辉石类（Pyroxene group） 辉石的简介

一、辉石矿物的分类

辉石类矿物是最主要的造岩矿物之一，按晶系可分为斜方辉石和单斜辉石两大亚类。属单链状结构的硅酸盐。它的络阴离子中硅氧四面体以两角顶相连成单链，平行c轴方向延伸，如图7-5，链间形成两种空隙（M₁为八面体空隙，M₂为歪扭的六面体空隙，图7-6）。M₁一般为较小阳离子占据，M₂则由较大阳离子占据，构成八面体和多面体组成的链。在空间上，硅氧四面体单链和阳离子配位多面体链皆平行于（100）左右横排成行，但在a方向两者呈相间排列。

在这种链中，每个硅氧四面体中有两个氧离子完全属于硅离子，而其余两个氧离子为相邻的四面体共有（电荷为两个硅所中和，称为惰性氧），平均每个硅离子分得三个氧离X：Ca²⁺，Na⁺，Mn²⁺，Li⁺，Mg²⁺，Fe²⁺（占M₂位，一般离子半径较大）

图7-5 辉石的单链结构

Y：Al³⁺，Cr³⁺，Ti⁴⁺，Fe³⁺，Mg²⁺，Fe²⁺（占M₁位，一般离子半径较小）

Z：Si，Al（占T位）

在天然系统中常有其他离子的加入，尤其是Fe²⁺的影响更大。推测，M₁位置被Al³⁺，Cr³⁺，Ti⁴⁺，Fe³⁺，Mg²⁺，Fe²⁺占有，M₂位置被Ca²⁺，Na⁺，Mn²⁺，Mg²⁺，Fe²⁺占有。Fe²⁺，Mg²⁺在M₁和M₂位置上均有。而Mg²⁺，Fe²⁺在M₁和M₂位置上各分配多少是不知道的，必须进行计算，推测它们的分配为：

子，而其中两个各具有一单位的自由电价，这种无限延伸的根用表示。如透辉石的晶体化学式为CaMg[SiO₃]₂。辉石的通式：

图7-6 理想辉石结构沿c轴的投影

晶体光学与造岩矿物

在具有单链结构的矿物中，平行于链的方向氧离子的堆积密度较大，因此光速度比垂直于链方向要低得多。因而平行于链方向的折射率要比垂直链方向的折射率高，多数情况下N_g与链方向一致，垂直于链方向的折射率N_m和N_p大小相近，但同N_g相差较大，因此，为二轴晶正光性矿物。

从成分与结构的关系来看，结构中M₂位置上的阳离子种类对晶体结构会产生显著的影响。当M₂位置上主要为Fe、Mg等小半径阳离子时，一般为斜方晶系（亦可为单斜晶系）；当M₂位置上为Ca、Na、Li等大半径阳离子时，则往往为单斜晶系。相应地，可将辉石族矿物划分成斜方辉石（正辉石）亚族和单斜辉石（斜辉石）亚族。另据化学成分特点将辉石族矿物分成：镁铁辉石亚族（阳离子以Mg、Fe为主）、钙辉石亚族（成分中富Ca）和碱性辉石亚族（富Na、Li）。现将两种划分方法及主要辉石族矿物列入表7-1中。

辉石族矿物中，大体存在着下列几种端员组分：

Mg₂［Si₂O₆］（顽火辉石或单斜顽火辉石）、Fe₂［Si₂O₆］（斜方铁辉石或单斜铁辉石）、CaMg［Si₂O₆］（透辉石）、CaFe［Si₂O₆］（钙铁辉石）、CaMn［Si₂O₆］（钙锰辉石）、NaAl［Si₂O₆］（硬玉）、NaFe³⁺［Si₂O₆］（霓石）、NaCr［Si₂O₆］（陨铬辉石）、LiAl［Si₂O₆］（锂辉石）及CaAl［AlSiO₆］（钙契尔马克分子）和CaFe³⁺［AlSiO₆］等。后二者自然界中未见独立矿物相存在。辉石族的矿物是这些端员组分以不同的比例“混合”而成的。

