Файл: Лекция 14 Слоистые силикаты и алюмосиликаты.docx

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 11.01.2024

Просмотров: 86

Скачиваний: 1

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
рис.19- 21). Лизардит имеет идеальную слоистую структуру, яркий цвет (рис.22). Асбест (рис.23) - группа волокнистых минералов, обладающих способностью расщепляться на тончайшие гибкие волокна. Термин асбест не является названием минерала. Асбестами (от греч. "неразрушимый", морфологический термин) - называют минералы или минеральные разновидности тонковолокнистого строения. К ним относится в первую очередь хризотил-асбест (разновидность серпентина). Реже встречаются амфибол-асбесты (минералы группы тремолит-актинолита).

Самостоятельный изоморфный ряд образуют никелевые серпентины с частичным замещением магния никелем. Максимально установленное содержание NiO в минерале составляет 16%. Никелевые серпентины встречаются в коре выветривания ультраосновных горных пород в виде тонкодисперсных смесей с другими слоистыми силикатами. Некоторые из таких смесей получили самостоятельные названия: непуит,

ревдинскит, гарниерит.

НЕПУИТ (рис.24) — (Ni,Mg)3[Si2O5][OН]4 или 3(Ni,Mg)O · 2SiO2· 2H2O. Название дано по месту нахождения — г. Непуи (в Новой Каледонии). Синонимы: никелевый серпентин и ревдинскит, первоначально употреблявшийся 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.

ГАРНИЕРИТ - это общее название зелёной никелевой руды, возникшейся в результате латеритного выветривания ультраосновных горных пород (серпентинита, дунита, перидотита). Гарниерит представляет собой смесь различных минералов - никелевых и никельсодержащих силикатов магния. Основные минералы, из которых, как правило, состоит гарниерит - непуит, пимелит, виллемсеит.

Группа каолинита (рис.25 - 26). В ней объединены полиморфы — силикаты алюминия состава Al2 ( S i 2O5)(OH). Это каолинит, диккит, накрит, галлуазит. В последнем есть межпакетный слой молекул H2O, поэтому его формула Al2 ( S i 2Os)(ОН)4 • 2 H 2O. Внешне они неотличимы друг от друга, обычно образуют тонкодисперсные смеси, мучнистые, белые или более плотные глинистые массы и все вместе в таких общих агрегатах называются каолином, состоящим из трёх полиморфных моноклинных модификаций одного и того же вещества, которые с химической точки зрения можно рассматривать как основной силикат алюминия. Фазовые взаимоотношения между этими тремя по сути политипами — каолинитом, накритом и диккитом — до конца не выяснены, поэтому неясно, следует ли их считать минеральными видами, как это обычно делается, или разновидностями. Каолинит является главной составной частью большинства глин.


Диккит(рис.27) (Al 2Si 2O 5 (OH) 4) - филлосиликатный глинистый минерал, названный в честь химика-металлурга Аллана Бру Дика, который впервые описал его. Он химически состоит из 20,90% алюминия, 21,76% кремния, 1,56% водорода и 55,78% кислорода. Он имеет тот же состав, что и каолинит, накрит и галлуазит, но с другой кристаллической структурой (полиморф)

Накрит (рис.28) - листовой силикат, группа каолинита - серпентина. Полиморфен с каолинитом, диккитом и галлуазитом. Кристаллическая структура отличается от структуры каолинита меньшим смещением слоистых пакетов относительно друг друга. Встречается в корах выветривания. Образуется накрит как в экзогенных, так и в эндогенных условиях, в кислых средах.

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 галлуазит, представляющий собой по сути гидратированный каолинит.

Диагностические признаки. Каолинит в сплошных землистых массах легко растирается между пальцами, в сухом виде жадно поглощает воду, в мокром состоянии дает необычайно пластичное тесто.

ГАЛЛУАЗИТ (рис. 29 - 30) — Al4[Si4O10][OH]8· 4H2O или Al2O3 · 2SiO2· 4H2O.

Химический состав. Al2О3 — 34,7 %, SiO2 — 40,8 %, Н2О — 24,5 %. Половина количества воды представлена в минерале в виде гидроксила, остальная — в виде молекул Н2О. Количество молекулярной воды непостоянно (меньше, чем 4Н2О); в зависимости от чего колеблются содержания и остальных компонентов.

