本族矿物的化学式为A3B2［SiO4］3。A为Mg2+、Fe2+、Mn2+、Ca2+等二价阳离子，B为Al3+、Fe3+、Cr3+等三价阳离子。按阳离子间的类质同象关系可将本族矿物分为两个系列:
(1)铝榴石系列该系列包括镁铝榴石Mg3Al2［SiO4］3、铁铝榴石Fe3Al2［SiO4］3。锰铝榴石Mn3Al2［SiO4］3，其化学通式为(Mg2+，Fe2+，Mn2+)3Al2［SiO4］3。它们的共同特点是三价阳离子为半径较小的Al3+，在Mg2+、Fe2+和Mn2+间为完全类质同象。
(2)钙榴石系列该系列包括钙铝榴石Ca3Al2［SiO4］3、钙铁榴石Ca3Fe2［SiO4］3、钙铬榴石Ca3Cr2［SiO4］3，其化学通式为Ca3(Al3+，Fe3+，Cr3+)2［SiO4］3。它们的共同特点是二价阳离子为半径较大的Ca2+，在Al3+、Fe3+和Cr3+间为完全类质同象。
两系列之间只能有限地互相代替，因此，在自然界发现的石榴子石总是可以从成分上归入两系中的一系。在自然界最常见石榴子石的成分可表示为:镁铝—铁铝榴石(Mg，Fe)3Al2［SiO4］3和钙铝—钙铁榴石Ca3(Al，Fe)2［SiO4］3。
石榴子石族矿物的晶体结构为等轴晶系，结构中孤立四面体被三价阳离子联结成牢固的骨架，二价阳离子充填于骨架的空隙中。因此，其硬度大，抗风化力远远超过纯由二价阳离子联结的橄榄石。
由于石榴子石族各种矿物具有相同的形态，相似而彼此过渡的性质。因此，把它们合并描述。
［化学组成］见表15－3。还可含Ti、Y等。
［形态］等轴晶系，经常呈现菱形十二面体{110}和四角三八面体{211}等晶形(图15－11)，集合体呈粒状和块状。
表15－3石榴子石族矿物的化学组分
图15-11 石榴子石的晶形
［物理性质］常呈暗红色、红褐色至红褐黑色，条痕白色或略呈淡黄褐色;玻璃光泽。硬度7～7.5;无解理。相对密度变化较大，3.53～4.32。现将具有理想组分的石榴子石物理性质列于表15－4中。
表15－4石榴子石族矿物的性质
［成因产状］主要产于变质岩中。
产于区域变质形成的各种片岩中的石榴子石主要为铝系石榴子石，其成分为铁铝石榴子石(Fe，Mg)3Al2［SiO4］3。
产于接触变质形成的矽卡岩中的石榴子石主要为钙系石榴子石，其成分近于钙铁榴石Ca3(Fe，Al)2［SiO4］3。
产于高温条件下的超基性岩石(如金伯利岩)和高压变质带的榴辉岩中的石榴子石常为镁铝榴石。在含铬超基性岩可见到钙铬榴石。
石榴子石硬度高，化学性质稳定，常可见于漂砂中。强烈风化可使铁质石榴子石分解形成褐铁矿。
［鉴定特征］良好的晶形、带红的色调、断口上的油脂光泽以及高硬度均可为其鉴定依据。其矿物种或精确成分的确定需借助于仪器。
［用途］最常见的变质岩造岩矿物。可作研磨材料，称为金刚砂，可减少患硅肺病的几率，也可作水的过滤砂。结晶好的红色、紫色镁铝榴石可做宝石，称“火红榴石”、“紫牙乌”，褐红色的铁铝榴石称“深红榴石”。浓绿色的钙铁榴石称“翠榴石”。
蓝晶石族
图15-12 Al2O3·SiO2同质多象变体的稳定范围(据潘兆橹等，1993)
本族矿物成分同为Al2O3·SiO2，有蓝晶石、红柱石和矽线石三个同质多象变体(图15－12)，其中矽线石具有链状硅氧骨干，属链状硅酸盐亚类。因三者关系密切，故在此一并叙述。
