Кристаллохимические особливості острівних силікатів

Кристаллохимические особливості острівних силікатів визначаються: 1) присутністю в мінералах орто- (SiO

₄)⁴ і діортогрупп (Si₂O₇)⁶- 2) великою роллю в мінералах цієї групи катіонів октаедричної координації з іонними радіусами 0,060-0,080 нм (Ti⁴⁺, Fe³⁺, Nb⁵⁺, Mg²⁺, Fe²⁺), Головними з яких є магній і залізо. Структури силікатів цього класу найбільш міцні і компактні серед силікатів інших підкласів. У багатьох мінералах цієї підгрупи велику роль відіграють порівняно великі катіони восьмерню (і більше) координації Ca²⁺ (0,106), Na⁺ (0,098), Ce³⁺ (0,0118). Їх координаційні багатогранники неспіврозмірні з тетраедрами і октаедра, тому структура таких мінералів за невеликим винятком (гроссуляр), менш компактна.

Характерна особливість алюмінію в острівних силікату полягає в тому, що він входить до складу мінералів в якості катіона - займає октаедричні позиції.

Різноманітність катіонів, їх різні радіуси і властивості призводять до ускладнення кристалічних структур острівних силікатів і частому входженню в їх склад додаткових аніонів F^- і (OH)^-. Особливо характерно це для мінералів, що містять одночасно групи (SiO₄)⁴ і (Si₂O₇)⁶ і розрізняються по металевим властивостями катіони, наприклад, кальцій і титан (титаніт), кальцій і алюміній (епідот), калій, натрій і титан (лампрофілліт). Додаткові аніони характерні також для силікатів, до складу яких входять тільки групи (SiO₄)⁴ і алюміній в якості катіона, - топазAl₂(SiO₄)F₂, кіаніту Al₂(SiO₄) О і ін.

Принцип будови орто- і діортосілікатов показаний на схемі кристалічної будови олівіну і геміморфіта Zn₄(Si₂O₇) (OH)₂H₂O. У олівіну тетраедричних групи (SiO₄) З`єднуються через катіони, а у геміморфіта комплексні аніони (Si<sub>2</sub>O<sub>7</sub>) З`єднуються через катіони.

Морфологія кристалів і фізичні властивості

Острівні силікати навіть в умовах обмеженого простору зростання найчастіше утворюють гарні кристали. Це пояснюється великою кристаллизационной силою цих мінералів, яка обумовлена компактністю і простотою їх структури, Багатозарядний аніонних комплексів і значною силою зв`язків катіонів, що входять до їх складу.

Природно, що форма кристалів обумовлена особливостями структури. Острівні силікати кубічноїсингонії - гранати утворюють ізометричні, добре ограновані зерна - ромбододекаедри, тетрагон-тріоктаедр. У тетрагональной сингонії кристалізується циркон, який утворює ідеально розвинені дипирамидальний і призматичні кристали. У скоєних кристалах ромбічної сингонії зазвичай спостерігаються топаз і ставроліт. Ну а Стено (зараз його прийнято називати титаніту) навіть отримав назву за те, що він майже завжди зустрічається у вигляді ідеально огранених клиновидних кристалів (від грецького «Стено» - клин). З поширених кристалів лише олівін і хондродіт рідкісні в кристалах.

Забарвлення острівних силікатів зазвичай обумовлена присутністю в їх складі в якості головних і домішкових компонентів елементів-хромофоров (Fe, Mn, Ti, і Cr). Атоми двовалентного заліза викликають зелені кольори (гроссуляр, епідот), а тривалентного - коричневі (андрадит, Ставролен, титанів), а різні співвідношення цих атомів обумовлюють всю різноманітність кольорів в зелено-коричневої частини спектра. Пофарбовані марганцем і залізом мінерали мають малиново-червоний, лілово-червоний колір (альмандин). Залізо в поєднанні з титаном викликає коричнево-чорне забарвлення мінералів, наприклад титанистий андрадит - шорломіт. Хром обумовлює смарагдово-зелене забарвлення мінералів (уваровит). Він же в поєднанні з залізом викликає бордово-червоне забарвлення дорогоцінних піропів ( «богемських гранатів») - при особливих співвідношеннях хрому і заліза ці гранати можуть змінювати колір від зелених при денному світлі до червоно-фіолетових при штучному. Лише в рідкісних випадках можуть зустрічатися безбарвні острівні силікати - це хімічно чисті гроссуляр, форстерит, топаз, каламін.

