авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 |   ...   | 18 | 19 || 21 | 22 |   ...   | 23 |

«Бетехтин А. Г. Курс минералогии УДК 549(075.8) ББК 26.31я73 1 Б54 Р е ц е н з е н т ы: ...»

-- [ Страница 20 ] --

Цвет темно зеленый в тонких осколках, бутылочно зеленый различ ных оттенков до зеленовато черного, иногда и буровато зеленый. Офит часто имеет бледную оливково зеленую окраску с желтым оттенком. Ан тигорит — бледно зеленый, нередко серый, иногда со слабым синеватым оттенком. Для разновидности, называемой баститом, которая образует псевдоморфозы по ортопироксену (бронзиту), свойственно сохранение бронзового отлива. Блеск стеклянный, жирный, у офита восковой.

Твердость обычного лизардита 2,5–3, антигорита — до 3,5, офита — 2. Спайность наблюдается только у более крупнопластинчатых разностей антигорита: по {001} совершенная и менее совершенная по {010}. Отщеп ляемые листочки ломки. Уд. вес 2,5–2,7.

Диагностические признаки. Макроскопически серпентиновые мас сы узнаются сравнительно легко по характерным темно зеленым оттен кам, невысокой твердости, зеркалам скольжения, жирному блеску в из ломе и т. д. Антигоритовые серпентиниты обладают характерными серыми оттенками, исключительной вязкостью, ощущаемой при обработке образ цов молотком, более высокой твердостью по сравнению с обычными сер пентинитами.

П. п. тр. с трудом оплавляются по краям. Разлагаются в HCl и H2SO4.

В закрытой трубке выделяют много воды.

Раздел V. Кислородные соли (оксисоли) Происхождение и месторождения. Серпентины играют важную по родообразущую роль, слагая практически мономинеральные массы — сер пентиниты. Серпентиниты образуются в процессе гидротермального из менения ультраосновных, главным образом оливинсодержащих пород (дунитов, перидотитов и др.). Легче всех замещению серпентином под вергаются оливин и энстатит, затем диопсид, роговые обманки и др.

На перечислении месторождений останавливаться не будем. Укажем лишь, что серпентинитовые массивы широко распространены на всем протяжении Урала, на Северном Кавказе, в Корякии и в ряде мест Арме нии и Казахстана.

В процессе выветривания серпентинизированные породы постепен но карбонатизируются и разлагаются, особенно сильно в условиях суб тропического и тропического климата. При этом в виде остаточных про дуктов на поверхности накапливаются землистые гидроокислы железа.

Магнезия, связываясь с углекислотой воздуха, в виде бикарбонатов ухо дит в нижние горизонты зоны окисления. Кремнезем переходит в колло идный раствор и выделяется в виде опала, нередко замещающего корен ные породы. Точно так же никель в виде гидросиликатов подвергается некоторому переносу и отлагается в более низких горизонтах.

Практическое значение. Плотные, красиво окрашенные разности сер пентинита иногда употребляются в качестве облицовочного поделочного камня, пригодного для изготовления разных изделий (шкатулок, пепельниц, чернильных приборов и т. д.). Более бедные кремнеземом разности (серпен тинизированные дуниты) с небольшими добавками магнезита могут служить сырьем для изготовления высокосортных огнеупорных форстеритовых кир пичей для черной металлургии. Может являться сырьем также для хими ческой промышленности при получении соединений магния.

НЕПУИТ — (Ni,Mg)3[Si2O5][OН]4 или 3(Ni,Mg)O · 2SiO2 · 2H2O. На звание дано по месту нахождения — г. Непуи (в Новой Каледонии). Си нонимы: никелевый серпентин и ревдинскит, первоначально употребляв шийся лишь в отношении богатой примесями скрытокристаллической разности (также по месту нахождения: в Ревдинском районе на Среднем Урале (1867)).

Позднее, в 1908 г., была открыта явнокристаллическая разность этого же состава.

Химический состав аналогичен лизардиту, с той лишь разницей, что в непуите содержится в гораздо более значительных количествах NiO, преобладая над MgO. Образует непрерывный изоморфный ряд до лизар дита. Непуит способен давать смешаннослойные образования с участием талькоподобных слоев, именно к этому типу агрегатов следует относить такие переходные разновидности, как ревдинскит и гарниерит;

для по следнего характерно образование тонкодисперсных смесей с галлуазитом, что приводит к заметным содержаниям Al2O3.

608 Описательная часть Сингония моноклинная. Кристаллическая структура аналогична структуре лизардита. Облик кристаллов. Непуит встречается в мелких червеобразных кристаллах (как каолинит). Чаще распространен в виде чешуйчатых агрегатов. Ревдинскит наблюдается в скрытокристалличе ских плотных порошковатых и землистых массах. Гарниерит образует кол ломорфные растрескивающиеся выделения, скорлуповатые корки, кон креции, сталактитоподобные и землистые агрегаты. Конкреции обычно бывают разбиты на мелкие обломки.

Цвет от бледно зеленого с голубоватым оттенком (цвет бирюзы) до гус то зеленого или серовато зеленого с желтоватым оттенком. Смешаннослой ные и скрытокристаллические разности поражают разнообразием своей ок раски. Нередко цвет постепенно меняется даже в одном и том же образце.

Блеск кристаллических разностей перламутровый (на плоскостях спай ности), а у коллоидных разностей — жирный, восковой, матовый. Для раз ности с отношением Ni : Mg = 3 : 7 показатели преломления: Ng = Nm = 1,56, Nр = 1,53.

Твердость 2–2,5. Спайность совершенная по {001}. Уд. вес 2,5–3,2 (за висит от содержания никеля).

Диагностические признаки. Непуит макроскопически узнается по чешуйчатым и мелкопластинчатым хлоритоподобным агрегатам, име ющим обычно бледную голубовато зеленую окраску. Для ревдинскита и гарниерита характерны фарфоровидные, землистые и колломорфные выделения пестрой окраски в различных тонах зеленого цвета. Гарние рит, подобно галлуазиту, полируется ногтем, но не царапается.

П. п. тр. не плавится или плавится с трудом. При прокаливании на угле в окислительном пламени буреет, в восстановительном становится бархатно бурым. В закрытой трубке выделяет много воды. В горячей HCl разлагается с выделением слизистого кремнезема. Реакция на никель с диметил глиоксимом, а также перл буры весьма характерны.

Происхождение и месторождения. Непуит встречается исключитель но в коре выветривания массивов ультраосновных изверженных пород, содержащих бедные никелем силикаты магния (оливин, энстатит, серпен тин и др.). Наблюдались случаи псевдоморфоз непуита по обломкам сер пентинита с сохранением его текстурных особенностей. Это говорит о том, что непуит образуется метасоматически путем вытеснения никелем маг ния из кристаллической решетки. Источником никеля, очевидно, являют ся просачивающиеся воды, несущие этот элемент в виде каких то соедине ний, образующихся в верхних частях коры выветривания в процессе распада первичных минералов ультраосновных пород. Гарниерит в коре выветри вания серпентинитов встречается в более высоких горизонтах, чем бедные никелем магнезиальные гидросиликаты. Выделяется, по видимому, в сла бощелочных или нейтральных средах. В ассоциации с ним почти постоян но встречается кварц экзогенного происхождения, выделяющийся в виде Раздел V. Кислородные соли (оксисоли) жилок в трещинках усыхания. В воздушно сухих условиях способен те рять часть воды, растрескиваться и переходить в землистые массы.

Непуит (ревдинскит) совместно с гарниеритом встречается в доволь но значительных количествах в Ревдинском и Уфалейском районах (Ср.

Урал) в Петровском, Тюленевском, Ново Черемшанском, Голендухинском и др. месторождениях гипергенных силикатно никелевых руд. Здесь ми нералы этого ряда широко развиты в приконтактных впадинах в виде покрова на поверхности мраморов или конкреций в галлуазитовых гли нах по соседству с подвергавшимися выветриванию в древнее время сер пентинитовыми массивами. Кристаллические разности непуита были обнаружены главным образом в делювии серпентинитов, заполняющих карстовые впадины среди известняков на границе с массивами ультра основных пород (в Тюленевском месторождении). Установлен также в Халиловских и Аккермановском месторождениях, в том числе и в соста ве скрытокристаллических гарниеритовых выделений (Ю. Урал). Гар ниерит впервые был установлен в Новой Каледонии около Нумеа. Си ликатные никелевые руды, как и на Урале, здесь залегают под железистыми остаточными продуктами выветривания серпентинитовых массивов.

Практическое значение. Непуит как в чистом виде, так и в составе смешаннослойных гидросиликатов никеля находится в важных в про мышленном отношении никелевых рудах.

ХРИЗОТИЛЫ — Mg3[Si2O5][OН]4. От греч. хризос — золото, тилос — волокно. Минерал иногда действительно имеет золотистый отлив. Обычно называют асбестом или хризотил асбестом, в отличие от амфиболовых ас бестов. Выделяются следующие минеральные виды: клинохризотил, орто хризотил и парахризотил, различающиеся лишь геометрическими особен ностями структуры.

Химический состав такой же, как серпентина: MgO — 43,0 %, SiO2 — 44,1 %, Н2О — 12,9 %.

Сингония самой распространенной полиморфной модификации — клино хризотила, — моноклинная;

призмати ческий в. с. Пр. гр. С2/m(С 3 ). а0 = 14,46;

2h b0 = 18,5;

с0 = 5,33;

= 93°16. Агрегаты.

На фоне сплошной массы серпентина асбест отчетливо выделяется в виде «прожилков» (рис. 340), в которых во локна асбеста ориентированы обычно перпендикулярно к стенкам. Длина во Рис. 340. Хризотил асбест локон колеблется от десятых долей мил в параллельно волокнистых агрега лиметра до 20–25 мм, иногда до 50 мм, тах по трещинам в антигорите изредка достигая 160 мм.

610 Описательная часть Цвет хризотил асбеста зеленовато желтый с золотистым отливом, иногда белый, редко бурый, в распущенном виде — снежно белый. Блеск шелковистый.

Твердость 2–3. Расщепляется на тончайшие эластичные, очень проч ные волокна до 0,0001 мм толщины и меньше (т. е. поперечные размеры их достигают величины дисперсных фаз в коллоидах). Прочие свойства.