蓝晶石、红柱石和矽线石在晶体结构上的关键性差别在于Al3+的配位数。在蓝晶石中Al3+的配位数均为6，即晶体结构中每个Al3+离子均位于6个O2－的包围之中，其化学式写为Al2［SiO4］O;在红柱石中Al3+的配位数一半为6，一半为5，即有一半的Al3+不在6个O2－的包围中，而在5个O2－的包围中，其化学式写为AlAl［SiO4］O;在矽线石中Al3+的配位数除一半仍保持6不变外，另一半为4，即和Si4+一道进入四面体中，因而矽线石为铝的铝硅酸盐，其化学式为Al［AlSiO5］。
由于三种矿物中Al的配位数不同，因而它们的形成条件也不一样，蓝晶石形成于高压下，矽线石形成于高温下;而红柱石则在中温、中压条件下稳定，其稳定范围见图15－12。
在这三种矿物的结构中，平行c轴方向都存在牢固的Al－O八面体链。因此，虽然蓝晶石和红柱石为岛状硅酸盐，结构中没有硅氧四面体链状骨干，但它们和矽线石一样，都具有平行c轴延长的柱状、针状、板条状等形态。
［用途］由于这三种矿物的成分和结构与耐火高温矿物莫来石(或高铝红柱石3Al2O3·2SiO2，)相近，高温下体积稳定、强度高、抗热冲击性好，故用于高温耐火材料，称为“三石”。
蓝晶石Al2［SiO4］O
［化学组成］Al2O362.92%，SiO237.08%，可含少量Cr3+、Fe3+(代替Al3+)等。
［形态］三斜晶系，晶体呈沿c轴延长的板条状(图15－13a、b)，常依双晶面(100)或(121)成双晶(图15－13c，d)，集合体有时呈放射状。
［物理性质］一般为浅蓝色、亦有灰白、绿、粉红色者;条痕白色;透明;玻璃光泽。硬度具明显的异向性，在(100)面(即晶体上最大的板面或解理面)上刻划，平行延长方向(c轴)为4.5，垂直此方向为6，故名二硬石;解理平行{100}完全，平行{010}中等。相对密度3.56～3.68。
图15-13 蓝晶石的晶形(a、b)和双晶(c、d)
［成因产状］蓝晶石为区域变质作用的产物，是结晶片岩中的典型矿物，它是由富铝岩石在相当大的压力下变质而成的。蓝晶石常与十字石、铁铝榴石共生。
［鉴定特征］据板条状晶形、浅蓝色以及硬度的异向性易于识别。
［用途］为中级、高压区域变质作用的标型矿物;也是相当好的耐火材料;色泽好、透明且晶粒粗大者可作宝石原料。
红柱石AlAl［SiO4］O
［化学组成］同蓝晶石，可有Fe3+、Mn3+代替Al3+。
［形态］斜方晶系，晶体常呈柱状，横截面近正方形，晶体的主要单形为斜方柱{110}和{101}，以及平行双面{001}(图15－14a)。某些红柱石由于生长过程中俘虏的部分泥质和炭质在横截面上呈黑十字状定向排列，这种红柱石称为空晶石(图15－14b)，其集合体呈放射状者又称之为菊花石。
图15-14 红柱石的晶形(a)和空晶石断面(b)
［物理性质］新鲜面呈浅红色，但极易风化成白色、灰白色;条痕白色;透明;玻璃光泽;硬度6.5～7.5，但风化成白色者硬度很低，解理平行{110}中等，平行{100}不完全，两组{110}解理夹角89°12'，近于正交。相对密度3.1～3.2。
［成因产状］主要产于富铝的泥质岩石与岩浆岩的接触变质带中。
［鉴定特征］其晶形、断面、集合体形态以及新鲜面的淡红色和风化后的灰白色等为其主要特征，如为空晶石则更易识别。
［用途］制造高级耐火材料和雷达天线罩原料;空晶石和菊花石为观赏石;结晶好、透明度高的红柱石及绿色红柱石是稀罕品种，可作宝石。
矽线石Al［AlSiO5］
［化学组成］同蓝晶石。
［形态］斜方晶系，呈针状、纤维状或放射状集合体。
［物理性质］通常为透明无色至灰白色;条痕白色;玻璃光泽。硬度7;解理平行{010}，完全。相对密度3.23～3.27。
［成因产状］是典型的高温变质矿物，主要产于富铝泥质变质岩的高级变质带中，如刚玉、矽线石片麻岩及矽线石、堇青石片麻岩等岩石中。
［鉴定特征］针状、放射状或纤维状形态以及其产状可作为鉴定特征。