Острівні силікати мають високу твердість - 6-8, тому вони риси не дають, т. К. Процарапивают бісквітну пластинку, і навіть у густо забарвлених мінералів вона ледве помітна.

Особливості умов освіти

Острівні силікати - це мінерали переважно високих температур і тисків, т. Е. Великих глибин. Тому головними типами родовищ є магматичні і метаморфічні, рідше метасоматические. Як виняток вони можуть утворюватися в приповерхневих умовах.

Мінерали, що утворюються в магматичних породах: олівін, циркон, деякі гранати, титанів, лампрофілліт. Однак утворюються ці мінерали в різних за складом породах. Олівін є породообразующим мінералом ультраосновних порід (бідних кремнеземом), т. К. Він сам містить дуже мало кремнезему. В основних, середніх і кислих породах острівні силікати відіграють допоміжну роль (акцесорних мінерали): титанів, циркон, деякі гранати. У гранітних пегматитах утворюються кристали топазів. У лужних гірських породах (з нефеліном) характерними мінералами є циркон, титанів, рінколіт, лампрофілліт.

Мінерали, що утворюються в метаморфічних породах. У них острівні силікати нерідко грають головну роль. Вони утворюються при регіональному метаморфізмі в гнейсах, сланцях: це типові гранати (піроп-альмандінового складу), Ставролен, епідот, кіаніт. У контактово-метасоматичні породах (скарнах) головними мінералами є кальцієві гранати (гроссуляр, андрадит), велику роль в них відіграють везувіан і епідот. У грейзенах часто зустрічаються топази, іноді фенакит. При лужному метасоматозе (в альбітитах, мікроклінітах) утворюються циркон, торує, фенакит.

У приповерхневих умовах утворюється Віллема і каламін - мінерали зони окислення цинково-сульфідних руд.

Короткі відомості про мінералах. Частина 1

J олівіну. Це група мінералів змінного складу, що утворюють майже безперервний ізоморфний ряд сумішей від форстериту Mg₂(SiO₄) До фаяліта Fe₂(SiO₄). Магнезійний член ряду форстерит зустрічається в мраморах, і деяких скарнах у вигляді білих або жовтих округлих зерен і безформних виділень зі скляним або жирним блиском. Асоціює зазвичай з кальцитом, зеленої і безбарвною слюдою (флогопіту), магнетитом, шпинелью (чорною та рожевою), хондродітом.

Проміжні члени ряду (олівіни) зустрічаються в кімберлітах, ультраосновних породах, базальтах у вигляді одиночних зерен, погано освічених кристалів і зернистих мас темно-зеленого, темно-коричневого кольору, напівпрозорих, зі скляним блиском. Олівіни є головною складовою частиною олівінових порід - олівінітов, дунитов, перідотітов.

З оливинов тільки фаяліт зустрічається з кварцом. Він рідкісний утворюється в деяких скарнах, гранітних пегматитах, гранітах, метаморфічних породах. При метаморфизме олівін легко піддається гідролізу, заміщаючи серпентином і тальком.

Олівінітов використовуються як вогнетривке сировину, прозорі різниці - в ювелірній справі як ограночного матеріал - це хризоліт.

Впізнається з працею. Потрібен великий навик, щоб його визначити в породі. Найчастіше визначається по продуктам зміни - Серпентину і тальку.

Твердість хризоліта 6,5-7. Щільність 3,2-3,5 г / см3. Спайність розвинена погано, злам раковістий. Блиск скляний, на зламі жирний. З давнини найбільш відоме родовище хризоліту на о. Забергед (Єгипет). На світовий ринок надходить з АРЄ, США і Бірми. У Росії (тр. Вдала-Східна в Якутії).

J фенакіт Вe₂(SiO₄). «Фенакіс» по-грецьки - обманщік- назву дано через те, що безбарвні його різновиди майже не відрізняються від кварцу. Порівняно рідкісний мінерал. Трігональная сингония. Утворює шестоваті, призматичні білі кристали, друзи і сфероліти в гідротермальних фтор-берилієвих рудах, де асоціює з польовим шпатом, бертрандитом, флюоритом. Твердість 7,5-8. Щільність 2,95-3 г / см³.

Використовується як руда на берилій. Як ювелірного каменю зустрічається в пегматитах у вигляді великих безбарвних прозорих кристалів призматичного і ромбоедричної габітусу. Асоціює тут з топазом, амазонітом, бериллом.

Був вперше знайдений на Уралі Л. А. Перовским.

