какие кольца кремнекислородных тетраэдров существуют
Классификация силикатов по типу кремнекислородных группировок (радикалов, мотивов)
По типу кремнекислородного мотива все силикаты делятся на 2 большие группы:
| 1. Силикаты с кремнекислородными мотивами конечных размеров | 2. Силикаты с кремнекислородными мотивами бесконечных размеров |
| — ортосиликаты | — цепочечные и ленточные |
| — диортосиликаты | — слоистые |
| — смешанного типа | — каркасные |
| — кольцевые |
 |
| Рисунок 12.2 – Кремнекислородный радикал ортосиликата |
1. Ортосиликаты имеют мотив [SiO4] 4- :
*форстерит и фаялит – два крайних члена изоморфного ряда оливина
**белит – один из основных минералов портландцементного клинкера
 |
| Рисунок 12.3 – Кремнекислородный радикал диортосиликата |
Диортосиликаты – с удвоенными тетраэдрами [SiO4] 4- , мотив [Si2O7] 6- :
Силикаты смешанного типа – т.е. с группами [SiO4] 4- и [Si2O7] 6- :
Кольцевые силикаты – структуры, когда несколько тетраэдров соединяются в кольцо (рис.12.4), или более сложные сдвоенные шестичленные кольца [Si12O30] 12-
2.Цепочечные и ленточныесиликатыс бесконечными в одном измерении цепочками или лентами тетраэдров [SiO4] 4- соединяются двумя вершинами, при этом у каждого тетраэдра (если это упорядоченный силикат) остаются две свободные валентности, через которые катионы металлов соединяют цепочки в решетку. Ленточные силикаты получаются путем отражения цепочки в плоскости симметрии.
В зависимости от формы цепочек и лент могут быть выделены следующие мотивы:
 |
| Рисунок 12.5 – Кремнекислородные мотивы ленточных и цепочных силикатов: а) [SiO3] 2- ¥, б) [Si2O6] 4- ¥, в)[Si2O5] 2- ¥, г)[Si4O11] 6 ¥ |
Cиллиманит Al2O3×SiO2 – Al[AlSiO5] (ленточный силикат, пироксеноид).
Примеры слоистых минералов.
2 пакет ÷водородная связь÷ 1 пакет
Поэтому каолинит обладает относительно низкой набухаемостью и невысокой пластичностью.
Каолинит – это название минерала. Он входит в состав многих глин, в том числе в сырьевой материал, который практически полностью состоит из каолинита, который называется каолином.
| Тетраэдрический слой | Октаэдрический слой | Тетраэдрический слой | Ван-дер-Ваальсовская связь |
Ввиду слабой Ван-дер-Ваальсовской связи между пакетами набирается большое количество воды, которая называется межпакетной (nH2O), что обусловливает высокую набухаемость и высокую пластичность минерала.
Монтмориллонит входит в состав бентонитовых глин, которые обладают высокой пластичностью и применяются для изготовления изделий сложной формы.
Примеры других минералов, имеющих слоистое строение.
Каркасные силикаты – структуры с трехмерными непрерывными радикалами из кремнекислородных тетраэдров (рис.12.7).
К таким структурам относятся все полиморфные модификации кремнезема SiO2.
— полевые шпаты (альбит, анортит, ортоклаз, цельзиан)
Силикаты
Современная классификация
Структура силикатов
В структурах С. установлено значительное число различных типов цепочек, лент, сеток и каркасов из тетраэдров.
По составу тетраэдрических радикалов различаются простые С. с кремнекислородным радикалом [SiO4] 4- и сложные С., в которых вместе с [SiO4] 4- присутствуют тетраэдрические группы алюминия (алюмосиликаты), бериллия (бериллосиликаты), бора (боросиликаты), титана (титаносиликаты), циркония (цирконосиликаты), урана (ураносиликаты). Наряду с этим выделяются силикаты Al, Be, Ti, Zr, в которых эти элементы играют роль таких же катионов, как Mg, Fe и др., соединяясь с кремнекислородными тетраэдрами не вершинами, а ребрами или через вершины, поделенные между двумя тетраэдрами.
Для С. характерен изоморфизм, проявляющийся особенно широко среди катионов; вследствие этого в С. распространены ряды твёрдых растворов (непрерывные или со значительными пределами замещений), а также изоморфные примеси. Поэтому даже развёрнутые формулы С., учитывающие основные изоморфные замещения, всё же являются неполными вследствие большой сложности состава реальных С. Распределение изоморфных катионов в структуре С. зависит от температуры и устанавливается рентгенографически или по мёссбауэровским и инфракрасным спектрам. Это свойство позволяет использовать С. в качестве геотермометра.