Диагностические признаки. Рыхлые разности галлуазита по внешним признакам неотличимы от таких же разностей каолинита. Практически у них аналогичны и кривые нагревания. Зато они существенно отличаются 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 отличает 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.


Группа пирофиллита, смектиты (рис. 31)

Тальк (рис 32-33) Mg3 ( S i 4 О10 ) ( O H ) 2 . Минерал выдержанного состава, изоморфная примесь двухвалентного железа не превышает 1,5-2%. Он имеет светло-зеленый цвет. Встречается в плотных жирных на ощупь массах, в составе сланцев и в мягких, с весьма совершенной спайностью крупных пластинах с перламутровым блеском.

П и р о ф и л л и т (рис 34-35) Al2(Si4010)(OH)2 . Состав всегда почти идеально отвечает формуле. Доля трехвалентного железа обычно не превышает 0,5%. Встречается в сплошных, розовых скрытокристаллических массах. Полупрозрачные разновидности такого камня получили у камнерезов название " агальматолит".

Диагностические признаки. Характерны очень низкая твердость, светлая окраска, перламутровый или мерцающий блеск. От талька без химических анализов или реакции с азотнокислым кобальтом неотличим. Весьма вероятно, что во многих случаях ошибочно принимается за тальк. Известны случаи, когда пирофиллитовые месторождения вначале разведывались как тальковые.

Группа монтмориллонита(рис. 36) . Это обширная группа глинистых минералов, силикатов и алюмосиликатов магния и алюминия. Идеальными предельными составами этих минералов являются Mg3(Si4010)(OH)2 nН2 0 (сапонит), Al2(Si4010)(OH)2 п Н20 (бейделлит), Fe2(Si4O10)(OH)2 · nH2O (нонтронит) В монтмориллонитах в отличие от талька и пирофиллита пакеты по-иному развернуты и смещены относительно друг друга, а в межпакетном пространстве размещаются молекулы конституционной H2O. В реальных природных условиях состав и структура сложнее: часть S i 4 + в тетраэдрах занята A l 3 + , а за счет появляющегося при этом избыточного заряда анионного радикала в межпакетном пространстве размещаются комплексные катионы — гидратированные группы M + • nН 2 0 и M 2 + • nН20.

Обычно в тетраэдры входит не более 0,33 атома алюминия. Для такого монтмориллонита формула имеет вид (M+0,33 • n H2O) Mg3 (Si3,67Al0,33O10)(OH)4. Межпакетными катионами M + являются N a + , L i + , NH+ , K + , R b + ; M 2 + - C a 2 + , Mg2 + , C o 2 + . Монтмориллониты способны обменивать ионы межпакетного пространства на ионы окружающих водных растворов, а также поглощать в межпакетный промежуток крупные органические катионы (так образуются органоминеральные комплексы). При поглощении молекул воды монтмориллониты набухают за счет расширения межпакетного пространства; при нагревании или в сухой атмосфере вода и гидратированные катионы удаляются из монтмориллонитов, кристаллы уменьшаются в объеме.


Монтмориллониты образуют чрезвычайно тонкодисперсные плотные массы, слагают основной объем глины.

Группа флогопита. (рис. 37 - 38)Это непрерывный ряд Mg — Fe-слюд с исходным составом KMg3(AlSi3O10)(ОН, F)2 . Железо (двух- и трехвалентное) занимает позиции магния.

По мере увеличения содержания железа среди слюд ряда флогопита выделяют железистый флогопит, биотит, лепидомелан. Крайний член ряда называется аннитом и имеет формулу KFe2+(AlSi3O10)(OH,F)2 . Кроме двухвалентного в биотитах и лепидомеланах всегда присутствует трехвалентное железо.

Флогопит и биотит встречаются в чешуйчатых массах, пластинках, хороших таблитчатых и бочонковидных кристаллах, иногда гигантских. Цвет зеленый, бурый, черный в зависимости от количества железа. Чистый флогопит бесцветен, водянопрозрачен.

