本亚类矿物晶体结构中的络阴离子为层状硅氧骨干，其中以六方网格状骨干最为常见。如图15－33所示，层状骨干中每个硅氧四面体有三个顶点是共用的，一个没有共用。没有共用的O2－只与一个Si4+结合，尚余负一价可用来与其他阳离子结合，叫活性氧。在层状硅氧骨干中，同一层活性氧一般均指向一方。在活性氧组成的六方环中心，总是有一个(OH)－(或F－)，它们和活性氧共同组成一个阴离子层。这种层状络阴离子的化学式为{［Si4O10］(OH)2}6－，其中的(OH)2为络阴离子不可缺少的一部分。一般把层状硅氧骨干称为四面体片(可用大写字母T表示);与四面体片硅氧骨干结合的各阳离子均位于活性氧和(OH)组成的八面体空隙中，配位数为6，构成与四面体片平行的八面体层叫八面体片(可用大写字母O表示);四面体片与八面体片组合即构成层状硅酸盐的基本结构单位―――结构单元层;由无数结构单元层重叠起来即组成层状硅酸盐的晶格。根据四面体片与八面体片的组合关系，可将结构单元层分为两大类型:
图15-33 层状硅氧骨干六方网格状骨干
(1)2∶1型(T－O－T型):如图15－34a所示，这种类型的结构单元层由两个硅氧四面体片夹一层阳离子组成。因为这种结构单元层包括两个四面体片和一个八面体片，因而被称为2∶1型结构单元层。云母、滑石、蒙脱石等许多层状硅酸盐具有这种结构单元层。如滑石，其化学式为Mg6［Si8O20］(OH)4，结构示意如下:
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(2)1∶1型(T－O型):如图15－34b所示。这种类型的结构单元层由一个硅氧四面体片和一层(OH)－夹一层阳离子构成。在这种结构单元层中，只有一个四面体片和一个八面体片，因而称作1∶l型结构单元层。高岭石、蛇纹石等矿物具有这种结构单元层。如高岭石，其化学式为Al4［Si4O10］(OH)8，结构示意如下:
图15-34 层状硅酸盐的结构单元层
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由于受八面体空隙大小的影响，八面体片中阳离子的种类受到一定限制，主要有Mg2+、Fe2+、Al3+、Fe3+等中等半径的二、三价离子，有时还有Ti(三或四价)和半径较小的一价离子Li+。八面体片中的八面体空隙，可以为阳离子占满，也可以只占2/3，空下其余的1/3。按八面体片中阳离子价态和数目不同，层状硅酸盐又可以分为两种结构型式。
(1)三八面体结构:八面体片内以二价(或平均为二价)阳离子为主，全部八面体空隙均被阳离子占据，如滑石Mg6［Si8O20］(OH)4;
(2)二八面体结构:八面体片内以三价阳离子为主，它们只占据片内八面体空隙的2/3，空余1/3，如叶蜡石Al4［Si8O20］(OH)4。
上述两种结构型式也可理解为:在硅氧骨干每个六方网孔范围内有三个八面体空隙，如三个空隙全被占据，叫三八面体结构;如只占据两个，则称为二八面体结构。在层状硅酸盐中，这两种结构型式间很少有中间过渡情况，两者间在光学性质和X射线衍射谱等方面也都有明显的差别。
在结构单元层之间的间歇空间称为层间域。层间域中可以不再充填其他组分，也可以有水分子进入，还可以有K+、Na+、Ca2+、H3O+等大阳离子以及Na+、Ca2+、Mg2+等阳离子的水合离子进入。阳离子进入层间域的条件是结构单元层内有高价离子被低价离子置换，造成结构单元层正电荷不足。例如，四面体片中的Si4+被Al3+取代，或八面体片中的Al3+被Mg2+取代等。
Al3+置换Si4+，Mg2+置换Al3+以及Mg2+和Fe2+间的置换是层状硅酸盐中最常见的类质同象现象。它们与形成环境(温度、压力、pH值以及组分浓度等)关系密切，能提供许多成因信息。
