Лабораторная работа «Силикаты и их аналоги, месторождения и практическое значение» (стр. 4 )

3)Какова позиция лития и какова позиция других щелочей в структуре берилла?

4)В чем заключается типоморфизм берилла?

5)Каковы главные особенности изоморфизма и химического состава турмалина?

6)По каким характерным признакам можно отличить турмалин от эгирина?

10 ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА «Цепочечные и ленточные силикаты, МЕСТОРОЖДЕНИЯ И ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ»

Цель работы: изучение класса «Цепочечные и ленточные силикаты» по образцам минералов, пользуясь определителем минералов, научить студентов определять название минералов, их происхождение, кристаллические структуры, сингонии и элементы симметрии. Изучить их генетическое происхождение, основные месторождения и практическое значение.

Задание по работе: с помощью определителя минералов, шкалы Мооса, визуальному изучению физических свойств дать характеристику силикатам, заполнить таблицу по описанию контрольных образцов минералов и ответить для закрепления полученных знаний на контрольные вопросы.

10.1 Краткие сведения о минералах класса «Цепочечные и ленточные силикаты

       К подклассу цепочечных и ленточных силикатов относятся в первую очередь главные породообразующие минералы – пироксены (диопсид, эгирин и др.) и амфиболы (актинолит, роговая обманка и др.). Пироксены и амфиболы имеют подобные черты по структуре и составу, по морфологии их кристаллов и физическим свойствам, но есть и существенные различия, вытекающие их деталей их структур и состава. При описании этих подклассов особо выделим два минерала – волластонит и родонит; у них аналогов в подклассе ленточных силикатов нет.

10.1.1 Цепочечные силикаты

       К цепочечным силикатам относятся минералы называемые пироксенами. Название «пироксены» дано зеленоватым кристаллам, обнаруженным им в лавах. Гаюи считал их посторонними включениями, не свойственными магматическим породам (греч. «пир» - огонь, «ксенос» - чужой).

       Кристаллическая структура пироксенов характеризуется наличием одинарной цепочки, состоящей их кремнекислородных тетраэдров. Схематическая формула пироксенов: R2[Si2O6], где R – Mg, Fe, Ca. Al. Na, Li; анион характеризуется отрицательными зарядами - [Si2O6]4-.

       Пироксены имеют короткостолбчатый облик и изометрическое поперечное сечение. Минералы подразделяются на моноклинные (авгит, диопсид, сподумен, эгирин и др.) и ромбические (энстатит, гиперстен) пироксены. Ниже рассматриваются самые распространенные представители моноклинных пироксенов.

       Моноклинные пироксены: 1 – пироксены не содержащие Al (изоморфный ряд диопсид-геденбергит), 2 – пироксены, содержащие Al (авгит), 3 – щелочные пироксены (эгирин, сподумен).

Диопсид - CaMg[Si2O6]. Название происходит от греческих слов: «дис» - дважды, «опсис» - появление. Диопсид представляет собой типичное двойное соединение и является крайним членом важного изоморфного ряда CaMg [Si2O6] – CaFe..[Si2O6] (диопсид – геденбергит), промежуточный по составу минеральный вид носит название салита. Диопсид широко распространен как породообразующий минерал во многих изверженных породах, а также в контактовых метасоматических образованиях.

Химический состав. CaO 25,9%, MgO 18,5%, SiO2 55,6%. В виде примесей содержит FeO, MnO, иногда Al2O3, Fe2O3, Cr2O3 до нескольких процентов (хромдиопсид), V2O3 до 2-4% (лавровит), нередко ТiO2. Сингония моноклинная (L2PC). Морфология и облик кристаллов. Сплошные массы, зернистые агрегаты, в контактово-метасоматических образованиях встречаются шестоватые или радиально-лучистые индивиды.

Хорошо образованные кристаллы встречаются очень редко. Обычно они имеют короткостолбчатый облик (рисунок 83), с преимущественным развитием пинакоидов.

Твердость 5,5-6. Хрупок. Плотность 3,27-3,38. Цвет. Обычно окрашен в различные, преимущественно бледные оттенки грязно-зеленого или серого цвета. Блеск стеклянный. Черта бесцветная. Спайность по призме {110} средняя с углом 870. Излом неровный. Разновидности. Байкалит – крупные, хорошо образованные призматические кристаллы диопсида, иногда прозрачные, зеленые (Слюдянка, Прибайкалье). Лавровит, ярко-зеленый диопсид (от примеси ванадия). В Довыренском массиве, в Северном Прибайкалье известен голубой диопсид. Хромдиопсид – содержит до 3% Cr2O3, изумрудно-зеленый. Встречается исключительно среди ультраосновных пород и в кимберлитах Якутии. Диагностические признаки. Характеризуется формой короткопризматических кристаллов. Зеленым цветом. Точная диагностика может быть произведена только путем определения оптических констант, а в ряде случаев – с помощью химического анализа. Перед паяльной трубкой плавится с трудом. В кислотах почти не разлагается.

Происхождение и парагенезис. Минералы ряда диопсид – геденгербит характерны для контактов магматических пород с известняками (скарнов). Обычными спутниками в скарнах являются кальцит, гранат, везувиан, тремолит, скаполит, флогопит и апатит (для диопсида), эпидот, волластонит. Из рудных минералов в пироксен-гранатовых скарнах встречается шеелит, молибденит, сульфиды Cu, Pb, Zn и магнетит. Скарны иногда выявляют ритмично-полосчатую структуру. Вторичные изменения заключаются в развитии по пироксенам уралита (роговой обманки, установленной впервые на Урале), хлорита и зеленовато-желтого минерала – нонтронита (Fe, Al)2[Si4O10](OH)2.nH2O.