Обладают огнестойкостью и щелочеупорностью. Плохой проводник теп ла, электричества и звука.

Диагностические признаки. Узнается легко по параллельно волок нистому строению и эластичности отдельных волокон. От амфиболовых асбестов отличим по оптическим свойствам (двупреломлению) и по от ношению к кислотам.

П. п. тр. не плавится, белеет. В HCl, в отличие от амфиболовых асбес тов, растворяется, оставляя волокнистый скелет кремнезема. Разлагающее действие оказывает также морская вода.

Происхождение и месторождения. Общие условия образования те же, что и серпентина, т. е. главным образом в связи с гидротермальным изменением богатых магнезией ультраосновных пород. Однако хризотил асбест встречается несравненно реже обычных серпентиновых масс, что указывает на несколько особые условия его образования.

Хризотил асбест наблюдается среди жилообразных полос или непра вильной формы участков сплошного серпентина, отличающегося по внеш нему виду от вмещающих серпентинизированных пород. Механизм об разования хризотил асбеста еще не совсем ясен. По всей вероятности, сплошные массы серпентина в момент своего образования представляли собой гель, в котором в процессе усыхания при сокращении массы могли возникать трещины разрыва. В этих трещинах, по мере расхождения их стенок, и могли образоваться тонковолокнистые массы со строго парал лельной ориентировкой волокон по направлению растяжения, независи мо от того, возникла ли одна прямая трещина или одновременно целая серия более мелких трещин. Строго параллельную волокнистость можно сравнить с тем явлением, которое возникает в каучуковом клее при по пытке слегка отогнуть свежеприклеенную пластину (молекулы каучука приобретают явно ориентированное волокнистое направление и харак терный шелковистый блеск). В таком случае питающей средой для рас тущих волокон хризотил асбеста должна была являться сама вмещающая серпентиновая скрытокристаллическая масса.

В России Баженовское месторождение хризотил асбеста (город Ас бест, к северо востоку от Екатеринбурга) представлено асбестоносными серпентинитами среди перидотитов в виде сети переплетающихся полос, вытянутых в меридиональном направлении на несколько километров.

В том же направлении следуют жилы диорит аплитов и кварцевых пор фиров, в контакте с которыми серпентиниты сильно смяты, оталькованы Раздел V. Кислородные соли (оксисоли) и хлоритизированы. В парагенезисе с хризотил асбестовыми жилами и прожилками находятся сплошной серпентин, офит, иногда карбонаты, тальк, брусит и др. Этого же типа месторождения известны в Алапаев ском, Режевском, Красноуральском и других районах Урала, а также в сер пентинитовом поясе Восточных и Западных Саян. Крупное месторожде ние Ак Довурак, расположенное в Туве, также является аналогом Баженовского мемторождения.

За рубежом следует отметить крупные месторождение хризотил ас беста Асбестос в провинции Квебек в Канаде, затем издавна известное, еще со времен Плутарха, месторождение на о. Кипр в Средиземном море и месторождение Шабани в Зимбабве.

Практическое значение. Асбест своими необычайными свойствами обратил на себя внимание человека еще в глубокой древности. По види мому, из асбеста давно уже научились делать пряжу и ткани.

Асбест используется в различных отраслях промышленности. Из асбе стового волокна длиной больше 8 мм в текстильной промышленности ма шинным способом изготовляют ткани для огнестойких костюмов, театраль ных занавесов, различных фильтров и всевозможных асборезиновых изделий. Короткое волокно (2–8 мм) в виде примеси (до 15 %) к цементу идет на изготовление легких и прочных огнестойких кровельных материа лов (шифер), асбоцементных труб. Мелкое волокно используется для теп лоизоляционных прокладок (асбестита и пр.), огнестойких красок, обмаз ки паровых котлов и т. д. Отходы обогатительных фабрик могут быть использованы в химической промышленности и в сельском хозяйстве в качестве удобрения для некоторых культур (например, свекловицы).

ПАЛЫГОРСКИТ — (Mg5 3x nAl2x)5 n x[Si8O20](Н2О)4(ОH)2. Can(Н2О)4.

Название по метонахождению в Палыгорском месторождении в окр. Перми.

Палыгорскит является соединением включения, поэтому его состав — переменный: в полостях структуры, кроме цеолитной воды, может содер жаться некоторое количество кальция (до 8 % CaO). Магний в катион ных позициях обычно в известной степени замещается алюминием (пе ременный коэффициент x в формуле достигает 0,5), поэтому для палыгорскита характерно присутствие заметных количеств Al2О3. Бед ные глиноземом образцы по составу приближаются к другому минераль ному виду близкого строения — к сепиолиту Mg4[Si6O15](ОH)2. 6Н2О и представляют собой, по всей вероятности, смеси двух этих минералов.

Часть Al, кроме того, замещается Fe3+.

Сингония. Представлен двумя политипами: наиболее распространенным моноклинным (пр. гр. P2/m(C 1 )) и ромбическим. Кристаллическая струк 2h тура весьма своеобразная — блочно слоистая, с наличием полых каналов.

Основными деталями структуры являются талькоподобные трехслойные пакеты с тем лишь отличием, что полярность активных кислородных вер шин непрерывных тетраэдрических сеток периодически меняется таким 612 Описательная часть образом, что октаэдрический катион ный слой всякий раз испытывает «разрыв» и вслед за активными вер шинами тетраэдров «перескакивает»

на другую сторону тетраэдрической сетки. Участки с октаэдрически ко ординированными катионами сфор мированы, таким образом, в виде лент (рядов), попеременно зажатых Рис. 341. Кристаллическая структура между различными парами тетраэд палыгорскита. В каналах присутствуют катионы включения (крупные шары) и рических сеток, благодаря чему созда цеолитная вода (черные шарики), крис ются протяженные блоки. На краях таллизационная вода обозначена белыми рядов, «вырезанных» из бруситового шариками слоя, роль кислорода выполняется молекулами кристаллизационной воды (рис. 341).

Рядное (блочное) строение в сочетании с непрерывностью анионной сетки из тетраэдров SiO4 повышает прочность структуры, устраняя на личие бесконечных, как у талька, слабосвязанных слоев и придает струк туре общий ленточно трубчатый характер. Небольшой отрицательный заряд, приобретаемый блоками из за пропусков некоторых октаэдров в бруситовом октаэдрическом слое, компенсируется ионами кальция, на ходящимися в каналах структуры.

Агрегаты. Для всех минералов весьма характерны спутанно волокни стое строение, устанавливаемое иногда под микроскопом, а также ориги нальные физические свойства, нашедшие свое отражение в таких старых названиях, как горная кожа, горная пробка, горное дерево (похожи на обломки сухой разложившейся древесины), горное мясо и др. Вследствие высокой пористости эти вещества обладают очень малым объемным ве сом и легко плавают на воде.

Цвет белый, иногда с желтоватым оттенком, или серый с желтоватым или буроватым оттенком. Nm около 1,55. Твердость 2–2,5. Отщепленные тонкие плоские куски при деформации легко гнутся. Уд. вес 2,1–2,3. В су хом состоянии поглощает много воды.

П. п. тр. плавится в пузыристое молочное стекло. В горячей H2SO4 разла гается с выделением скелета SiO2. При нагревании до 220° C постепенно те ряет Н2О (до 15 %), затем отдача воды прекращается и вновь наступает в интервале 370–410 °C (последние 5–6 %).

Встречается сравнительно редко. Образуется чаще всего при вывет ривании относительно богатых магнезией горных пород, часто в трещи нах наподобие плотных листов картона. В виде гнезд и неправильных пластообразных залежей образуется и в осадочных горных породах.

Если устанавливается в значительных массах, то может найти приме нение как тепло и звукоизоляционный материал в строительном деле для перегородок и других целей.

Раздел V. Кислородные соли (оксисоли) У нас в относительно больших количествах встречается по берегам рек в ряде мест Средне Волжского края, Нижегородской области, Татар ской Республики (Тетюшинский район), на Северном Кавказе по прито кам р. Малки, в Западной Сибири (в Кузнецком Алатау) и в других мес тах. Известен на Украине (Коростеньский, Бердичевский и другие районы), в Крыму (д. Курцы в Симферопольском районе).

Подгруппа каолинита Сюда отнесены три полиморфные моноклинные модификации одно го и того же вещества, которые с химической точки зрения можно рас сматривать как основной силикат алюминия. Фазовые взаимоотношения между этими тремя по сути политипами — каолинитом, накритом и дик китом — до конца не выяснены, поэтому неясно, следует ли их считать минеральными видами, как это обычно делается, или разновидностями.

Так или иначе, но к этим минералам нередко применяется обобщающий термин — кандиты, сформированный из начальных букв их названий.

Кроме того, здесь рассматривается весьма близкий по строению галлуа зит, представляющий собой по сути гидратированный каолинит.

КАОЛИНИТ — Al4[Si4O10][ОН]8 или Al2O3 · 2SiO2 · 2H2O. Старинное название этого минерала перешло от китайцев: кау линг — высокая гора (так называлось месторождение каолина). Среди минералов данной под группы пользуется преобладающим распространением. Является главной составной частью большинства глин.

Химический состав. Al2О3 — 39,5 %, SiO2 — 46,5 %, Н2О — 14 %. Со держания отдельных компонентов несколько колеблются. Из примесей в незначительных количествах устанавливаются: Fe2O3, MgO, CaO, Na2O, K2O, BaO, SiO и др.

– Сингония трикклинная;

пинакоидальный в. с. С. Пр. гр. P1(C2). а0 = 5,14;

i b0 = 8,90;

с0 = 14,45;

= 100°12. Кристаллическая структура. Как и в других слюдообразных минералах, кремнекислородные тетраэдры (алюминий в них не участвует) тремя вершинами связаны в слой обычной шестиугольной сет ки. Каждая четвертая вершинка, занятая кислородом, принимает участие в строении одной из сторон катионного «гиббситового», т. е. диоктаэдриче ского слоя (рис. 341б). В таких двухслойных пакетах общий отрицательный заряд комплексного аниона и гидроксильных анионов компенсируется по чти полностью положительным зарядом катионов Al. Как показано на рис.

