圖15-39綠泥石的晶體結構
根據這個結構，綠泥石的化學式應該是mg6[si8o 20](oh)4 mg6(oh)12或mg12 [si8o20] (oh) 16，即滑石+氫氧化鎂。但事實上，綠泥石的成分總是與此不同，這是因為兩種結構單元的大小不同。根據綠泥石的方位，滑石的A0為5.28？，b0=9.15？。但是氫氧化鎂的晶胞更大“A0”= 5.41？，“B0”= 9.38？。只有當Al3+取代滑石層中的Si4+使晶胞變大(Al3+的半徑大於Si4+的半徑)和Al3+取代氫氧化鎂薄片中的Mg2+使晶胞變小(Al3+的半徑小於Mg2+)時，這兩種結構單元的大小才能相互適應，形成穩定的綠泥石礦物。
在綠泥石的化學成分中，鋁是主要特征。它的理想化學式應該是
{ Mg6[alx si8-xO20](OH)4 } x-{ Mg6-xAlx(OH)12 } x+
由於鋁取代矽的現象，其結構單元不再是滑石層和氫氧化鎂片，而是類滑石層和氫氧化鎂片。兩個結構單元之間的連接主要依靠Al3+置換產生的X電荷平衡，結合力較弱。
此外，綠泥石往往含有Fe2+、Fe3+等陽離子。綠泥石主要根據Al3+取代Si4+的量、Mg2+與Fe2+的比值、Fe2+與Fe3+的比值來分類，但肉眼無法區分不同種類的綠泥石。
自然界中出現的綠泥石主要是八面體綠泥石，而八面體綠泥石很少，後者往往含有較多的Fe3+。
由於綠泥石中含有Al3+而不是Si4+，所以綠泥石應該是在稍高的溫度或堿性環境下形成的，但由於綠泥石中往往含有大量的Fe2+和Fe3+，含鐵的氫氧化物薄片在更高的溫度環境下會分解脫水(見後面粘土礦物熱分析簡介)。所以綠泥石壹般是中低溫熱液蝕變或區域變質作用形成的。壹般來說，鐵越多，綠泥石形成的溫度越低。大量綠泥石如鮞狀綠泥石也可在沈積中形成，但沈積成因的綠泥石大多具有蛇紋石結構而無綠泥石結構，稱為7？綠泥石
該科礦物種類肉眼無法分辨，現綜合介紹如下:
【化學組成】化學式為(Mg，Fe2+，Fe3+，Al) 6 [(Si，Al8) O20] (OH) 4 (mg，Fe2+，Al)6(OH)12。此外，鎳、鉻等。也可以進入八面體片。
【形貌】單斜晶系，晶型為偽六方片狀；集合體呈鱗片狀、細鱗片狀或致密塊狀，沈積形成的鮞狀綠泥石通常為鮞狀或隱晶質塊狀。
【物性】深綠色、綠黑色、深灰色(鮞狀綠泥石)；條紋為淺綠色至淺灰綠色；玻璃光澤，解理面有珍珠光澤，致密骨料光滑面有蠟狀光澤(地質構造滑動面最強)，鮞狀綠泥石常無光澤。硬度為2-2.5；卵裂平行{001}且完整；該片材是柔性的。相對密度變化很大，從2.6到3.3不等。
【成因產狀】綠泥石廣泛分布於變質巖中。巖漿巖中的暗色造巖礦物如普通輝石、角閃石、黑雲母等，常因受熱液體蝕變而大規模轉化為綠泥石。泥質沈積巖，特別是含鐵的泥質巖，由於受熱液體的蝕變或區域變質作用，常形成綠泥石片巖或其他綠泥石巖。
鮞狀綠泥石形成於富鐵沈積巖中，與菱鐵礦和黃鐵礦共生。
【鑒別特征】可以初步鑒別的特征有形狀、顏色、綠條紋、硬度。當晶體較大且解理可見時，與雲母的區別不僅在於顏色，還在於其片層的柔韌性。
【用途】鮞狀綠泥石，規模大，可用於鐵礦開采；鱗片狀綠泥石粉可用作填料。
(2)具有1: 1結構單元層的層狀矽酸鹽。
蛇紋石-高嶺石族
這種礦物的單位層結構與上述族群不同，由壹層二氧化矽四面體片和壹層八面體片組成，故稱為1: 1型(圖15-40)。
圖15-40蛇紋石結構示意圖
這個結構單元層兩邊不對稱，厚度最小，只有7？關於。雲母和滑石對應的厚度為9 ~ 10？而綠泥石是14？(結構中包括類滑石層和氫氧化鎂片)。所謂七埃層狀矽酸鹽，就是指具有這種不對稱結構單元層的層狀矽酸鹽。
由於單元層的不對稱性，結構層常發生彎曲，形成波浪狀結構和鼓狀結構，難以形成較大的晶體，常呈隱晶塊狀或土狀塊狀，或纖維狀(細長鼓狀)。