Дальнейшие усложнения в строении С. связаны с явлениями упорядочения (особенно Al — Si в алюмосиликатах и Mg — Fe в оливинах, пироксенах, амфиболах), политипии и смешаннослойных прорастаний (в слоистых С.), полиморфных превращений (например, андалузит — дистен — силлиманит), распада твёрдых растворов, образования электронно-дырочных центров (см. Дефекты в кристаллах).
Большинство С. в связи с их сложным строением имеет низкую симметрию: около 45% кристаллизуется в моноклинной, 20% имеют ромбическую симметрию, 9% — триклинную, 7% — тетрагональную, 10% — тригональную и гексагональную и 9% — кубическую.
Весьма характерно двойникование (двойники роста, механических и фазовых превращений).
Общие свойства
и др.; в некоторых минералах — электронно-дырочными центрами. В ряде случаев окраска связана с микровключениями окрашенных минералов.
Большое значение для точной диагностики С. имеют их оптические свойства — преломление, оптическая ориентировка и др., измеряемые с помощью столика Федорова, иммерсионного метода и др.
Происхождение
Происхождение силикатов весьма разнообразно: они возникают при кристаллизации магмы, метаморфических и метасоматических процессах; реже С. образуются в гидротермальных жилах. Крупные кристаллы С. возникают в пегматитах.
Физико-химические особенности образования С. в природных условиях определяются с помощью парагенетического анализа минеральных ассоциаций (см. Парагенезис минералов) с учётом данных детально изученных диаграмм состояний силикатных систем. При выветривании происходит разрушение большинства С. с образованием осадочных горных пород, с выщелачиванием основных соединений, освобождением кремнезёма, возникновением за счёт алюмосиликатов водных силикатов алюминия, образованием глинистых минералов, нонтронита, гарниерита и др., а также окислов железа, карбонатов и др.
Силикаты (плагиоклазы, оливин, пироксены и др.) являются также главными минералами лунных пород, входят в состав метеоритов. Полагают, что оливин и плотная модификация шпинели составляют почти полностью мантию Земли.
Применение С. определяется тем, что многие из них являются важнейшими среди полезных ископаемых. Существенное значение имеют силикатные минералы, составляющие литиевые, бериллиевые руды, руды рассеянных элементов, силикатные никелевые руды. Месторождения нефелина поставляют комплексное сырьё для получения алюминия, поташа, соды. Большую долю составляют С. в нерудных полезных ископаемых (полевые шпаты, слюды, асбест, тальк, цеолиты, гранаты, бентонитовые и огнеупорные глины), в драгоценных и поделочных камнях (изумруд, аквамарин, топаз, хризолит, турмалин и др.).
Исследование С. как главнейших минералов Земли и Луны, содержащих многие ценные элементы в качестве основных компонентов или примесей, составляет важное направление современной минералогии, тесно связанное с геохимией, литологией, геофизикой и исследованием вещественного состава месторождений полезных ископаемых.
Какие кольца кремнекислородных тетраэдров существуют
C ИЛИКАТЫ И АЛЮМОСИЛИКАТЫ
Силикаты – соли кремниевых кислот, алюмосиликаты – соли алюмокремниевых кислот.
Класс силикатов и алюмосиликатов – самый широко распространенный в природе класс минералов. Они составляют около 75% массы земной коры и треть всего количества известных минералов. Многие силикаты являются породообразующими минералами магматических и метаморфических пород. Они входят в состав осадочных пород, иногда являясь и для них породообразующими. Некоторые из силикатов используются в качестве драгоценных камней, служат рудой для извлечения металлов и представляют нерудные полезные ископаемые.
В зависимости от того, как в структурной решетке сочетаются между собой кремнекислородные тетраэдры, силикаты и алюмосиликаты делятся на следующие группы: 1) островные, 2) кольцевые, 3) цепочечные, 4) ленточные, 5) листовые, или слоевые и 6) каркасные (рис.12).
В группу островных входят силикаты, решетка которых состоит из кремнекислородных тетраэдров, не имеющих общих вершин, т.е. общих ионов кислорода. В островных силикатах у каждого иона кислорода четыре свободные связи. Благодаря плотной упаковке ионов островные силикаты обладают большой твердостью.