Прозорий фенакит зазвичай безбарвний. Зустрічаються камені блідо і винно-жовті, рожеві, рідше зеленувато-сірі або бурі. Забарвлення пов`язана з наявністю парамагнітного центру Bе-О-Ве. Забарвлення часто розподіляється нерівномірно, на світлі вона може знебарвлюватися .. Найбільш відоме родовище фенакіту знаходиться на Уралі, де тільки в 1831-1862 рр. його було видобуто понад 80 кг. Красиві кристали і друзи фенакіту жовтого і блідо-червоного кольору зустрічаються в Бразилії (шт. Мінас Жерайс).

J Циркон Zr(SiO₄). Від перських слів «цар» - золото і «гун» - колір. Синоніми гіацинт, Енгельгард, Азор, Ауербаха. Характерний акцесорних мінерал кислих і лужних порід. Практично завжди містить в тій або іншій кількості ізоморфні домішки різних катіонів (торію, церію, гафнію, ніобію, танталу, алюмінію), що дає підставу виділяти різні різновиди цирконів, які з мінералогічної точки зору нічим не виправдані. Радіоактивні різновиди (малакон, ціртоліт і ін.) Піддаються метаміктниє розпаду (розпад під дією власного радіоактивного випромінювання). Вони аморфізуются, ожелезняются і обводнять. Збільшуючись в обсязі, метаміктниє зернятка циркону розбивають тріщинами навколишні мінерали, по ним відбувається озалізнений порід.

Кристалізується в тетрагональної сингонії. На сьогоднішній день відкрити турагентство по франшизі є аж ніяк не простим дією. Щоб не потрапити в халепу на старті свого бізнесу, вам допоможе всім відома в колах франчайзингу турфірма Дали-Тур.

Спайність у циркону спостерігається рідко (недосконала). Блиск сильний, скляний до алмазного, у просвічують каменів - жирний. До матового, на зламі - смолистий. Твердість 6,5-7,5. Циркон крихкий, що ускладнює його обробку. Щільність сильно змінюється в залежності від кольору: у зелених і коричневих - 3,95-4,20, а у безбарвних, блакитних 4,6-4,8 г / см³. Часто циркони люминесцируют в ультрафіолетових променях жовтим і помаранчевим кольором.

Циркон дуже міцний, важкий і тому накопичується в пісках. Промислові концентрації утворюють в розсипах. Цирконові піски використовують як формувальні піски в металургійному виробництві, для отримання оксиду цирконію, для вилучення гафнію.

Впізнається по ідеальній формі кристалів, алмазному блиску, високої твердості.

J Гранати. Це велика група мінералів загальної формули R₃²⁺R₂³⁺(SiO₄)₃. Як катіонів типу R²⁺ виступають Ca, Mg, Fe²⁺, R³⁺- Al, Fe³⁺, Cr, рідше Ti і V. Виділяються дві головні підгрупи гранатів по А. Вінчеллі і В. Вінчеллі: залізо-магнезіальних-марганцеві піральспіти - піроп, альмандин і спессартин і кальцієві уграндіти - уваровит, гроссуляр і андрадит. Усередині підгруп спостерігаються широкі ізоморфні заміщення, між підгрупами ізоморфізм обмежений. Є й інші за складом гранати - ванадієві, цирконієві, гідрогранати.

Всі гранати відносяться до кубічної сингонії. Часто вони утворюють вчинені кристали у формі ромбододекаедра, тетрагонтріоктаедров і їх комбінацій. Твердість гранатів в залежності від складу 6,5 (андрадит) -7,5. Залежно від складу змінюються оптичні властивості гранатів - показник заломлення, дисперсія (від 0,022 у піропу до 0,057 у демантоида і топазоліта - різновиди андрадіта), щільність (від 3,4 у уваровита до 4,2 у альмандина і спессартина). Тому при діагностиці гранатів слід це враховувати.

Гранати легко впізнаються по формі кристалів, забарвленням, твердості. Спочатку важко діагностувати тільки зелені і коричневі гранати ряду гроссуляр - андрадит в суцільних, жирних за блиском щільних масах в роговиках і скарнах. Допомагає присутність дрібних добре огранених кристалів граната уздовж кальцитових жилок.

