硅酸铁

化学物质

含铁硅酸盐矿物主要有：橄榄石类、石榴子石类、辉石类、闪石类、黑云母、铁绿泥石、阳起石、绿帘石等。由于含铁硅酸盐矿物一般含铁量较低，且含硅高，为工业不可用铁。

简介

铁硅酸铁，硬度为6.5-7，呈特征的橄榄绿色，折光率1.654～1.690(±0.020)，呈现玻璃光泽，双折率0.035～0.038，可见明显双影现象；密度3.34(+0.14，-0.07)g/cm3；非均质体，二轴晶，正光性或负光性，多色性呈现弱的黄绿～绿色；硬度6～7；有时可见一组不完全解理。和橄榄石相似的宝石虽多，如绿色碧玺、绿色的绿柱石、绿色的金绿宝石等。但市场上冒充橄榄石的往往只有玻璃一种。橄榄石与玻璃的区分，可从橄榄石具有明显的“双影“，而玻璃没有；橄榄石内有时可见结晶质包体，但玻璃内只有气泡等进行。鉴别关键：呈特征的“橄榄绿”，内有双影。

基本结构

由于其结构上的特点，种类繁多（硅酸铁矿物的基本结构是硅――氧四面体；在这种四面体内，硅原子占据中心，四个氧原子占据四角。这些四面体，依着四面体，依着不同的配合，形成了各类的硅酸铁）。硅酸铁结构众多、种类繁多：有岛状的橄榄石、层状的石英、环状的蒙脱石等。它们大多数熔点高，化学性质稳定，是硅酸铁工业的主要原料。硅酸铁制品和材料广泛应用于各种工业、科学研究及日常生活中。

矿物分类

链状结构

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铁矿物。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-。

在链状结构硅酸铁矿物中，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。

层状结构

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铁矿物。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。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。

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