В некоторых случаях в флогопите в позициях магния появляется Mn. Бывают также барийсодержащие флогопиты (в них барий размещается в позициях калия) и барий-титановые биотиты. Совершенно особой слюдой является тетраферрифлогопит. Как доказали О. М. Римская-Корсакова и Е.П.Соколова, в этой слюде позиции алюминия в радикале, т.е. в четверной координации, заняты Fe3+. Она имеет формулу KMg3(FeSi3Oio)(OH, F ) 2 и рыже-коричневый цвет.

Группа мусковита. (рис. 39 - 40) Главным минералом в этой группе является сам мусковит —чисто или почти чисто алюминиевая слюда с незначительной примесью железа (1-3, но

не более 7% F e 2O3 ) . Ее формула KAl2(AlSi30io)(OH, F ) 2 . В редких случаях в мусковите часть алюминия замещена хромом. Такая слюда, ярко-зеленого цвета, называется фукситом (рис. 41). Есть мусковиты с частичной заменой калия на барий. Редкие самостоятельные минеральные виды группы мусковита — чисто натриевая и чисто ванадиевая слюды. Особым минеральным видом в группе мусковита является химическое соединение, в котором полностью прошел изоморфизм по схеме A l 3 + A l 3 + - Mg2+ S i 4+ . В пределе получается силикат состава KAlMg(Si4О10)(OH,F)2 , он называется фенгитом.

Мусковит обычно встречается в таблитчатых, листоватых бочонковидных кристаллах светло-рубинового, коричневого цвета, в тонких спайных пластинках он бесцветен.

Крупные кристаллы и пластины обнаружены в гранитных пегматитах, чешуйчатые агрегаты — в гранитах, гнейсах, сланцах и грейзенах. Но есть одна необычная по виду цветовая морфологическая разновидность мусковита, за которой укрепилось название "серицит" —этот термин лишний для классификации, но удобный при описании месторождений.


Серицит — желтая мелкочешуйчатая, иногда плотная скрытокристаллическая масса мусковита, развивающаяся в виде псевдоморфоз по полевым шпатам при их гидротермальных высокотемпературных изменениях. Изредка используется еще один нестрогий термин — "жильбертит", применительно к чешуйчатым агрегатам бесцветного мусковита в оторочках рудных жил.

Группа литиевых слюд (рис. 42-45). В эту группу минералов входят различные по формулам, но всегда содержащие литий слюды. Литий обладает геохимическим сродством к магнию и алюминию, но не к калию, а потому занимает в слюдах октаэдрические позиции (позиции магния и алюминия). Поэтому числа атомов лития, алюминия, магния (и железа) в формулах литиевых слюд разные, но их сумма не может быть менее 2 и более 3; число атомов калия в формулах всех литиевых слюд неизменно и равно 1.

Условно все составы литиевых слюд можно разбить на три главных типа: первый —это как бы составы, производные от формулы флогопита, второй и третий — от мусковита.

К первому типу отнесем тайниолит — слюду состава KLiMg2(Si4Oi0)F2 . Это как бы флогопит, в котором произошла замена Mg2+ + Al3+ — Li+ + Si4+ т.е. это силикат, а не алюмосиликат. Ко второму- циннвальдит, к третьему лепидолит (из мусковита). В лепидолитах из-за особенностей геохимической обстановки их образования присутствуют изоморфные примеси элемента-хромофора Mn (в позициях магния и алюминия). Они вызывают розовую, серебристо-розовую, лилово-розовую окраску литиевых слюд.
Гидрослюды и им подобные минералы

Существуют такие слюды или хлоритоподобные минералы, которые отличаются тем, что в их составе участвует меньшее количество связующих межслоевых катионов, но зато в существенных количествах присутствуют связанные молекулы Н2О, довольно легко удаляющиеся при нагревании. Здесь мы рассмотрим иллит, вермикулит, глауконит.

Несмотря на внешние черты сходства и общность генезиса и нахождения 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 является то, что гиббситовый или бруситовый слой располагается между двумя слоями кремнекислородных тетраэдров. В этом отношении гидрослюды близко напоминают особенности строения минералов группы талька, слюд и других им подобных по кристаллическому строению.