电气石是一类环状硅酸盐矿物,其结构通式可表示为XY3Z6Si6O18(BO3)3W4,式中X=Na+、Ca2+、K+、空位, Y=Mg2+、Fe2+、Mn2+、AI3+、Fe3+、Mn3+、Li+,Z=AI3+、Fe3+、Cr3+、Mg2+,W=OH-、F-、O2-。其中X,Y,Z三位置的原子或离子种类不同会影响电气石的物理性质。晶体结构的对称性为R3m。电气石的主要矿种有铁电气石(Sehorl)、镁电气石(Dravite)和锂电气石(Elbaite)等。
主要电气石族矿物及其密度如下表:
名称 | 密度/g·cm |
锂电气石 | 2.84-3.1 |
镁电气石 | 2.9-3.29 |
黑电气石 | 2.82-3.24 |
铁电气石 | 3.26-3.33 |
钙锂电气石 | 3.05 |
钙镁电气石 | 3.1 |
铁钙镁电气石 | 3.21 |
布格电气石 | 3.31 |
铬镁电气石 | 3.39-3.41 |
无碱铁电气石 | 3.14 |
无碱锂电气石 | 3.06 |
有学者将电气石分为镁铁锂电气石、钙镁电气石、钠锰电气石、布格电气石四个矿物种。
(1)镁铁锂电气石:Na(MgFeAlLi)3Al6(BO3)3(Si6O18)(O,OH,F)4
根据三元完全类质同象(类质同象是在一种晶体的内部结构中﹐本来完全可由某种离子或原子占据的位置﹐部分地由性质类似的他种离子或原子所占据﹐共同形成均匀的﹑单一相的混合晶体的现象。一般而言,相互替代的原子或离子的半径接近,离子类型和化学键相同或相近,则比较容易形成类质同象替代,同时还要能保持电价平衡)种的划分分为三个亚种:
镁电气石(Dravite):NaMg3Al6(BO3)3(Si6O18)(OH)4
铁电气石(Schorl):NaFe3Al6(BO3)3(Si6O18)(OH)4
锂电气石(Elbaite):Na(Li1.5Al1.5)Al6(BO3)3(Si6O18)(OH)3(OH)
(2)钠锰电气石:NaMn3Al6(BO3)3(Si6O18)(OH)4
(3)钙镁电气石:CaMg3(Al5,Mg)(BO3)3(Si6O18)(OH)4
(4)布格电气石:NaFe3+3Al6(BO3)3(Si6O18)O3F