架状硅酸盐的络阴离子是三度空间无限联结的硅氧骨架。在骨架中的每个硅氧四面体的四个顶点都是共用顶点(Si∶O=1∶2)，正负电价正好相等，只有在部分Si4+为Al3+(或Be2+)代替后，才有剩余负价与金属阳离子结合成为架状硅酸盐。所以，架状硅酸盐必为铝硅酸盐或铍硅酸盐。不过，铍硅酸盐分布不广，其意义远远不及铝硅酸盐。
架状硅酸盐的络阴离子可表示为［AlxSin－xO2n］x－。铝代硅不能超过总数的一半，即按离子数，Al∶(Al+Si)一般在1∶4～1∶2之间。由于Al3+代Si4+而产生的负价，每个四面体平均只有－1/4～－1/2，在硅酸盐各亚类中最低。架状硅氧骨架在晶格中虽然连成了一个牢固的整体结构，但各四面体彼此只能以顶点相连，排列并不紧凑，骨架中留有很大的空隙。
架状硅酸盐中络阴离子的上述特点对本亚类矿物的成分、性质和成因带来以下许多重要的共同特点:
(1)由于络阴离子负电荷少，空隙大，所以要求的阳离子都是电价低、半径大的惰性气体型离子。其中，主要是K+、Na+、Ca2+三种。此外，还有Rb+、Cs+、Ba2+等。因此，本亚类各种常见矿物都是浅色矿物。
(2)由于架状络阴离子为牢固的整体结构，所以本亚类矿物的硬度比较高，一般为5～6，与阳离子半径大、电价低没有关系。
(3)本亚类矿物的相对密度在硅酸盐中最低。
(4)架状硅酸盐中有铝代硅，因而一般形成于高温条件或碱性条件下。
长石族
长石族矿物是地壳中分布最广的矿物，约占地壳总重量的50%。它是大多数岩浆岩、许多变质岩以及某些沉积岩的主要或重要造岩矿物。许多岩石的定名，其主要依据就是长石的种类和含量。
长石主要是钾、钠、钙的铝硅酸盐，其基本组分为:
(1)钾长石K［AlSi3O8］代号为Or;
(2)钠长石Na［AlSi3O8］代号为Ab;
(3)钙长石Ca［Al2Si2O8］代号为An。
图15-43 长石三组分混溶范围A区—较低温度下稳定的长石;B区—较高温度下稳定的长石;C区—不混溶区
自然界的长石，均由上述三种组分以不同比例组合而成。在这三种组分间以类质同象方式组成混晶的情况是不同的(见图15－43)。在Or和Ab间，虽然K、Na同为碱金属，但半径相差太大(37%)，只有在高温时(660℃以上)才能以任意比例互相混合组成稳定的晶体。当温度更低时，两者间只能在一定限度内彼此混溶，呈不完全类质同象关系。在Ab和An间，由于Na+和Ca2+半径比较靠近(相差2%)，Al3+和Si4+相差也只有21%，所以两者在各种温度下都能以任意比例相互混溶，形成稳定的晶体。在An和Or间的类质同象，即使在高温下也是有限的。根据长石的成分，可将长石分为钾长石和斜长石两个亚族。
(1)钾长石亚族(碱性长石亚族):包括在成分上由Or和Ab组成的各种长石，其中主要有透长石、正长石和微斜长石。钠长石既可以包括于本亚族中，也可以属于斜长石亚族。
(2)斜长石亚族:包括在成分上由Ab和An组成的各种长石。从钠长石到钙长石，有一系列具中间组分的长石。这些长石总称斜长石。根据其中Ab和An的比例，还可以将斜长石分为钠长石、奥(更)长石、中长石、拉长石、培长石和钙长石等。
尽管架状硅氧骨干在三维空间呈等向延展，但长石族结构中三维方向化学键的联结力强弱是有差别的，往往沿a轴方向的联结力相对最强，其次为沿c轴方向的联结力较强，形成架中有链的格局，由此决定了长石族矿物的形态不是呈理想上的等轴粒状，而是多呈平行(010)的板状或平行(100)的短柱状;也正由于这种联结力相对强弱的差别，相应决定了长石族矿物发育{010}和{001}两组完全解理;而似长石类矿物结构中没有这样的架中链相对强弱差异，因而该类矿物形态多呈粒状且解理不发育。
长石族矿物在形态、物性上有许多共同之处。现按亚族分述如下。
钾长石亚族(碱性长石亚族)
本亚族包括由钾长石(Or)和钠长石(Ab)组成的各种长石，这些长石中的金属阳离子为K+和Na+，因此，统称为碱性长石或钾长石。
由于在Or和Ab间存在不完全类质同象，所以本亚族的长石分为以Or为主的和以Ab为主的两部分。以Or为主的钾长石(碱性长石)主要有透长石、正长石和微斜长石。它们间的主要区别是由于形成温度不同而造成的晶体结构上的细微差别。
