水白雲母和伊利石

水白雲母和伊利石常被當作同義語，指同壹種礦物，實際上其含義是不同的。水白雲母是水化了的白雲母，是白雲母在風化殼中(也有在低溫熱液條件下)受水的作用，特別是酸性水的作用失去部分的K+，由H3O+代替K+進入層間域。其化學式為

K2－x(H3O+)xAl4［Al2Si6S20］(OH)4

伊利石則是泥質巖或土壤中的粘土礦物(如高嶺石、蒙脫石等)向雲母轉化的產物。其K+含量亦少於白雲母，同時Al3+代替Si4+也較少，兩者正好形成電荷平衡，其化學式為

K2－xAl4［Al2－xSi6+xO20］(OH)4

因此，在土壤以及各種泥質巖石中類似白雲母的礦物，實際上大都是伊利石。只有在風化殼中受到改造了的水化白雲母才叫水白雲母。但因為兩者都是粘土礦物和白雲母之間的過渡產物，所以在實際上兩者很難分辨。

［化學組成］與白雲母相比，其K2O含量減少(＜6%);H2O可增至8%～9%;Al2O3可減少至25%;SiO2可增至55%。

［形態］單斜晶系;常呈鱗片狀或致密塊體。其土狀塊體的顆粒常極細小，通常小於2μm，壹般在200～2000nm之間。

［物理性質］白色、灰色、有時帶黃、綠色調;玻璃光澤，致密塊狀者呈油脂光澤或土狀光澤。解理平行{001}，完全;硬度2～3。相對密度2.5～2.8。

［成因產狀］水白雲母系白雲母受風化轉變為粘土礦物的中間產物，常見於白雲母片巖、片麻巖等風化後所成的土壤中;進壹步風化，可形成高嶺石等粘土礦物。伊利石則為頁巖、泥巖中的主要礦物;長石等受風化、蝕變亦可形成伊利石。測算伊利石的結晶度可以幫助判定巖石的變質程度。

［鑒定特征］壹般用肉眼無法確切鑒定，需用借助其他儀器分析方法。

［用途］水雲母巖和伊利石巖均可作為陶瓷原料，紫砂陶的粘土原料中有大量伊利石。提純的水雲母粉和伊利石粉可作為優良的塑料、橡膠、塗料填料。

蛭石Mg0.7(Mg，Fe2+，Fe3+)6［Al2Si6O20］(OH)4·8H2O

［化學組成］與黑雲母相比，K+被水合鎂離子(Mg·6H2O)2+代替，Fe2+被氧化為Fe3+。其成分不很固定，化學式只代表最常出現的大致情況。蛭石中K2O最大含量小於5%。

［形態］單斜晶系，通常仍保持了黑雲母或金雲母的片狀、鱗片狀外形。

［物理性質］褐色、黃褐色、青銅黃色;光澤較黑雲母強，常呈油脂光澤。硬度1～1.5;解理平行{001}，完全;薄片基本不具彈性而具撓性。相對密度2.4～2.7。

蛭石在灼熱時，迅速膨脹，體積可增大15～20倍，狀似水蛭(螞蟥)，故名蛭石。膨脹後呈帶黃的銀白色，體重(重量/包括空隙在內的容積)降至0.6～0.9。膨脹的原因是層間域中的水分子氣化的結果。焙燒過的蛭石具極強的隔音隔熱性能。

［成因產狀］主要為黑雲母經低溫熱液蝕變和風化作用改造的產物。

［鑒定特征］形態、顏色似金雲母，但其薄片無彈性、光澤暗、灼燒後膨脹。

［用途］蛭石具有優良的吸附性和離子交換性，膨脹蛭石含有大量密閉空氣，故具有輕質、隔熱、隔音、耐火、耐凍、抗菌性能，用於環保、節能、消音、絕熱、輕質建材、園林、畜牧、無土栽培等領域。

蒙脫石—皂石族

本族結構的特點是層間域充填了與水分子結合的Mg2+、Ca2+、Na+等離子(水合離子)，在結構單元層內八面體片中有低價陽離子代替高價陽離子(如Mg2+代替Al3+)，在四面體片中也可以有Al3+代替Si4+。

圖15-38 蒙脫石的晶體構造

Mg2+、Ca2+、Na+與水分子的結合能力很強，其離子水合熱分別為1882、1435和406(kJ/mol)，都超過了K+的水合熱(kJ/mol)。因此，本族礦物的層間陽離子可以把大量水分子吸引到晶格中來，使礦物含有大量層間水(圖15－38)。這是本族礦物的重要特征。

與雲母族相比，本族礦物結構單元層剩余負電荷少，而且常常是由於八面體片中陽離子置換產生的，與層間陽離子距離遠，吸引力小，因此本族礦物具有遇水膨脹和離子交換

兩項重要性質。

(1)晶格可膨脹性當水分子進入層間域時，可使晶格沿c軸方向增大。例如，水分子數目不同時，結構單元層間沿c軸的間距大小和層間域中可容納水分子層數的對照如表15－5所列。在實驗中測得的最大d值達48?，為沒有水分子時的5倍。本族礦物的這壹特點對工程地質條件常有很大影響。層間含Mg2+、Ca2+時吸水量最多，含Na+時吸水達壹定量即軟化為糊狀，含K+的層狀矽酸鹽幾乎沒有吸水性。

表15－5蒙脫石—皂石族礦物水分子數與結構單元層間距和層間域中水分子層數的對照

(2)陽離子交換性由於結構單元層對層間域中的陽離子吸引力弱，對水合離子吸引力尤其弱，所以本族礦物的層間域中的陽離子可以比較自由地進出晶格。例如含鈣、鎂的硬水流過含鈉的蒙脫石，Ca2+、Mg2+即可進入晶格而將Na+置換出來，進入水中。礦物的陽離子交換性在工業上有很大的用途。

本族某些礦物的理想化學式如下:

礦物學簡明教程

其中以蒙脫石較重要，現描述如下。

蒙脫石(微晶高嶺石、膠嶺石)

［化學組成］成分變化很大，除層間陽離子的種類和數量以及水分子的多少可變外，其成分與囊脫石、貝得石間均呈過渡關系。此外，還可以含少量Fe2+、Mn2+、Ti4+、Ni2+等。

［形態］單斜晶系，常呈土狀塊體。

［物理性質］白色或微呈淺紅、淺灰、淺綠等色調;土狀光澤或蠟狀光澤。硬度1～2;有滑感。相對密度2～3。吸水後體積脹大數倍並分散為糊狀。

［成因產狀］實際上是由火山玻璃在堿性條件下脫玻分解、結晶形成的，其條件是溶液呈堿性且富含Mg、Ca、Na而少K，火山巖在雨量偏少的地區最容易風化產生蒙脫石。蒙脫石進壹步風化可再變為更穩定的高嶺石等礦物。成因類型主要三種:沈積型、殘積型、熱液型。

［鑒定特征］土狀、吸水膨脹並分散可作為初步鑒定的依據，進壹步鑒定需用其他手段。

［用途］以蒙脫石為主要礦物的粘土稱膨潤土，利用離子交換性能制備鈉基、有機膨潤土。主要用作鉆井泥漿材料、鐵礦球團粘結劑、型砂粘結劑、塗料稠化劑;有機膨潤土用於食用油的脫色、精制、除毒;凈化石油化工產品;在造紙、橡膠工業中用作填充料。