Физические свойства. Минерал ромбической сингонии, ромбо-дипирамидального вида симметрии. Встречающиеся кристаллы имеют изометрический или слегка уплощенный облик. Обычно встречается в виде зернистых агрегатов или плотных масс. Цвет – бесцветен, в агрегатах светло-серый. Черты не дает. Прозрачен. Блеск стеклянный, сильный. Спайность несовершенная. Твердость 7. Плотность 3-3,5.
Отличительные свойства. В данном изоморфном ряду форстерит обладает наименьшей плотностью. Твердый (царапает стекло). Растворяется в концентрированной серной кислоте с образованием студневидного кремнезема. Точно определяется по оптическим показателям в шлифах.
Разновидности..1. Хризолит – цвет оливково-зеленый с золотистым оттенком, прозрачный. 2. Перидот – оливин ювелирного качества.
Происхождение – магматическое. Является породообразующим минералом ультраосновных (дуниты, перидотиты) и основных (габбро, базальты, диабазы и пр.) магматических пород.
Группа гранатов. Гранаты не являются распространенными породообразующими минералами, однако в некоторых случаях они служат важной составной частью горных пород. Общая схематическая формула этих минералов:
где R 2+ — двухвалентные катионы кальция, магния, железа и марган ца, R 3+ — трехвалентные катионы алюминия, железа, хрома и марганца.
Кристаллохимическая структура гранатов образована изолиро ванными кремнекислородными тетраэдрами, между которыми располагаются ионы трех- и двухвалентных катионов. Каждый трех валентный катион окружен шестью, а двухвалентный — восемью ио нами кислорода.
Состав и соотношение катионов в гранатах очень разнообразны. Это обусловлено сложными явлениями изоморфизма. Изменение химического состава отражается на физических свойствах минера лов, в первую очередь на их окраске. В группе гранатов можно обна ружить все цвета за исключением синего.
Твердость гранатов меняется от 6,5 до 7,5. Спайность не выраже на. Несмотря на высокую твердость, гранаты хрупки. Излом неров ный. Связь химического состава и некоторых физических свойств минералов группы гранатов показана в таблице 3.
Высокая твердость и хрупкость наиболее распространенных гранатов — спессартинов и альмандинов — позволяет использовать их в промышленности в качестве абразивного материала. Хорошо ог раненные прозрачные кристаллы гранатов являются драгоценны ми камнями.
Группа дистена. Химический состав минералов этой группы от вечает формуле Al 2 OSi 04. В кристаллохимической структуре этих минералов изолированные кремнекислородные тетраэдры связаны ионами алюминия, которые соединены с добавочными ионами ки слорода.
Физические свойства. Сингония триклинная, облик кристаллов столбчатый, удлиненно-призматический. Встречаются сноповидные агрегаты. Цвет — различных оттенков синий, серый. Твердость в разных направлениях неодинакова: на грани (100) — 4,5, на грани (010) — 7. Спайность совершенная по <100>и менее совершенная по <010>.
Цвет желтый, бурый, зеленый, серый, иногда черный, розовый или красный. Черта белая. Блеск близкий к алмазному или алмазный, жирный. Полупрозрачный, непрозрачный. Спайность ясная или несовершенная. Твердость 5-6. Плотность 3,29-3,56. Излом раковистый, минерал хрупкий.
Отличительные признаки. Для сфена часто весьма характерны клиновидные формы кристаллов с острыми и тупыми углами между гранями. От сходного с ним по клиновидным формам аксинита отличается меньшей плотностью.
Практическое значение. Сфен при значительных содержаниях может являться сырьем для получения оксида титана и других соединений.
Физические свойства. Сингония моноклинная; призматический вид симметрии. Встречаются кристаллы самого различного облика, необычайно богатые гранями. Широко распространен в зернистых агрегатах. Цвет белый, иногда с сероватым оттенком, бледно-зеленый, желтый, красный, фиолетовый и оливково-зеленый. Блеск стеклянный. Твердость 5-5,5. Спайность не наблюдается. Излом раковистый. Плотность 2,9-3,0.
Отличительные признаки. Узнается по характерному стеклянному блеску и раковистому излому. Разлагается в соляной кисоте с выделением студенистого кремнезема.
Цвет аксинита коричнево-бурый, красный, розовый, фиолетово-синий, белый, серый, желтый. От включений хлорита иногда принимает зеленовато-серый цвет. Черта белая. Блеск стеклянный. Твердость 6,5-7. Спайность средняя до несовершенной. Плотность 3,3.Излом раковистый.