透长石形成于较高的温度下，一般以酸性火山喷出岩中的斑晶产出，其结构上的特点是Al和Si在各四面体中的分布无一定秩序，在任何一个四面体中出现Al和Si的可能性都是1∶3;透长石属单斜晶系。由于形成温度高，可含较多Ab(最高达50%)。
正长石形成于中等温度。在正长石中Al和Si的分布比较有秩序。在半数四面体中只有Si而不出现Al，另一半四面体中Al和Si出现的机会均等。正长石仍属单斜晶系。
微斜长石在低温下最稳定。在微斜长石中Al和Si的分布秩序井然，Al只出现于结构中特定的1/4四面体，在其余3/4四面体中只有Si而不出现Al。微斜长石属三斜晶系，对称程度较低。由于形成温度低，成分中Ab含量最少，最高仅达20%。
这里所说的Al—Si分布问题，即晶体结构中的有序度。有序度问题说明结构中各原子是否都位于各自特定的位置。位于其特定位置上原子的百分比与在其他位置(即错误位置)上该原子所占百分比之差，即为有序度。透长石有序度为0%，完全无序;正长石有序度为33.3%，部分有序;微斜长石有序度为100%，完全有序。实际上钾长石中的有序度不可能恰好如此。在硅氧四面体中，Si和Al的分布，总是在上述情况之间。下面把三种碱性长石(钾长石)的情况列于表15－9中。
表15－9三种碱性长石的成分、对称和结构中Al－Si分布差异对比
注:长石的类质同象比较复杂，Ab和An间的混晶在低温下也常会分解，但析出物极微小，在肉眼和一般光学鉴定范围内可看成是均匀的类质同象混晶;Or、Ab间的关系比较复杂。
以Ab为主的碱性长石主要是钠长石。它在成分上与An呈过渡关系，因而并入斜长石亚族描述。下面仅介绍分布最广的正长石和微斜长石。
图15-44 正长石的晶形
正长石K［AlSi3O8］
［化学组成］K2O16.9%，Al2O318.4%，SiO264.7%，经常含有钠长石分子，有时可达30%;此外，可含微量Fe、Ba、Rb、Cs等混入物。
［形态］单斜晶系，晶体常呈短柱状或厚板状，主要单形为斜方柱{110}，平行双面{010}、{001}、{101}、{201}等(图15－44)，集合体呈粒状。
正长石常呈双晶。其中最常见，且肉眼特征最明显的为卡尔斯巴双晶。其次为巴温诺双晶和曼尼巴双晶(图15－45)。这三种双晶不仅出现在正长石中，而且可以出现于任何长石中，仅出现频率各有不同而已。这三种双晶特征见表15－10。
表15－10正长石中的常见双晶及双晶律
［物理性质］肉红色、白色;条痕白色;透明;玻璃光泽。硬度6;两组解理，平行{001}者很完全，平行{010}者完全，两组相交呈90°。相对密度2.57。
图15-45 正长石中常见双晶
［成因产状］正长石主要产于酸性和碱性岩浆岩，如花岗岩、正长岩以及相应的脉岩与火山岩中，与酸性斜长石、石英、黑云母、角闪石或霞石等共生。
区域变质作用形成的片麻岩等也常以正长石为主要矿物。
风化作用中正长石可以作为碎屑矿物进入沉积物中形成长石砂岩。
在热液或风化作用中，正长石很容易转变为白云母(绢云母)、叶蜡石、高岭石等层状硅酸盐矿物。
［鉴定特征］根据常见的肉红色、解理、硬度，结合产状可以识别。钾长石染色法见斜长石描述。
［用途］主要是作为最重要的造岩矿物之一而具有地质意义;利用其助熔性能大量用于陶瓷、玻璃、玻纤、搪瓷。也可作为钾肥原料。
微斜长石K［AlSi3O8］
［化学组成］与正长石同，但含Ab分子较少，不超过20%。富含Rb、Cs(可达4%)的绿色异种，称为天河石。
图15-46 微斜长石的格子双晶示意
［形态］三斜晶系，晶形与正长石相似，但常形成巨大的晶体，一个单晶的重量可达若干吨。
在微斜长石中除具有正长石中的双晶外，还具有一种特殊的“格子双晶”。它是由平行(010)的钠长石律聚片双晶和平行b轴的肖钠长石律聚片双晶相交组成的格子状复合双晶(图15－46)。格子双晶在偏光显微镜下十分特征，但肉眼不易观察。
［物理性质］与正长石相似，仅因属三斜晶系，{001}和{010}两组完全解理间交角不是90°而是89°40'，因而得名为微斜长石。伟晶岩中含Rb、Cs的天河石呈淡绿色。
［成因产状］微斜长石形成温度比正长石低，因此，主要形成于花岗伟晶岩中。
