硅酸鹽礦物——埃洛石

埃洛石是一種典型的高嶺石族礦物。埃洛石是地球上唯一存在的天然高嶺石水合物，按水合程度的不同可分為10埃-埃洛石、7埃-埃洛石和層間距處于它們之間的x埃-埃洛石（x表示（001）底面間距）。埃洛石的用途與高嶺石相似，也是優(yōu)質(zhì)陶瓷的原料，在化學工業(yè)上可以合成分子篩和作催化劑的載體，在塑料、橡膠和油漆工業(yè)中用作填料等。近年來已被廣泛用作緩釋容器、催化劑載體、有機聚合物填充材料、儲氫材料和納米材料模板等，具有重要的應用價值。

埃洛石的命名

埃洛石（halloysite）最早由Berthier于1826年命名，是為了紀念比利時科學家Omaliusd’Halloy發(fā)現(xiàn)了一種存在于石炭紀石灰石中的礦物材料。在之后相當長一段時間里，很多材料被描述為”halloysite”,Dana曾經(jīng)列出了16種具有“halloysite”命名的礦物。到二十世紀初，隨著X射線衍射儀（X-RayDiffraction，XRD）的誕生，人們才開始了對埃洛石真正意義上的研究。

長期以來，不同研究者對埃洛石進行不同的實驗，所以埃洛石也經(jīng)歷了不同的命名階段。

埃洛石的命名歷史

埃-埃洛石結(jié)構(gòu)

10埃-埃洛石

10埃-埃洛石的化學式為Al2O3?2SiO2?4H2O或Al2Si2O5(OH)4?2H2O，可由脫水后產(chǎn)物的XRD衍射結(jié)果，以及脫水過程中失重曲線等和高嶺石對比得到；其基本結(jié)構(gòu)為高嶺石片層夾著一層水分子。在關(guān)于10埃-埃洛石的結(jié)構(gòu)細節(jié)中，最被廣泛接受的是Hendricks和Jeffersons提出的模型（如下圖所示）：高嶺石片層間的水分子連接成六邊形網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，其氧原子位于同一平面上。由于結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性需要和水分子幾何外形的影響，四分之一的氫原子沒有和其它水分子作用，而是和相鄰的層間四面體氧形成氫鍵；在另一側(cè)，層間羥基氫中有三分之一和水分子氧形成氫鍵，其余的羥基氫和周圍的層間羥基氧形成與三水鋁石結(jié)構(gòu)類似的氫鍵。他們認為高嶺石片層離子性更強，因而層間結(jié)合力要比其和水分子間的要大，所以埃洛石一旦脫水便不可恢復。

10埃-埃洛石以及層間水分子的結(jié)構(gòu)示意圖

7埃-埃洛石

7埃-埃洛石是10埃-埃洛石脫水后的產(chǎn)物，結(jié)構(gòu)類似于高嶺石，但由于保留了10埃-埃洛石層間堆垛的紊亂，有序度甚至低于b軸無序高嶺石，但有少量較為規(guī)則的晶粒表現(xiàn)出雙層三斜或單斜的晶胞特性。

其它底面間距埃洛石

10埃-埃洛石在脫水時，根據(jù)脫水條件的不同（濕度、溫度、壓強、時間等），會產(chǎn)生出不同的衍射底面間距，如1.0nm（0.99nm），0.95nm，0.86nm，0.79nm，0.75nm（0.74nm）和0.73nm（0.72nm）等。除1.0nm和0.72nm外，其它底面間距的埃洛石是單相還是混層或者是混合物，是人們關(guān)注的重點。目前最普遍的觀點是這些中間產(chǎn)物為10埃-埃洛石和7埃-埃洛石的區(qū)域混層產(chǎn)物。

埃洛石形貌

據(jù)文獻中報道，埃洛石有管狀、棒狀、纖維狀、球狀或假球狀、片狀、板狀、羽毛狀、薄的圓柱狀或盤狀、網(wǎng)箱狀織物或螺旋狀、顆粒狀，帶卷曲邊緣的不規(guī)則羽毛狀、菌褶狀等。

埃洛石在外觀上呈各種顏色，主要為白色，其次為淺藍色、黃白色、黃棕色及雜色。擁有蠟狀或油脂光澤。貝殼狀斷口。比重為2:1，失水后可增高到2.6左右。空間分布上，黃棕色礦石主要分布在礦體上部，白色或淺藍色在下部，常呈似層狀，礦體底部常為黑色或黑白相間。

a-管狀；b-球狀；c-盤狀；d-菌褶狀；e-網(wǎng)箱狀；f-片狀

礦物分布

埃洛石是一種主要的粘土礦物，是典型的風化作用的產(chǎn)物，在風化殼中常與高嶺石、三水鋁石和水鋁英石等共生。中國四川敘永、貴州習水一帶和山西陽泉等地風化殼中均有產(chǎn)出，并因產(chǎn)地而又得名為敘永石。它也產(chǎn)于金屬硫化物礦床的氧化帶中，有時也少量產(chǎn)于現(xiàn)代沉積物中，與大量高嶺石共生。