（三） X射线区分碱性长石和斜长石
用三条峰区分碱性长石和斜长石 主要利用三个峰区分，是特征峰，但不是强峰。 钾长石 斜长石 d-201= 4.10-4.20 Ǻ 4.03-4.05 Ǻ d002= 3.21-3.25 Ǻ 3.15-3.20 Ǻ d131= 2.91-3.03Ǻ 2.82-2.87 Ǻ(2.90 Ǻ）
1.
2.
判定碱性长石的单斜和三斜 与含K、Na量有关： 富Na ＞63%，为三斜 富 K 37% ， 为单斜。 K＞37% 对称越低，衍射线越多。 由单斜向三斜转变，有些衍射线会发生分裂，如 111分裂成111和1-11，130分裂成130和-130，132分裂成-132和-1-32，131分裂成131和1-31。
2、碱性长石的有序-无序状态测定
因受温度影响，晶系会发生转变，分为三个系列： （1）高温钠长石—高温透长石系列：单斜晶系，结构态为高温无序状态， 有序度S=0； （2）低温钠长石—正长石系列：单斜晶系，过渡态，S=0.3±； （3）低温钠长石—最大微斜长石系列：三斜晶系，低温有序，S=1。 一般按照K、Na含量的分界定晶系，如： 以Or37 Ab63为界，当K＞37%时， 富K， 属单斜晶系； 当Na＞63%时，富Na，属三斜晶系。 （4）碱性长石的“三斜度”（△）— 由单斜向三斜的偏离度，用△表 示。 计算公式为：△=12.5× (d131-d1-31) ，用CuKα 2θ为29º-31º间查找， d131-d1-31差值在0-0.08。 当 △ =12.5×0.08=1, 三斜晶系，为最大微斜长石； 当 △ =12.5×0=0, 单斜晶系。 注：一般样品中，钾长石中往往含10%±的斜长石，而在斜长石样 品中，也往往含10%±的钾长石。
3. 皂石族（S）
该族矿物包括：蒙脱石、贝得石、绿脱石、皂石等，蒙脱 石分布最广。 该族的特征峰 d001=12-15Ǻ： d001=12Ǻ为含1个H2O分子的钠蒙脱石； d001=15Ǻ为含2个H2O分子的钙蒙脱石。 蒙脱石d001 X射线衍射特征： 处理方法 d001（Ǻ） 未经处理 12-15 乙二醇饱和 17 550℃二小时 9.6-10(层间水出来，结构塌陷) 药物：蒙脱石散
白云石的有序度与成因有关，当有序度＞0.5，为海相沉积；当有 序度＜0.5，为陆相沉积。 例：白云石d104=2.896Ǻ，I2θ（015）/I2θ（110）=8/27=0.3，为陆 相沉积，并利用d104峰查图得Ca, Mg含量，但此法粗略。
图5- 3 方解石中Ca,Mg含量与d(104)的关系
(二） 长石结构态和成分研究
1. 2. 3.
长石的晶体结构和分类 碱性长石的有序-无序状态测定 三峰法测定碱性长石结构态和成分
1、长石的晶体结构和分类
（1）结构：
有不同晶系（单斜、三斜），但晶体结构基本类似，均以（Si,Al） O4四面体沿三维空间连接成架状构造，且Si∶Al变化在3∶1→1∶1 之间，阳离子（K，Na,Ca）占据硅氧骨架间的空隙，周围有6-9个 氧离子。 （2）分类：Ca[Al2Si12O8] → Na[AlSi3O8] → K[AllSi3O8] An Ab Or 斜长石系列，三斜晶系 碱性长石系列，三斜、单斜 P-1 P-1， C2/m 钾钠长石亚族（Ab-Or系列）：称碱性长石，靠近K端员的矿物有 透长石、正长石、微斜长石，靠近Na端员的钠长石。 斜长石亚族（钠长石Ab-钙长石An系列） ：所包含的矿物及成分为 钙长石 — 倍长石 — 拉长石 — 中长石 — 更长石 — 钠长石 An含量 ＞90% 70-90% 50-70% 50% 30% ＜10% 在成分上， Na+Si ————→逐渐置换Ca+Al.
图5-5
粘土矿物的构造单元层
(二）粘土矿物的分选处理和制样
1. 2.
分选处理 制样
1.分选处理
（1）分选目的——提取＜2µm的粘土矿物。 （2）分选处理步骤： 称取原样品量50g（泥岩50-100，砂岩150-200,碳酸盐≥200g）， 用铁锤碎成小块（勿用球蘑机），放于500-1000ml烧杯中加蒸馏 水； 去碳酸盐：在烧杯中加入2%-3%的HCl以去除方解石、白云石； 去有机质：用30%的H2O2去除，几毫升为宜，但掌握不好易破 坏结构； 去铁质：加入连二亚硫酸钠去除。 （3） 粘土矿物的提取 搅拌20min，使颗粒分散，静置8h,制成悬浮液，若悬浮液不稳定， 加入几滴氨水帮助分散； 离心机提取烧杯上部约10cm内的＜2µm的粘粒； 将提取的粘粒约400mg烘干（50℃以下）或自然风干备用。
(2)
碳酸盐类方解石族矿物
MgCO3 —— Ca Mg(CO3) 2 —— Ca CO3 阳离子半径：Ca2+ 0.99Å；Mg2+ 0.66Å；两者离子半径相差大，置 换困难。 采用d104峰区分菱镁矿、白云石、方解石： 菱镁矿d104=2.74-2.75；白云石d104=2.88-2.89；方解石 d104=3.02-3.03。 d104是特征峰，也是敏感峰。 白云石中，在垂直C轴方向，Ca CO3层和MgCO3层应是1∶1关系， 但在转换过程中，并非是1∶1，故用I2θ（015）/I2θ（110）来表 示白云石的有序度。 2θ（015）≈35º±，2θ（110）≈37º±。
（2）压片法
将400mg样品压入样品槽，使样品颗粒随机取向，样品表面平整光滑。可得 到完整的（hkl）衍射峰和正确的强度数据。
（三）粘土矿物的定性分析
高岭石族（K）：1∶1型 为含铝的硅酸盐矿物，包括： （1）高岭石: 俗称巴林石、鸡血石、寿山石，用于刻章 ； （2）珍珠陶土； （3) 地开石：现将地开石也叫田黄，田黄的叫法混乱，无统 一规定； （4）埃洛石。 高岭石N片峰特征： d001=7.1Ǻ ，d002=3.58Ǻ，d003=2.38Ǻ。 峰尖锐而对称，经过各种方法处理后，d值不变。
2.
