Минералогия с основами кристаллографии и петрографии (стр. 9 )

От греческого "ауте" - блеск, за сильный стеклянный блеск на плоскостях спайности. Состав минерала сложен и непостоянен. Содержит изоморфные примеси Ti, Cr, Mn, Al (как в координации 4, так и в координации 6) и другие. Короткостолбчатые кристаллы. Часто вкрапленники в породе, иногда сплошные зернистые массы. Цвет минерала черный, реже темно-зеленый, бурый. Блеск стеклянный. Спайность средняя. Хрупкий. Излом ступенчато-неровный до раковистого. Твердость 5-6. Черта светлая, серовато-зеленая.
Диагностика. Легко диагностируется в виде отдельных кристаллов, вкрапленных в эффузивы. В остальных случаях надежная диагностика только по оптическим свойствам.
Происхождение. Типичный минерал основных интрузивных и эффузивных пород. Характерна ассоциация с основными плагиоклазами, магнетитом, иногда оливином. Известен в скарнах. Богатые кальцием авгит - геденбергитового состава породы обнаружены в образованиях с поверхности Луны. В поверхностных условиях неустойчив. При выветривании образуется каолинит, галлуазит, нонтронит, гидроксиды железа, опал.
Практического значения пока не имеет.

3.3. ЛЕНТОЧНЫЕ СИЛИКАТЫ
(амфиболы)

Название от греческого "амфиболос" - двусмысленный, неясный - из-за сложного переменного состава. По сравнению с цепочечными силикатами увеличивается роль кальция, а также натрия, более обычной становится примесь алюминия в координации IV. Все амфиболы содержат анионы (OH)-. Для многих характерен изоморфизм типа (OH)- = F-; (OH)- = Cl-. Общая формула амфиболов может быть записана как R2+7[Si4O11]2(OH)2, где R2+ = Ca, Mg, Fe. В катионной части широко проявляются изоморфные замещения: Сa2+ = 2Na+; Ca2+Mg2+ = Na+Al3+ IV; Na+Mg2+ = Al3+VI; Na+Si4+ = Ca2+Al3+IV; Mg2+Si4+ = Al3+VIAl3+IV; Na+Al3+VI = Si4+; Na+Fe3+ = 2Mg2+. В полном соответствии со своими структурными особенностями амфиболы имеют вытянутый, вплоть до игольчатого, реже короткостолбчатый облик кристаллов, совершенную призматическую спайность под углом 1200 (рис. 18), псевдогексагональную форму поперечного сечения кристаллов. Для многих амфиболов характерны асбестовидные агрегаты. Могут образовывать также плотные массы (нефрит).
Происхождение. Являются более поздними, чем пироксены, продуктами магматической кристаллизации и более ранними минералами метаморфизма. Роговая обманка, тремолит, актинолит - типичные минералы скарнов. Поздними гидротермальными процессами амфиболы изменяются в биотит, хлорит и серпентин. В поверхностных условиях переходят в монтмориллонит, нонтронит, галлуазит, карбонаты, лимонит, опал (SiO2*nH2O).
Значение. Используются амфибол-асбесты в химической, бумажной и пищевой промышленности в качестве жаростойких кислото - и щелочеупорных материалов. Нефрит - издавна применяется в ювелирном деле. В настоящем курсе мы рассмотрим минералы, представленные в таблице 6.

Таблица 6 Ленточные силикаты и алюмосиликаты (амфиболы)

Тремолит Ca2Mg5[Si4O11]2(OH)2 мон.
Актинолит Ca2Fe5[Si4O11]2(OH)2 мон.
Роговая обманка (Ca, Na)2(Mg, Fe)4(Al, Fe)[(Si, Al)4O11]2(OH, F,Cl)2 мон.

ТРЕМОЛИТ - Ca2Mg5[Si4O11]2(OH)2
Моноклинная сингония

Назван по месту своего первоначального открытия (долина Тремоль в Швейцарских Альпах).