层状硅酸盐的结构单元层很牢固，但结构单元层之间的联系力很弱。因此，本亚类矿物多具片状形态，有平行于{001}的完全至极完全解理，硬度很低。
本亚类在自然界分布极广。在岩浆岩和变质岩中，层状硅酸盐是主要造岩矿物之一，它们形成于温度，压力较低，在H2O等挥发性组分参与的条件下，常常是其他造岩矿物(如橄榄石、辉石、角闪石、长石等)改造后的产物。在外生条件下(风化和沉积作用中)，层状硅酸盐的分布更为广泛，它们是粘土和粘土质岩石的主要组分，被称为粘土矿物。由于粘土矿物是组成土壤及沉积岩石的重要造岩矿物，并具有可塑性、吸水膨胀性、遇水分散性、离子交换性和烧结性等特殊性能，所以粘土矿物是土壤学、工程地质学、水文地质学、石油及天然气地质学以及非金属材料工业极为重视的研究对象。
现按结构单元层的类型，分别将本亚类主要矿物叙述如下。
(一)具2∶1型结构单元层的层状硅酸盐
滑石―叶蜡石族
本族为2∶1型结构单元层矿物中最简单者，层间没有其他组分进入，层内也无Al3+代Si4+的现象，结构单元层间为分子键，其结构示意于图15－35。
图15-35 滑石―叶蜡石族结构中间有黑点的三角形为硅氧四面体
滑石Mg6［Si8O20］(OH)4
［化学组成］MgO31.9%，SiO263.4%，H2O4.7%，Fe2+可以代替Mg2+，还可含有Al3+、Mn2+、Ca2+、Ni2+等。含镍高者可称镍滑石。
［形态］单斜晶系，呈片状;集合体常呈鳞片状或致密块状。
［物理性质］无色透明或白色、浅黄、浅红、浅绿等浅色;白色条痕;玻璃光泽。硬度1;解理平行{001}，极完全;薄片具挠性;粉末具滑感。相对密度2.7～2.82。
［成因产状］富镁的超基性岩浆岩或白云岩受热液蚀变可生成滑石，如:
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区域变质作用中亦可形成滑石片岩。
［鉴定特征］片状、薄片具挠性、粉末有滑感、硬度很低(块体在水泥地上轻划即可划出白粉痕)等均比较特征。与相似矿物叶蜡石可用酸度法区别，其方法是在条痕板上滴一滴水，先用矿物研磨一分钟，如溶液pH=6为叶蜡石;pH=9则为滑石。滑石出现在富镁质岩石中，而叶蜡石出现在富铝的岩石中。蛇纹石的硬度比滑石稍大，在水泥地上要重划才会出现较细的印痕。滑石的条痕滴镁试剂变蓝。
［用途］在造纸、陶瓷、塑料、橡胶、涂料、化妆品等工业中用作填料、润滑剂等;在陶瓷工业中作配料烧制滑石瓷和堇青石瓷;亦可做雕刻石材。
叶蜡石Al4［Si8O20］(OH)4
［化学组成］Al2O328.3%，SiO266.7%，H2O5.0%，一般含少量Mg和Fe。
［形态］与滑石完全相似;有时可呈放射花瓣状集合体。
［物理性质］与滑石完全相似;相对密度2.65～2.90。
［成因产状］为富铝质的岩石，主要是酸性火山岩受热液蚀变而形成。
［鉴定特征］与滑石需凭产状和pH值试验(见滑石描述)等才能区别。
［用途］填料方面与滑石相同。也可作为陶瓷、玻璃、玻纤配料、耐火材料;可作工艺石材的隐晶质块体称为寿山石或青田石(因福建寿山和浙江青田所产最有名)，其中以田黄石、鸡血石最为名贵。
云母族
云母族的结构与滑石族非常相似(图15－36)，其不同之处有两点，第一点是硅氧四面体片中有Al3+代替Si4+(Al∶Si=1∶3)，使结构单元层出现多余的负电荷;第二点是结构单元层间(层间域)有大阳离子K+(Na+)来平衡电荷。由于层间域有K+，增强了结构的牢固性，使云母的硬度增大至2.5，薄片加大且具有弹性，滑感消失。因为有Al3+代替Si4+，一般云母族矿物形成环境的温度较高或碱性较强。
图15-36 云母族的结构
