CИЛИКАТЫ 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.
Силикаты характеризуются сложным химическим составом и строением. Для структурной решетки минералов этого класса характерно наличие ионной четырехвалентной группировки SiO4, построенной в виде сдвоенного тетраэдра (рис.11). Каждый кремнекислородный тетраэдр обладает четырьмя свободными валентными связями [SiO4]-4, благодаря чему SiO4 соединяется с Fe, Ca, Mg, Na, K и другими элементами, а также с другими кремнекислородными тетраэдрами. Кремнекислородные тетраэдры объединяются между собой через вершины, т.е. два иона кремния соединяются между собой только одним ионом кислорода. Силикаты, в которых часть ионов кремния замещена ионами алюминия, называются алюмосиликатами.
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).
Островные силикаты
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.
Группа оливина
К минералам группы оливина относятся железо-магнезиальные ортосиликаты изоморфного ряда от форстерита (чисто магнезиальный оливин),Mg2SiO4, до фаялита (чисто железистый оливин),Fe2SiO4.Собственно оливин представляет собой смешанные кристаллы, состоящие из обеих молекулярных групп, (MgFe)2[SiO4].
Форстерит - - Mg2SiO4 – магнезиальный ортосиликат из группы оливина.
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.
Оливин (перидот) - (MgFe)2[SiO4] - железисто-магнезиальный ортосиликат.
Физические свойства. Встречается в виде округло-зернистых агрегатов, реже в виде короткостолбчатых или толстостолбчатых кристаллов с пирамидальными окончаниями. Оливин бесцветный, черный, желтовато-зеленый, оливковый и бутылочно-зеленый. Черты не дает. Блеск на плоскости спайности стеклянный, на изломе - жирный. Спайность несовершенная. Излом неровный. Твердость 6,5-7. Плотность 3,4.Образуется при застывании магм, бедных кремнеземом и глиноземом.
Отличительные признаки. Для оливина характерны неметаллический блеск, большая твердость (оставляет царапину на стекле), оливково-зеленый цвет, местонахождение в темноокрашенных магматических породах и то, что оливин, разрушаясь, переходит в серпентин (змеевик). От сходных с ним минералов отличается отсутствием черты.
Химические свойства. Оливин почти не растворяется в соляной кислоте. Порошок бурно разлагается в концентрированной серной кислоте с образованием студневидного кремнезема.
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:
R32+ R23+ [Si3O12]
где R2+ — двухвалентные катионы кальция, магния, железа и марганца, R3+ — трехвалентные катионы алюминия, железа, хрома и марганца.
Кристаллохимическая структура гранатов образована изолированными кремнекислородными тетраэдрами, между которыми располагаются ионы трех- и двухвалентных катионов. Каждый трехвалентный катион окружен шестью, а двухвалентный — восемью ионами кислорода.
Физические свойства. Гранаты кристаллизуются в кубической сингонии. Обычно они находятся в виде хорошо образованных кристаллов, а также зернистых масс. Наиболее типичны формы ромбододекаэдра и тетрагонтриоктаэдра. (табл.2, №46 и 41) Форма ромбододекаэдра настолько характерна для кристаллов гранатов, что прежде ромбододекаэдр называли гранатоэдром.
Состав и соотношение катионов в гранатах очень разнообразны. Это обусловлено сложными явлениями изоморфизма. Изменение химического состава отражается на физических свойствах минералов, в первую очередь на их окраске. В группе гранатов можно обнаружить все цвета за исключением синего.
Твердость гранатов меняется от 6,5 до 7,5. Спайность не выражена. Несмотря на высокую твердость, гранаты хрупки. Излом неровный. Связь химического состава и некоторых физических свойств минералов группы гранатов показана в таблице 3.
Таблица 3
Высокая твердость и хрупкость наиболее распространенных гранатов — спессартинов и альмандинов — позволяет использовать их в промышленности в качестве абразивного материала. Хорошо ограненные прозрачные кристаллы гранатов являются драгоценными камнями.