Практического значения не имеет.
Отличительные признаки. Для берилла ха рактерны неметаллический блеск, очень высокая твердость (оставляет царапину на горном хрустале), шестиугольная призматическая форма кристаллов и продольная штриховка граней. Берилл можно спутать с топазом. Отличается отсутствием спайности.
Хризоколла — CuSi 03 nH 2 0; п около 2. «Хризос» по-гречески — золото, «колла» — клей.
Химический состав переменный. Часто содержит примеси: до 17% А1203 (пиларит), до 7% Fea 03, 7—9% Р203 (демидовит).
Цвет хризоколлы голубой, голубовато-зеленый или синий, бурый (от примесей гидроокислов железа) и даже черный. Черта у более чистых разностей зеленовато-белая. Блеск у опаловидных разностей стеклянный, восковой, матовый.
Твердость около 2, иногда 4. Хрупкая. Излом неровный, раковистый. Плотность 2,0—2,3.
Отличительные признаки. Узнается по колломорфным массам, голубо вато-зеленым оттенкам и сравнительно невысокой твердости. В кислотах разлагается и выделяет кремнезем в порош ковидном состоянии.
Физические свойства. Сингония тригональная; дитригонально-скаленоэдрический вид симметрии. Форма кристаллов: толстотаблитчатые, реже призматические. Наблюдается также в виде неправильной формы зерен, реже сплошных жилообразных масс.
Цвет эвдиалита розовый, красно-розовый, красновато-бурый, бурый, желтовато-бурый, светло-желтый. Блеск стеклянный. Прозрачность: просвечивающий. Черта белая, светло-серая. Твердость 5-5,5. Хрупкий. Плотность 2,84-2,98. Спайность хорошая.
Отличительные свойства. Легко определяется по розовому или красному (малиновому) цвету среди щелочных изверженных пород. В кислотах быстро разлагается.
Физические свойства. Сингония тригональная; дитригонально-пирамидальный тип симметрии. Кристаллы турмалина обычно имеют столбчатый облик и вытянуты вдоль тройной оси симметрии. Изредка встречаются короткопризматические кристаллы. Очень часто на гранях призм наблюдается вертикальная штриховка. В поперечном разрезе обычно наблюдается сферический треугольник. Нередко турмалин встречается в виде шестоватых, радиально-лучистых (турмалиновое солнце) или волокнистых агрегатов.
Цвет турмалина зависит от его химического состава. По цвету выделяются следующие разновидности турмалина: шерл (железистый турмалин) – глубокого черного цвета (самая распространенная разновидность); ахроит – бесцветный, прозрачный; рубеллит – красный, темно-красный (марганцево-литиево-цезиевый турмалин); верделит – глубокого темно-зеленого цвета (хромовый турмалин); индиголит – темно-зеленый или темно-синий турмалин; дравит – бурая магнезиальная разновидность.
Блеск стеклянный. Черта белая. Прозрачный или просвечивающий. Твердость 7-7,5. Плотность 2,9- 3,25. Излом раковистый, неровный, занозистый. Спайность отсутствует.
Отличительные свойства. Кристаллы турмалина легко узнаются по характерному поперечному сечению (в виде сферического треугольника), часто сильно проявленной вертикальной штриховке и высокой твердости. От внешне похожих на него некоторых пироксенов и амфиболов отличается по отсутствию спайности и по высокой твердости.
К цепочечным силикатам относятся, например, пироксены.
Группа пироксенов — распространенные породообразующие минералы. О бщее количество пироксенов и амфиболов в земной коре составл яет около 16%.
Кристаллохимическая структура пироксенов представляет собой вытянутые вдоль третьей кристаллографиче ской оси одинарные цепочки кремнекислородных тетраэдров, кото рые соединяются катионами. Схематическая формула пироксенов: R 2 [ Si 2 06], где R — катионы одно-, двух- и трехвалентных металлов. Пироксены обычно образу ют короткостолбчатые кристаллы и зерна. Спайность совершенная по одной оси. Твердость 5,5—6.
Пироксены делятся на ромбические и моноклинные..
Диопсид — CaMg [ Si 2 06] имеет светло-зеленый цвет. Обычно образует зернистые массы и включения.
Геденбергит – Ca Fe [ Si 2 O 6 ].Сингония моноклинная. Встречается преимущественно в радиально-лучистых или крупношестоватых агрегатах. Цвет темно-зеленый до черно-зеленого. Черта светло-серая с зеленым оттенком. Блеск стеклянный. Твердость5,5-6. Плотность 3,5-3,6.