云母族因八面体片内的阳离子不同而分为如下亚族和种:
(1)白云母亚族二八面体结构;有白云母K2Al4［Al2Si6O20］(OH)4和海绿石K＜2(Fe，Al)4［(Si，Al)8O20］(OH)4。
(2)黑云母亚族三八面体结构;有金云母K2Mg6［Al2Si6O20］(OH，F)4和黑云母K2(Mg，Fe)6［Al2Si6O20］(OH，F)4。
(3)锂云母亚族三八面体结构为主;有锂云母K2Li3Al3［Al2Si6O20］(OH，F)4和铁锂云母K2Li2Fe2+2Al2［Al2Si6O20］(OH，F)4。
白云母亚族
白云母K2Al4［Al2Si6O20］(OH)4
［化学组成］K2O11.8%，Al2O338.4%，SiO245.3%，H2O4.5%，可有少量的Fe、Mg、Mn、V、Cr等代替八面体中的Al。含V和Cr高者分别称为钒云母和铬云母;Na+代替K+而以Na+为主者称钠云母。
图15-37 白云母的晶体素描图
［形态］单斜晶系，晶体呈假六方板状、短柱状(图15－37);集合体呈片状、鳞片状;呈极细小鳞片状集合体并具丝绢光泽者，称为绢云母。
［物理性质］无色透明或因含少量杂质而呈淡灰、浅绿等色;玻璃光泽，解理面呈珍珠光泽。硬度2.5;解理平行{001}，极完全;薄片具弹性。相对密度2.76～3.00;具良好电绝缘性能。
［成因产状］白云母是分布广泛的造岩矿物。
在岩浆岩中，它的分布不如黑云母广泛，但在伟晶岩和气成―热液作用中常形成大量白云母，它往往是交代长石形成的。
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因此，白云母总是和石英共生。在伟晶岩中的白云母晶体巨大，有时晶片面积达若干平方米，是天然白云母材料的唯一来源。气成―热液作用形成的白云母和石英共生体称云英岩。
热液蚀变还可以把长石以及泥质岩石(如页岩)大规模地改造为绢云母，称绢云母化作用。这是寻找热液矿床的标志之一。
区域变质作用可以把由各种粘土矿物构成的页岩改造为以绢云母或白云母(当晶片较大时)为主的千枚岩、绢云母片岩、白云母片岩等。
白云母抵抗风化的能力较强，在风化、搬运过程中常能成为碎屑矿物保存在沉积物中，但其层间域中的K+常部分淋失，由H3O+代替，形成水白云母。
［鉴定特征］颜色、极完全解理、弹性等均可作为鉴定依据。白云母薄片具弹性，容易与滑石等其他浅色片状矿物相区别。
［用途］大片优质白云母用于电气、电子、航空航天工业，为此开发了大片白云母人工合成技术。碎云母片用作云母陶瓷、云母纸，以部分替代大片云母。云母粉广泛用于涂料、颜料、塑料、橡胶填料，具有良好的密闭性。在云母粉上镀上TiO2涂层，成为高级颜料―――珠光云母。
海绿石K＜2(Fe，Al)4［(Si，Al)8O20］(OH)4
［化学组成］其成分不很固定，与白云母相比，主要有以下不同:
(1)层间域中阳离子数量不足，可有Na+进入，K2O含量一般在4%～9.5%;
(2)结构单元层内硅氧四面体片中Al3+代替Si4+的数量小;
(3)结构单元层内八面体片中除Al3+外，有Fe3+、Fe2+、Mg2+进入;
(4)海绿石为八面体片中含有二价阳离子的三八面体云母。
［形态］单斜晶系，晶体极少见;常呈极细小的晶粒集合成直径1毫米至数毫米的圆粒，散布于砂岩、粘土岩或石灰岩中。
［物理性质］蓝绿色、暗绿色至绿黑色;光泽暗淡。硬度2～3。相对密度2.2～2.8。
［成因产状］为典型的海相沉积矿物，产于砂岩、碳酸盐岩(泥灰岩、石灰岩)、粘土岩以及磷块岩中。近代海洋水深300～500m海底的绿色淤泥和砂中亦有发现。
［鉴定特征］根据颜色、形态和产状可初步识别。
［用途］用作钾肥;纯净者可作颜料。在地质上常用作海相沉积指示矿物。