Группа дистена. Химический состав минералов этой группы отвечает формуле Al2OSi04. В кристаллохимической структуре этих минералов изолированные кремнекислородные тетраэдры связаны ионами алюминия, которые соединены с добавочными ионами кислорода.
Дистен (кианит).
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}.
Группа ставролита.
Ставролит - Fe[OH]2·2 Al2SiO5.
Физические свойства. Греч. «ставрос»- крест (ставролит часто встречается в виде крестообразных двойников). Сингония ромбическая, ромбо-дипирамидальный вид симметрии. Кристаллы обычно имеют вид коротких и толстых призм. Цвет ставролита красно-бурый до буровато-черного. Редко прозрачен. Блеск стеклянный. Твердость 7-7,5. Спайность ясная в одном направлении. Излом неровный. Плотность 3,65-3,77.
Отличительные признаки. Легко узнается по цвету и характерным формам кристаллов, особенно двойников. В кислотах не растворяется.
Группа сфена.
Сфен (титанит) - Ca Ti[SiO4]O.
Физические свойства. «Сфен» по гречески – клин. Назван по характерной клиновидной форме кристаллов. Сингония моноклинная; ромбо-призматический вид симметрии. Форма кристаллов: таблитчатые, клиновидные, реже призматические, игольчатые.
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.
Химические свойства. Разлагается частично или полностью в горячей кислоте.
Практическое значение. Сфен при значительных содержаниях может являться сырьем для получения оксида титана и других соединений.
Датолит - Ca2B2[SiO4]2[OH]2.
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.
Практическое применение. Важная руда бора.
Аксинит - Ca2(Mn, Fe)Al2BSi4O15[OH] – кальциевый боросиликат сложного состава.
Физические свойства. «Аксине» по гречески - топор. Кристаллы нередко обладают клиновидными сильно уплощенными формами с острыми двугранными углами. Сингония триклинная; пинакоидальный вид симметрии. Форма кристаллов: многогранные, клиновидные. На гранях кристаллов обычно наблюдается штриховка. В пустотах часто встречается в виде друз. Образует также прожилки и сплошные массы в виде листоватых или пластинчатых агрегатов.
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.
Отличительные признаки. По клиновидным формам можно спутать со сфеном, от которого отличается более высокой твердостью. После предварительного прокаливания растворяется в соляной кислоте с выделением студенистого кремнезема.
Практического значения не имеет.
Кольцевые силикаты
Берилл — Аl2 {Ве3 [Si6O18]}
Физические свойства.
Блеск стеклянный. Минерал очень твердый, уступающий по твердости лишь алмазу и
корунду. Цвет бледно-зеленый, изумрудно-зеленый, винно-желтый, розовый,
синевато-голубой; иногда бесцветный. Просвечивает или прозрачный. Черты не
дает. Спайность отсутствует. Шестиугольные призматические кристаллы или друзы;
также сплошные зернистые массы. Грани призмы часто покрыты продольными
штрихами. Сингония гексагональная. Кристаллы вросшие или наросшие. Длина
кристаллов берилла достигает
Отличительные признаки. Для берилла характерны 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.
Разновидности. 1.
Изумруд — ярко-зеленый, травяно-зеленый
(напоминает покрытую утренней росой траву), содержит Сг203.
Крупнейший в мире изумруд, хранящийся в Минералогическом музее АН СССР, весит
11 000 карат (2 килограмма
Хризоколла—CuSi03 nH20; п около 2. «Хризос» по-гречески — золото, «колла» — клей.
Химический состав переменный. Часто содержит примеси: до 17% А1203 (пиларит), до 7% Fea03, 7—9% Р203 (демидовит).
Физические свойства. Сингония неизвестна. Обычно хризоколла представлена типичным коллоидом. Встречается в опаловидных массах в виде корочек с натечной, иногда пузырчатой поверхностью, а также в землистых массах.