Диопсид имеет также магматическое происхождение, являясь породообразующим минералом основных и ультраосновных пород.

Месторождения. Скарновые месторождения Средней Азии, Урала, Северного Кавказа, Прибайкалья, Приморья и др.

Практическое значение. Породообразующий минерал.

Авгит – Ca(Mg, Fe, Al) [(Si, Al)2O6]. Назван от слова «авге» - блеск (греч.) из-за сильного блеска на гранях. Глиноземистый пироксен. Является важным породообразующим минералом для некоторых изверженных пород. Химический состав. Сложнее чем у других пироксенов. Почти постоянно устанавливаются избыток MgO, FeO и, что особенно важно, обогащение Al2O3 (до 4-9%) и Fe2O3. Часть MgO замещается FeO и MnO. ащенная TiO2, Fe2O3, Al2O3 (TiO2 до 4-5%, в обыкновенном авгите 0,1-0,7%). Сингония моноклинная (L2PC). Морфология и облик кристаллов. Сплошные зернистые массы. Кристаллы короткостолбчатые, таблитчатые, реже изометрические. Для разрезов характерны очертания восьмиугольников с более или менее одинаково развитыми сторонами. Часты двойники по (100). Твердость 5-6. Плотность 3,2-3,5. Цвет черный, бурый, темно-зеленый. Черта зеленоватая. Блеск стеклянный. Спайность по призме {110} средняя. Нередко бывает, развита отдельность по{100}. Излом неровный раковистый. Разновидности. Эгирин-авгит – разность, богатая Na2O, Fe2O3, отличается от обыкновенного авгита по оптическим свойствам. Распространена в щелочных изверженных породах. Разность, промежуточная по составу между авгитом и эгирин-авгитом, названа федоровитом ( вчесть русского кристаллографа ). Титанавгит – разность, обогащенная TiO2, Fe2O3, Al2O3 (TiO2 до 4-5%, в обыкновенном авгите 0,1-0,7%). Диагностические признаки. Отдельные кристаллы легко определяются по форме кристаллов. Перед паяльной трубкой плавится с трудом. В кислотах не растворяется. Титанавгит разлагается в горячей HCl полностью.

Происхождение и парагенезис. Магматическое – характерный породообразующий минерал для основных интрузивных и эффузивных пород, в ассоциации с магнетитом, основными плагиоклазами, оливином. В габбро и диабазах встречаются темно-зеленые (обыкновенные) авгиты, в базальтах, андезитах, туфах вулканических пеплах – хорошо образованные кристаллы черного (базальтического) авгита. Известен также в контактах с известняками. Продуктами вторичного изменения авгита являются эпидот, кальцит, уралит и хлорит. Обнаружен на Луне. Является по-видимому, титанавгитом (SiO2-48.0%, FeO-8.49%, TiO2-5.91%, CaO-19.88%).

Месторождения. Урал (Ильменские горы).

Практическое значение. Породообразующий минерал.

Эгирин – NaFe3+[Si2O6]. Название происходит от имени Эгир исландского «бога моря». Важнейший породообразующий минерал многих богатых щелочами изверженных пород.

Химический состав. Na2O 13,4%, Fe2O3 34,6%, SiO2 52%. Примеси: K2O, CaO, FeO, MnO, MgO, Al2O3, TiO2, иногда V2O3, изредка в очень небольшом количестве редкие земли, ВeO, ZrO2 и ThO2. между эгирином и авгитом, эгирином и диопсидом, а также эгирином и геденбергитом существуют изоморфные связи. Сингония моноклинная (L2PC). Морфология и облик кристаллов. Агрегаты шестоватые, радиальнолучистые, звездчатые. Кристаллы длиннопризматические, столбчатые иногда игольчатые, на гранях наблюдается вертикальная штриховка или борозды. Твердость 6-6,5. Плотность 3,5. Цвет зеленовато-черный, темно зеленый, иногда бурый и красновато-бурый. Черта светло-зеленая. Блеск стеклянный. Спайность по призме ясная с углом 870. Излом неровный. Разновидности. Акмит, отличается от эгирина остроконечными кристаллами, содержит Ni и Al.

Диагностические признаки. Легко узнается по столбчатому облику кристаллов, темно-зеленому или зеленовато-черному цвету и ассоциацией со щелочными силикатами (нефелином, полевыми шпатами, щелочными амфиболами). Внешне похож на турмалин, от которого отличается более низкой твердостью. Перед паяльной трубкой легко сплавляется в черный блестящий магнитный королек и окрашивает пламя в желтый цвет. Слабо реагирует с кислотами.

Происхождение и парагенезис. Встречается в щелочных изверженных интрузивных и эффузивных породах (нефелиновых сиенитах, фонолитов, лейцитофиров и др.). Изредка наблюдается в контактово-метасоматических образованиях как продукт реакций щелочных магм с окружающими породами. Спутники – нефелин, микроклин, щелочные амфиболы и др. В ассоциации с ним, кроме нефелина, полевых шпатов и роговой обманки, встречаются черные слюды, иногда замещающие кристаллы эгирина, содалит, канкринит и другие редкие силикаты.

Месторождения. Крупные кристаллы эгирина с нефелином и полевым шпатом известны в Вишневых и Ильменских горах на Урале, а также в щелочных породах Хибинских гор.

Практическое значение. Породообразующий минерал.

Сподумен - LiAl[Si2O6]. Занимает несколько особое положение среди группы пироксенов. Не образует с другими пироксенами изоморфных смесей.