Цвет волластонита белый, серый. Со временем наблюдается слабое покраснение. Блеск стеклянный, по спайным плоскостям иногда перламутровый. Прозрачный, просвечивающий. Черта белая. Твердость 4,5-5. Плотность 2,78-2,91. Спайность совершенная по одной оси и средняя по другой с углом 74º.
Отличительные свойства. В сплошных массах, встречающихся в контактово измененных известняках, узнается по белому или серовато-белому цвету, радиально-шестоватым агрегатам, спайности и по парагенезу с другими минералами контактово-метасоматического происхождения (гранатами, диопсидом и пр.).
Цвет родонита характерный розовый, иногда розовато-серый. Блеск стеклянный, на плоскостях спайности с перламутровым отливом. Черта белая. Твердость 5,5-6,5. Плотность 3,4-3,75.
Гр. амфиболов — распространенные породообразующие минералы. Общая схематическая формула амфиболов:
где R — одно-, двух- и трехвалентные катионы. Амфиболы кристаллизуются в ромбической и моноклинной син гониях. Ромбические амфиболы — довольно редкие минералы, моноклинные — распространенные. Для них весьма характерна совершенная спайность по двум направлениям под углом около 56°.
Листовые, или слоевые, силикаты
На долю слюд приходится около 3% массы литосферы. Кристаллы слюд имеют моноклинную сингонию.
Физические свойства. Блеск стеклянный, пер ламутровый. Мягкий или средней твердости. Бесцветный, белый. Черты не дает. В кристаллической решетке мусковита тетраэдры, состоящие из ионов кремния, алюминия, кислорода, соединяются между собой ионами калия и образуют бесконечные слои. Это определяет наличие весьма совершенной спайности. Агрегаты листоватые, чешуйчатые. Листочки упруго-гибкие.
Отличительные признаки. Для мусковита характерны неметаллический блеск, небольшая твердость (не царапает стекло), постоянный цвет (мусковит бесцветный или белый), весьма совершенная спайность и листоватые, чешуйчатые агрегаты. Мусковит можно спутать с тальком. Отличие — у талька листочки гибкие, но не упругие.
Разновидности. 1. Серицит—мелкочешуйчатый светлый мусковит с шелковистым блеском..
Физические свойства. Блеск стеклянный. Мягкий или средней твердости. Цвет черный. Черты не дает. Некоторые разности дают заленовато-серую черту. В кристаллической решетке биотита кремнекислородные тетраэдры, группирующиеся в кольца гексагональной формы, располагаются слоями. Благодаря этому он имеет весьма совершенную спайность и легко расщепляется на тонкие упруго-гибкие листочки. Агрегаты листоватые, чешуйчатые.
Отличительные признаки. Для биотита ха рактерны неметаллический блеск, небольшая твердость (не царапает стекло), черный цвет, весьма совершенная спайность и листоватые, чешуйчатые агрегаты.
Разновидность. Лепидомелан — железистый биотит.
Физические свойства. Блеск стеклянный. Мягкий или средней твердости. Цвет бурый. Черты не дает. Иногда черта наблюдается. Слоистое строение кристаллической решетки флогопита обусловливает наличие весьма совершенной спайности, легкую расщепляемость на тонкие листочки. Агрегаты листоватые, чешуйчатые. Листочки упруго-гибкие.
Отличительные признаки. Для флогопита характерны неметаллический блеск, небольшая твердость (не царапает стекло), бурый цвет, весьма совершенная спайность и листоватые, чешуйчатые агрегаты.
Происхождение. Флогопит образуется в зоне контакта известняков и доломитов с глубинными магматическими породами и с гранитными пегматитами (контактово-метасоматическое происхождение), где он выделяется в результате химического взаимодействия магмы с карбонатными породами.
Физические свойства. Блеск жирный, перла мутровый. Мягкий. Жирен на ощупь. Цвет светло-зеленый, зеленовато-белый, зеленовато-серый, желтовато-серый, желтовато-белый, белый. Черта белая. Кристаллическая структура талька близка к кристаллической структуре слюд. В кристаллической решетке талька между слоями, состоящими из гексагональных сеток, образуемых кремнием и кислородом, находятся катионы магния. Спайность у талька весьма совершенная. Характерны листоватые, чешуйчатые агрегаты. Листочки гибкие, но не упругие.