J Група кіаніту (дистена). Це мінерали загального складу Al₂SiO₅. Сюди відносяться два острівних силікату різної структури, кіаніт (дистен) Al₂(SiO₄)O і андалузит AlAl(SiO₄)O, і цепочечний алюмосиликат - силлиманит Al(AlSiO₅). У Кіану весь алюміній розташовується в кисневих октаедрів, в Андалузії половина його знаходиться в незвичайному (п`ятірню) оточенні, а в силлиманит половина алюмінію розміщується в тетраедрах. У цій же послідовники природно знижується щільність мінералів, т. К. Чим більше координаційне число атома, тим щільніше він упакований в структурі мінералу між аніонами (киснем). Так само зменшується тиск, при якому ці мінерали стабільні: чим більший тиск, тим більш компактні структури і навпаки. Дуже поширені мінерали, відносяться до породообразующим.

Кіаніт (триклинной) зустрічається у вигляді подовжених досковіднимі кристалів, безбарвних і блакитно-синіх, блакитно-зелених, зустрічається фіолетовий і рожевий. Назва від «кіанос» - синій. Блиск скляний, з перламутровим відливом на гранях. Відомі кристали з ефектом «котячого ока». Дуже характерна явна анізотропія твердості цих пластин: поперек 6, уздовж - 4,5, на гранях (010) і (100) - 7. Звідси походить друга назва - дистен, т. Е. Двоякотвердий. Рідше дистен утворює в сланцях голчасті кристали сірого кольору (від включень графіту) і кулясті маси радіально-променевого будови. Крихкий. Спайність досконала по (100) і менш досконала по (101), по (001) спостерігається окремість. Впізнається за формою кристалів, неоднаковою твердості. Знаходиться в основному в слюдистих сланцях. Зустрічаються і прозорі красиві зразки, придатні для огранювання, т. Е. Для використання в якості ювелірних прикрас

Великі кристали дистена досягають 20-30 см в довжину. Відомі поклади суцільних дістенових порід в Північній Індії (Лапса-Буру), в Північній Кароліні (США), на Південному Уралі відомі порівняно бідні родовища, наприклад, Борисовському (Кочкарскій р-н). Накопичується в розсипах, т. К. Плотность3,6-3,7 г / см³.

Андалузит зустрічається в брусковідних рожевих, зелених, сірих кристалах. Андалузит названий від провінції Андалузія в Іспанії. Ромбічний. Блиск скляний. Твердість 7-7,5. Щільність 3,1-3,2 г / см³.

Для кристалів характерні майже прямокутні призматичні форми з призматичної спайностью. За високої твердості відрізняється від багатьох інших силікатів, схожих на нього за кольором.

Найбільш значним є родовище Семиз-Бугу в Казахстані (андалузит у вторинних кварцитів). Центральні частини родовища складені корундовими і мусковіт-корундовими породами, поступово переходять до периферії в андалузітовие породи з рутилом, мусковітом, діаспора, пірофілліта, іноді топазом (з вмістом андалузиту до 85%). Ці породи переходять в андалузітсодержащіе кварцити.

Існує цікава різновид андалузиту - хиастолит, яка представляє мінералогічний і колекційний інтерес. Забарвлення його сіра, червонувато-бура. У центрі кристала утворюється хрест, складений захопленими в процесі росту кристалом вуглистими частинками. Відомі родовища андалузиту в Забайкаллі (Нерчинский округ), гора Хоуден (Південна Австралія). Найбільше родовище андалузиту відомо в Каліфорнії (Уайт-Маунтен). Тут дуже багата андалузитом порода (до 85%) залягає у вигляді лінз і гнізд в андалузітсодержащіх кварциту.

Силіманіт - ромбічної сингонії. Зовнішність кристалів голчастий. Спостерігається в щільних променистих масах, волокнистих агрегатах. Колір сірий, світло-бурий, блідо-зелений. Блиск скляний. Твердість 7. Плотность3,2-3,3 г / см³.

Всі мінерали групи кіаніту утворюються метаморфическим шляхом за рахунок перетворення багатих глиноземом порід при підвищенні тиску і температури. Спочатку утворюються силлиманит або андалузит, а потім кианит. Тому іноді зустрічаються параморфози кіаніту по андалузиту. Силлиманит утворюється при самих високих температурах. Це контактово-термальний мінерал. Великі родовища суцільних мас силлиманита (до 85%) у вигляді великих лінз і гнізд в кристалічних сланцях відомі в Індії (Хазі-Хіллс і Піпрі).

Всі три мінералу - це високоглиноземний сировину. Використовуються для отримання вогнетривів в металургії і керамічної промисловості.

Увага, тільки СЬОГОДНІ!