ЛЕКЦИЯ 9 Островные силикаты Островные силикаты

Среди силикатов это наиболее многочисленный подкласс минералов. Его характерными представителями являются оливин (Mg,Fe) 2 [SiO 4 ], альмандин Fe 3 Al 2 [SiO 4 ] 3, гроссуляр Ca 3 Al 2 [SiO 4 ] 3, топаз Al 2 [SiO 4 ]F 2, эпидот Ca 2 (Аl,Fe) 3x (SiO 4 )(Si 2 O 7 )xO(OH). Силикаты этого подкласса имеют разнообразный состав – это минералы магния, железа, кальция, марганца, титана, алюминия, циркония и др. К числу породообразующих и наиболее широко распространенных в природе минералов относятся оливины, гранаты, эпидот, кианит, титанит, циркон. Практическое значение имеет лишь ничтожная доля от общего числа минералов.

Оливин (перидот, хризолит) – (Mg, Fe)2 [SiO4]. Назван по оливково-зеленому цвету. Представляет собой изоморфную смесь Mg2[SiO4] – форстерита и Fe2[SiO4] – фаялита.

Химический состав. MgO – 45-50%, FeO – 8-20%, NiO – 0,1-0,3%, CaO до 0,01%. Иногда присутствует марганец. Сингония ромбическая (3L 2 3PC). Морфология и облик кристаллов. Сплошные зернистые массы, облик кристаллов призмы, пирамиды, пинакоиды Твердость 6,5-7. Хрупок. Уд. вес 3,3-3,5. Спайность несовершенная. Излом неровный, раковистый Блеск стеклянный. Цвет оливково-зеленый, желтый, темно-зеленый, черный. Черта бесцветная. Разновидности. Хризолит – прозрачная желто-зеленая разность, используемая в ювелирном деле.

Кристалл оливина

Диагностические признаки. В оливиновых базальтах крупные вкрапленные зерна оливина на глаз узнаются по темно-зеленовато-желтой окраске, стеклянному блеску и неровному излому. Перед паяльной трубкой не плавится. В НСl почти не растворяется. Порошок бурно разлагается в концентрированной H 2 SO 4 с образованием студня SiO 2. Происхождение и парагенезис. Магматическое, связан с ультраосновными породами. Ассоциирует с пироксенами, хромшпинелидами (хромитом), магнетитом, платиной, основными плагиоклазами. При воздействии на оливин гидротермальных растворов образуется серпентин (змеевик) и асбест, называемый также хризотил-асбестом. Эти минералы имеют одинаковую формулу Mg 6 [Si 3 O 10 ](OH) 8.

Месторождения. Урал, Кавказ, Сибирь. Практическое значение. Используется как огнеупорное сырье, для изготовления форстеритовых кирпичей, оливиновая мука – удобрение, хризолит, как драгоценный камень.

Гранаты.

В группу граната объединяются минералы, представляющие собой смесь двух изоморфных рядов: R32+Al2[SiO4]3, и Ca3R23+ [SiO4]3. Общая формула может быть выражена так: R32+R23+ [SiO4]3, где R22=Ca, Mg, Mn, Fe, а R3+ =Al, Fe, Cr. В группу граната объединяются минералы, представляющие собой смесь двух изоморфных рядов: R32+Al2[SiO4]3, и Ca3R23+ [SiO4]3. Общая формула может быть выражена так: R32+R23+ [SiO4]3, где R22=Ca, Mg, Mn, Fe, а R3+ =Al, Fe, Cr. Название происходит от латинского слова «гранум» - зерно, а также по сходству с зернышками плода граната. Название происходит от латинского слова «гранум» - зерно, а также по сходству с зернышками плода граната. Конечными членами изоморфного ряда являются: пироп – Mg3Al2[SiO4]3, альмандин Fe3Al2[SiO4]3, спессартин Mn3Al2[SiO4]3, гроссуляр Ca3Al2[SiO4]3, андрадит Ca3Fe2[SiO4]3, уваровит Ca3Cr2[SiO4]3. Конечными членами изоморфного ряда являются: пироп – Mg3Al2[SiO4]3, альмандин Fe3Al2[SiO4]3, спессартин Mn3Al2[SiO4]3, гроссуляр Ca3Al2[SiO4]3, андрадит Ca3Fe2[SiO4]3, уваровит Ca3Cr2[SiO4]3. Названные минералы в чистом виде в природе встречаются редко. Обычно они образуют друг с другом твердые растворы. В составе граната нередко отмечаются примеси калия, натрия, циркония, бериллия, ванадия, тантала, иттрия и других химических элементов. Названные минералы в чистом виде в природе встречаются редко. Обычно они образуют друг с другом твердые растворы. В составе граната нередко отмечаются примеси калия, натрия, циркония, бериллия, ванадия, тантала, иттрия и других химических элементов.