［用途］同蓝晶石。
十字石族
十字石FeAl4［SiO4］2O2(OH)2
［化学组成］FeO16.9%，Al2O353.8%，SiO228.2%，H2O1.1%。其中Fe2+可被Mg2+代替;Al3+可被Fe3+代替。
［形态］单斜晶系(呈假斜方晶系)，晶体呈柱状，常具穿插双晶(图15－15)，偶有近于直交的十字形双晶出现，故命名十字石，有时也呈粒状产出。
图15-15 十字石的晶形(a)和双晶(b、c)
［物理性质］红褐色、暗褐色或黄褐色;玻璃光泽。硬度7.5;解理平行{010}，中等。相对密度3.74～3.88。
［成因产状］十字石系较高温的变质矿物，主要见于区域变质作用形成的结晶片岩中，与铁铝榴石、蓝晶石、白云母、石英等共生。
［鉴定特征］十字石的双晶形态最为特征;无双晶时，可根据斜方柱状晶形(断面近菱形)、红褐色和高硬度鉴别。
［用途］是典型中等程度区域变质作用的标型矿物，因而具重要地质标型意义。
黄玉族
黄玉(黄晶)Al2［SiO4］(F，OH)2
［化学组成］含Al2O356.54%，SiO233.22%，F17.61%，F－与(OH)－的含量是不固定的，形成时的温度越高，F－的含量也越高。
［形态］斜方晶系，晶体常呈柱状(图15－16)，柱面具纵纹，以{110}和{120}两种斜方柱最为发育(图15－16);集合体常呈柱状、粒状或块状。
图15-16 黄玉的晶形
［物理性质］无色透明或呈浅黄色;玻璃光泽。硬度为8;解理平行{001}，完全。相对密度3.49～3.6。
［成因产状］形成于高温并富含挥发组分的条件下，主要产于花岗伟晶岩、云英岩和气化高温热液矿脉中，常和锡石、电气石、萤石和白云母等矿物共生。
在表生作用下，由于其化学性质很稳定而可转入漂砂中。
［鉴定特征］以斜方柱状晶形、断面呈菱形、柱面具纵纹、平行{001}的完全解理和高硬度为其特征。
［用途］可作研磨材料和仪表轴承。结晶好、透明度高者可作为宝石。
榍石族
榍石CaTi［SiO4］O
［化学组成］CaO28.6%，TiO240.8%，SiO230.6%，常有稀土元素替代Ca。
［形态］单斜晶系，晶体常见，多呈扁平的信封状，横截面呈菱形(图15－17);集合体多为粒状。
［物理性质］多呈棕黄色、灰褐色至褐黑色;金刚光泽。硬度5～5.5;性脆;{110}解理中等。相对密度3.29～3.56。
［成因产状］榍石是酸性和中性岩浆岩中的常见副矿物之一，在富含锆、铌、钽的碱性正长岩及与之有关的伟晶岩中特别富于此种矿物，而且晶体有时较大，当含榍石的岩石遭受风化破坏后，由于榍石化学稳定性较强而可富集于砂矿中。当榍石遭受到含碳酸热水溶液的作用后，可分解成方解石、石英和金红石。
［鉴定特征］以其楔状晶形为鉴别特征，可用简易化学方法试Ti，其步骤见金红石的描述。
［用途］为岩浆岩中常见副矿物。富集时可作为钛的原料。
图15-17 榍石的晶形及其横截面
绿帘石族
绿帘石Ca2Al2(Fe3+，Al)［SiO4］［Si2O7］O(OH)
［化学组成］成分变化于Ca2Al2Fe［SiO4］［Si2O7］O(OH)和Ca2Al3［SiO4］［Si2O7］O(OH)之间。当含Fe2O3达5%(重量百分比)以上时，即化学式中Fe原子数达0.3以上时为绿帘石，含Fe在此值以下时为斜黝帘石，两者间为完全类质同象。
图15-18 绿帘石的晶形
［形态］单斜晶系，晶体沿b轴延长呈柱状，柱面上常有纵纹(图15－18);集合体常呈粒状、柱状、放射状。
［物理性质］呈黄绿至黑绿色，晶粒越细颜色越浅;条痕白或略呈淡黄绿色;透明;玻璃光泽。解理平行{001}，完全，{100}中等。硬度6.5;相对密度3.21～3.49，随含铁量增加而加大。