АКТИНОЛИТ - Ca2Fe5[Si4O11]2(OH)2
Моноклинная сингония

От греческого "актис" - луч и "литоc" - камень - за радиально-лучистый характер агрегатов. Непрерывный изоморфный ряд. Часто содержат изоморфные примеси Na, Al, Тонколучистые, шестоватые, волокнистые и асбестовидные агрегаты. Иногда кристаллы до длиннопризматичаских и игольчатых. Реже плотные скрытокристаллические массы - нефрит. Цвет от бесцветного, белого, светло-серого до зеленого разных оттенков вплоть до темно-зеленого (много Fe2+ ). Блеск стеклянный. Спайность совершенная. Излом ступенчато-неровный до раковистого (нефрит) и занозистого (асбесты). Твердость 5.5-6.0. Черта белая, слегка зеленоватая.
Диагностика. От турмалина, эпидота отличаются меньшей твердостью и совершенной спайностью.
Происхождение. В скарнах в ассоциации с диопсидом и кальцитом, а также при метаморфических процессах в кристаллических сланцах, особенно тальковых и хлоритовых.
Значение. Актинолит - асбест иногда образует скопления промышленного значения и используется в качестве теплоизоляционного материала. Нефрит - поделочный камень.

РОГОВАЯ ОБМАНКА - (Ca, Na)(Mg, Fe)4 (Fe, Al)[(Si, Al)4O11]2 (OH)2
Моноклинная сингония

От немецких "хори" - рог и "бленде" - обманка. Химический состав сложный и непостоянный. Характерно высокое содержание кальция. С повышением содержания Fe2+ увеличивается роль Fe3+. Иногда примесь Cr3+, Ti4+, F-, Cl-, O2-. Гетеровалентный изоморфизм типа Ca 2+ + Al 3+ = Na1++Si4+ с соответствующей компенсацией валентности. Кристаллы призматического, столбчатого, реже изометрического облика. Сплошные массы крупно - и мелкозернистые, удлиненные зерна. Известны асбестовидные выделения. Цвет темно-зеленый до черного. Блеск стеклянный. Спайность совершенная. Хрупкий. Излом ступенчато-неровный. Твердость 5.5-6. Черта зеленая разных оттенков.
Диагностика. От других амфиболов надежно отличается только по оптическим свойствам.
Происхождение. Магматическое; метаморфическое.
Практического значения пока не имеет.

Контрольные вопросы

 Какие вы знаете пироксены? Для каких пород характерны эти минералы?

 Нарисуйте пироксеновую цепочку.

 Перечислите общие свойства ромбических пироксенов.

 В каких породах встречаются минералы ряда диопсид-геденбергит?

 Назовите диагностические признаки эгирина. В каких породах встречается этот минерал?

 В чем сходство и различие тремолита и актинолита?

 Что такое нефрит?

 Назовите диагностические признаки роговой обманки.

 Сравните эгирин и роговую обманку. В чем различие этих минералов?

 Чем пироксены отличаются от амфиболов?

3.4. СЛОИСТЫЕ СИЛИКАТЫ И АЛЮМОСИЛИКАТЫ.

В структуре слоистых силикатов тетраэдрические слои кремнекислородных тетраэдров образуют совместно с октаэдрическими бруситовыми или гиббситовыми слоями двухслойные (каолинит, серпентин), трехслойные (тальк) или четырехслойные (хлориты) нейтральные пакеты. Пакеты в двухслойных силикатах сложены одним тетраэдрическим и одним октаэдрическим слоями (рис. 19); причем в двухслойных пакетах Si4+ никогда не замещается на Al3+. В трехслойных пакетах - два тетраэдрических и один октаэдрический слой, расположенный между ними (рис. 20).