天然礦物的形成溫度不高，因為它們具有(OH)-層，在高溫下容易脫水，其中高嶺石主要是在風化和沈積中形成的。
蛇紋石mg6 [si4o10] (oh) 8
【化學成分】MgO為43.6%，SiO為243.4%，H2O為13.0%。雜質少，可含有少量Fe2+、Fe3+、Al3+、Ni2+等類質同象混合物。含鎳較多的稱為鎳蛇紋石。
【形態】單斜晶系，具細鱗片或顯微鱗片；它通常以致密或膠狀的隱晶質形式產生。在裂縫中發育的纖維狀蛇紋石被稱為蛇紋石石棉或溫石棉。在電子顯微鏡下，可以看到纖維是由蛇紋石層(包括二氧化矽四面體片和八面體)構成的細長管。
【物理性狀】綠色、淺綠或深綠色，有時白色蠟質，透明；條紋是白色的；玻璃光澤或蠟光澤，石棉是典型的絲綢光澤。硬度在2.5左右；卵裂平行{001}完成。相對密度為2.55 ~ 2.6。蛇紋石條紋用鎂滴劑慢慢變成淺藍色。
【成因產狀】主要由富鎂巖石受熱液體蝕變形成，尤其是超基性巖中的橄欖石和頑輝石。蝕變往往形成大面積的蛇紋石，構成巨大的蛇紋石體。它的化學反應如下
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白雲質灰巖或白雲石也可被加熱的液體改變形成蛇紋石，其顏色壹般為白色、灰黃或淡綠色。
【鑒別特征】綠色，果凍狀，蠟狀光澤，常可見石棉細脈；與滑石、葉蠟石相似，但蛇紋石硬度略高，水泥地面劃痕遠不如滑石明顯。葉蠟石不含鎂(條紋中滴鎂的試劑不變藍)；纖維狀氫氧化鎂與溫石棉非常相似，但容易破碎，稱為脆棉，溫石棉柔韌性好。
【用途】蛇紋石石棉是壹種重要的工業礦物，具有極高的抗拉強度、良好的可紡性、耐熱性和吸附性，廣泛用作無機纖維增強和耐熱材料。由於近年來檢測出石棉具有致癌性，其應用領域受到限制；蛇紋石大理石是壹種美麗的建築石材；美麗致密的塊叫秀玉，是壹種很有價值的雕刻石。蛇紋石可用於制備鎂質耐火材料、鈣鎂磷肥原料、冶金溶劑、鎂質陶瓷配料和鎂鹽晶須。鎳蛇紋石可以提取鎳。
高嶺石Al4 [Si4O10] (OH) 8
【化學成分】Al2O3 339.5%，SiO246.5%，H2O14.0%，此外還含有少量的鎂、鈣、鈉、鉀等雜質。
【形態】三斜晶系，壹般呈土狀塊狀或疏松土狀，電鏡下呈六角片狀晶體形態。
【物理性質】白色，有時染成淺棕色、淺紅色和淺綠色；泥土光澤。硬度1 ~ 2.5；解理平行{001}，極其完整。相對密度約為2.60。
【成因產狀】主要由長石等礦物風化形成。另外，高嶺石也可以在低溫熱液蝕變過程中形成(高嶺石壹般在低溫酸性條件下形成):
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高嶺石礦床類型主要有風化型、熱液型和沈積型。與煤系沈積地層有關的高嶺土礦床(包括煤矸石)規模較大。
【鑒別特征】常為白色土狀塊狀，有吸水性。吸水後體積不膨脹，但有塑性。蒙脫石吸水後經常膨脹分散。高嶺石吸水後容易破碎。詳細鑒別需要x射線衍射等分析方法。
【用途】陶瓷的主要原料，在塑料和橡膠工業中用作增強劑、造紙填料、塗布紙塗料、玻璃和玻璃纖維配料、耐火磚和白水泥原料。應重視煤矸石中高嶺土的開發利用。
埃洛石族
埃洛石(敘永石，高嶺石)Al4[si4o 10](OH)8·4h2o
【化學成分】成分和結構與高嶺石完全相似，但層間域有水分子，含量不確定，壹般不超過4；al2o 3 334.66%，SiO240.9%，H2O 24.44%；可能含有少量的Mg2+、Ca2+、Na+、K+、Fe3+、Fe2+、Cr3+、Cu2+等雜質。
【形態】單斜晶系壹般為土狀塊狀，電鏡下呈棒狀(像蛇紋石石棉，呈鼓狀，因Al3+半徑小於Mg2+半徑，八面體縮小，其鼓四面體片在外，包括八面體)。
