沸石的晶體構(gòu)造可分為三種組分:(1)鋁硅酸鹽骨架,(2)骨架內(nèi)含可交換陽(yáng)離子M的孔道和空洞,(3)潛在相的水分子,即沸石水。
沸石的構(gòu)造與石英、長(zhǎng)石的骨架有些不同。石英、長(zhǎng)石的骨架構(gòu)造比較嚴(yán)緊,比重2.6~2.7,而沸石的骨架構(gòu)造比較空疏,比重2.0~2.2。其脫水后的空腔可大至47%,如菱沸石,甚至50%,如合成沸石。
特性
沸石是沸石族礦物的總稱(chēng),是一種含水的堿金屬或堿土金屬的鋁硅酸礦物。按沸石礦物特征分為架狀、片狀、纖維狀及未分類(lèi)四種,按孔道體系特征分為一維、二維、三維體系。任何沸石都由硅氧四面體和鋁氧四面體組成。四面體只能以頂點(diǎn)相連,即共用一個(gè)氧原子,而不能“邊”或“面”相連。鋁氧四面體本身不能相連,其間至少有一個(gè)硅氧四面體。而硅氧四面體可以直接相連。硅氧四面體中的硅,可被鋁原子置換而構(gòu)成鋁氧四面體。但鋁原子是三價(jià)的,所以在鋁氧四面體中,有一個(gè)氧原子的電價(jià)沒(méi)有得到中和,而產(chǎn)生電荷不平衡,使整個(gè)鋁氧四面體帶負(fù)電。為了保持中性,必須有帶正電的離子來(lái)抵消,一般是由堿金屬和堿土金屬離子來(lái)補(bǔ)償,如Na、Ca及Sr、Ba、K、Mg等金屬離子。由于沸石具有獨(dú)特的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和結(jié)晶化學(xué)性質(zhì),因而使沸石擁有多種可供工農(nóng)業(yè)利用的特性。
自然界已發(fā)現(xiàn)的沸石有80多種,較常見(jiàn)的有方沸石、菱沸石、鈣沸石、片沸石、鈉沸石、絲光沸石、輝沸石等,都以含鈣、鈉為主。它們含水量的多少隨外界溫度和濕度的變化而變化。晶體所屬晶系隨礦物種的不同而異,以單斜晶系和正交晶系(斜方晶系)的占多數(shù)。方沸石、菱沸石常呈等軸狀晶形,片沸石、輝沸石呈板狀,毛沸石、絲光沸石呈針狀或纖維狀,鈣十字沸石和輝沸石雙晶常見(jiàn)。純凈的各種沸石均為無(wú)色或白色,但可因混入雜質(zhì)而呈各種淺色。玻璃光澤。解理隨晶體結(jié)構(gòu)而異。莫氏硬度中等。比重介于2.0~2.3,含鋇的則可達(dá) 2.5~2.8。沸石主要形成于低溫?zé)嵋弘A段,常見(jiàn)于噴出巖氣孔中,也見(jiàn)于熱液礦床和近代溫泉沉積中。