表7-1 主要的辉石族矿物及亚族划分

契尔马克分子

洛多奇尼柯夫认为，单斜辉石的主要组成部分为下列两类分子：

晶体光学与造岩矿物

这是钙辉石亚族的透辉石、钙铁辉石系列。时常有少量氧化铝混入，偶尔还有铬（1%～2%）（如在橄榄岩中）和碱质的混入。

其次，在普通辉石质的辉石中，除了上述分子外，还有所谓契尔马克分子：

晶体光学与造岩矿物

契尔马克分子是由前面的分子中因为CaSi和MgSi被Al₂和Fe³⁺取代而得来的。

如果被取代后的分子式中含有Ca则称Ca契尔马克分子，例：

CaAl［AlSiO₆］——钙契尔马克分子，

MgAl［AlSiO₆］——镁契尔马克分子。

二、斜方辉石亚类

斜方辉石亚类是由顽火辉石（En）和斜方铁辉石（Fs）两种独立端员组分组成的连续固溶体，它们的光学常数也都是连续变化的（图7-7）。根据二端员组分含量比例不同，可划分为六个亚种：顽火辉石（En_100-88Fs_0-12）、古铜辉石（En_88-70Fs_12-30）、紫苏辉石（En_70-50Fs_30-50）、铁紫苏辉石（En_50-30Fs_50-70）、尤莱辉石（易熔石）（En_30-12Fs_70-88）、斜方铁辉石（En_12-0Fs_88-100）。自然界最常见的斜方辉石为顽火辉石和紫苏辉石，自然界尚未发现有斜方铁辉石端员的存在。

斜方辉石为斜方晶系，晶体呈短柱状，N_g//c。横切面可见两组近于正交的解理；正高突起；双折率低，干涉色级序为Ⅰ级；柱状切面为平行消光。与橄榄石类似，斜方辉石的光性特征随其中铁含量的增加而有规律的变化（图7-7），其中N_g、N_p、ΔN、d基本上与Fs值为线性关系随Fe含量的增加量近直线形增大，N_m则略呈曲线变化关系；2V的变化特点是在Fs=50处最小，向Fs、En增加的方向逐渐增大。因此，斜方辉石的光性符号有三个变化范围，Fs_0-12和Fs_88-100为正光性，Fs_12-88为负光性。在地幔岩中斜方辉石内有单斜辉石叶片或条纹这些叶片或条纹称出溶页理（图版Ⅲ-7，Ⅲ-8）。

图7-7 斜方辉石的折射率、双折率N_gN_p，光轴角2V_Np与100Mg/（Mg+Fe²⁺+Fe³⁺+Mn）的关系

三、单斜辉石亚类

单斜辉石的成分较为复杂，是一系列端员组分的复杂固溶体。其组成除了Fe、Mg之外，Ca是含量较高的组分，有的变种还含有较多的Na、Al、Fe³⁺等。常见的单斜辉石种属（透辉石-钙铁辉石亚类）一般采用四组分CaMg［Si₂O₆］-CaFe［Si₂O₆］-Mg₂［Si₂O₆］-Fe₂［Si₂O₆］方法进行分类命名（图7-8），碱性辉石亚类可以采用Clarke等（1968）提出的方法进行分类命名（图7-9）。

图7-8 Mg₂[Si₂O₆]—Fe₂[Si₂O₆]—CaMg[Si₂O₆]—CaFe[Si₂O₆]体系（单斜）辉石的命名图示

按化学成分可分为两大类——即钙碱性种属与碱性种属。钙碱性种属最常见的有：透辉石、钙铁辉石、普通辉石、易变辉石等。碱性种属最常见的有霓石及霓辉石。

单斜辉石的共同特点是：镜下常常为无色透明或带有极浅的色调，多色性一般不显著（钛辉石和碱性辉石除外）；斜消光，消光角N_g∧c一般大于30°，而且（010）面上N_g∧c的最大消光角数值的变化是区别单斜辉石种属的重要根据之一（图7-10），Ⅱ级干涉色；横断面上可见⊥OA干涉图，大多数为正光性；AP∥（010），个别种类除外；有时可见较强的光轴角色散，如钙铁辉石，钛辉石可呈极强的光轴角色散；常见砂钟构造（图版Ⅷ-1）。2V除易变辉石较小外（0°～30°），其余均为中等（60°左右，图7-11）。