制样
（1）定向片——适用于粘土定量分析
自然定向片（N片）：40mg样+7ml水于10ml试管→超声波震荡或玻璃棒充分 搅拌→平铺在20×15mm2毛玻璃上，自然风干（沉淀过程中，粘粒以片状底 面贴附于玻璃片上，形成强烈择优取向。 EG片：将N片放入干燥器上部，底部放少量乙二醇或甘油溶液，盖严，在4060℃的恒温箱中放置16-24h.(有机分子进入矿物层间，晶面间距膨胀)可区分 是否膨胀矿物及膨胀程度。 加热片：将EG片放入马弗炉，加热550℃或所需温度，恒温2h,观察矿物脱水 后的变化。 HCl片：40mg粘土样于试管+5ml稀HCl → 在80℃水浴锅上加热15min，冷却 后用蒸馏水将样品洗清不含Cl-,并制成定向片。
1.
2. 云母族（M）：2∶1型
（1）基本概念 包括白云母亚族（二八面体型）和金云母亚族（三八面体 型）。 二八面体型云母：三价阳离子（Al3+）在八面体空隙中只 填充2/3位置。包括白云母、钠云母、锂云母等； 三八面体型云母：二价阳离子（Mg2+、Fe2+）填充全部八 面体空隙。包括金云母和黑云母等。 云母多型：具有相同化学成分和相同构造单元层的晶体， 由于构造单元层迭置方式不同而形成的变体为多型变体。 多型变体属同一种矿物，是一种生长现象，与晶体形成时 的物理化学条件有关。故可根据多型探讨矿物形成条件及 其变化。
3. 三峰法测定碱性长石结构态和成分
1968年Wright提出用长石的（060）、（-204）、（-201） 三峰的CuKα 2θ值来定结构态和成分。 2θ-201=21º±； 2θ060=41.7º±； 2θ-204=50.9º±. (1) 结构态测定 用2θ（060）、2θ（-204）值在图上（见下图）投影，读出 2θ（-201）的理论值： 若2θ-201理论值—2θ-201实测值＜0.1，属于正常晶胞； 若2θ-201理论值—2θ-201实测值＞0.1，属于异常晶胞。
二、粘土矿物粉晶X射线分析
(一） （二） （三） （四） 粘土矿物的概念及结构特点 粘土矿物的分选处理和制样 粘土矿物的定性分析 各族主要粘土矿物的X射线区分
(一） 粘土矿物的概念及结构特点
1. 2.
粘土矿物的概念 晶体结构分类
1. 粘土矿物概念 粘土矿物是自然界分布广泛、特殊的含H2O 的层状铝硅酸盐，粒径＜2µm，结构上为无 序结构，并存在极大的过渡性。即具有无序 过渡结构的＜2µm的含H2O层状铝硅酸盐矿 物。对称低，结晶差，偏光镜下难鉴定，电 镜下可见假六方薄板状、鳞片状。 X射线易于分别和鉴定，是最有效的方法。
（2）云母族矿物的X射线鉴定： 云母族矿物的特征峰： d001=10Ǻ ，d002=5Ǻ，d003=3.33Ǻ.。经乙二醇饱 和处理和550℃加 热后d值不变。 区分二八面体型和三八面体型（不能区分多 型）——据d060和（002）反射的强度区分： 压片法：二八面体型d060 =1.48-1.51 Ǻ，（002） 反射强； 三八面体型d060 =1.525-1.535 Ǻ，（002） 反射弱或不出现。
第七章 造岩矿物和粘土矿物粉晶X射线分析
一、 造岩矿物粉晶X射线分析
(一）粉晶X射线分析在造岩矿物中的应用 （二）长石结构态和成分研究 （三）用X射线区分碱性长石和斜长石
（一） 粉晶X射线分析在造岩矿物中的应用
1. 2. 3. 4.
物相鉴定 矿物形成条件（成因矿物）研究 类质同象系列矿物组分研究 晶体结构的有序-无序研究
4.
(1)
晶体结构的有序-无序研究
基本概念 无序结构— 两种原子（离子）在晶体结构中占据 不同位置，相互间分布无规律。 有序结构—两种原子（离子）在晶体结构中占据 特定位置，相互间分布有规律，也称为超结构。 部分有序— 由无序向有序转变的过程中，对称降 低，温度降低，晶胞参数也略有变化，物性发生 改变。 有序度（S）— 有序的程度。在单斜、三斜中都 有。
三峰法确定碱性长石结构态的关系图
（2）用2θ-201进行Or%成分测定