342 (?), на контакте каждого слоистого пакета со следующим, с одной сторо ны, располагаются гидроксильные группы, а с другой — ионы кислорода сле дующего тетраэдрического слоя. Подобным строением кристаллов каоли нита просто объясняются весьма совершенная базальная спайность и легкая расщепляемость на тонкие пластинки минералов этой группы.

Облик кристаллов. Более или менее хорошо образованные пластин чатые кристаллы исключительно редки и малы по размерам (до 1 мм).

Под электронным микроскопом устанавливаются гексагонального облика 614 Описательная часть б а Рис. 342. Схема кристаллической структуры Рис. 343. Расположение и число каолинита (б) в сравнении со структурой ионов в отдельных слоях структуры мусковита (а) каолинита пластинки микронных размеров, иногда наблюдаются обломки изогну тых столбчатых кристаллических образований, по виду напоминающих дождевых червей. Отдельные чешуйки и пластинки обладают гексаго нальным, реже ромбическим или тригональным обликом. Агрегаты рых лые, чешуйчатые или плотные тонкозернистые;

иногда встречается в виде натечных форм.

Цвет. Отдельные чешуйки и пластинки бесцветны. Сплошные массы — белого цвета, нередко с желтым, буроватым, красноватым, иногда зеленова тым или голубоватым оттенком. Блеск отдельных чешуек и пластинок пер ламутровый, сплошных масс — матовый. Ng = 1,566, Nm = 1,565 и Np = 1,560.

Твердость около 1. Отдельные чешуйки гибки, но не обладают упру гостью. В сухом состоянии землистые массы кажутся тощими на ощупь.

Спайность весьма совершенная по {001}. Устанавливаются также направ ления спайности, параллельные шестилучевым фигурам удара. Уд. вес 2,58–2,60.

Диагностические признаки. Каолинит в сплошных землистых мас сах легко растирается между пальцами, в сухом виде жадно поглощает воду, в мокром состоянии дает необычайно пластичное тесто. Тонкокрис таллические разности в соответствующих препаратах под микроскопом узнаются по форме чешуек и оптическим константам. Скрытокристал лические массы приблизительно могут быть определены по показателям преломления, а более точно — по рентгенометрическим данным, кривым нагревания и другими методами.

П. п. тр. не плавится. HCl и HNO3 почти не действуют. В H2SO4, осо бенно при нагревании, разлагается сравнительно легко. Прокаленный до Раздел V. Кислородные соли (оксисоли) температуры 500 °С, полностью разлагается в HCl. Белые разности, сво бодные от гидроокислов железа, после прокаливания с азотнокислым кобальтом принимают красивый синий цвет (присутствие Al).

Происхождение и месторождения. В главной массе образуется в ус ловиях выветривания изверженных и метаморфических горных пород, богатых алюмосиликатами (полевыми шпатами, слюдами, цеолитами):

гранитов, гнейсов, кварцевых порфиров и т. п. Этот процесс образования каолинита происходит под влиянием Н2О и СО2. Щелочи при этом вме сте с частью SiO2 и щелочных земель в виде карбонатов выносятся, а кварц и другие химически стойкие минералы остаются в качестве включений в глинистой массе, носящей название каолина или каолиновой глины. Не редко накапливающиеся таким путем массы каолина подвергаются раз мыву и переотлагаются вдали от места своего образования в застойных бассейнах в виде пластов тонкодисперсных илистых осадков, освобож денных от грубых включений посторонних минералов.

Явления каолинизации также происходят в условиях низкотемпера турных гидротермальных процессов при воздействии, очевидно, кислых вод, содержащих главным образом CO2, на те же алюмосиликаты и сили каты алюминия, не содержащие щелочей. Этот процесс, по существу, при водит к образованию псевдоморфоз каолинита по тем или иным минера лам с сохранением их внешних форм или очертаний. Таковы, например, псевдоморфозы каолинита по полевым шпатам, мусковиту, топазу, ска политам, лейциту, андалузиту, пирофиллиту и т. д.

При процессах регионального метаморфизма в условиях высоких тем ператур глины переходят в плотные глинистые сланцы (аргиллиты и филлиты). Выше 300° С каолинит полностью разрушается, превращаясь при наличии щелочей в серицит, слюды, полевые шпаты и пр., а при от сутствии их — в силикаты алюминия: андалузит, силлиманит, кианит, гра наты и другие минералы, слагающие кристаллические сланцы.

Из весьма многочисленных месторождений отметим только некото рые. На Урале большое число первичных и вторичных месторождений, преимущественно огнеупорных каолинов, распространено главным об разом по восточному склону в Екатеринбургской и Челябинской облас тях: Курьинское, Троицко Байновское, Еленовское и др. Огнеупорные глины, связанные с озерными и болотными углистыми осадками, распро странены также в Подмосковном угольном бассейне.

Большое количество месторождений каолина распространено на терри тории Украины, в зонах выветривания выходов массивно кристаллических пород Южно Русского щита (гранитов, гнейсов, сиенитов и др.). Главней шими из них являются Глуховецкое, Турбовское и Райковское (Винницкая область), Белая Балка и Часов Ярское (Донецкая область) и др.

В числе иностранных месторождений укажем на крупнейшие место рождения первичного каолина в Корнуолле и Девоншире (Англия);

около 616 Описательная часть Карловых Вар (Чехия);

в ряде мест Баварии и Саксонии (саксонский и баварский фарфор);

около Лиможа во Франции (севрский и лиможский фарфор);

особо высокого качества каолин известен в Китае на горе Кау линг, около Яучау Фу в пров. Цзянси и в других местах.

Практическое значение. Каолин находит применение во многих от раслях промышленности. В зависимости от количества посторонних при месей он используется либо в сыром виде, т. е. без предварительного обо гащения, либо после отмучивания на специальных установках.

1. Главнейшим и старейшим потребителем является керамическая про мышленность. Каолин, свободный от примесей окислов железа, применя ется главным образом в тонкой керамике при производстве фарфора и фа янса. Для этой цели используются пластические свойства, способность давать с водой устойчивые суспензии, а главное — свойство превращаться в результате обжига в твердый прочный камнеподобный материал, не раз мокающий в воде и устойчивый при низких и повышенных температурах.

Огнеупорные глины, обладающие высокой температурой плавления (не ниже 1580 °С), часто содержащие гидраты свободного глинозема, находят основное применение в металлургии в виде шамотового кирпича, пробок, трубок, воронок и т. д. На изготовление глиняных горшков, черепиц, труб и т. п. употребляются низкосортные спекающиеся каолиновые глины, но сящие название терракотовых черепичных, кирпичных и пр.

2. В строительном деле глины как водозадерживающий материал при меняются в качестве защитного слоя под полами подвальных помеще ний, при возведении водохранилищных плотин, в производстве саман ных кирпичей, для изготовления глинитцемента и т. д.

3. В бумажной промышленности каолин применяется в качестве на полнителя и аппретуры с целью придания бумаге более гладкой поверх ности, повышенной плотности и т. д. В некоторых сортах бумаги содер жание каолина достигает 40 %.

4. В прочих производствах каолинитовые массы используются при из готовлении клеенок, линолеума, смесей с олифой и другими веществами, карандашей, красок, в частности ультрамарина (в смеси с кремнеземом, содой, серой и органическими веществами), для получения окиси алюми ния и т. д. Следует также упомянуть о том, что в виде так называемых гли нистых растворов (устойчивых суспензий) тонкодисперсные глины ис пользуются при проходке разведочных буровых скважин на нефть, соли и целый ряд рыхлых полезных ископаемых в целях заиливания (заполне ния мелких пустот в трещиноватых боковых породах) и тем самым пре дотвращения обрушения стенок скважин, а также для более легкого извле чения вместе с буровой жидкостью измельченных обломков руд (благодаря глинистому наполнителю удельный вес жидкости повышается).

ДИККИТ — Al4[Si4O10][OH]8. Сингония моноклинная. До рентгено метрических исследований относился к каолиниту. Назван по фамилии Раздел V. Кислородные соли (оксисоли) Дика, описавшего первую находку этого минерала под названием «као линит» в 1888 г.

По кристаллической структуре сходен с каолинитом. Имеются те же непрерывные слои, гексагонально кольцевого строения, но в отличие от каолинита в каждом вышележащем слое гексагоны имеют другую ориен тировку, совпадая лишь через один слой, что увеличивает период по оси с.

Пр. гр. Cc(C4s). a0 = 5,14;

b0 = 8,94;

с0 = 14,42;

= 96°50. Диккит нередко встречается в более или менее хорошо образованных прозрачных плас тинчатых кристалликах гексагонального облика до десятых долей мил лиметра в диаметре. Способность к лучшей кристаллизации диккита объясняют более симметричным расположением в его структуре ионов ОН по отношению к ионам O, чем в структуре каолинита.

Бесцветный, белый в порошкообразных массах, иногда с буроватым, желтоватым или зеленоватым оттенком. Блеск перламутровый. Ng = = 1,566, Nm = 1,562 и Np = 1,560. Твердость около 1. Спайность совер шенная по {001}. Уд. вес 2,589 (теоретический). Обезвоживается при тем пературе 540 °С.

Встречается чаще всего как низкотемпературный гидротермальный минерал, нередко в ассоциации с сульфидами, доломитом, флюоритом и др., в виде кристаллических корок в друзовых пустотах. Наблюдался так же в халцедоновых жеодах.

В России отмечен в Приморье, в Дальнегорском скарново полиметал лическом месторождении в качестве одного из позднейших минералов гид ротермальных жил. В значительных массах был найден в Центральном Казахстане, а именно в Кара Чеку (в 150 км к югу от Каркаралинска) в рай оне гидротермально измененных лаво и туфобрекчий порфиров. Здесь встре чена чисто диккитовая (слюдистая) вязкая порода. Любопытно, что образо вание диккита происходит вслед за серицитизацией полевых шпатов. Размер чешуек диккита достигает 0,1 мм, а в сплошной породе — 0,5 мм.

НАКРИТ — Al4[Si4O10][OH]g. Сингония моноклинная. Кристалличес кая структура отличается от структуры каолинита меньшим смещением сло истых пакетов относительно друг друга. Пр. гр. Cc(C4). a0 = 5,16;

b0 = 8,93:

s c0 = 28,66;

= 91°43. Встречается в более крупных пластинчатых кристаллах (до 5 мм в диаметре) гексагонального облика. Наблюдается также в радиаль но пластинчатых агрегатах и в плотных или тонкочешуйчатых массах.