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, голубовато-зеленым оттенкам и сравнительно невысокой твердости. В кислотах разлагается и выделяет кремнезем в порошковидном состоянии.
Эвдиалит - (Na,Ca)6Zr[Si3O9)2][OH,Cl]2. Греч. «эу» - хорошо, «диалитос» - разлагаемый.
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.
Турмалин - (Na,Ca)(Mg,Al)6[B3Al3Si6(O,OH)30].Химический состав непостоянен из-за широкого проявления изоморфных замещений. Формула относится к наиболее распространенному минеральному виду.
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.
Цепочечные силикаты
К цепочечным силикатам относятся, например, пироксены.
Группа пироксенов — распространенные породообразующие минералы. Общее количество пироксенов и амфиболов в земной коре составляет около 16%.
Кристаллохимическая структура пироксенов представляет собой вытянутые вдоль третьей кристаллографической оси одинарные цепочки кремнекислородных тетраэдров, которые соединяются катионами. Схематическая формула пироксенов: R2[Si206], где R — катионы одно-, двух- и трехвалентных металлов. Пироксены обычно образуют короткостолбчатые кристаллы и зерна. Спайность совершенная по одной оси. Твердость 5,5—6.
Пироксены делятся на ромбические и моноклинные..
Среди ромбических пироксенов известны энстатит — Mg2[Si206] и гиперстен — (Mg,Fe)2[Si206.
Энстатит - светло-серый или буровато-зеленый, гиперстен - зеленый или буровато-черный.
К моноклинным пироксенам относятся авгит, диопсид, эгирин, геденбергит. Наиболее распространенным моноклинным пироксеном является авгит — Ca(Mg, Fe2+, Al)[Si206]. Он образует кристаллы короткостолбчатого облика и сплошные зернистые массы. Цвет черный, зеленовато- и буровато-черный, блеск стеклянный. Разновидностью авгита является диаллаг.
Эгирин-авгит — NaFe3+[Si206] – разность авгита, богатая Na2O и Fe2O3. Встречается в виде удлиненно-призматических и игольчатых кристаллов. Типичны шестоватые и радиально-лучистые агрегаты. Цвет обычно зеленовато-черный, иногда красно-бурый. Черта светло-зеленая.
Диопсид — CaMg[Si206] имеет светло-зеленый цвет. Обычно образует зернистые массы и включения.
Геденбергит – Ca Fe[Si2O6].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.
Отличительные признаки. Довольно легко узнается по шестоватым агрегатам и темно-зеленому или зелено-черному цвету.
Группа волластонита.
Волластонит - Ca3[Si3О9], или CaSiO3.
Физические свойства. Сингония триклинная, пинакоидальный вид симметрии. Образует таблитчатые, игольчатые, столбчатые кристаллы, часто встречается в виде листоватых, радиально-лучистых или шестоватых, скорлуповатых, волокнистых агрегатов.
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.).
Родонит - (Mn,Ca)SiO3. Название происходит от греч. «родон» - розовый. Синоним: орлец (на русском языке).
Физические свойства. Сингония триклинная; пинакоидальный вид симметрии. Кристаллы обычно плохо образованы, чаще минерал представлен плотными сливными или тонкозернистыми массами.
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.
Отличительные признаки. В сплошных массах узнается по розовому цвету. В образцах, частично затронутых окислением, чрезвычайно характерны черные прожилки гидроксидов марганца. В соляной кислоте медленно разлагается с образованием белого порошка кремнезема.
Ленточные силикаты
Кристаллохимическая структура минералов этой группы характеризуется наличием двойных цепочек (или лент), состоящих из кремнекислородных тетраэдров. Формула комплексного кремнекислородного аниона в двойной цепочке имеет вид [Si4O11]6-, к которому присоединяются два иона (ОН)-. Такую структуру имеют, например, амфиболы.
