Лабораторная работа «Силикаты и их аналоги, месторождения и практическое значение» (стр. 7 )

11.2 Минералы глин

Каолинит – Al4[Si4O10](OH)8. Название происходит от названия горы «Кау-линг» в Китае, где добывается этот минерал. Химический состав. Al2O3 – 39,5%, SiO2 – 46,5%, H2O – 14%. Содержит ряд примесей: Fe2O3, MgO, CaO, Na2O, K2O, BaO, SiO2 и др. Сингония моноклинная (L2PС). Морфология и облик кристаллов. Землистые, рыхлые или плотные тонкозернистые агрегаты. Кристаллы очень редки и малы размерами (до 1мм). Твердость 1. Плотность 2,6. Цвет белый, серый, желтоватый, розовый, бурый. Блеск матовый. Спайность весьма совершенная. Диагностические признаки. Жирный на ощупь. В сухом состоянии прилипает к языку, во влажном, образует пластинчатую массу. Тонкие чешуйки имеют перламутровый блеск. Гигроскопичен. Под микроскопом узнается по форме чешуек и оптическим константам. Перед паяльной трубкой не плавится. Не разлагается в HNO3. Прокаленный до 5000, полностью разлагается в HCl. В H2SO4, особенно при нагревании разлагается легко. Белые разности, свободные от гидроокислов железа, после прокаливания с азотнокислым кобальтом принимают красивый синий цвет (присутствие Аl). Происхождение и парагенезис. Образуется при выветривании полевых шпатов, слюд и других алюмосиликатов. Каолинит входит в состав глин, мергелей, глинистых сланцев. Породы, состоящие из каолинита, называют каолинами. При процессах регионального метаморфизма в условиях высоких температур глины переходят в плотные глинистые сланцы (аргиллиты и филлиты). Выше 3000 каолинит полностью разрушается, превращаясь при наличии щелочей в серицит, полевые шпаты и пр., а при отсутствии их в силикаты алюминия: андалузит, силлиманит, дистен, гранаты и другие минералы, слагающие кристаллические сланцы.

Месторождения. Восточный Казахстан (Караоткель, Жанадаур, Бакланий Мыс), Украина (Часо-Ярское), Урал (Троицко-Байновское), Кавказ, восточная Сибирь, Англия, Китай и др.

Практическое значение. В строительстве, керамической (при производстве фарфора, фаянса), бумажной промышленности, при производстве линолеума, красок, при бурении скважин.

Монтмориллонит - (Al2Mg3)[Si4O10](OH)2.H2O. Название дано по месту нахождения в Монтмориллоне (Франция). Химический состав непостоянный. SiO2 – 48-56%, Al2O3 – 11-22%, F2O3 – 5%, MgO – 4-9%, CaO – 0,8-3,5%, H2O – 12-24%. Сингония моноклинная (L2PС). Морфология и облик кристаллов. Тонкодисперсные сплошные глиноподобные массы. Твердость 1. Очень мягкий. Жирный. Плотность 2. Цвет белый, розоватый, зеленый. Блеск матовый. Спайность совершенная. Диагностические признаки. Сильно набухает от влаги, увеличивается в объеме до 20 раз. Ярко выражена способность к катионному обмену. Метиленовый голубой окрашивает порошок в голубовато-зеленый цвет, а хризоидин – в кирпично-красный.

Происхождение и парагенезис. Возникает в экзогенных условиях в результате выветривания изверженных горных пород в щелочной среде. Входит в состав бентонитовых глин. Многие бентонитовые глины, состоящие из монтмориллонита, образовались в качестве продукта разложения вулканических пеплов, оседавших главным образом в морских бассейнах.

Месторождения. Восточный Казахстан (Таганское), Крым, Нальчик, Грузия (Гумбри), Франция (Монтмориллон в Виенне), США, Япония и др.