Цвет. Бесцветный или белый с желтоватым оттенком. Блеск перла мутровый. Ng = 1,563, Nm = 1,562, Np = 1,557. Твердость около 2. Спай ность весьма совершенная по {001}. Уд. вес 2,627.

Образуется накрит как в экзогенных, так и в эндогенных условиях, по видимому, в кислых средах. Встречается в ряде месторождений Руд ных гор (Саксония), в частности в Бранде в виде радиально расположен ных групп пластинчатых кристаллов вокруг галенита, в Сан Питерс Дом в Колорадо (США) со слюдой и криолитом.

618 Описательная часть АЗИТ — Al4[Si4O10][OH]8 · 4H2O1 или Al2O3 · 2SiO2 · 4H2O.

ГАЛЛУ Химический состав. Al2О3 — 34,7 %, SiO2 — 40,8 %, Н2О — 24,5 %. По ловина количества воды представлена в минерале в виде гидроксила, ос тальная — в виде молекул Н2О. Количество молекулярной воды непосто янно (меньше, чем 4Н2О);

в зависимости от чего колеблются содержания и остальных компонентов. В качестве примесей в незначительных количе ствах часто присутствуют: Fe2O3, Cr2O3, MgO, FeO, иногда NiO, CuO, ZnO.

Сингония моноклинная;

диэдрический безосный в. с. Пр. гр. Cm(C 3). s a0 = 520;

b0 = 8,92, c0 = 10,25;

= 100°. Встречается в виде гелеподобных полуматовых масс с плоскораковистым изломом. Характерно, что тонко диспергированные частички галлуазита на фотографиях, полученных с помощью электронного микроскопа при очень больших увеличениях, имеют пруткообразную форму (рис. 344), в отличие от пластинчатых ча стичек каолинита.

Рис. 344. Рулонообразные кристаллы галлуазита (по фотографии в электронном микроскопе) Цвет галлуазита белый, часто с различными оттенками: желтоватым, буроватым, красноватым, голубоватым, зеленоватым. Внешняя оболочка нередко железистая. Блеск у свежих фарфоровидных разностей восковой, пористые и рыхлые разности матовые. Средний показатель преломления варьирует от 1,547 до 1,550 (увеличивается по мере уменьшения Н2О).

Твердость 1–2. Хрупок. Легко полируется при трении ногтем. Рых лые разности на ощупь часто талькоподобны. Плотные разности по вы сыхании на воздухе растрескиваются, распадаясь на мелкие угловатые обломки с плоскораковистым изломом (явление, весьма характерное для всех минералов группы галлуазита). Уд. вес колеблется в зависимости от содержания Н2О от 2,0 до 2,2.

Формула несколько упрощена.

Раздел V. Кислородные соли (оксисоли) Диагностические признаки. Рыхлые разности галлуазита по внешним признакам неотличимы от таких же разностей каолинита. Практически у них аналогичны и кривые нагревания. Зато они существенно отличают ся от каолинита по содержанию воды, оптическим константам, а также по поведению кривых обезвоживания, особенно в начальных стадиях.

Характерны также низкая твердость, способность полироваться ногтем и низкий удельный вес. Любопытно, что после обезвоживания (хотя бы и частичного) вновь поглощения воды не происходит;

это существенно от личает галлуазит от минералов группы гидрослюд. Высушенные массы обладают относительно повышенной твердостью и плоскораковистым изломом. Характерно также, что при обезвоживании они распадаются на множество мелких остроугольных обломков.

П. п. тр. не плавится. В закрытой трубке выделяет весьма значитель ное количество воды. В кислотах и щелочах частично разлагается, осо бенно при подогревании. В воде постепенно распадается на кусочки, не разбухая. В сухом виде прилипает к языку.

Происхождение и месторождения. Галлуазит является типичным экзогенным минералом и встречается главным образом в коре выветрива ния горных пород (габбро, диабазов, порфиритов и др.) и некоторых руд ных месторождений никеля, меди и цинка. Обычно он образует неболь шие линзообразные массы и стяжения, нередко в ассоциации с другими минералами этой группы, а также с алунитом, иногда диаспорой, монт мориллонитом и др.

Встречается также в карстовых впадинах среди известняков и, нако нец, в кислых почвах, богатых органическими кислотами.

Галлуазит довольно широко распространен в коре выветривания мно гих месторождений никелевых гидросиликатов Ю. Урала: Айдырлинском, Халиловском и др. Обычно он бывает загрязнен различными химически ми и механическими примесями. Установлен в Журавлинском месторож дении на р. Чусовой (Урал) в карстовой впадине вместе с алунитом и гиб бситом на границе известняков и бурых глин, в Минусинском районе Хакассии и других местах. За границей впервые был установлен в Бель гии, в районе старых железных и цинковых рудников на известняках Англер, близ Льежа.

Самостоятельного практического значения не имеет.

6. Группа аллофана Вслед за предыдущей группой целесообразно рассмотреть действи тельно аморфные стекловидные или смоловидные, часто прозрачные минералоиды (подобные минералам образования, лишь в силу традиции остающиеся среди объектов минералогии, вопреки определению поня тия «минерал») изменчивого химического состава. Они состоят главным образом из Al2О3, SiO2 и Н2О. Систематика их пока еще не может быть 620 Описательная часть разработана. Поэтому мы здесь дадим лишь общее описание свойств этих минералов под собирательным названием «аллофан».

АЛЛОФАН — mAl2O3 · nSiO2 · pH2O. От греч. аллофанес — оказыва ющийся другим (минерал по голубоватому или зеленоватому оттенку ча сто ошибочно принимали за медную руду).

Химический состав. Минералы этой группы не представляют хими ческих соединений, а являются типичными твердыми псевдорастворами.

Согласно полным имеющимся анализам, содержание Al2О3 колеблется в пределах 23,5–41,6 %, SiO2 — 21,4–39,1 %, Н2О — 39,0–43,9 %. Кроме того, часто устанавливаются следующие компоненты (в %): Fe2O3 (до 0,8) (встречаются и богатые железом разности), MgO (до 0,3), CaO (до 2 и больше), K2O+Na2O (до 0,3), CuO (до 1,6 и больше), ZnO (до 4), СО (до 1,2), Р2О5 (до 1,3), SO3 (до 0,2).

Внешний вид. Типичные стеклоподобные массы с кривыми или рако вистыми поверхностями разлома. Встречаются также в виде корок с глад кой почковидной поверхностью, изредка в порошковидных белых массах.

Рентгенометрические исследования не обнаруживают кристаллического строения вещества.

Цвет чаще всего бледно голубой, зеленовато желтый, реже густо зе леный, бурый, нередко бесцветный. Прозрачный или просвечивает. Блеск стеклянный, жирный. N = 1,47–1,51.

Твердость около 3,0. Очень хрупкий. Уд. вес 1,85–1,89.

Диагностические признаки. Характерными свойствами являются стекловидность, прозрачность или полупрозрачность и низкая твердость (отличие от прозрачных разностей опала). Благодаря тому что они аморф ны, оптически изотропны и не различаются по показателям преломле ния, точная диагностика может быть осуществлена только с помощью химического анализа. Довольно характерна и кривая нагревания, но в частично раскристаллизованных аллофанах кристаллическую фазу мож но определить лишь рентгенометрическим путем (чаще устанавливают ся признаки кристаллической фазы галлуазита).

П. п. тр. рассыпаются, но не плавятся. Порошок с раствором азотно кислого кобальта принимает красивую синюю окраску (Al). В HCl разла гаются с образованием студенистого кремнезема.

Происхождение и месторождения. Аллофаны встречаются исклю чительна как экзогенные образования. Часто они наблюдаются в трещи нах и пустотах в зонах окисления рудных месторождений и горных по род. Известны, например, находки в пустотах среди мергелей, в месторождениях глин, углей, бурых железняков, свинцово цинковых, медных и прочих руд. Нередко ассоциируют с галлуазитом, иногда хри зоколлой, кварцем, карбонатами и др. Под влиянием вод, содержащих CO2, подвергаются карбонатизации. Установлены также случаи разложе ния с переходом в галлуазит.

Раздел V. Кислородные соли (оксисоли) Из многочисленных находок в России отметим следующие: в Журав линском месторождении алунита (Урал);

в Минусинском районе у с. По техино (Хакассия) в ассоциации с алюмогидрокальцитом, развивающим ся метасоматическим путем по аллофану;

у д. Барановки в Ивановской области;

у д. Малевки в Тульской области, в Хоперском, Липецком и других железорудных месторождениях центральных областей Европейской ча сти России, в осадочном месторождении отбеливающих глин в окрестно стях Нальчика и др.

Отмечен в Карамазарских горах (Таджикистан).

7. Гидрослюды и им подобные минералы Существуют такие слюдо или хлоритоподобные минералы, которые отличаются тем, что в их составе участвует меньшее количество связу ющих межслоевых катионов, но зато в существенных количествах при сутствуют связанные молекулы Н2О, довольно легко удаляющиеся при нагревании. Здесь мы рассмотрим иллит, вермикулит, глауконит, бейдел лит, монтмориллонит и нонтронит. Три последних минерала часто отно сят к группе смектитов.

Несмотря на внешние черты сходства и общность генезиса и нахожде ния в составе глин с представителями группы каолинита, эти минералы значительно отличаются от них по своему кристаллическому строению и некоторым совершенно особым физическим свойствам. Отличительной особенностью по сравнению с минералами группы каолинита здесь явля ется то, что гиббситовый или бруситовый слой располагается между дву мя слоями кремнекислородных тетраэдров. В этом отношении гидрослю ды близко напоминают особенности строения минералов группы талька, слюд и других им подобных по кристаллическому строению.

Гидрослюды занимают по степени заполнения межслоевого простран ства катионами промежуточное положение между слюдами, у которых меж слоевые катионы все налицо и позиции между отрицательно заряженны ми пакетами заняты, и тальком, у которого межслоевое пространство в силу нейтральности пакетов пустует. Большинство гидрослюд имеют в межсло евом промежутке фиксированное количество воды, замещающей катионы, так что межслоевой промежуток по величине зазора изменяется слабо.