Гр. амфиболов — распространенные породообразующие минералы. Общая схематическая формула амфиболов:
R7 (OH)2[Si4O11]2,
где R — одно-, двух- и трехвалентные катионы. Амфиболы кристаллизуются в ромбической и моноклинной сингониях. Ромбические амфиболы — довольно редкие минералы, моноклинные — распространенные. Для них весьма характерна совершенная спайность по двум направлениям под углом около 56°.
Наиболее часто встречающимся представителем моноклинных амфиболов является обыкновенная роговая обманка - (Ca, Na, K)2(Mg, Fe, Al)5(OH)2[Si4O11] Облик кристаллов призматический, реже короткостолбчатый. Образует удлиненные зерна, зернистые массы. Цвет черный, в тонких сколах темно-зеленый. Блеск стеклянный. Твердость 5,5-6. Характерен занозистый излом.
Разновидности. 1. Базальтическая роговая обманка - роговая обманка бурого цвета, богатая титаном и железом. 2. Роговая обманка уралит – псевдоморфоза роговой обманки по пироксену.
Моноклинные амфиболы лучистого типа представлены изоморфным рядом: тремолит Ca2Mg5(OH)2[Si4О11]2 — актинолит Ca2(Mg, Fe)5(OH)2[Si4Ou]2. Кристаллы этих минералов имеют тонкопризматический или волокнистый облик. Образуют плотные массы спутанно-волокнистого сложения, игольчато-лучистые агрегаты.
Тремолит - белый или светло-серый, актинолит - серо-зеленый. Тонковолокнистые плотные массы с шелковистым мерцающим блеском называют нефритом.
Антофиллит – (Mg, Fe)7[Si4O11]2[OH]2 - моноклинный амфибол, обычно также наблюдается в виде лучистых, шестоватых, нередко волокнистых агрегатов. Цвет буровато- или желтовато-серый, буровато-зеленый, иногда красновато-бурый. Блеск стеклянный. Твердость 5,5-6. Спайность совершенная. Плотность 2,8-3,2.
Родусит асбест (крокидолит-асбест) - силикат железа и натрия. Относится к амфиболовой (роговообманковой) группе. Цвет синий. Непрозрачный. Твердость 2. Плотность 2,5-3,3. Сингония моноклинная. Форма кристаллов – волокнистая. Спайность весьма совершенная в одном направлении. Агрегаты волокнистые.
Отличительные признаки. Кислотоустойчивый, слабо жаростойкий.
Листовые, или слоевые, силикаты
Листовые силикаты — силикаты с
непрерывными слоями кремнекислородных
тетраэдров. Радикал такой структуры. [S12O5]-2. К листовым силикатам относятся слюды,
тальк, хлориты, серпентин, а также глинистые минералы — каолинит,
монтмориллонит, гидрослюды, из которых наиболее важен глауконит.
Кремнекислородные слои в решетке связаны между собой посредством катионов (рис.
На долю слюд приходится около 3% массы литосферы. Кристаллы слюд имеют моноклинную сингонию.
Группа слюд
Мусковит —KAl2[AlSi3Oio] (ОН, F)2.
Физические свойства. Блеск стеклянный, перламутровый. 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..
Биотит—К(Mg, Fe)3[AlSi3O10] (ОН, F)2.
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 характерны неметаллический блеск, небольшая твердость (не царапает стекло), черный цвет, весьма совершенная спайность и листоватые, чешуйчатые агрегаты.
Разновидность. Лепидомелан — железистый биотит.
Флогопит — KMg3[AlSi3Oio] (ОН, F)2.
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.
Группа талька
Тальк —Mg3[Si4O10] (0H)2.
Физические свойства. Блеск жирный, перламутровый. 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 характерны 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) — сплошной плотный, зернистый. Цвет белый, серый, чаще — зеленой гаммы, редко розовый. 2. Горшечный камень — смесь талька с хлоритом и со слюдой. Плотный.
