矿物中水的存在形式

水是许多矿物的重要的化学组成之一，绝大多数矿物或多或少都含有水。水的存在形式、数量，必然影响到矿物的许多性质。根据矿物中水的存在形式及其在晶体结构中的作用和性质，可分为以下五种。

1吸附水

以中性水分子H2O的形式被机械地吸附于矿物颗粒的表面或缝隙中的水。其中，附着于矿物颗粒表面的称为薄膜水；充填在矿物颗粒间细微裂隙中的称为毛细管水。吸附水不属于矿物固有的化学组成，因此，不写入矿物化学式。

作为分散媒吸附在胶粒表面上的称为胶体水，是吸附水的一种特殊类型。它是水胶凝体矿物本身的固有特征，故应作为重要的组分计入矿物化学成分中，如蛋白石（SiO2·nH2O）（n表示水含量不固定）。

吸附水的含量不定，随环境的温度、湿度等条件而变化。常压下，当温度加热到100～110℃时，吸附水全部逸散。但胶体矿物中吸附水的逸失温度稍高，一般为100～250℃。

矿物中吸附水的存在，对矿物的风化作用起着很重要的作用。

2结晶水

以中性水分子H2O的形式存在于晶体结构中，其数量固定，并与矿物中其他组分的含量常成简单的比例关系，如石膏（Ca［SO4］·2H2O）。

结晶水由于受到晶格的束缚，结合较牢固。其脱失温度一般在200～500℃范围内或更高。由于不同的矿物晶体结构不同，各有确定的脱水温度，但一般不超过600℃；有的矿物其结晶水还可分次逐步脱失。如石膏（Ca［SO4］·2H2O），80℃时开始脱水，120℃时，脱去原结晶水的3/4，形成具有成分为（Ca［SO4］·05H2O）的半水石膏，当温度继续升高至150℃时，半水石膏中的水全部脱去成为硬石膏（Ca［SO4］）。伴随着结晶水的脱失，原矿物的晶体结构也将发生破坏或被改造，从而形成一种新矿物。

3结构水

结构水（也称化合水），是以OH-、H＋或（H3O）＋的形式存在于晶体结构中，有固定的配位位置和确定含量比的“水”，其中尤以OH-最为常见，如高岭石（Al4［Si4O10］（OH）8）等。

结构水在晶格中的结合强度远比结晶水强，只有在高温（一般为600～1000℃或更高）下晶体结构遭受到破坏时，才能使之逸出，如高岭石的失水温度为580℃。结构水主要存在于氧化物和层状结构的硅酸盐矿物中。

4沸石水

沸石水是介于结晶水和吸附水之间的一种水，以中性水分子的形式主要存在于沸石族矿物晶格中宽大的空腔和通道中而得名。沸石水在晶格中也占据确定的配位位置，水的含量随温度和湿度在一定范围内变化，其含量有一个上限值，此数值与其他组分的含量间有确定的比例关系。

随着温度升高，沸石水一般在80℃时可以通过结构孔道逐渐逸失，至400℃时可全部析出，在失水过程中并不导致结构的破坏，仅是矿物的某些物理性质随含水量的变化而呈现线性的变化。沸石水的含量随外界温度、湿度等条件的变化而变化，它对晶体结构不产生影响，如部分脱水后的沸石，在潮湿环境中，又能重新从外界吸收水分，并恢复到原来的含水限度，从而再现矿物原来的物理性质，如钠沸石（Na2［Al2Si3O10］·2H2O）等。

5层间水

层间水是存在于某些具有层状结构的硅酸盐矿物晶格的结构层之间，性质介于结晶水与吸附水之间的一种中性水分子。层间水的含量不定，并随所吸附的阳离子的种类以及外界环境的温度和湿度而变化，同时矿物的物理性质也将发生相应的变化。当温度升高时，层间水逐渐逸出，常压下约至110℃时，其大部分水可逸失。脱失层间水后的矿物固有的层状结构并不因之而破坏，仅相邻结构层间堆积趋向紧密，矿物密度变大。而在潮湿环境中，水分子又可以重新被吸入进入晶格的层间，并使晶格相应发生膨胀，具有明显的吸水膨胀的特性，如蒙脱石（（Na，Ca）033（Al，Mg）2［（Si，Al）4O10］（OH）2·nH2O）。而有的含层间水的矿物，在加热过程中，水的气化压力可使晶格结构层间距离迅速扩大，而表现出显著的热膨胀性，如蛭石（（Mg，Ca）05（Mg，Fe3＋，Al）3［（Si，Al）4O10］（OH）2·4H2O），此现象是蛭石的主要鉴定特征之一。

含有层间水和沸石水的矿物，大都具有吸附性阳离子，而这些吸附阳离子又可伴随着水分子的逸出和进入与介质中的阳离子发生离子交换，因而具有实用价值。研究水在矿物中的特性，尤其对于水文地质及工程地质、石油地质和环境科学将具有重要的实际意义。

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