Водонасыщаемость таких гидрослюд ограничена. Однако прогрессирующее выветривание, сводящееся главным образом к дальнейшему гидролизу ранних продуктов этого процесса, приводит постепенно к появлению ми нералов с высокой способностью к набуханию.

У так называемых смектитов (от греч. смекто — размазываю) меж слоевые катионы существенно выщелочены и их объем занимают моле кулы воды, которые, окружая оставшиеся катионы, создают гидратиро ванные комплексы, заполняющие объем между пакетами с избытком. Так как заряд слюдяного пакета благодаря выщелачиванию части катионов 622 Описательная часть также и из октаэдров уменьшается, равно как и заряд межслоевого содер жимого, связь между пакетами слабеет и пакеты раздвигаются.

Кроме того, молекулы воды, вероятно, располагаются упорядоченно, образуя водородные связи с кислородом тетраэдрических сеток. Такое расположение энергетически выгодно и принятие воды в межслоевое пространство идет самопроизвольно.

Связанной с такого рода реакцией замечательной и чрезвычайно важ ной в практическом отношении особенностью смектитов является их свой ство набухать в присутствии воды, а при нагревании постепенно отдавать адсорбированную воду. В связи с этим величина параметра с кристалличес кой решетки может колебаться в значительных пределах — от 9,6 до 28,4 Е в зависимости от количества молекул Н2О, участвующих в кристалличес кой структуре минерала. Высокая поглотительная способность глин, со стоящих главным образом из минералов группы монтмориллонита и способных извлекать из жидкостей различные загрязняющие взвешенные примеси (а в сухом состоянии даже нефтяные газы), широко используется в разных отраслях промышленности. Встречаются глины, которые хорошо адсорбируют едкие и углекислые щелочи и потому используются как «омы ляющие» вещества, применяемые в мыловаренной промышленности. Все эти глины носят название «отбеливающих» глин. Им даны также различ ные специальные названия: «бентониты», или «бентонитовые глины», «фуллеровы земли», «гумбрин», «нальчикит» и т. д.

Другим очень важным свойством минералов этой группы, представ ленных обычно тонкодисперсными массами, является сильно выражен ная способность к обмену катионами, подобно тому, как это установлено для цеолитов и специальных веществ, называемых пермутитами. Глины, состоящие главным образом из монтмориллонита, на 100 г вещества со держат от 60 до 100 м экв обменных катионов, главным образом Са2+, К1+, Na1+, тогда как в каолинах устанавливается всего 3–15 м экв этих катионов. Поскольку после тонкого помола обмен катионами увеличи вается до трех раз, считают, что эти обменные катионы могут распола гаться не только на поверхности частиц, но и внутри кристаллических фаз (очевидно, в пространствах между слоистыми пакетами в кристал лических структурах).

Образование гидрослюд в некоторых случаях связывают с низкотем пературными стадиями гидротермальных процессов, но преимуществен но эти минералы возникают при процессах выветривания изверженных пород и пегматитов за счет содержащихся в них слюд или слюдообраз ных минералов. Некоторые из них устанавливаются в виде продуктов разложения осадков в морских бассейнах. Во всех случаях необходимым условием их существования является наличие среды, богатой водой.

Химический состав подобных минералов непостоянный: меняются содержания катионов, связывающих пакеты, и Н2О.

Раздел V. Кислородные соли (оксисоли) Здесь мы рассмотрим иллит, вермикулит, глауконит, бейделлит, монт мориллонит и нонтронит. Три последних минерала часто относят к груп пе смектитов.

ИЛЛИТ — K1Al2[(Si,Al)4О10][ОН]2. nН2О. Название дано по месту находки в Иллинойсе (США). Синонимы: гидромусковит, монотермит.

В большинстве случаев иллит представляет продукт частичного гидро лиза мусковита, в ряде случаев при этом появляются смешаннослойные иллит мусковитовые образования, к которым в большинстве случаев и применяется название гидромусковит.

Химический состав непостоянен. Содержание К2О по сравнению с мус ковитом падает до 6 и даже до 2–3 %;

Н2О, наоборот, возрастает до 8–9 %.

Содержание SiO2 в гидромусковите часто достигает 50–55 %, Al2О3 — ниже 25–33 %. Примеси: Fe2O3, MgO (до нескольких процентов), CAO и др.

Кристаллическая структура мало чем отличается от структуры муско вита и представляет собой несколько разрыхленную укладку слюдяных пакетов с недостатком катионов как в межслоевом промежутке, так и в гиб бситовом октаэдрическом слое. Межслоевое пространство, частично осво божденное от катионов, занимают молекулы воды, отчасти, возможно, ионы гидроксония H3O+.

Иллит наблюдается в чешуйчатых и тонкопластинчатых белых мас сах, жирных на ощупь, обычно в смеси с каолинитом и другими минера лами. Твердость 1 2, удельный вес ниже, чем у мусковита. Отдельные чешуйки гибки, но менее упруги по сравнению с мусковитом. Показа тели преломления ниже, чем у мусковита;

они меняются в зависимости от состава обычно в пределах 1,55–1,58 (понижаются с увеличением со держания Н2О).

Встречается чаще среди глин, особенно являющихся продуктами выветривания слюдяных (мусковитовых) сланцев, гнейсов, кварцево серицитовых пород, а в некоторых случаях, по видимому, как продукт изменения при превращении полевых шпатов в каолинит. Часто уста навливается также в почвах, образующихся на месте кислых и средних по составу изверженных горных пород, в ассоциации с монтморилло нитом и другими минералами.

ВЕРМИКУЛИТ — (Mg,Fe2+,Fe3+)3[Al1Si3O10][ОН]2 · 4Н2О. Назва ние происходит от лат. vermiculus — червячок. Оно дано в связи с тем, что этот минерал очень оригинально ведет себя при нагревании: из его плас тинок образуются длинные червеобразные столбики и нити.

Химический состав непостоянный в зависимости от содержания моле кулярной воды. Содержание (в %): MgO — 14–23 %, Fe2O3 — 5–17 %, FeO — 1–3 % SiO2 — 37–42 %, Al2O3 — 10–13 %, H2O — 8–18 %. Кроме того, присутствует К2О — до 5 %, в некоторых разновидностях NiO — до 11 %.

Сингония, вероятно, моноклинная. Вермикулит, как правило, обра зуется в виде псевдоморфоз по биотиту или железистому флогопиту.

624 Описательная часть Цвет вермикулита бурый, желтовато бурый, зеленовато коричневый, оливково зеленый, золотисто желтый, бронзово желтый. Блеск по сравне нию с биотитом слабее, часто жирный. Ng = Nm = 1,54–1,58 и Np = 1,52–1,56.

Твердость 1–1,5. Упругость тонких листочков слабая или отсутству ет. Спайность совершенная по {001}. Уд. вес 2,4–2,7. Прочие свойства.

Самым замечательным свойством вермикулита является его способность при прокаливании (в интервале температур 900–1000 °С) необычайно резко увеличивать свой объем (в 15–25 раз). Сущность явления заклю чается в том, что под напором превращающейся в пар молекулярной воды происходит расслаивание и быстрое разбухание отдельных индивидов вдоль оси с, и притом настолько значительное, что образуются червеоб разные столбики или нити (в зависимости от размеров зерен в плоскости спайности) золотистого или серебристого цвета с поперечным делением на тончайшие чешуйки. Образование огромного количества мельчайших воздушных прослойков в отдельных индивидах обусловливает очень низ кий объемный вес (0,6–0,9). Обожженные массы вермикулита свободно плавают на воде. С этим связаны высокие теплоизоляционные свойства обожженного вермикулита. Коэффициент теплопроводности л = 0,04– 0,05 ккал/м/час °С (у — асбеста 0,15–0,40).

Диагностические признаки. По внешним признакам похож на вывет релый биотит или хлорит. Самым показательным признаком является поведение его п. п. тр. с сильно выраженным вздуванием и образованием длинных червеобразно искривленных нитей или столбиков.

Происхождение и месторождения. Обычно в незначительных коли чествах образуется при выветривании биотитов. Более существенные скопления устанавливаются в гидротермально измененных (очевидно, при низких температурах) биотитовых или флогопитовых жилах, лин зах или телах, образовавшихся метасоматическим путем за счет ультра основных горных пород.

В России встречается в Ковдорском месторождении, где находится в карбонатитах с форстеритом, диопсидом, монтичеллитом CaMg[SiO4] и магнетитом. Из иностранных месторождений отметим крупные промыш ленные месторождения Либби в Монтане (США) и в Западной Австралии.

Практическое значение. Обожженные массы вермикулита применя ются в качестве теплоизоляционного материала для обмазки паропровод ных труб, котлов, печей и т. д. Как звукопоглощающий материал он ис пользуется при устройстве кабин в самолетах, в некоторых специальных лабораториях и т. д. Благодаря красивой золотистой или серебристой окраске, приобретаемой после обжига, он применяется в производстве обоев. Пригоден также в качестве смазочного материала. Наконец, вер микулит обладает тем замечательным свойством, что способен к очень высокому катионному обмену, значительно сильнее выраженному по срав нению с группой монтмориллонита.

Раздел V. Кислородные соли (оксисоли) ГЛАУКОНИТ — K1(Fe3+,Fe2+,Mg)2,5[(Si,Al)Si3O10] [OH]2 · nH2O.

От греч. глаукос — синевато зеленый.

Химический состав. В основном это водный алюмосиликат железа и магния. Содержания главных компонентов в типичных глауконитах колеблются в следующих пределах (в %): К2О — 4,0–9,5, Na2O — 0–3,0, Аl2О3 — 5,5–22,6, Fe2O3 — 6,1–2,79, FeO — 0,8–8,6, MgO — 2,4–4,5, SiO2 — 47,6–52,9, H2O — 4,9–13,5. В случае преобладания магния мы имеем дело с селадонитом.

Сингония моноклинная. а0 = 5,24;

b0 = 9,07;

с0 = 20,03;

= 95°00. Очень редко наблюдается в мелких кристалликах грубогексагональных очерта ний. Обычно распространен в виде вкрапленных округленных зернышек или шариков диаметром от одного до нескольких миллиметров в рыхлых кремнистых или глинисто карбонатных породах. Иногда встречается в виде пластинок с неровными краями и искривленных столбиков.