Практическое значение. Используется в нефтехимической промышленности для очистки нефтепродуктов, в текстильной – в качестве отбеливающего материала., в косметическом и парфюмерном производстве, в медицине. Применяется также для очистки воды и пищевых продуктов, в качестве добавок при производстве бумаги, керамики и т. д.

11.3 Слюды

К слюдам относится большая группа породообразующих минералов. Они объединяются рядом общих физических свойств: весьма совершенной спайностью по {001}, листоватым или чешуйчатым обликом, небольшой твердостью (2-3). В кристаллической структуре кремнекислородные пачки листов связаны через катионы, где связи сравнительно непрочны и вдоль этих листов минералы легко расщепляются, проявляя весьма совершенную спайность. Слюды широко распространены в природе. На их долю приходится около 3,7% всех минералов земной коры. Они являются составной частью многих изверженных и метаморфических горных пород. Промышленное значение имеют слюды пегматитового и контактово-метасоматического происхождения.

Мусковит – KAl2[AlSi3O10]x(OH, F)2. Название происходит от старинного названия города Москвы – «Муска» (итальянск.), так как через Москву этот минерал вывозился на запад под названием «московского стекла». Химический состав. K2O – 11,8%, Al2O3 – 38,5%, SiO2 – 45,2%, H2O – 4,5%. Ярко зеленая хромсодержащая слюда (Cr2O3 до нескольких процентов) носит название фуксита. Сингония моноклинная (L2PС). Морфология и облик кристаллов. Мусковит встречается в сплошных листовато-зернистых и чешуйчатых агрегатах. Иногда встречаются почковидные массы с концентрически-скорлуповатой отдельностью. Кристаллы имеют таблитчатый, пластинчатый облик. Сечение ромбическое или псевдогексагональное. Иногда наблюдаются индивиды столбчато-пирамидального облика. Твердость 2-3. Плотность 2,7-3,1. Цвет бесцветный, желтоватый, зеленоватый. Блеск стеклянный, на плоскостях спайности перламутровый и серебристый. Спайность весьма совершенная по {001}, несовершенная по {110} и {010}. Разновидности. Серицит – мелкочешуйчатый мусковит с шелковистым блеском. Фуксит – яркозеленая хромсодержащая слюда. Диагностические признаки. По внешнему облику – светлой окраске, перламутровому блеску и т. д. Перед паяльной трубкой тонкие пластинки плавятся с трудом в непрозрачную белую эмаль. Кислотами не разлагается. Вода начинает выделяться только при температуре горячего каления (выше 8500).

Происхождение и парагенезис. Широко распространен как магматический минерал в интрузивных породах кислого и среднего состава, где является породообразующим минералом совместно с кварцем, полевыми шпатами, роговой обманкой. В грейзенах – с топазом, турмалином, кварцем, вольфрамитом, касситеритом, молибденитом. В пегматитах – с кварцем и полевыми шпатами. В метаморфических породах – в слюдяных сланцах и гнейсах.

Месторождения. Восточный Казахстан (Юбилейное, Белогорское, Бакенное, Ахметкино), Восточная Сибирь (р. Мама), Карелия, Индия, Бразилия.

Практическое значение. Электро – и радиопромышленность. Для изготовления огнестойких материалов. В обойном, бумажном и резиновом производствах, в химической промышленности (краски, взрывчатка).

Биотит - K(Mg, Fe)3[Si3AlO10](OH, F)2.