Группа серпентина
Серпентин (змеевик) —Mg3[Si205] (ОН)4.
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.
Хризотил-асбест - волокнистая разновидность змеевика (горный лен).
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 расщепляющиеся 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
Каолинит (каолин) — Al2[Si205] (ОН)4.
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.
Разновидность. Твердый каолин (каменный мозг, галлуазит, миэлин) — плотный, более твердый, чем обычный каолинит (твердость средняя).
Происхождение. Образуется каолинит в результате химического выветривания алюмосиликатов, особенно полевых шпатов.
Монтмориллонит — Al2(OH)2[Si4O10]-nH2O.
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.
Каркасные силикаты
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 ультраосновных магматических породах (дуниты, пироксениты, 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 кристаллы. Ортоклаз метаморфического происхождения входит в состав гнейсов, возникает также в зоне контакта глинистых и других пород с кислыми магмами.
Полевые шпаты в поверхностных условиях подвергаются 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 мусковит — 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
Ортоклаз — K[AlSi308].
Физические свойства. Блеск стеклянный, перламутровый, выветрелые разности — матовые. Твердый. Цвет желтый, розоватый, красный, белый, сероватый, реже бесцветный. Черты не дает; выветрелые разности дают белую черту. Спайность совершенная в двух направлениях. Угол между плоскостями спайности прямой. 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 спайность 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 клиновидной 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.
Микроклин — K[AlSi308].
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, плотный. 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[AlSi308] или (АЬ), и анортита Ca [Al2Si208] или (An), и образуют изоморфный ряд из шести групп, различающихся по процентному содержанию анортита.
Альбиты — 0—10% An; олигоклазы—11—30% An; андезины — 31—50% An; лабрадоры — 51—70% An; битовниты — 71—-90% An; анортиты — 91 —100% An.
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.
По внешним свойствам плагиоклазы мало отличаются от калиево-натриевых полевых шпатов и тем более друг от друга. Отличить макроскопически плагиоклаз от ортоклаза можно в некоторых случаях: 1) по цвету – для первых наиболее характерны светло-серые и зеленовато-серые цвета (для альбита и олигоклаза – белый), для ортоклазов – белые, желтые, мясо-красные и розовые; 2) по взаимному расположению плоскостей спайности, у плагиоклазов они располагаются под углом 86º50´ (греч. плагиоклаз – кососкалывающийся); 3) по наличию у плагиоклазов двойниковой штриховки; 4) по изменению цвета при поворачивании (иризация). Макроскопически из плагиоклазов сравнительно просто определяется лабрадор - цвет его от темно-серого до черно-серого с синеватыми и зеленоватыми переливами.
Альбит – Ab100An0 – Ab90 – An10.
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.
Отличительные признаки. В более или менее крупных кристаллах и зернах плагиоклазы, в том числе альбит, от похожих на них калиево-натриевых полевых шпатов можно отличить по косому углу их спайности. Внутри ряда плагиоклазов отличить различные минеральные виды друг от друга возможно только с помощью микроскопических исследований.
Лабрадор — АЬ50Ап50 – АЬ30Ап70.
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 строительстве.
Месторождения. Лабрадоритами, играющими чудесным синим огнем, славится Украина.
Группа нефелина
Нефелин — KNa3 [AlSi04]4.
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 Na2О и бедных SiО2.
Группа содалита.
Лазурит - Na8[AlSiO4]6[SO4]. Название дано по ярко-синей окраске минерала. Синонимы: ляпис-лазурь, ультрамарин (искусственный).
Физические свойства. Сингония кубическая. Обычно встречается в сплошных, плотных массах. Цвет лазурита густой лазурно-синий, темно-синий. Блеск стеклянный, жирный. Непрозрачный. Черта светло-голубая. Твердость 5,5, хрупкий. Плотность 2,38-2,42. Излом раковистый. Спайность несовершенная.
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.