Цвет глауконита темно зеленый до зеленовато черного, в тонких шли фах зеленый. Черта зеленая. Селадонит обладает бледным серо зеленым до салатового цветом. Блеск обычно матовый, у плотных разностей стек лянный, жирный. Ng = 1,610–1,644 и Np = 1,590–1,612.

Твердость 2–2,5. Хрупок. Спайность устанавливается очень редко (и только в крупных индивидах) по {001}. Уд. вес 2,2–2,8.


Диагностические признаки. Узнается по темно зеленому, иногда с синим оттенком цвету, низкой твердости и парагенезису с минералами, входящими в состав осадочных пород. От лептохлоритов отличается мень шими показателями преломления и по химическому составу (содержит существенные количества калия).

П. п. тр. плавится с трудом, образуя пузыристую шлаковидную массу и затем черное стекло. В концентрированной HCl разлагается. При ра створении на месте зерен остается тончайший белый скелет кремнезема с сохранением общей формы зерна.

Происхождение и месторождения. Глауконит распространен в оса дочных породах морского происхождения (песчаниках, опоках, глинах, карбонатных породах, фосфоритовых слоях), образовавшихся на сравни тельно небольших глубинах, преимущественно в прибрежных участках морей и океанов, а также в современных морских осадках (зеленых илах и песках). Встречается иногда в почвах и верхней части элювия (дресвы) на интрузивных породах (в заболоченных участках). Селадонит появля ется иногда на ранних стадиях при выветривании основных пород, воз можно, с участием термальных вод.

В процессе выветривания глауконит неустойчив и разлагается с обра зованием гидроокислов железа и кремнезема. С этим процессом часто свя заны некоторые месторождения бурых железняков, особенно в болотах.

Месторождения глауконита весьма многочисленны и приурочены к мелководным осадкам самого различного возраста. Укажем лишь неко торые главнейшие месторождения.

626 Описательная часть Огромное месторождение глауконитовых песков верхнемелового воз раста, подстилающих пласты фосфоритов, располагается в пределах так называемой Южно Русской впадины (Украина). В глауконитовых песках часто обнаруживаются фосфоритовые желваки. Глауконитовые песчани ки широко распространены в отложениях третичного возраста среди крем нистых глин и опок вдоль восточного склона Урала, в Поволжье, Запад ном Казахстане и во многих других местах.

Практическое значение. Глауконит как калийсодержащий минерал в сыром виде или, лучше, после соответствующей термической обработ ки находит применение для удобрения почв.

Глауконитовые концентраты используются в качестве дешевой защит ной краски зеленого цвета, обладающей рядом преимуществ по сравне нию с другими зелеными красками (стойкость по отношению к кисло там, щелочам, неядовитость и пр.).

Глауконит под названием «неопермутита» применяется также как смягчитель жестких вод в сахарной, пивоваренной, винокуренной, тек стильной и других отраслях промышленности. Такое применение осно вано на способности его к реакциям катионного обмена. Для этой цели глауконитовые концентраты предварительно обрабатываются раствором поваренной соли, в результате чего ионы натрия поглощаются концент ратом. При фильтровании через такой концентрат жесткой воды проис ходит обмен катионами: щелочноземельные катионы воды поглощают ся, а в раствор переходят катионы натрия, чем и вызывается уничтожение жесткости воды.

БЕЙДЕЛЛИТ — Al2[Si4 xAlxO10][OH]2 · (Na2,Ca)x/2 4Н2О. Назван по местности Бейделл в Колорадо (США).

Химический состав непостоянный, показывает переменные количе ства полуторных окислов и кремнезема в зависимости от содержания воды. Содержание Al2О3 колеблется от 20 до 27,6 %, SiO2 — от 45 до 50 %.

Почти всегда в небольших количествах содержатся Fe2O3, CaO, щелочи:

Na2O и K2О, иногда MgO, NiO, MnO и др.

Сингония моноклинная. Изредка встречается в тонких ромбовидных пластинках. Обычно распространен в виде землистых масс вместе с монт мориллонитом в бентонитовых глинах. Кристаллическая структура ана логична структуре монтмориллонита.

Цвет белый с желтоватым, буроватым, красноватым оттенком. Блеск у плотных масс слабый, восковой. Показатели преломления непостоян ны, зависят от содержания воды.

Твердость пластинок 1,5. Спайность по {001}. Уд. вес 2,6 (пластинок).

Бейделлит, как и все другие минералы рассматриваемой группы, облада ет явно выраженной способностью к катионному обмену в строго экви валентных соотношениях, набуханием в воде и другими общими свой ствами. О практическом значении см. монтмориллонит.

Раздел V. Кислородные соли (оксисоли) Происхождение и месторождения. Бейделлит наблюдался в коре выветривания основных и ультраосновных пород в Халиловском, Аккер мановском и других районах Ю. Урала. С этими условиями нахождения связано, например, содержание в них никеля и хрома. Встречался также в зонах окисления некоторых рудных месторождений (сурьмяных, марган цевых и др.). В весьма существенных количествах устанавливается в лёс сах, например в юго восточной части штата Миссури (США), в почвах, образовавшихся за счет лёсса, или в сероземах на изверженных породах иногда как продукт изменения вулканического пепла, в бенто нитовых глинах вместе с монтмориллонитом и т. д.

МОНТМОРИЛЛОНИТ — (Mg0,33Al1,67)[Si4O10][OH]2 · [Na0,33(Н2О)4].

Назван по месту нахождения в Монтмориллоне (Франция). Является широко распространенным минералом, главным образом среди некото рых разностей глин.

Химический состав непостоянный, сильно зависит от варьирующего содержания воды. По имеющимся анализам чистых разностей устанавли ваются следующие колебания (в %): SiO2 — 48–56, Al2О3 — 11–22, Fe2O3 — 5 и больше, MgO — 4–9, CaO — 0,8–3,5 и больше, Н2О 12–24. Кроме того, иногда устанавливаются К2О, Na2O и др. Из разновидностей по составу заслуживает внимания Cr монтмориллонит, называемый волконскоитом и используемый в качестве красителя.

Сингония моноклинная. a0 = 5,10;

b0 = 8,83;

с0 = 15,2 (при нагревании до 400 °С с0 уменьшается до 9,6).

Цвет монтмориллонита белый с сероватым, иногда синеватым оттен ком, розовый, розово красный, иногда зеленый. Блеск в сухом состоянии матовый. Nm = 1,516–1,526.

Твердость отдельных чешуек неизвестна. Очень мягкий. Жирный.

Спайность чешуек совершенная по {001}. Уд. вес непостоянный.

Диагностические признаки. Наличие монтмориллонита в тех или иных глинах можно заподозрить по явлениям сильного их набухания от влаги и связанной с этим свойством жирности. Однако точная диагнос тика без измерения оптических констант, рентгенометрических исследо ваний и химических анализов невозможна.

Интересны некоторые внешние признаки, свойственные выходам на дневную поверхность бентонитовых глин, богатых монтмориллонитом и бейделлитом. После дождей поверхностные выходы их превращаются в густую массу скользкого студня. При высыхании они трескаются и в то же время вспучиваются под влиянием продолжающегося сильного разбуха ния более глубоких участков. В результате они приобретают сморщенный, сильно трещиноватый вид, напоминающий кораллы. В установившуюся сухую погоду поверхность этих глин становится чрезвычайно рыхлой.

Происхождение и месторождения. Монтмориллонит образуется по чти исключительно в экзогенных условиях, преимущественно в процессе 628 Описательная часть выветривания основных изверженных горных пород, в условиях щелоч ной среды.

Многие бентонитовые глины, состоящие из монтмориллонита, обра зовались в качестве продукта разложения вулканических пеплов, оседав ших главным образом в морских бассейнах.

Монтмориллонит широко развит также в коре выветривания основных изверженных горных пород: диабазов, базальтов, габбро, перидотитов и др.

Образуется и в почвах за счет выветривающихся гранитов и диоритов.

Известны скопления его в выщелоченных и среднегумусных черноземах и каштановых почвах, образующихся на изверженных горных породах.

Образуясь в поверхностных условиях, монтмориллонит является бо лее или менее устойчивым минералом. В пустынных местностях залежи его, превращаясь с поверхности в тонкий пылевидный материал, с помо щью ветров и самумов легко переносятся по воздуху. Этим путем возни кают лёссовые отложения, содержащие часто в существенных количествах бейделлит и монтмориллонит.

Около Нальчика (Кабардино Балкария, Северный Кавказ) известны высококачественные монтмориллонитсодержащие глины в неогеновых осадочных породах.

Месторождение высококачественных отбеливающих глин известно в окрестностях сел. Гумбри, близ Кутаиси (Западная Грузия) в виде плас та различных оттенков от почти белого через светло желтоватый, желто вато зеленый до серого цвета. Материалом для образования этих глин по служил вулканический пепел, снесенный в море в позднемеловую эпоху.

Бентонитовые глины, обладающие адсорбирующими и омыляющими свойствами, представлены группой месторождений в окрестностях сел.

Асканиа (в Западной Грузии, к юго востоку от г. Махарадзе) в виде плас тообразных залежей. Отметим также месторождения кила в Крыму (верх немелового возраста). В районах от Карасубазара до Севастополя они давно уже разрабатываются кустарным способом. Месторождения отбе ливающих глин (фуллеровы земли) широко распространены в США: во Флориде, Джорджии, Алабаме, Калифорнии, а также во Франции (Монт мориллон в Виенне), Германии, Японии и в других странах.

Практическое значение. Благодаря высокой поглотительной способ ности монтмориллонитовые глины широко используются для различных целей в промышленности либо непосредственно в просушенном виде, либо после предварительной химической обработки (активации).

Главным потребителем таких глин является нефтяная промышлен ность, использующая их для очистки продуктов дробной перегонки неф тей от посторонних взвешенных примесей (смол, углистых веществ и пр.).

