珠宝知识207：珠宝考研考证篇（二十四）：硅酸盐类宝石矿物

作者: 艾昊讲珠宝 | 来源:发表于2019-10-16 13:40 被阅读0次

固体地球的组成，Fe、O、Si、Mg这四种元素占到了地球组成的90%左右，而O、Si、Al、Fe、Ca、Na、K、Mg这八种元素占到了地壳质量的98%，因此Si和O是分布最为广泛，并且含量最高的两个元素了，克拉克值分别为27.2%和46.6%，另外，这两种元素的亲和力也最大，常常形成SiO2矿物和具有Si—O络离子团的硅酸盐。

目前已经发现的矿物有3000余种，硅酸盐矿物就有600余种，约占总数的四分之一，就质量而言，大约占到了地壳岩石圈总重量的85%，是构成岩石（岩浆岩、沉积岩和变质岩）的主要组成矿物，因此硅酸盐矿物在地球科学中占有非常重要的地位。下图为橄榄岩的样品，来自地幔，组成矿物包括橄榄石、辉石、角闪石等，几乎全部为硅酸盐矿物。

硅酸盐矿物不仅仅在地球科学中占有非常重要的地位，在珠宝界同样非常重要，基本占到了宝石种类的二分之一，很多重要的宝石都属于硅酸盐，比如说祖母绿、海蓝宝石、坦桑石、碧玺、翡翠、和田玉等等，都属于硅酸盐类宝石矿物。因此我们今天的主题就是硅酸盐类宝石矿物。

在硅酸盐类矿物晶体结构中，每一个Si被四个O所包围，形成[SiO4]离子团，由于整体的形态呈现四面体，所以我们一般将其称之为硅氧四面体，构成了硅酸盐最基本的构造单位，其具体的形式如下图所示。

硅氧四面体作为一个最为基本的构成单位，我们可以把它想象成一个点，这样点可以孤立的存在，也可以与其他相同的点连接起来，形成不同的形式，不同数量的点连接起来，可以形成环、可以形成链、可以组成一个平面、甚至可以在空间上形成一个架状的立体，所以根据硅氧四面体的组成形式，可以将硅酸盐分成五个亚类，分别为岛状硅酸盐（孤立存在）、环状硅酸盐（相互连接形成闭合的环）、链状硅酸盐（相互连接形成无限延长的链）、层状硅酸盐（相互连接形成一个平面）、架状硅酸盐（相互连接形成空间的架状立体图形）。下面我们就分别介绍这五类硅酸盐亚类。

1、岛状硅酸盐亚类

这一亚类的硅酸盐中，硅氧四面体是孤立存在的，或者由两个硅氧四面体共用一个角顶，形成[Si2O7]双四面体，四面体或者双四面体彼此不再相连，而是通过阳离子形成一个完整的晶体结构，宝石中常见的岛状硅酸盐亚类包括橄榄石、锆石、石榴石、托帕石、榍石、十字石、绿帘石、红柱石、蓝晶石、坦桑石等。

下图为橄榄石

下图为锆石

下图为各种类型的石榴石

下图为托帕石.

下图为榍石

十字石（Fe2Al9[SiO4]4O7(OH)2）

绿帘石（Ca2FeAl2[SiO4][Si2O7]O(OH )）

红柱石

蓝晶石

坦桑石

2、环状硅酸盐亚类

该亚类下的硅氧四面体相互连接，形成各种各样的环状，还记得我们在讲对称轴的时候一再强调，对称轴只能出现一次轴、二次轴、三次轴、四次轴和六次轴，其他对称轴的出现，是无法满足晶体无限重复排列的要求的，所以，当硅氧四面体组成封闭环状的时候，因为要形成一个封闭的环，因此只能出现三环、四环和六环，并且与对称性有一定的对应。有些时候，环与环之间还可以相互连接形成双环。

该类型的矿物常常形成柱状，在宝石中，常见的环状硅酸盐主要包括绿柱石（祖母绿、海蓝宝石、摩根石等）、蓝锥矿、堇青石、碧玺等。下面我们欣赏图片。

祖母绿

海蓝宝石

摩根石

蓝锥矿

堇青石

帕拉伊巴碧玺

金丝雀碧玺

红宝碧玺

3、链状硅酸盐亚类

该亚类下的硅氧四面体会相互连接，在空间上沿着一个确定的方向组成链状，有时链与链相互连接，会形成双链，根据不同的链接方式，会形成不同类型的链状硅酸盐矿物。该类型的矿物往往呈柱状。

在宝石矿物中，链状硅酸盐包括翡翠、和田玉、透辉石、锂辉石、顽火辉石、蔷薇辉石、矽线石等，下面欣赏美丽的图片。

翡翠

和田玉

透辉石

蔷薇辉石

锂辉石

顽火辉石

矽线石

4、层状硅酸盐亚类

该亚类下的硅氧四面体相互连接，在二维方向上连接成一个平面，所以该类型的矿物常常形成片状或者板状，最典型就属云母了，甚至有一组极完全解理。

下图为云母，有一组极完全解理，甚至用手可以轻易的将云母撕成一片一片。

由于层与层之间往往含有较大的空隙，因此层状硅酸盐内常常含有一些半径较大的阳离子，例如K、Na等，并且会存在一些层间水等成分，着了矿物还有个较大的特点就是硬度相对较低，因此在宝石中，层状硅酸盐相对少见，尤其是单晶类宝石非常少见，能够归类到层状硅酸盐的宝石以玉石为主，包括蛇纹石（岫玉）、鸡血石（高岭石、地开石为层状硅酸盐）、寿山石（地开石、叶腊石、高岭石、伊利石等属于层状硅酸盐），单晶类宝石主要为鱼眼石。下面我们欣赏图片。

岫玉