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形態與物理性質

1.形態

矽酸鹽礦物的晶體形態主要受矽氧骨幹類型和骨幹外陽離子配位多面體(特別是[AlO6]八面體)的聯結方式影響。

島狀矽酸鹽多具三向等長習性,如石榴子石、橄欖石等;但有的呈柱狀,如紅柱石、綠簾石,有的呈板狀,如藍晶石,這與骨幹外[AlO6]***棱成鏈或成層有關。紅柱石和綠簾石中的[AlO6]八面體分別沿c軸和b軸成鏈,藍晶石中的[AlO6]八面體沿(100)成層排列,故它們的形態分別為平行c軸和b軸的柱狀,或平行(100)的板狀。

環狀矽酸鹽常呈柱狀或板狀,柱的延長方向垂直於環狀矽氧骨幹的平面,如綠柱石呈六方柱狀或板狀,電氣石呈復三方柱狀。

鏈狀矽酸鹽常呈平行矽氧骨幹延長方向的柱狀或針狀,如輝石為短柱狀,角閃石和矽灰石為長柱狀。

層狀矽酸鹽晶體呈平行於矽氧骨幹層的板狀、片狀或鱗片狀,如雲母、綠泥石。

架狀矽酸鹽的形態取決於架內強鍵的分布,如鈉沸石骨幹中存在較強的鏈,從而平行此鏈成柱狀;片沸石骨幹中存在較強的層,故平行此層成片狀;方沸石骨幹各向鍵力均等,故為粒狀。在長石的架狀結構中平行a軸和c軸有較強的鏈,因此形成平行a軸或c軸的板條狀晶體。

2.光學性質

矽酸鹽礦物的矽氧骨幹與骨幹外陽離子以離子鍵相連,壹般具離子晶格的特性。其顏色深淺,主要取決於所含的色素離子。含鐵族元素的矽酸鹽往往帶色,而島狀、環狀、鏈狀和層狀矽酸鹽中此類礦物很多,常為深色;架狀矽酸鹽含色素離子較少,多呈淺色。盡管矽酸鹽礦物的顏色深淺有別,但其條痕色卻都呈白色或灰白色,極少例外。矽酸鹽為玻璃或金剛光澤,不出現半金屬和金屬光澤;所有矽酸鹽礦物幾乎都透明。

3.解理

矽酸鹽礦物的解理發育機理與晶體形態類似,也取決於矽氧骨幹的類型和骨幹外陽離子配位多面體(特別是[AlO6]八面體)的聯結方式。層狀矽酸鹽常發育平行骨幹層的極完全解理,如雲母、滑石等。鏈狀矽酸鹽常出現平行鏈體的中等—完全解理,如輝石、角閃石等。島狀和架狀矽酸鹽的解理取決於結構中強鍵的分布,如藍晶石、綠簾石和矽線石分別發育{100}、{001}和{010}完全解理,長石則發育{010}和{001}2組完全解理。環狀矽酸鹽壹般不發育解理,出現時多平行環面(綠柱石、電氣石的{0001}不完全解理)或柱面(如堇青石的{010}中等解理)。

4.硬度

除層狀矽酸鹽外,其他矽酸鹽礦物的硬度均較高,僅次於無水氧化物。其中,島狀矽酸鹽因結構緊密,陽離子電荷高,硬度可達6~8;環狀矽酸鹽大體相似;鏈狀者稍低,在5~6之間;架狀矽酸鹽雖結構疏松,但[SiO4]四面體的連接都很牢固,故大多硬度並不低,約5~6,只有沸石族礦物因含水而出現弱的氫鍵,硬度可低到3.5~5。層狀骨幹的矽酸鹽硬度很小,多為1(如滑石、累托石)~3(如蛇紋石、雲母),這是由於層間鍵的聯結力極弱所致;結構為層—架過渡類型的葡萄石硬度可達6~6.5。

5.密度

矽酸鹽礦物的相對密度與結構緊密程度和主要陽離子的半徑及相對原子質量有關。島狀矽酸鹽為緊密堆積,陽離子半徑小而質量大(如Zr4+和Ti4+),故相對密度較大,常在3.5以上。架狀矽酸鹽結構疏松,陽離子(以K+,Na+,Ca2+為主)半徑大而質量小,相對密度多低於3。環狀、鏈狀和層狀矽酸鹽的結構緊密程度介於島狀和架狀之間,它們的相當密度也多在3~3.5之間。

在同種結構的矽酸鹽中,含水者相對密度較小。