В текстильной промышленности они применяются при отделке сукон ных материалов с целью удаления жиров и масел при крашении тканей (шелковых, хлопчатобумажных и пр.), где используется их способность Раздел V. Кислородные соли (оксисоли) давать с водой и жирами устойчивые густые суспензии. В резиновом про изводстве эти глины наряду с каолином употребляются в качестве актив ного наполнителя для придания жесткости и повышения сопротивления истиранию, кислотоупорности и пр. В мыловаренной и косметической промышленности они применяются как наполнители при производстве дешевых сортов мыла, изготовлении пудры, грима, губной помады, зуб ного порошка, пасты и т. д. Применяются они также для очистки воды и пищевых продуктов (вина, растительных масел и пр.), в качестве доба вок при производстве бумаги, керамики и, наконец, при изготовлении лекарств, главным образом как связующее (в таблетках и пилюлях), как адсорбенты бацилл и вредных веществ при желудочных заболеваниях, ранениях, отравлениях алкалоидами и т. д.


НОНТРОНИТ — (Fe,Al)2[Si4 xAlxO10][OH]2 · Na2x(Н2О)4. Назван по месту нахождения в Нонтронэ (Франция). Синоним: хлоропал (в редко встречающихся плотных массах в смеси с опалом).

Химический состав переменный. В редких случаях он отвечает по чти чисто железистому минеральному виду с химической формулой:

Fe 2[Si 4 O 10 ][OH] 2 · nН 2 О, т. е. конечному члену изоморфного ряда с Al2[Si4O10][OH]2 · nH2O (бейделлит). Обычно в существенных количе ствах содержит Al2О3 (до 14 %) и MgO (до 8 %). Содержит также CaO (до 2 %), в небольших количествах К2О, Na2O, иногда NiO, Cr2О3.

Встречается обычно в землистых скрытокристаллических агрегатах, изредка в плотных опаловидных массах.

Цвет нонтронита зеленовато желтый, фисташково зеленый, бурова то зеленый (окрашенного гидроокислами железа). Блеск рыхлых разно стей матовый, плотных — восковой. Nm = 1,585–1,600.

Твердость около 2–2,5. Излом плотных разностей раковистый. Хруп кий, рыхлый, на ощупь жирный. Спайность устанавливается лишь для чешуйчатых разностей под микроскопом. Уд. вес 1,727–1,870.

Диагностические признаки. Среди продуктов выветривания, особен но ультраосновных магнезиально железистых пород (серпентинитов, перидотитов, дунитов), можно предположить наличие его по землистым агрегатам, зеленовато желтому или зеленому цвету.

Точная диагностика может быть дана на основании оптических кон стант, химического или спектрального анализа и рентгенометрических данных.

П. п. тр. не плавится. В HCl сравнительно трудно разлагается, обра зуя студень кремнезема.

Происхождение и месторождения. Образуется при экзогенных про цессах, как указывалось — при выветривании богатых железом и магнием горных пород, преимущественно изверженных, а также в ряде месторож дений металлических, в частности железных руд. Обычно устанавливает ся в более низких горизонтах коры выветривания.

630 Описательная часть В процессе выветривания на поверхности постепенно разлагается с образованием гидроокислов железа, сохраняющих агрегатное строение нонтронита, и опала, переходящего в халцедон и кварц.

Широко распространен в древних корах выветривания серпентини товых массивов Халиловского (Ю. Урал), Кемпирсайского (там же, но Ак тюбинская область Казахстана) и других районов. Установлен также на горе Магнитной (Ю. Урал), в Кривом Роге и Приазовье (Украина) и в дру гих пунктах.

Практическое значение могут иметь нонтронитовые массы, обогащен ные никелем, встречающиеся в коре выветривания ультраосновных из верженных горных пород (дунитов и серпентинитов).

Во многих месторождениях никелево силикатных руд они имеют глав ное значение как рудообразующие минералы наряду с гидросиликатами магния и никеля, таких как непуит, иногда Ni хлориты и др.

10. Группа пренита Сюда условно отнесены по структурным соображениям некоторые из рассматриваемых в курсе минералов, структура которых является слоис той, но не подходит под рубрики предыдущих разделов, так как тетраэд рические сетки в их структурах являются гетерогенными.

ПРЕНИТ — Ca2Al[AlSi3O10](OH)2. Назван по фамилии капитана Пре на, привезшего этот минерал с мыса Доброй Надежды.

Химический состав. CaO — 27,1 %, Аl2О3 — 24,8 %, SiO — 43,7 %, Н2О — 4,4 %. Содержит также Fe2O3 в небольших количествах.

Сингония ромбическая;

ромбо пирамидальный в. с. L22P. Пр. гр.

P2cm(C 4 ). a0 = 4,65;

b0 = 5,52;

c0 = 18,53. Кристаллическая структура.

2v В достаточно сложной структуре пренита реализуется разветвленный сло истый анионный радикал, отличный по строению от обычного радикала слоистых силикатов — [AlSi3O10]5. Пренитовый тетраэдрический слой ха рактеризуется необычным способом сочленения: каждый тетраэдр свя зан с другими тетраэдрами лишь двумя вершинами. Поэтому активными являются пары анионов кислорода, принадлежащие общему ребру Al тет раэдров, смотрящих по обе стороны от плоскости слоя. Расположение тетраэдров осуществляется на трех близких уровнях высоты: «заимство ванные» из структуры пироксенов параллельные цепочки Si тетраэдров, лишенных активных вершин (все кислороды общие с другими тетраэд рами) расположены на среднем уровне и «сшивают» собой активные тет раэдры, выступающие один вверх, другой — вниз).

Так образуется гофрированная трехэтажная анионная пачка, «ощети нившаяся» активными кислородными вершинами вверх и вниз. Между такими пачками располагаются катионы Ca, имеющие координационное число 8 (по четыре кислорода со стороны каждого из тетраэдрических слоев). Облик кристаллов. Яснообразованные кристаллы крайне редки.

Раздел V. Кислородные соли (оксисоли) Обычно имеют короткостолбчатую или таблицеобразную форму. Глав ным образом распространен в виде сферолитов и в сплошных массах поч ковидных агрегатов с радиально волокнистым строением в пустотах сре ди измененных изверженных основных горных пород.

Цвет пренита белый, серый, зеленовато серый, зеленый и желто зе леный, полупрозрачный. Блеск стеклянный, на поверхности почек — тус клый, восковой. Ng = 1,642, Nm = 1,618 и Np = 1,612.

Твердость 6,5. Спайность средняя по {001}. Излом неровный. Уд. вес 2,8—3,0.

Диагностические признаки. Для сплошных масс обычно характерна бледная окраска с зеленоватыми оттенками. От цеолитов, с которыми можно смешать пренит по внешнему виду, отличается более высокой твер достью, оптическими свойствами, а от халцедона — по поведению п. п. тр.

П. п. тр., вспучиваясь, быстро плавится в пузыристое стекло. В закры той трубке выделяет воду при высоких температурах (отличие от цеоли тов). В HCl медленно разлагается, не образуя студня SiO2.

Происхождение и месторождения. Пренит довольно часто устанав ливается в гидротермально измененных основных породах (габбро, диа базах), образуясь в большинстве за счет основных плагиоклазов. Наблю дается также в миндалинах и трещинах среди тех же пород в виде почковидных и радиально волокнистых агрегатов, часто в ассоциации с цеолитами, кальцитом, эпидотом. Нередко в парагенезисе с ним встреча ется самородная медь, как в известных месторождениях в районе оз. Вер хнего (США).

В России он описан во многих пунктах Урала, Кавказа, Закавказья и др. Сферокристаллы пренита с гранной поверхностью находятся с каль цитом, анальцимом и цеолитами в гидротермально выполненных пусто тах основных пород месторождений Озерное в басс. Нижней Тунгуски и на р. Воеволи Хан в верховьях Вилюя (Средняя Сибирь). Пренит с апо филлитом, кальцитом, цеолитами и ангидритом отмечен в полостях гидротермально измененных габброидов Талнахского месторождения в Норильске (север Средней Сибири). Сферолиты и корочки расщеплен ных кристаллов пренита с натролитом, кальцитом и хлоритом выполня ют поздние трещины в скаполитизированных плагиоамфиболитах на Климовском участке Чкаловского месторождения керамического сырья в Лоухском районе (Северная Карелия).

Хорошие образцы в виде корочек расщепленных кристаллов с эпидо том, кальцитом, цеолитами, халькопиритом, пиритом и гематитом на гра нат пироксен магнетитовом скарне известны на скарново железорудном месторождении Куржункуль (Сев. Казахстан).

ДАТОЛИТ — Ca[BSiO4(OH)]. Химический состав. CaO — 35,0 %, B2O3 — 21,8 %, SiO2 — 37,6 %, Н2О — 5,6 %. Сингония моноклинная;

призмати ческий в. с. Пр. гр. Р21/а (С 5 ). а0 = 9,66;

b0 = 7,64;

с0 = 4,83;

= 90°09'.

2h 632 Описательная часть Кристаллическая структура характеризуется наличием изолированных слоев из вершинно связанных кремнекислородных и борокислородно гид роксильных тетраэдров, причем активными являются вершины тех и дру гих (у борных тетраэдров [BO3(OH)]4 активны гидроксильные верши ны). Кремне борокислородная сетка построена из четверных и восьмерных колец. В межслойном пространстве находятся катионы Ca2+, координи рованные по скрученным кубам шестью анионами кислорода и двумя гид роксилами. Таким образом, датолит представляет собой слоистый боро силикат кальция, однако структура его носит существенные черты координационной структуры, о чем говорят такие свойства, как плохая спайность. Облик кристаллов. Встре чаются кристаллы самого различно го облика (рис. 345), иногда необы Рис. 345. Кристаллы датолита: а — чайно богатые гранями;

преобладают Монте Лоренто, Италия (по Девизо ди {110}, {011}, {201} и др. Широко рас Шарвенсоду);

б — Арендаль, Норвегия пространен в зернистых агрегатах.

(по Гольдшмидту) Цвет белый, иногда с сероватым оттенком, часто бледно зеленый, реже желтый, красный, фиолетовый и оливково зеленый. Блеск стеклянный. Ng = 1,670, Nm = 1,653 и Np = 1,625.

Твердость 5—5,5. Спайность неясная по (001). Излом раковистый. Уд.

вес 2,9–3,0.

Диагностические признаки. Узнается по характерному стеклянному блеску, раковистому излому и поведению п. п. тр. Легко определяется по оптическим константам под микроскопом.

П. п. тр. легко плавится, вспучиваясь, в прозрачное стекло. Пламя ок рашивает в зеленый цвет. Разлагается в HCl с выделением студенистого кремнезема.