Отличительные признаки. Для талька ха рактерны неметаллический блеск, небольшая твердость (тальк мягкий), светло-зеленый, зеленовато-белый, зеленовато-серый, желтовато-серый, желтовато-белый, белый цвет, белая черта; особенно характерно то, что тальк жирен на ощупь. Тальк похож на белую слюду (мусковит). В отличие от талька у мусковита листочки упруго-гибкие.
Разновидности. 1. Жировик (стеатит) — сплош ной плотный, зернистый. Цвет белый, серый, чаще — зеленой гаммы, редко розовый. 2. Горшечный камень — смесь талька с хлоритом и со слюдой. Плотный.
Физические свойства. Блеск жирный, восковой. Твердость средняя. Цвет желтовато-зеленый, темно-зеленый до черного; иногда желтый, буровато-красный, почти белый; часто наблюдается изменение окраски в разных частях образца. Полосчатый, пятнистый. Черта белая. Спайность отсутствует. Сплошные плотные массы, часто с прожилками асбеста или сплошной параллельно-волокнистого сложения; реже листоватый.
Отличительные признаки. Для серпентина характерны неметаллический блеск, средняя твердость, зеленый цвет, часто наблюдаемое изменение окраски в разных частях образца, белая черта, отсутствие спайности и часто встречающиеся прожилки асбеста.
Химические свойства. Разлагается в серной и соляной кислотах с выделением кремнезема.
Разновидности. 1. Благородный серпентин, или благородный змеевик, или офит — плотный, слабо просвечивающий. 2. Антигорит — листоватый, чешуйчатый серпентин. Легко разделяется на листочки. Спайность весьма совершенная. Цвет серый, зеленовато-серый, голубовато-серый.
Происхождение. Серпентин образуется в результате метаморфизирующего воздействия на ультраосновные магматические породы, богатые оливином и пироксенами (дуниты, перидотиты, пироксениты), вод, поднимающихся из глубинных магматических очагов в одну из последних фаз охлаждения и содержащих углекислоту. Кроме того, доломиты под действием гидротермальных растворов, содержащих кремнезем, переходят в серпентин.
Физические свойства. Блеск шелковистый, твердость средняя, цвет зеленовато-желтый, почти белый, черты не дает, агрегаты тонковолокнистые с легко отделяющимся волокном. Волокна мягкие и гибкие.
Отличительные признаки. Характерны тонковолокнистые агрегаты, которые легко расщепляются на тончайшие эластичные волокна. Обычно приурочен к трещинам, разбивающим змеевик. Волокна располагаются перпендикулярно к стенкам трещин.
Химические свойства. Разлагается в соляной кислоте, выделяется волокнистый кремнезем.
Разновидности. 1. Церматтит—пенькообразный. 2. Пикролит, метаксит — жилковатые разности, не рас щепляющиеся на волокна.
Происхождение. Образуется хризотил-асбест путем метаморфизации магнезиальных пород и силикатов гидротермальными водами.
Местонахождение. Встречается в виде прожилков в серпентините и в контакте с магнезиальными известняками.
Спутники. Серпентин, магнезит.
Применение. Асбест называют «вечным». Он не горит, кислото- и щелочноупорен, является хорошим связующим материалом, обладает низкой теплопроводностью, стабильностью размеров, стойкостью к ударным нагрузкам. Имеет тепло- и электроизоляционные свойства, стойкий в морской воде. Сфера применения асбеста — от фильтра сигареты до деталей космического корабля.
Группа глинистых минералов
Физические свойства. Блеск жирный или каолинит матовый. Мягкий. Жирен на ощупь. Цвет белый, серовато-белый, желтоватый, реже розовый, красноватый, буроватый, синеватый. Черта белая. Землистый, плотный. С водой дает пластичную массу (отличие от боксита). Если подышать на него, издает запах глины.
Отличительные признаки. Для каолинита характерны неметаллический блеск, небольшая твердость (каолинит мягкий), белый цвет, белая черта, землистое, плотное строение, землистый запах, образование пластичной массы при смачивании водой и то,что каолинит жирен на ощупь.
Происхождение. Образуется каолинит в результате химического выветривания алюмосиликатов, особенно полевых шпатов.
Физические свойства. Сингония моноклинная. Цвет серый, черный, красноватый, зеленый. Блеск матовый, жирный на ощупь. Очень мягкий.