图7-9 NaAl[Si₂O₆]—NaFe³⁺[Si₂O₆]—CaAl[AlSiO₆]—Ca（Mg，Fe²⁺）[Si₂O₆]体系辉石的命名图示

图7-10 单斜辉石平行（010）切面上的平均最大消光角

图7-11 辉石类矿物光性方位及与2V角关系

四、辉石类矿物光性方位图

分析顽火辉石、紫苏辉石和透辉石的光性方位图（图7-12A，B，C）有何不同。

图7-12 辉石类矿物光性方位图

（1）晶系__________________________________________

（2）轴性__________________________________________

（3）光符__________________________________________

（4）光轴面位置__________________________________________

（5）延性__________________________________________

（6）消光类型及消光角__________________________________________

（7）形状及解理__________________________________________

五、辉石类矿物的光性特征

（1）颜色：在薄片中多数为无色或带有浅绿、浅褐色调，霓石例外，为绿色。

（2）晶形：多呈宽板状或短柱状，横断面常为八边形或四边形。

（3）解理：纵切面可见一组解理；横断面具有{110}和{110}方向的两组解理（下图），解理夹角为87°和93°（称辉石式解理）。

晶体光学与造岩矿物

（4）突起：具正高突起，糙面显著。

（5）消光角与延性：一般N_g∧c＞30°；正延性。

（6）双晶：（100）结合面的简单双晶。

（7）光性：除紫苏辉石、霓石为二轴负晶外，绝大多数为二轴正晶；光轴角一般大于50°。

六、斜方辉石与单斜辉石的主要区别

晶体光学与造岩矿物

七、橄榄石与辉石的光性区别

晶体光学与造岩矿物

八、霓辉石与霓石的光性区别

晶体光学与造岩矿物

辉石的作用是什么~

缩写：Px辉石（pyroxene, augite）是一种常见的造岩硅酸盐矿物，主要广泛存在于火成岩和变质岩中，由硅氧分子链组成主要构架，晶体结构为单斜晶系或正交晶系，主要成分为XY(Si,Al)2O6，其中X代表钙、钠、镁和2价铁，也有一些锌、锰和锂等种类的离子 。Y代表较小的离子如氯、铝、3价铁、钒、钪等。一般的主要特点:辉石族矿物属于链状结构硅酸盐。辉石族矿物是最主要的造岩矿物之一。其主要化学组成: 辉石族矿物的一般化学式可以用W1-p(X,Y)1+pZ2O6表示。其中，W=Ca2+，Na+；X=Mg2+，Fe2+，Mn2+，Ni2+，Li+；Y=Al3+，Fe3+，Cr3+，Ti3+；Z=Si4+，Al3+。正辉石亚族的化学组成比较简单，其中p≈1，即无较大的阳离子存在，Al3+、Fe3+等三价离子也极少，Z中也仅Si4+而已；但在斜辉石亚族中，就比较复杂：p的变化自0到1，X及Y的组分均广泛地存在着类质同象置换现象，由于W及X、Y的变化，相应地需要有部分的Si4+被Al3+所取代，使斜辉石中出现了铝硅酸盐分子。辉石可以结晶成正交晶系或单斜晶系，因此可以进一步分为两个亚族：正辉石亚族（顽火辉石、古铜辉石、紫苏辉石、正铁辉石）和斜辉石亚族（透辉石、钙铁辉石、普通辉石、霓石、霓辉石、硬玉、锂辉石）。这里主要以正亚族为例。正辉石亚族 是由顽火辉石Mg2[Si2O6]和正铁辉石Fe2[Si2O6]两个端员组分构成的完全类质同象系列，其中间成员为古铜辉石和紫苏辉石。Fe2[Si2O6]分子含量10%以下者为顽火辉石，10%~30%为古铜辉石，30%~50%为紫苏辉石，50%以上为正铁辉石。