Происхождение и месторождения. Встречается в рудных жилах, ча сто в пустотах миндалекаменных изверженных пород в ассоциации с каль цитом, пренитом, цеолитами, в участках скарновых образований и др.

В России служит предметом добычи в бороносных скарнах Дальне горского месторождения (Приморье), отмечен и на Сев. Урале. Был обна ружен в регионально метасоматических породах Алдана, в Эмельджак ском месторождении, где ассоциирован с диопсидом, флогопитом, апатитом, шпинелью и амфиболом в кальцифирах, образовавшихся на контакте известково карбонатных толщ с алюмосиликатными породами.

Отмечен в гидротермальных жилах с апофиллитом, ксонотлитом, пре нитом и цеолитами в гидротермально минерализованных полостях в ос новных породах Норильских месторождений (Красноярский край).

Из иностранных месторождений упомянем: Андреасберг в Гарце (Гер мания) в жилах с кальцитом и сульфидами;

месторождения самородной меди с цеолитами в районе Кивино в Мичигане (США);

Арендаль (Нор вегия) в залежах магнетита и др.

Раздел V. Кислородные соли (оксисоли) Практическое значение. В случае крупных сплошных скоплений представляет несомненный промышленный интерес как источник бора.

В отличие от многих боросиликатов, легко разлагается кислотами. О при менении бора см. ссайбелиит.

Подкласс Д. Силикаты с непрерывными трехмерными каркасами из тетраэдров (Si,Al)O4 в кристаллических структурах Многие из силикатов, характеризующихся трехмерным сочленением анионных тетраэдров (Si,Al)O4, принадлежит к числу весьма широко рас пространенных и важных породообразующих минералов.

Уже указывалось, что соединения этого подкласса с химической точки зрения, представляют собой почти исключительно алюмосиликаты, т. е. та кие соединения, в кристаллических структурах которых участвуют анион ные комплексы, состоящие не только из тетраэдров SiO4, но и из тетраэдров АlO4. При этом число ионов Si4+, замещенных ионами Al3+, не превышает половины. Как правило, устанавливаются стехиометрические соотношения Si : Al, равные либо 3 : 1, либо 1 : 1, т. е. комплексные анионы часто могут быть выражены следующими формулами: AlSi3O8 или AlSiO4 (Al2Si2O8).

Соотношение (Si + Al) : О в анионных радикалах всегда составляет 1 : 2.

Следовательно, минералы данного подкласса гораздо ближе, чем другие силикаты, стоят к минералам группы SiO2 (кварцу, тридимиту, кристоба литу). В соответствии с этим и кристаллические структуры их близки между собой. Тетраэдры SiO4 и AlО4 сочленены между собой в трехмер ные каркасы (остовы, вязи) точно таким же образом, как тетраэдры SiO в минералах группы кварца, т. е. каждая вершина любого тетраэдра явля ется общей для другого, смежного тетраэдра. Однако при сохранении этого локального условия формы и строение пространственных каркасов раз личны для разных соединений.

Весьма характерно, что в числе катионов, занимающих полости в алю мосиликатных каркасах, принимают участие только ионы, обладающие большими ионными радиусами и, соответственно, большим координаци онным числом: Na1+, Са2+, К1+, Ва2+, Sr2+ изредка Cs1+, Rb1+ и (NH4)1+. Ка тионы малых размеров с характерной для них шестерной координаци ей: Mg2+, Fe2+, Mn2+, Al3+, Fe3+ и др., которые мы привыкли видеть в предыдущих подклассах, в соединениях рассматриваемого подкласса от сутствуют совершенно. С точки зрения правила баланса валентности это объясняется очень просто.

В самом деле, среди полевых шпатов, фельдшпатоидов и цеолитов — главных широко распространенных представителей этого подкласса — устанавливаются следующие типы анионных радикалов: [AlSi3О8]1–, [Al2Si2О8]2–, [Al2Si3О10]2– и др. Таким образом, на каждый ион О2– в пер вом случае приходится 1/8, во втором — 1/4, в третьем — 1/8 непогашенной отрицательной валентности, тогда как такие катионы, как Mg2+, которые 634 Описательная часть не могут быть окружены больше чем шестью ионами кислорода, требуют от каждого окружающего его кислородного иона по 1/3 отрицательной ва лентности, т. е. для них не хватает отрицательных зарядов, имеющихся в каркасах алюмокремнекислородных тетраэдров. Эти заряды могут быть нейтрализованы только с помощью более крупных одновалентных — Na1+, К1+ или двухвалентных — Са2+, Ва2+ катионов, требующих по необходи мости меньших порций заряда для компенсации, поскольку эти катионы могут находиться в окружении восьми или больше ионов кислорода. По этому присутствующие в расплаве или растворе катионы М2+, Fe2+ и т. д.

входят в состав других минералов (пироксенов, роговых обманок, слюд и т. д.), образующихся в парагенезисе с полевыми шпатами.

Особый интерес представляют минералы с так называемыми структура ми внедрения, в которых, кроме трехмерных анионов каркасного строения, участвуют такие добавочные анионы, как F1–, Cl1–, [ОН]1–, [SO4]2–, [CO3]2– и др. Последние не имеют непосредственной связи с Si4+ или Al3+, входящими в состав тетраэдров. Они самостоятельно связаны с щелочными и щелочно земельными катионами Na1+, Ca2+, Ва2+ и др., общее число которых в этих минералах, естественно, выше, чем в более простых соединениях. Так как размеры добавочных анионов довольно велики, то они могут располагаться только среди больших полостей в кристаллических структурах.

Замечательной особенностью состава так называемых цеолитов яв ляется наличие в них слабоудерживаемых молекул Н2О. Как при обезво живании, так и при оводнении или замещении их молекулами других веществ (например, спирта) кристаллические структуры минералов рас сматриваемой группы не разрушаются. Эти характерные свойства цео литов также определяются существованием в них «каналов», достаточно свободных для продвижения как молекул воды, так и других веществ.

Другой важной химической чертой минералов группы цеолитов являет ся их способность к обмену катионами: Na1+ может заменяться другими ионами — Ag1+, Li1+, [NH4]1+ и др., содержащимися в растворах. При этом, как показывают рентгенометрические исследования, кристаллические структуры не изменяются.

Физические свойства минералов, обладающих трехмерно развитыми анионными радикалами в кристаллических структурах, характеризуют ся некоторыми особенностями. Прежде всего бросается в глаза их свет лая окраска (катионы металло хромофоров с шестерной координацией, как указывалось, не принимают участия в составе этих минералов). За тем минералы рассматриваемого подкласса в целом обладают наимень шими показателями преломления по сравнению с силикатами других подклассов, что находится в полном соответствии с большими молеку лярными объемами кристаллических решеток на один О2+. С последним обстоятельством связаны и меньшие удельные веса. Характерно, что при замене одновалентных катионов (Na1+, К1+) двухвалентными (Са2+, Ва2+), Раздел V. Кислородные соли (оксисоли) вызывающей сокращение кристаллической структуры и значительную деформацию ионов О2–, имеет место некоторое возрастание показателей как преломления, так и двупреломления.

Твердость минералов данного подкласса в основном колеблется меж ду 5 и 6, т. е. уступает лишь силикатам с изолированными тетраэдрами SiO4. Что касается спайности, то, в противоположность минералам груп пы кварца, у которых главные валентные усилия Si—О—Si во всех трех основных направлениях одинаковы, мы здесь нередко наблюдаем замет ную и даже совершенную спайность по нескольким направлениям. Объяс няется это тем, что во многих кристаллических структурах, несмотря на трехмерную связь, в некоторых преимущественных направлениях все же имеет место более тесная упаковка анионных тетраэдров. Так, например, в псевдотетрагонально построенных кристаллических структурах поле вых шпатов, натролита и др. соответственно проявляется и спайность по «псевдотетрагональной» призме, в гексагональных структурах нефелина и канкринита — по гексагональной призме, у гейландита со структурой, приближающейся к типу слоистых структур, — по одному направлению, как у слюдоподобных минералов. Наконец, следует упомянуть о том, что полевые шпаты и многие цеолиты в структурном отношении приближа ются к высокосимметричным кристаллическим постройкам. Этим и обус ловливается явно выраженная их склонность к двойникованию с образо ванием симметрии сростков, высшей, чем у отдельных индивидов.

Рассмотрение минералов этого класса начнем с группы важнейших породообразующих минералов — полевых шпатов, после этого перейдем к фельдшпатоидам, включающим практически все прочие светлоцветные каркасные алюмосиликаты щелочных и щелочноземельных металлов, преимущественно безводные. Фельдшпатоиды (фоиды) не только по многим свойствам близки к полевым шпатам, но и способны заменять их в безкварцевых горных породах, выполняя их роль среди прочих темно цветных породообразующих минералов. Совместно с фельдшпатоидами рассмотрены их структурные аналоги — каркасные бериллосиликаты группы гельвина. Наконец, рассматриваются цеолиты, представители самой обширной группы минералов, для которых свойственно содержа ние слабосвязанных молекул воды в крупных полостях структуры.

1. Группа полевых шпатов Полевые шпаты1 из всех силикатов являются наиболее распростра ненными в земной коре, составляя в ней в общем около 50 % по весу.

Примерно 60 % их заключено в изверженных горных породах;

около 30 % Происхождение названия «полевой шпат» точно неизвестно. Эти шпаты (т. е. ми нералы с неметаллическим блеском, обладающие совершенной спайностью в двух на правлениях), возможно, названы так потому, что часто встречаются в поле.

636 Описательная часть приходится на долю метаморфических горных пород, преимущественно гнейсов и кристаллических сланцев;

остальные 10–11 % падают главным образом на песчаники и конгломераты, в которых полевые шпаты встре чаются в виде окатанных зерен или входят в состав галек.

По своему химическому составу полевые шпаты представляют алю мосиликаты Na, К и Са — Na[AlSi3O8], K[AlSi3O8], Ca[Al2Si2O8], изредка Ba — Ba[Al2Si2O8]. Иногда в ничтожных количествах присутствуют Li, Rb, Cs в виде изоморфной примеси к щелочам и Sr, заменяющий Са.



Pages:     | 1 |   ...   | 18 | 19 || 21 | 22 |   ...   | 23 |
 





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.