Химический состав. K2O – 6-11%, MgO – 0,3-28,3%, FeO – 2,7-27,6%, Fe2O3 – 0,1-20,7%, Al2O3 – 9,4-31,7%, SiO2 – 32,8-45%, H2O – 0,9-4,6%, F – 4,2%. Примеси: TiO2, Na2O, а также, Li2O, MnO, BaO, SrO, Cs2O и др. Сингония моноклинная (L2PС). Морфология и облик кристаллов. Встречается в сплошных пластинчато – и чешуйчато-зернистых массах. Друзы кристаллов очень редки. Облик кристаллов таблитчатый, псевдогексагональный, столбчатый, пирамидальный. Твердость 2-3. Плотность 3,02-3,12. Отдельные тонкие листочки обладают упругостью. Цвет биотита черный, бурый, иногда с оранжевым, красноватым, зеленоватым и другими оттенками. Непрозрачный или просвечивает. Блеск стеклянный, на плоскости спайности с перламутровым оттенком. Спайность весьма совершенная по {001} и несовершенная по {110}. Разновидности. Лепидомелан – не содержит магния, черного цвета, характерен для щелочных пород. Диагностические признаки. Узнается по внешнему виду, черному цвету. Под микроскопом он легко устанавливается по густой окраске и резко выраженному плеохроизму. Перед паяльной трубкой с трудом сплавляется в серое или черное стекло. Слабо реагирует с HCl, полностью разлагается в концентрированной H2SO4, с осаждением белого скелета кремнезема.

Происхождение и парагенезис. Как породообразующий минерал биотит в виде вкрапленников встречается во многих магматических горных породах. Образование магматическое, пегматитовое и контактовое. Встречается в ассоциации с кварцем, мусковитом, полевыми шпатами. Метаморфическое - в слюдяных сланцах и гнейсах.

Месторождения. Восточный Казахстан (Караоткель и др), Урал (Ильменские горы), Гренландия, Скандинавия.

Лепидолит – KLi2Al[AlSi3O10](F, OH)2. Литиевая слюда. «Лепидос» по-гречески родительный падеж от слова «лепис» - чешуя. Синоним: литионит. Принадлежит к числу редких слюд.

Химический состав. Непостоянный. K2O – 4,82-13,85, Li2O – 1,23-5,90%, Al2O3 – 11,33-28,80%, SiO2 – 46,90-60,06, H2O – 0,65-3,15%, F – 1,36-8,71. В виде примесей присутствуют: MgO (до нескольких процентов), FeO, MnO, CaO, Na2O (иногда до 3,75%), Cs2O, Rb2O. Сингония моноклинная (L2PС). Морфология и облик кристаллов. Агрегаты листовато-пластинчатые или тонкочешуйчатые. Редко в природе встречается в виде друз кристаллов. Облик кристаллов пластинчатый, псевдогексагональный. Твердость 2-3. листочки гибки, обладают упругостью при сгибании. Плотность 2,8-2,9. Цвет лепидолита белый, но чаще розовый, бледно фиолетовый, иногда персиково-красный. Блеск стеклянный, на плоскостях спайности перламутровый, серебристый. Спайность весьма совершенная по {001} и несовершенная по {110} и {010}. Диагностические признаки. По розовой  или сиреневой окраске, по наличию лития, который легко устанавливается спектральным анализом. Перед паяльной трубкой легко плавится в белую эмаль. Окрашивает пламя в красный цвет. Кислотами разлагается только после сплавления.

Происхождение и парагенезис. Встречается в редкометальных пегматитах и грейзенах. В пегматитах ассоциирует с клевеландитом, кварцем, сподуменом, полихромным турмалином и бериллом.

Месторождения. Казахстан (Юбилейное), Урал, Забайкалье.

Практическое значение. Руда на литий.

11.4 Хлориты

К хлоритам относят большую группу слюдоподобных минералов сложного состава. Название дано по зеленому цвету минералов («хлорос» по-гречески – зеленый). Хлориты алюмосиликаты магния, железа и алюминия, иногда содержат примеси никель и хром. Все хлориты кристаллизуются в моноклинной сингонии. Обычно они образуют листоватые, чешуйчатые агрегаты и сплошные массы, для некоторых разновидностей характерны скрытокристаллические агрегаты и оолиты. Минералы рассматриваемой группы широко распространены в природе. Они преимущественно образуются в условиях низкотемпературной гидротермальной деятельности, особенно при изменениях горных пород, содержащих алюмо-магнезиальные и железистые силикаты.