黑云母亚族
本亚族为金云母K2Mg6［Al2Si6O20］(OH，F)4―铁云母K2Fe2+6［Al2Si6O20］(OH，F)4的完全类质同象系列。原子数比Fe/(Mg+Fe)为0～0.33为金云母;＞0.33为黑云母。
金云母K2Mg6［Al2Si6O20］(OH，F)4
［化学组成］完全不含Fe2+的金云母中，K2O11.3%，MgO29.0%，Al2O312.2%，SiO243.2%，H2O4.3%，常含类质同象杂质Fe2+、F－等。
［形态］单斜晶系，晶形呈假六方板状、短柱状;集合体呈片状或鳞片状。
［物理性质］常呈黄褐色或红褐色，有时呈灰绿色或无色透明;玻璃光泽，解理面呈珍珠光泽。硬度2.5;解理平行{001}，极完全;薄片具弹性。相对密度2.7～2.85。
［成因产状］产于富镁的岩石(如白云岩)或富镁石灰岩与岩浆岩的接触变质带中，和透辉石、镁橄榄石等共生。上述岩石经区域变质亦可形成金云母。
在超基性岩，特别是金伯利岩(角砾云母橄榄岩―――金刚石的母岩)中常含大量金云母，有时含量可达25%。
风化作用中金云母和白云母相似，脱去部分K+后可以形成蛭石。
［鉴定特征］一般特征与白云母相同，主要根据其褐色与其他云母相区别。与颜色相似的黑云母的方法是将二者撕成很薄的薄片放在白纸上对比，金云母呈淡黄褐色，而黑云母呈灰绿色或烟色。无色或其他颜色金云母的确切鉴定需借助显微镜。
［用途］可用作绝缘材料，但电性能较白云母差，热性能较白云母好，用作高温绝缘材料。人工合成的氟金云母部分替代了天然金云母。
黑云母K2(Mg，Fe)6［Al2Si6O20］(OH，F)4
［化学组成］为金云母之富铁者(FeO＞16%)。
［形态］同金云母。
［物理性质］常呈褐黑色、绿黑色、黑色。相对密度3.02～3.12。其余同金云母。
［成因产状］黑云母在云母族中分布最广。它不仅广泛分布在岩浆岩中，而且在结晶片岩和片麻岩中也有大量分布。
黑云母受热液蚀变会被改造为绿泥石。在风化作用中，黑云母中的铁受到氧化，层间域中的钾部分流失，首先变为水化黑云母，进一步变为蛭石。
［鉴定特征］以其颜色与其他云母相区别;以其薄片的弹性和蛭石相区别。
［用途］鳞片状黑云母可作建筑材料充填物，如云母沥青毡。
锂云母亚族
锂云母(鳞云母)K2Li3Al3［Al2Si6O20］(OH，F)4
［化学组成］按其化学式计算，K2O11.9%，Li2O5.7%，Al2O332.2%，SiO245.6%，H2O4.6%。但其实际变化很大，Li2O为1.23%～5.90%;K2O可被Cs2O、Rb2O代替，代替量可高达2%～3%;常含相当量的F。铁锂云母的成分可以看成是锂云母与黑云母之过渡产物，一般含FeO较高，可达12.5%，含Li2O在5%以上。
［形态］单斜晶系，通常呈片状或鳞片状集合体，有时呈致密的细鳞片状集合体。
［物理性质］常呈浅紫色，有时呈白色、桃红色(含Mn2+)，铁锂云母则为灰绿色、灰色;玻璃光泽。硬度2.5;解理平行{001}，极完全;薄片有弹性。相对密度2.8～2.9(铁锂云母可达3.2)。
［成因产状］锂云母主要产于含锂花岗伟晶岩中，常与锂辉石、锂电气石、钠长石、绿柱石等共生;铁锂云母则产于含锡石、黄玉的伟晶岩、云英岩或气成―高温热液矿脉中，与黑钨矿、锡石、黄玉、石英共生。
［鉴定特征］以颜色和产状为特征，此外可作锂的焰色反应(见锂辉石描述)。
［用途］为提取锂的主要矿物之一，并可综合利用铷和铯;也可以作为陶瓷、微晶玻璃的配料。
水云母族
水云母族矿物结构与云母相似，只是在层间域中的阳离子K+较少，并有水分子或其他阳离子进入。与此同时，还有一些改变，如Al3+代替Si4+较少等。因此，水云母族矿物在成分和结构上都具有向云母族过渡的性质。