Отличительные признаки. Слабая связанность отдельных листов — пакетов в кристалло-химической структуре монтмориллонита обусловливает способность этого минерала сильно набухать в присутствии воды. Объем монтмориллонитовых глин при этом может увеличиваться в несколько раз.
Монтмориллонитовые глины применяются при бурении нефтяных скважин для приготовления глинистого раствора. В нефтяной и текстильной промышленности их широко используют для очистки продуктов производства, в резиновой и косметической промышленности применяют в качестве наполнителей.
Минералы этой группы характеризуются непрерывным сцеплением кремнекислородных тетраэдров через все четыре вершины, в результате чего образуется каркас.
Разнообразие каркасных силикатов обусловлено тем, что во внутренней решетке этих минералов помимо кремнекислородных тетраэдров присутствуют и алюмокислородные, в которых место ионов кремния занимают ионы алюминия. Замена четырехвалентного кремния трехвалентным алюминием вызывает появление одной свободной связи, благодаря чему в состав их могут войти катионы натрия или калия. Каркасная структура характерна для полевых шпатов и фельдшпатоидов.
Группа полевых шпатов
Полевые шпаты — наиболее распространенные минералы в земной коре. Полевые шпаты составляют около 50% силикатов (по весу), входящих в состав земной коры.
Большей частью они встречаются в магматических породах (около 60%), затем в метаморфических (около 30%) и около 10% среди осадочных пород.
Происхождение у полевых шпатов глубинное. В уль траосновных магматических породах (дуниты, пироксе ниты, перидотиты) они не встречаются. Полевой шпат магматического происхождения входит в состав кислых глубинных (граниты) и излившихся (липариты, кварцевые порфиры) магматических пород. В пегматитовых жилах ортоклаз выделяется из остаточного магматического расплава, где обычно образуются крупные кри сталлы. Ортоклаз метаморфического происхождения вхо дит в состав гнейсов, возникает также в зоне контакта глинистых и других пород с кислыми магмами.
Полевые шпаты в поверхностных условиях подверга ются процессам химического выветривания. Кроме того, полевые шпаты химически изменяются под действием горячих водных растворов, идущих из магматических очагов.
В результате выветривания калиевые полевые шпаты, как и другие алюмосиликаты, превращаются в белую глину — каолинит, натриевые — в тонкочешуйчатый мус ковит — серицит.
Полевые шпаты по химическому составу делятся на калиево-натриевые и натриево-кальциевые, или плагиоклазы. К калиево-натриевым полевым шпатам относятся ортоклаз и микроклин.
Калиево-натриевые полевые шпаты
Физические свойства. Блеск стеклянный, перламутровый, выветрелые разности — матовые. Твер дый. Цвет желтый, розоватый, красный, белый, серова тый, реже бесцветный. Черты не дает; выветрелые раз ности дают белую черту. Спайность совершенная в двух направлениях. Угол между плоскостями спайности пря мой. Сплошной зернистый, плотный, вкрапления, реже кристаллы, друзы и двойники. Сингония моноклинная. Кристаллы вросшие и наросшие.
Отличительные признаки. Для ортоклаза характерны неметаллический блеск, большая твердость (оставляет царапину на стекле) и совершенная спай ность в двух направлениях. Угол между плоскостями спайности прямой. Ортоклаз можно спутать с кварцем. Отличие — у кварца нет спайности.
Химические свойства. Кислоты не действуют.
Разновидности. 1. Адуляр (ледяной шпат)—• бесцветный, прозрачный. Наросшие кристаллы клино видной формы. На поверхности кристаллов нередко наблюдается порошковатый зеленый хлорит. 2. Санидин — стекловиден; вкрапления таблитчатых кристаллов. 3. Солнечный камень — отливает золотистым блеском. 4. Лунный камень —имеет голубоватый серебристый оттенок.
Местонахождение. Входит в состав преимущественно кислых и средних магматических пород, гнейсов, осадочных пород.
Физические свойства. Блеск стеклянный, перламутровый, выветрелые разности — матовые. Твердый. Цвет белый, сероватый, желтый, красный, коричневый, зелёный. Черты не дает; выветрелые разности дают белую черту. Спайность совершенная в двух направлениях. Угол между плоскостями спайности у него чуть меньше прямого. Сплошной зернистый, плот ный. Кристаллы и друзы встречаются редко и по внешнему виду напоминают ортоклаз. Сингония триклинная. Кристаллы вросшие и наросшие.