Большое разнообразие химического состава хлоритов обусловлено изоморфными замещениями главных элементов:

Mg2+Fe2+Mn2+Ni2+, Al3+Fe3+Cr3+, а также Si4++Mg2+2Al3+ и 3Mg2+2Al3+

К магнезиальным хлоритам относятся следующие минеральные виды: пеннин (Mg, Fe)5Al[Si3O10](OH)8, клинохлор (Mg, Al)6[Al3O10](OH)8, прохлорит (Mg, Fe, Al)6[Al1,5Si2,5O10](OH)8

среди железистых хлоритов нужно отметить шамозит и тюрингит, которые характерны для осадочных и осадочно-метаморфических месторождений железа, образованных в условиях среды с недостатком кислорода. Самым распространенным из хлоритов является пеннин, который мы ниже рассмотрим.

Пеннин - (Mg, Fe)5Al[AlSi3O10][OH]8. Назван по месту нахождения в Пеннинских Альпах.

Химический состав. MgO – 17,4-35,9%, FeO – 0,7-17,4%, Fe2O3 – 0-5,7%, Al2O3 – 13,8-21,3%, SiO2 – 29,8-33,7, H2O – 11,5-14,6%. Сингония моноклинная (L2PС). Морфология и облик кристаллов. Агрегаты чешуйчатые, пластинчатые. В пустотах встречаются друзы кристаллов, нередко бочонковидной формы. Кристаллы таблитчатые, псевдогексагонального облика. Часты двойники, обычно по хлоритовому закону, когда двойниковой плоскостью и плоскостью срастания служат(001). Твердость 2-2,5. Плотность 2,60-2,85. Цвет пеннина бутылочно-зеленый различных оттенков, иногда розовый и фиолетовый, реже серебристо-белый. В тонких листочках прозрачный, слабоокрашенный. В природе встречаются разности, зонально окрашенные в различные оттенки, особенно у крупных кристаллов. Блеск на плоскостях спайности перламутровый. Спайность весьма совершенная по {001}. Излом неровный. Разновидности: кеммерерит – богатая хромом разновидность карминно-красного или фиолетового цвета; родохром – тонкочешуйчатые розовые налеты на хромите. Диагностические признаки. Узнается по зеленой окраске, весьма совершенной спайности, низкой твердости и отсутствию упругости у отщепляемых листочков. Перед паяльной трубкой расщепляется, но не плавится. При сильном накаливании теряет гидроксильные ионы и белеет. Разлагается в Н2SO4.

Происхождение и парагенезис. Хлориты широко распространены в природе и часто являются породообразующими минералами. Часто встречаются в метаморфических горных породах, слагая целые толщи хлоритовых сланцев (зеленокаменных пород). Широко известный в природе процесс хлоритизации заключается в переходе роговой обманки в хлорит. Наличие хлоритов может также указывать на низкотемпературные гидротермальные условия переработки горных пород, содержащих силикаты магния и железа.

Месторождения: Казахстан (Рудный Алтай), Урал, Кавказ, Германия.

Практическое значение. Некоторое практическое значение имеют лишь хлоритовые сланцы, разрабатываемые с целью использования хлорита в виде порошка для придания блеска продукции бумажного (обойного) производства и для других целей.

Контрольные вопросы для самопроверки.

1)По каким признакам можно определить тальк?

2)Каково происхождение и применение талька?

3)Дайте характеристику асбесту, его практическое значение.

4)Какие разновидности слюд Вы знаете? Их отличительные признаки, и парагенезис.

5)Для каких горных пород мусковит является породообразующим минералом?

6)Какова окраска лепидолита и его практическое значение?

7)Дайте характеристику минералам глин, их практическое значение.

8)Какой цвет имеет хризоколла? Ее генетическое происхождение.

9)Для каких пород пеннин является породообразующим минералом?