Сингония кубическая (3L44L36L29PC). Морфология и форма кристаллов. Обычно встречается в хорошо выраженных кристаллах – ромбододекаэдров, пентагон – додекаэдров, тетрагон – триоктаэдров или комбинации этих форм. Часто встречаются зерна, включенные в породах. Морфология и форма кристаллов. Обычно встречается в хорошо выраженных кристаллах – ромбододекаэдров, пентагон – додекаэдров, тетрагон – триоктаэдров или комбинации этих форм. Часто встречаются зерна, включенные в породах.

Твердость 7-8. Твердость 7-8. Уд. вес 3,5-4,3. Уд. вес 3,5-4,3. Спайность отсутствует. Спайность отсутствует. Излом неровный, раковистый. Излом неровный, раковистый. Блеск стеклянный. Блеск стеклянный. Цвет и разновидности: кроваво-красный (пироп), зеленый, желтый (гроссуляр), изумрудно-зеленый (уваровит), красный, буро-красный (альмандин), бурый, буровато- зеленый, черный (андрадит). Цвет и разновидности: кроваво-красный (пироп), зеленый, желтый (гроссуляр), изумрудно-зеленый (уваровит), красный, буро-красный (альмандин), бурый, буровато- зеленый, черный (андрадит).

Кристаллы граната

Диагностические признаки. Макроскопически легко узнается по характерному облику кристаллов, жирному блеску, высокой твердости и сравнительно большому удельному весу. Перед паяльной трубкой, за исключением хромовых гранатов, легко плавится, особенно андрадит и близкие по составу к нему разновидности. При сплавлении дают шарики, окрашенные в разные цвета. Железистые разновидности при этом становятся магнитными. С бурой и фосфорной солью многие из них реагируют на Fe, Mn и Cr. В HCl лишь андрадит растворяется с большим трудом, выделяя студенистый кремнезем. Остальные разлагаются только после сплавления. Диагностические признаки. Макроскопически легко узнается по характерному облику кристаллов, жирному блеску, высокой твердости и сравнительно большому удельному весу. Перед паяльной трубкой, за исключением хромовых гранатов, легко плавится, особенно андрадит и близкие по составу к нему разновидности. При сплавлении дают шарики, окрашенные в разные цвета. Железистые разновидности при этом становятся магнитными. С бурой и фосфорной солью многие из них реагируют на Fe, Mn и Cr. В HCl лишь андрадит растворяется с большим трудом, выделяя студенистый кремнезем. Остальные разлагаются только после сплавления.

Происхождение и парагенезис. Метаморфическое, контактово-метасоматическое, иногда магматическое. Встречается в гнейсах, кристаллических сланцах, амфиболитах, скарнах. Магматическим путем возникает альмандин и пироп. Для них характерен тетрагон- триоктаэдрический облик в отличие от контактово- метасоматических гранатов, имеющих ромбододекаэдрическую форму. Спутниками гранатов являются: для пиропа – алмаз и оливин в кимберлитах, для уваровита – хромит, в скарнах с гранатами гроссуляром и андрадитом встречаются магнетит, шеелит CaWO 4, диопсид, кальцит, эпидот и др. Альмандин характерен для слюдяных сланцев в ассоциации с дистеном. Спессартин встречается в пегматитах со слюдой, полевым шпатом, турмалином. Происхождение и парагенезис. Метаморфическое, контактово-метасоматическое, иногда магматическое. Встречается в гнейсах, кристаллических сланцах, амфиболитах, скарнах. Магматическим путем возникает альмандин и пироп. Для них характерен тетрагон- триоктаэдрический облик в отличие от контактово- метасоматических гранатов, имеющих ромбододекаэдрическую форму. Спутниками гранатов являются: для пиропа – алмаз и оливин в кимберлитах, для уваровита – хромит, в скарнах с гранатами гроссуляром и андрадитом встречаются магнетит, шеелит CaWO 4, диопсид, кальцит, эпидот и др. Альмандин характерен для слюдяных сланцев в ассоциации с дистеном. Спессартин встречается в пегматитах со слюдой, полевым шпатом, турмалином.

Месторождения. Казахстан (Асубулак и другие россыпи Калбы), Карелия, Урал (гора Магнитная, гора Высокая, гора Благодать), Якутия. С гранатовыми скарнами бывают связаны месторождения шеелита. Практическое значение. Абразивный материал. Ювелирная промышленность. Около 90% гранатов идет для изготовления так называемой бумаги или полотна, употребляемых преимущественно для полировки твердых пород дерева (дуба, ореха, клена, красного дерева и др.). Для шлифования стекол, полировки кожи, твердого каучука, целлулоидных и других изделий.

Сфен (титанит) Химическая формула - CaTi[SiO 4 ] O. «Сфен» по- гречески клин. Назван по характерной клиновидной форме кристаллов. Широко распространен в природе. Как акцессорный минерал встречается, преимущественно, в кислых и щелочных интрузивных горных породах (гранитах, сиенитах, диоритах и др. Химическая формула - CaTi[SiO 4 ] O. «Сфен» по- гречески клин. Назван по характерной клиновидной форме кристаллов. Широко распространен в природе. Как акцессорный минерал встречается, преимущественно, в кислых и щелочных интрузивных горных породах (гранитах, сиенитах, диоритах и др.