Отличительные признаки. Для микроклина характерны неметаллический блеск, большая твердость (оставляет царапину на стекле) и совершенная спайность в двух направлениях. Угол между плоскостями спайности меньше прямого на 20´. Микроклин по внешним признакам похож на ортоклаз. Их можно различать только под микроскопом. От кварца микроклин отличается наличием совершенной спайности.
Химические свойства. Кислоты не действуют.
Разновидность. Амазонский камень (амазонит)— зеленый микроклин.
Натриево-кальциевые полевые шпаты, или плагиоклазы
Еще более распространена, чем калиево-натриевые полевые шпаты, группа плагиоклазов. Плагиоклазы представляют изоморфную смесь двух минералов: альбита Na [ AlSi 3 08] или (АЬ), и анортита Ca [ Al 2 Si 2 08] или ( An ), и образуют изоморфный ряд из шести групп, различающихся по процентному содержанию анортита.
Первые две группы относятся к кислым плагиоклазам, третья группа — к средним и остальные — к основным. Кислотность убывает от альбита к анортиту вследствие уменьшения количества кремнекислоты.
Кислые плагиоклазы характерны для кислых магматических пород, средние — для средних, а остальные преимущественно встречаются в основных магматических породах.
Физические свойства. Часто встречается в виде друз или агрегатов, пластинчатых кристаллов; встречаются также кристаллические агрегаты. Цвет белый. Блеск стеклянный. Твердость 6-6,5. Спайность совершенная по двум направлениям. Угол между плоскостями спайности 86º50´ Плотность 2,61.
Физические свойства. Блеск стеклянный. Твердый. Цвет темно-серый, зеленовато-серый. Характерен синий отлив на плоскостях спайности. Черты не дает. Спайность совершенная в двух направлениях. Угол между плоскостями спайности отличается от прямого на 3,5—4,0°.
Сплошной крупнозернистый. Часто наблюдаются широкие двойниковые полоски, выражающиеся в том, что при одном положении минерала одна полоска блестящая; полоска, находящаяся рядом, матовая. При другом положении блестящая полоска становится матовой и, наоборот, матовая — блестящей. Кристаллы редки.
Отличительные признаки. Для лабрадора характерны неметаллический блеск, большая твердость (оставляет царапину на стекле), темно-серый, зеленовато-серый цвет, синий отлив на плоскостях спайности, часто наблюдаемые широкие двойниковые полоски и крупнозернистое строение.
Происхождение. Образуется лабрадор в результате кристаллизации основных магм. Магматического происхождения породы, так называемые лабрадориты, состоят из лабрадора.
Местонахождение. Входит в состав основных (лабрадориты, габбро, базальты, диабазы) и реже средних (диориты, андезиты) магматических пород.
Спутники. Гиперстен, роговая обманка, магнетит. Продукт химического изменения: кальцит.
Применение. Облицовочный материал в строи тельстве.
Месторождения. Лабрадоритами, играющими чудесным синим огнем, славится Украина.
Физические свойства. Блеск на поверхности кристаллов стеклянный, в изломе жирноватый. Легко выветривается и становится матовым. Твердый. Цвет желтоватый, красновато-бурый, кирпично-красный, серый. Кристаллы бесцветные, водяно-прозрачные. Черты не дает. Спайность отсутствует. Сплошные плотные, зернистые массы, вкрапления в породе и наросшие мелкие шестиугольные призматические или пластинчатые кристаллы в пустотах лавы. Сингония гексагональная.
Отличительные признаки. Для нефелина характерны жирноватый блеск в изломе, большая твердость (оставляет царапину на стекле), желтоватый, красновато-бурый, кирпично-красный, серый цвет, отсутствие спайности. Нефелин можно спутать с полевым шпатом и кварцем. От полевых шпатов нефелин отличается отсутствием спайности и жирноватым блеском, от кварца отличается легкой растворимостью в соляной и серной кислотах.
Химические свойства. Легко разлагается в соляной и серной кислотах и выделяет студневидный кремнезем.
Разновидность. Элеолит (масляный камень) — сплошной плотный с жирным блеском.
Происхождение – магматическое. Нефелин – породообразующий минерал щелочных магматических пород (нефелиновые сиениты и др.), богатых Na 2 О и бедных Si О2.
Отличительные свойства. Для лазурита прежде всего характерен его интенсивный ярко-синий или голубой цвет. В соляной кислоте разлагается с выделением сероводорода (чувствуется по запаху) и после выпаривания оставляет студенистый кремнезем.