［成因产状］绿帘石主要是热液作用于含Ca的岩石而形成的。矽卡岩中的含钙石榴子石、符山石等矿物在后期热液作用中可变为绿帘石;基性岩浆岩中的含钙长石蚀变后，也会变成斜黝帘石或绿帘石。
［鉴定特征］细粒集合体以其特殊的黄绿色为主要特征。较大的柱状晶体则以强玻璃光泽，深绿色的柱体、碎裂处的黄绿色、硬度很高以及柱面上的纵纹识别。
［用途］常见的蚀变矿物。结晶好、透明度高的黝帘石可作宝石，蓝色略带浅紫色的黝帘石称“坦桑石”(坦桑尼亚)。
符山石族
符山石Ca10(Mg，Fe)2Al4［SiO4］5［Si2O7］2(OH)4
［化学组成］成分变化很大，含CaO33%～37%，Al2O313%～16%，SiO235%～39%，MgO2%～6%，FeO4%～9%，H2O2%～3%。此外，尚有各种混入物，含BeO高者，称铍符山石(可达9.5%)，富含Cr2O3者(可达4.9%)称铬符山石。另外，其成分中常含F－(可达2%)替代(OH)－。
［形态］四方晶系，晶体呈四方柱状(图15－19);集合体常呈放射状或粒状。
图15-19 符山石的晶形
［形态］四方晶系，晶体呈四方柱状(图15－19);集合体常呈放射状或粒状。
［物理性质］颜色以灰绿、灰黄、棕褐为常见，玻璃光泽。{110}柱面解理，不完全;硬度6.5。相对密度3.33～3.45。
［成因产状］为常见的矽卡岩特征蚀变矿物，与石榴子石、透辉石等常见的矽卡岩特征蚀变矿物共生。
［鉴定特征］以四方柱(针)状晶形、横截面正方形，颜色，晶面上的强玻璃光泽以及高硬度等为鉴定特征。
［用途］为常见的蚀变岩(矽卡岩)造岩矿物。
学习指导
学习本亚类应注意从以下两方面进行总结:
1.由于络阴离子和阳离子的电价高、结构比较紧密，因而本亚类矿物结合力强、硬度高、相对密度较大、晶形较好、解理不太发育，常形成于内生或变质作用，在这方面本亚类与氧化物有许多相似之处。但大家可以比较两者的区别，尤其是含过渡型离子的氧化物和含同样过渡型离子的岛状硅酸盐，看看两者的颜色、条痕、光泽、相对密度等有什么异同。通过比较，抓住本亚类的特点及其形态和物性变化的规律。
2.在本亚类许多重要矿物族中，由于存在完全类质同象(主要是Mg2+－Fe2+－Mn2+、Al3+－Fe3+－Cr3+两组)使矿物的性质受到很大影响。学习中要总结成分和性质的关系，掌握其变化规律;同时，还要注意最经常出现的成分和性质特点(一般都是位于端员之间的中间情况)，以便在大多数情况下能认识该矿物。在硅酸盐中，类质同象系列矿物非常普遍(如本亚类中的镁橄榄石—铁橄榄石、钙铝榴石—钙铁榴石、斜黝帘石—绿帘石等)。看到某种矿物呈不同的颜色、相对密度等出现时，不必奇怪，这正说明其类质同象成分比例不同，反映其形成条件不完全一样。
硅酸盐矿物的肉眼鉴定比较难，但相对而言，本亚类矿物利用其形态、颜色、性质和产状比较容易识别，应注意加强肉眼鉴定的反复实践。
复习思考题
1.何谓岛状硅酸盐?本亚类矿物晶格中有哪几种硅氧骨干?试写出硅氧骨干的晶体化学式。
2.岛状硅酸盐中的阳离子成分有何特点?
3.为什么橄榄石只能形成于SiO2不饱和的岩石中?橄榄石硬度高，为什么不富集于漂砂中?
4.如何划分石榴子石的成分系列?其成分和成因各有何特点?
5.Al2O3·SiO2有几种同质多象变体?其构造上的主要区别是什么?与成因有何联系?试写出这几种矿物的晶体化学式。
6.红柱石的硅氧骨干是孤立四面体而不是硅氧四面体链，为什么它的形态呈柱状呢?
7.绿帘石的柱体延长方向与其他矿物有何不同?从晶体化学式判断绿帘石晶体构造中有几种硅氧骨干?