綠泥石的晶體結(jié)構(gòu)是由滑石層和氫氧鎂石層作為基本結(jié)構(gòu)層交替排列而成的三層結(jié)構(gòu)?；瘜又械亩覽SiO4]四面體層的活性氧相對排列，并彼此沿a軸錯動a/3距離。中間所形成的八面體空隙層為陽離子Mg、Fe、Al所充填。[SiO4]四面體層并不形成規(guī)則的正六方網(wǎng)，因為[SiO4]基底的氧朝向相鄰氫氧鎂石層中最近的OH-轉(zhuǎn)動一個角度(平均56°)，而距滑石層和氫氧鎂石層中的陽離子較遠，因而使六方網(wǎng)層成為復(fù)三方網(wǎng)層，使綠泥石的對稱降低為單斜或三斜。
在上述結(jié)構(gòu)中，由于滑石層對單斜a軸可以產(chǎn)生左右位移a/3和反映對稱，所以綠泥石存在多種結(jié)構(gòu)形式。其晶胞大小因結(jié)構(gòu)多型而稍有變化。一般綠泥石的晶胞參數(shù)為：a0= 0.533nm， b0=0.923nm， c0sinβ=1.42nm，β= 97°。晶胞大小和其化學(xué)成分也有密切關(guān)系，a0和b0隨著Fe3+、Fe2+、Mn置換Mg2-的增多而加大，而層間距d001則隨Fe3+含量的增高而減小；晶胞中四次配位的鋁含量越高，d001值越小，而鐵含量越高，則b0值越大。
在綠泥石的晶體結(jié)構(gòu)中，氫氧鎂石中的Mg2-被Al3+取代時，為了使電荷平衡，須有相同數(shù)目的Al3+取代滑石層中的Si4+。按這種取代關(guān)系的程度不同，有表1所列的幾種組成的綠泥石。綠泥石的分類與命名方法很多，目前尚未統(tǒng)一。
在綠泥石的組成中存在著廣泛的類質(zhì)同象置換現(xiàn)象。Fe2+、Fe3-、Mn均可置換Mg2+;Fe3-、Cr3+也可置換Al3+。因而自然界中的綠泥石成分十分復(fù)雜，變種很多，并不象表1中所列的那么簡單。
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