因为长石中的Si、Al排列会向有序度高的方向转化，因此，正长石有变为微斜长石的趋势;一般认为较大的侵入体或较老的侵入体中的正长石实际上已是微斜长石了。但因二者如无特征的格子双晶，很难区别。所以肉眼鉴定中一般仍把花岗岩中的钾长石叫正长石，把伟晶岩中的钾长石叫微斜长石。
［鉴定特征］一般根据产状与正长石区别，根据产状和颜色与斜长石区别。染色法同正长石。天河石以完全解理区别于绿柱石和磷灰石。
［用途］同正长石，天河石可用来提Rb、Cs。透明、颜色美丽者可作宝石，如月光石、天河石。
斜长石亚族
斜长石Na［AlSi3O8］—Ca［Al2Si2O8］
［化学组成］本亚族长石统称斜长石，其成分在钠长石(Ab)和钙长石(An)之间成连续类质同象系列。按Ab和An的相对含量，斜长石有6种名称。同时把An的百分数，作为斜长石的牌号。斜长石的种类名称和牌号见表15－11。
表15－11斜长石的种类名称和对应牌号
图15-47 斜长石的晶形
根据斜长石在不同类型岩浆岩中的分布和矿物共生组合关系，一般把斜长石分为酸性、中性和基性三类:
(1)酸性斜长石An含量0%～30%，包括钠长石和奥(更)长石;
(2)中性斜长石An含量30%～70%，包括中长石和拉长石;
(3)基性斜长石An含量70%～100%，包括培长石和钙长石。
在斜长石中亦存在有序无序的问题，从而也有高温斜长石与低温斜长石之分，但在一般鉴定中不好区分，因而从略。
［形态］三斜晶系，晶体常呈板状(图15－47);集合体呈粒状。在晶洞中钠长石常呈叶片状产出，称叶钠长石。
斜长石中常见双晶除正长石中的卡尔斯巴律双晶外，还有钠长石律和肖钠长石律两种聚片双晶。这些双晶经常共同存在，组成复合双晶。斜长石中常见双晶见表15－12和图15－48。斜长石中的卡尔斯巴双晶和钠长石聚片双晶肉眼均可见到。在(001)解理面上，钠长石聚片双晶形成的平行细纹是斜长石的重要肉眼鉴定特征。
［物理性质］一般为白色、灰白色，常因蚀变而呈淡灰绿色，有时也呈粉红色;白色条痕;透明;玻璃光泽。硬度6～6.5，解理平行{001}和{010}完全，两组解理不正交，其夹角为86°24'～85°50'，故名斜长石。相对密度2.61(钠长石)～2.76(钙长石)。
表15－12斜长石中最常见双晶及双晶律
图15-48 斜长石常见双晶
［成因产状］斜长石是自然界分布最广的矿物。在基性、中性、酸性岩浆岩中都是主要矿物组分。一般讲，岩浆岩的基、中、酸性与斜长石的基、中、酸性是吻合的，即:酸性斜长石产于酸性岩浆岩中，与正长石和石英共生;中性斜长石产于中性岩浆岩中，与普通角闪石共生;基性斜长石产于基性和超基性岩浆岩中，与普通辉石共生。
在区域变质作用中形成的片麻岩、片岩等岩石中，斜长石也很常见。
斜长石作为碎屑矿物，经常出现在砂岩中。酸性斜长石，如钠长石也可以在沉积岩的成岩作用中形成。
斜长石受热液蚀变后，很容易变成绿帘石、绢云母和方解石等。在风化作用中亦容易变为蒙脱石、高岭石等粘土矿物。
各种斜长石抵抗蚀变和风化的能力很不相同，An含量高的基性斜长石中，Al3+代替Si4+多，在水溶液作用下(尤其是酸性水溶液)特别容易分解;而Ab含量很高的酸性斜长石就相对稳定得多;钠长石是长石中抗风化蚀变能力最强者，它经常可以在热液作用中交代其他长石而形成。但总的说，长石在低温、酸性条件下，要向层状硅酸盐转化，进而形成氧化物和氢氧化物。
［鉴定特征］与正长石的区别主要为颜色、产状，如能见到钠长石双晶纹，则可完全确定是斜长石。各牌号斜长石用肉眼无法区别。区别钾长石与斜长石可用染色法。
在标本表面(最好是磨光面)上滴HF腐蚀数分钟，冲洗净后，滴30%亚硝酸钴钠溶液(需用时配制，不可久放)在表面上作用数分钟，再冲净，钾长石染成鲜黄色，斜长石仅被腐蚀为灰白色，石英仍光洁如初。对两种长石共生，且颜色相同(例如都呈灰白色)的情况，此法不仅可靠，而且可以清楚地看出两者的分布和相对含量，顺便也可以看石英的分布。
［用途］长石是重要的造岩矿物。鉴定其含量，以及应用显微镜等进一步确定其牌号，是确定岩石类别的基础。
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