本族矿物的化学成分为Al2SiO5。Al2SiO5有三种同质多象变体，即蓝晶石AlⅥAlⅥ［SiO4］O、红柱石AlⅥAlⅤ［SiO4］O和夕线石AlⅥ［AlⅣSiO5］（化学式中的罗马数字Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ表示Al的配位数）。前二者属本族矿物，而夕线石从晶体结构特征来看，应列入链状结构硅酸盐中。
Al2 SiO5 的三个同质多象变体的晶体结构中，Si 全部为四面体配位，并呈孤立的[SiO4 ]四面体。两个Al3+中的一个均与氧呈八面体配位，并以***棱的方式联结成平行 c 轴方向延伸的[AlO6 ]八面体链；剩余的另一个Al3+在三种矿物中的配位数各不相同。在红柱石中为五次配位，形成[AlO5 ]三方双锥多面体，在蓝晶石中为六次配位，形成[AlO6 ]八面体，在夕线石中为四次配位，形成[AlO4 ]四面体。这就导致了红柱石晶体结构中只有一个[AlO6 ]链，链由[SiO4 ]四面体和[AlO5 ]多面体联接；蓝晶石晶体结构中有两个[AlO6]八面体链，彼此***角尖及***棱相联形成平行（100）的八面体复杂层，层间以[SiO4 ]四面体相联；夕线石晶体结构中有一个[AlO6 ]八面体链，并且[SiO4 ]四面体与[AlO4 ]四面体相间排列形成四面体双链。参见图 21-17；图21-18；图21-19。这三种矿物中1/2的Al在配位数上的变化，反映其形成的温压条件。即在一般情况下，蓝晶石产于高压变质带或中压变质带的较低温部分，因高压低温易形成AlⅥ，红柱石产于低压变质带的较低温部分，因低温低压易于形成罕见的五次配形式AlⅤ，夕线石产于中压或低压变质带的较高温部分，因低压高温易于形成AlⅣ。三种矿物稳定温压范围见图 21-20。这三种矿物属于富铝泥质片岩中重要矿物，它们起着变质岩中相对温度和压力的指示剂的作用。
另外，三种矿物结构上的差异导致了它们形态、物性的差异，红柱石为柱状晶体，{110}解理发育，其柱体及解理都平行于[AlO6 ]八面体链；蓝晶石为板状晶体，最发育的解理是{100}，其板状晶形及解理都平行于[AlO6 ]八面体链相联所形成的层；夕线石为针状、纤维状晶体，解理{010}发育，其针状晶形及解理也都平行[AlO6 ]八面体链及[AlO4 ]、[SiO4 ]四面体双链，之所以发育成针状、纤维状晶形，是因为结构中存在一个[AlO6 ]八面体链和一个[AlO4 ]、[SiO4 ]四面体双链导致结构异向性十分强烈所致。这三种矿物的相对密度差异也能很好地说明它们之间结构紧密度的差异及形成压力条件的差异，红柱石相对密度小（3.13～3.16），结构最松，出现罕见的五次配位AlⅤ，形成于低压条件；夕线石相对密度较大（3.23～3.27），结构较红柱石紧，可稳定于比红柱石较高的压力范围内；蓝晶石相对密度最大（3.53～3.65），结构最紧密，其氧离子作近似的立方最紧密堆积，形成于高压环境。
图21-17 红柱石 Al2[SiO4]O的晶体结构
图21-18 蓝晶石 Al2[SiO4]O的晶体结构
图21-19 夕线石 Al[AlSiO5]的晶体结构
图21-20 Al[SiO4]O矿物的稳定范围
以下叙述本族矿物红柱石及蓝晶石，而夕线石将在链状结构硅酸盐中进行叙述。
红柱石（Andalusite）
Al2［SiO4］O
化学组成Al可被Fe3+（≤9.6%）和Mn（≤7.7%）所代替。
晶体结构斜方晶系；；a0 =0.778nm，b0 =0.792nm，c0 =0.557nm；Z=2。晶体结构见前述。
形态晶体呈柱状，横断面近正四边形（图21-21）。双晶少见，双晶面（101）。当红柱石在生长过程中俘获部分碳质和粘土物质呈定向排列时，使在其横断面上呈黑十字形（图21-22），而纵断面上呈与晶体延长方向一致的黑色条纹，这种红柱石称为空晶石。有些红柱石呈放射状排列，形似菊花，叫菊花石（图21-23）。
图21-21 红柱石的晶体
图21-22 空晶石素描图
物理性质常为灰色、黄色、褐色、玫瑰色、肉红色或深绿色（含锰的变种），无色者少见；玻璃光泽。解理平行{110}中等。硬度6.5～7.5。相对密度3.15～3.16。
成因及产状红柱石主要为变质成因的矿物。在区域变质作用中产于变质温度和压力较低的条件下，一般见于富铝的泥质片岩中；常与堇青石、石英、白云母、石榴子石、十字石、黑云母及一些其他的铝的矿物***生。红柱石亦见于泥质岩石和侵入岩体的接触带，为典型的接触热变质矿物。北京西山菊花沟产的放射状集合体的红柱石（又称菊花石）颇为著名（图21-23）；北京周口店太平山北房山岩体与泥质围岩的接触带上亦见接触变质的红柱石大量产出。
鉴定特征常呈灰白色、肉红色，柱状晶形，近于正方形的横截面，平行{110}的两组中等解理。空晶石具独特的碳质包裹物。硝酸钴试验呈 Al的反应。
图21-23 菊花石照片产于北京西山
主要用途可制造高级耐火材料。还可作雷达天线罩的原料。可应用于陶瓷工业，增加制品的机械强度和耐急冷急热性能。产菊花石的岩石可作装饰石材。色泽好，且透明、晶粒粗大者可作宝石原料。空晶石可作很好的观赏石。
蓝晶石（Kyanite或 Disthene）
Al2［SiO4］O
化学组成组分与红柱石同。但蓝晶石可含Cr3+（≤12.8%），此外常含有Fe2O3（达1%～2%，有时达7%）及少量CaO、MgO、FeO、TiO2等混入物。
晶体结构三斜晶系；；a0=0.710nm，b0=0.774nm，c0=0.557nm；α=90°06′，β=101°02′，γ=105°45′；Z=4。晶体结构见前述。
形态常沿 z 轴呈偏平的柱状或片状晶形 〔图21-24（a）、（b）〕。双晶常见，双晶面（100）或（121）〔图 21-24（c）、（d）〕。有时呈放射状集合体。
物理性质蓝色、青色或白色，亦有灰色、绿色、黄色、粉红色和黑色者；玻璃光泽，解理面上有珍珠光泽。解理{100}完全，{010}中等；{001}有裂开。硬度随方向不同而异：在（100）面上，平行 c 轴方向为 4.5，垂直 c 轴方向为6，而在（010）和（110）面上垂直 c 轴方向则为 7，因此也叫二硬石。相对密度3.53～3.65。性脆。
成因及产状蓝晶石为区域变质作用产物，多由泥质岩变质而成，是结晶片岩中典型的变质矿物。在富铝岩石中，在中压区域变质作用下，蓝晶石产于低温部分而夕线石则在高温部分，此外，蓝晶石还产于某些高压变质带。
图21-24 蓝晶石的晶体（a）、（b）和双晶（c）、（d）
鉴定特征根据其颜色，明显的硬度异向性和主要产于结晶云母片岩中等易于认出。硝酸钴试铝呈Al反应。
主要用途可制造高级耐火材料及高强度轻质硅铝合金材料。也可以从中提取铝。