【物理性質】類似高嶺石，相對密度為2.1，完全脫水後可提高到2.6(與高嶺石相同)，脫水後不會吸水。
【成因與產狀】與高嶺石相似，有時先形成高嶺石，除去結晶水後再形成高嶺石。四川敘永縣盛產石頭，故名敘永石。
【鑒別特征】與高嶺石非常相似，其塊體吸水後易開裂，但需要進壹步的手段進行詳細鑒別。
【用途】同高嶺石。
(3)具有其他結構的層狀矽酸鹽
坡縷石(凹凸棒石)-海泡石族
天然礦物具有層狀鏈狀過渡結構。它的層狀二氧化矽主鏈可以看作是由無數的雙鏈(坡縷石)或三鏈(海泡石)通過兩側的氧連接而成，相鄰鏈上的四面體尖端(活性氧)分別面向層的上方和下方。從海泡石的結構示意圖(圖15-41)可以看出，海泡石的晶體結構似乎是由無數的三鏈矽酸鹽結構帶* * *在底面兩側形成的。在它的結構中，有壹個相當大的平行於A軸的通道，裏面充滿了沸石水，可交換陽離子也可以進入這個通道。由於上述結構特征，天然礦物具有以下特征:
圖15-41海泡石晶體結構示意圖結構中“鏈”的方向與圖紙垂直。
(1)其形態通常為纖維狀、毯狀或土狀，土狀的在電鏡下也呈長纖維狀或短桿狀。
(2)具有離子交換能力；
(3)具有很強的成漿性能，形成的泥漿在高溫和鹽水條件下能保持穩定。
因此，盡管天然礦物在自然界的分布遠不如高嶺石和蒙脫石廣泛，但在石油鉆井、化工、非金屬材料等方面仍受到重視，是目前急需的礦產資源之壹。
坡縷石和海泡石可以是富鎂巖石(白雲石、橄欖巖和富鎂火山巖等)風化淋濾或熱液蝕變的產物。)，或者它們可以沈積在含有鎂和矽的湖泊和海洋中。海泡石的形成需要較堿性和富鎂的環境(pH=8.5)，而坡縷石可以在較寬的pH值(7 ~ 9)和含鋁較多的環境中形成。所以海泡石雖然不如坡縷石分布廣泛，但在工業性能上卻優越很多。
海泡石Mg4(H2O)4[si6o 15](OH)2·8H2O
【化學成分】MgO 24.88%，SiO255.66%，H2O19.46%，常有鋁、鐵等類質同象混合物。化學式中前四個水分子是結晶水，參與陽離子鎂的配位八面體組成；後八個水分子是沸石水，可以自由進出晶體中平行於A軸的寬通道。可交換離子也能進入孔隙。
【晶體結構】在圖15-41中可以清楚的看到結晶水和沸石水的位置，屬於T-O-T壹種正交晶系，T-O-T型-層鏈過渡結構。
【形態】通常呈致密塊狀或土狀，有時呈貝殼狀或粉末狀；多數在顯微鏡或電鏡下呈纖維狀或桿狀，部分呈鱗狀。
【物理性狀】壹般為白色，有時為黃褐色、灰色或粉紅色；泥土光澤；透明的。卵裂平行{110}，完全；硬度2 ~ 3。相對密度為2 ~ 2.5。軟膩；舌頭粘澀。
【成因】形成於富含鎂和矽的弱堿性溶液中(pH=8.5)。自然界中有兩種現象:
(1)以脈狀、網脈狀、殼狀充填在白雲質灰巖、白雲質大理巖、蛇紋石等巖石的裂隙中，幾乎貫穿其他所有礦物，由富鎂巖石淋濾或低溫熱液蝕變形成。這種海泡石結晶度很高，大部分呈長纖維狀，像溫石棉壹樣。它在水介質中的吸附性和分散性好，工藝性能優良。伴生礦物包括蛋白石、應時和方解石。
(2)層狀、層狀、透鏡狀產於沈積巖(碳酸鹽巖等)中。)，其產狀與圍巖壹致。其形成與蒸發化學沈積和火山沈積有關。海泡石的形成可以是同生沈積、成巖作用，甚至是表生作用。礦石致密，土質，顆粒細小，肉眼不易識別。它通常與碳酸鹽礦物、鎂蒙脫石、坡縷石、滑石、硫酸鹽和鹵化物礦物共生。它的規模很大，但質量不穩定。
【識別特征】肉眼難以識別。根據其產狀、產狀、伴生礦物及物性進行初步鑒定後，經X射線衍射、熱分析、紅外光譜、電子顯微鏡進壹步確認。
【用途】海泡石泥漿具有耐高溫、抗鹽、抗剪切的特性，是石油鉆井特別是海底鉆井的優質泥漿原料。它具有優良的吸附和脫色性能，用於高分子化合物(樹脂等)的脫色。)，食用油，酒和藥品，吸收有毒物質和凈化劑。此外，它還可以作為壹種載體來制造農藥。坡縷石和海泡石具有相似的性質，在工農業上有著廣泛的應用。