В минералах группы монтмориллонита, в отличие от талька, между пакетами располагаются молекулы воды. Количество воды между пакетами может изменяться в широких пределах, с чем связана их способность набухать в воде. Для минералов этой группы характерны широкие изоморфные замещения Si4+ на Al3+, избыточные отрицательные заряды компенсируются при этом ионами Ca, Na, K, располагающимися вместе с молекулами воды между пакетами. В минералах группы слюд тетраэдрические слои обычно сложены кремне - и алюмокислородными тетраэдрами, а между трехслойными пакетами располагаются ионы К, компенсирующие избыточные заряды пакетов (рис. 21). В гидрослюдах наряду с ионами К между пакетами присутствуют ионы оксония (Н3О)+, молекулы воды и гидратированные ионы магния Mg(OH)+. Для четырехслойных пакетов характерно чередование трехслойных пакетов с октаэдрическими слоями брусит - гидраргиллитового типа. Главными катионами слоистых силикатов являются Mg, Al, Fe. Ca и Na играют значительно меньшую роль, чем в ленточных силикатах. Все слоистые силикаты относятся к основным солям и содержат значительное количество (ОН)- ионов, а также другие добавочные анионы. В некоторых из них большую роль играет кристаллизационная, межcлоевая и адсорбированная вода.

Близость структур отдельных слоистых силикатов друг с другом и со структурами слоистых алюмосиликатов приводит к появлению различных смешанно-слоистых силикатов. Из-за слоистой структуры для этих минералов характерны таблитчатые кристаллы, чешуйчатые агрегаты, иногда скрытокристаллические. Для них характерны совершенная и весьма совершенная спайность по слоистости, низкая твердость. Из-за слабой связи между слоями и большого расстояния между ними многие слоистые силикаты обладают ионно-обменными свойствами, способны поглощать воду и другие вещества с полярными молекулами. Слоистые силикаты, особенно в мелкочешуйчатых агрегатах, трудно отличаются друг от друга. Значительную помощь при диагностике может оказать термический анализ, инфракрасная спектроскопия, электронная микроскопия и другие специальные методы диагностики. Основная масса слоистых силикатов является продуктами гидролиза островных, цепочечных, ленточных, а также каркасных силикатов. Это минералы гидротермально-измененных пород и поверхностных процессов. Они возникают также в контактово-метасоматических (скарны) и метаморфических процессах. В результате гидролиза возникает множество смешанно-слоистых минералов типа тальк-хлоритов, пирофиллит-хлоритов и других. Наиболее типичными продуктами гидролиза являются хлориты и слюды. Затем гидролиз ведет к образованию гидрослюд, монтмориллонита, и наконец, каолинита, гидроксидов алюминия и кремнезема. Степень развития процессов гидролиза определяется в первую очередь температурой, рН среды, интенсивностью водообмена, активностью катионов. Так, при высокой активности Mg и Al в условиях относительно высокой температуры возникают хлориты, а в условиях высокой активности К - мусковит (особенно по каркасным алюмосиликатам). При более низкой температуре и высокой активности Mg2+, Al3+, Ca2+,Na+ образуются смешанно-слоистые хлорит-смектиты, которые при более низкой температуре замещаются смектитами. Смектиты - это минералы семейства монтмориллонита (монтмориллонит, бейделлит, нонтронит и др.). "Смектит" - английский синоним названия монтмориллонит. При более высокой активности К образуются иллиты, затем иллит-смектиты и смектиты, иллит - гидромусковит и другие гидрослюды. В условиях высокой активности Mg2+ возникает вермикулит, который затем замещается смешанно-слоистым вермикулит-смектитом и смектитами. При достаточном водообмене смектиты в свою очередь переходят в кандиты.

Кандиты - это минералы группы каолинита (каолинит, галлуазит, диккит). Наряду с конечными продуктами гидролиза может существовать большое число промежуточных соединений. При этом за счет разных исходных минералов возникают сложные тончайшие смеси слоистых силикатов и слоистых алюмосиликатов. В таких смесях обычно содержатся минералы кремнезема, гидроксиды Al, Fe, Mn, оксиды Fe, Mn, иногда карбонаты Mg, Fe, Ca и другие вторичные и остаточные минералы. Подобные образования характеризуются тонкодисперсностью, способностью давать с водой пластичные массы и получили название "глинистые минералы". Они объединяют минералы группы монтмориллонита и группы каолинита. Глины часто содержат также хлорит, серпентин, гидрослюды, которые являются типичными слоистыми алюмосиликатами. В настоящем курсе мы рассмотрим слоистые силикаты и алюмосиликаты представленные в таблице 7.