和肾状赤铁矿是沉积作用的产物。

[物理性质]显 晶质的赤铁矿呈铁黑至钢灰色，隐晶质的鲕状、肾状和粉末状者呈暗红色；条痕樱桃红色；金属光泽(镜铁矿、云母赤铁矿)至半金属光泽，或土状光泽；不透明。无解理。硬度5.5 ~6，土状者显著降低。相对密度5.0-5.3。性脆。镜铁矿常因含磁铁矿细微包裹体而具较强的磁性。

[成因及产状] 赤铁矿是自然界分布很广的铁矿物之一。它可以形成于各种地质作用之中，但以热液作用、沉积作用和沉积变质作用为主。

[鉴定特征]樱桃红色条痕是鉴定赤铁矿的最主要特征。此外，形态和无磁性(镜铁矿例外)可与磁铁矿相区别。

[主要用途]为提炼铁的最重要矿石矿物，当成分中Ti、Co等含量较高时，可综合利用。

钛铁矿 （ilmenite） FeTiO3

[化学组成] 成分中常含Mg、Nb、Ta.Mn等类质同像混人物。在960℃以上，钛铁矿与赤铁矿形成完全类质同像，当温度降低时即发生离溶，故钛铁矿中常含有细鳞片状赤铁矿包体。

[晶体结构] 三方晶系；；a0=0.509 nm，c0=1.407 nm；Z=6。晶体结构为刚玉型的衍生结构。与刚玉不同之处在于Al3+的位置相间地被Fe3+和Ti4+所代替，导致c滑移面消失而使钛铁矿晶格的对称程度降低。在高温条件下钛铁矿中的Fe、Ti呈无序状态而具刚玉型结构。

[形态] 单晶少见，偶见厚板状；通常呈不规则细粒状、鳞片状。可见依(0001)和(1011)成双晶，但很少见；与棚石、磁铁矿、刚玉连生的现象较为常见。

[物理性质]钢灰至铁黑色；条痕黑色，含赤铁矿者带褐色；金属至半金属光泽；不透明。无解理。硬度5~6。相对密度4.72。具弱磁性。

[成因及产状] 主要形成于岩浆作用和伟晶作用过程中。常作为各类岩浆岩的副矿物出现。与基性岩有关的钒钛磁铁矿矿床中，钛铁矿呈显微粒状或片状分布于磁铁矿颗粒之间，或沿磁铁矿{111}面网方向呈定向分布，造成磁铁矿的111|裂开，这是由于在550℃以上所形成的磁铁矿-钛铁矿固溶体在温度降低时发生离溶，分离出的钛铁矿从{0001}面浮生(或交生)于磁铁矿的{111}面上而导致磁铁矿产生{111}裂开。我国四川攀枝花钒钛磁铁矿矿床，是世界上钛铁矿著名产地之一。在变质作用过程中，钛铁矿可分解成赤铁矿(或磁铁矿)和金红石。.

[鉴定特征] 据其晶形、条痕和弱磁性与其相似的赤铁矿磁铁矿相区别。但颗粒细小时不易识别，需要用化学方法或在显微镜下鉴定。

[主要用途]为钛的重要矿石矿物。

钙钛矿 （perovskite） CaTiO3

钙钛矿型结构在地幔矿物学和材料学领域有着极其广泛的应用。尤其对于氧化物功能材料(A2+B4+O3)应用领域，钙钛矿及钙钛矿型衍生结构是特别重要的晶体结构。新发现的超导体、铁电体、离子导体和磁阻等功能材料大多属于典型的钙钛矿型，如压电材料Pb(Zr，Ti)O3电致伸缩材料Pb(Mg，Nb)O3和磁阻材料(La，Ca)MnO3。因此，人们对揭示钙钛矿结构和它的家族秘密有着浓厚的兴趣。下面简单介绍钙钛矿的特征。

[化学组成]可有Na、K、Ce、Fe、Nb、Ta、Nd、La元素作为类质同像混人物。

[晶体结构] 900℃以上为等轴晶系；；a0=0.385 nm；Z=1。在600℃以下转变为斜方晶系；；a0=0.537 nm，b0=0.764nm，c0=0.544nm；Z=4。

在高温变体结构中，Ca2+位于立方晶胞的中心，为12个O2-包围成配位立方体-八面体，配位数为12；Ti4+位于立方晶胞的角顶，为6个O2-包围成配位八面体，配位数为6。[TiO6]八面体以共角顶的方式相连。整个结构也可以视为O2-和Ca2+共同组成六方最紧密堆积，Ti4+则充填于其八面体空隙中。

[形态]呈立方体晶形。在立方体晶面上常具平行晶棱的条纹，系高温变体转变为低温变体时产生聚片双晶的结果。

[物理性质] 褐至灰黑色；条痕白至灰黄色；金刚光泽。解理不完全；参差状断口。硬度5.5-6。相对密度3.97-4.04(含Ce和Nb者较大)。

[成因及产状]常成副矿物见于碱性岩中，有时在蚀变的辉石岩中可以富集，主要与钛磁铁矿共生。

[鉴定特征]立方晶形及其晶面上的聚片双晶纹。

[主要用途]富集时可作为提炼钛、稀土和铌的矿物原料。