_Химический состав. СаО 28,6%, TiO2 40,8%, SiO2 30,6%. Нередко устанавливаются примеси FeO (до 6%), иногда MnO (до 3%), MgO, Fe2O3, Al2O3, изредка Cr2O3, ZrO2 (до 0,18%) и Nb2O5. Сингония моноклинная (L2PC). Морфология и облик кристаллов. Кристаллы клиновидной, таблитчатой формы, плоские.Характерны одиночные кристаллы, вросшие в полевой шпат (все они в поперечном сечении имеют форму ромба). Твердость 5-6. Уд. вес 3,29-3,56. Ц Цвет сфена желтый, бурый, зеленый, серый, иногда черный, розовый или красный. Черта белая. Блеск близкий к алмазному или алмазный, жирный. Спайность по {110} ясная или несовершенная. Излом занозистый.

Кристалл сфена

Диагностические признаки. Клиновидная форма кристаллов. Перед паяльной трубкой сплавляется по краям в темное стекло. В горячей HCl разлагается частично, в H 2 SO 4 полностью с образованием сульфата Са. Концентрированный солянокислый раствор при кипячении с металлическим оловом принимает фиолетовую окраску вследствие образования TiCl 2. Диагностические признаки. Клиновидная форма кристаллов. Перед паяльной трубкой сплавляется по краям в темное стекло. В горячей HCl разлагается частично, в H 2 SO 4 полностью с образованием сульфата Са. Концентрированный солянокислый раствор при кипячении с металлическим оловом принимает фиолетовую окраску вследствие образования TiCl 2. Происхождение и парагенезис. Сфен может быть различного происхождения. Как акцессорный минерал в интрузивных породах он имеет магматическое происхождение. Крупные кристаллы титанита (до нескольких сантиметров) встречаются в пегматитовых жилах, особенно щелочного состава. Здесь он ассоциирует с полевым шпатом, роговой обманкой, ильменитом, цирконом и другими минералами. Часто встречается на контакте с известняками (с диопсидом, апатитом, скаполитом) и в метаморфических породах. В жилах альпийского типа в ассоциации с кальцитом, адуляром, хлоритом образует красивые кристаллы. Происхождение и парагенезис. Сфен может быть различного происхождения. Как акцессорный минерал в интрузивных породах он имеет магматическое происхождение. Крупные кристаллы титанита (до нескольких сантиметров) встречаются в пегматитовых жилах, особенно щелочного состава. Здесь он ассоциирует с полевым шпатом, роговой обманкой, ильменитом, цирконом и другими минералами. Часто встречается на контакте с известняками (с диопсидом, апатитом, скаполитом) и в метаморфических породах. В жилах альпийского типа в ассоциации с кальцитом, адуляром, хлоритом образует красивые кристаллы.

Месторождения. Встречается в апатитовых месторождениях среди нефелино-апатито-сфеновых пород на Кольском полуострове. Урал (Ильменские горы), Прибайкалье (Слюдянка), Швейцария (Сен-Готтард, Бринненталь, Церматт и др.), Италия (Пьемонте) и др. Практическое значение. Руда на титан (при значительных скоплениях).

Топаз Химическая формула – Al 2 [SiO 4 ](F, OH). Топаз является единственным представителем переходной кристаллической структуры между гексагональным типом плотнейшей упаковки (оливин) и кубической (дистен). Структура его характеризуется четырехслойной плотнейшей упаковкой (по классификации Н.В.Белова). Название происходит от о. Топазос в Красном море, где он был найден.

Химический состав. Al2O3 62,0-48,2%, SiO2 39,0- 28,2%, F 13-20,4%, H2O до 2,45%. Часто содержит газово-жидкие включения. Сингония ромбическая (3L23PC). Морфология и облик кристаллов. Встречается в виде красивых друз и мелкозернистых масс (топазовый грейзен). Кристаллы призматической формы, хорошо образованные, богаты гранями (ромбические призмы, пирамиды, пинакоиды) (рисунок 49). Характерна грубая штриховка вдоль вертикальной оси кристаллов. Размер кристаллов может быть очень большим: на месторождении драгоценных камней во Владимир- Волынском разрезе на Украине в 1966 г. найден кристалл массой 117 кг. Его высота 82 см.

Кристаллы топаза

Твердость 8. Плотность 3,52-3,257. Цвет. Бесцветные, водяно-прозрачные разности встречаются редко. В основном топаз окрашен в светлые оттенки желтого, винно-желтого, соломенно-желтого, голубого, зеленого, фиолетового, розового, изредка красного цвета. При продолжительном действии солнечных лучей окраска бледнеет. Черты не дает. Блеск стеклянный. Спайность совершенная по {001}. Излом не по спайности раковистый

. Диагностические признаки. Довольно легко узнается по облику кристаллов. От кварца отличается по спайности и по твердости. Перед паяльной трубкой не плавится, но при сильном прокаливании становится мутным. Дает F с фосфорной солью в закрытой трубке. Порошок предварительно прокаленного топаза, смоченный азотнокислым кобальтом, при последующем сильным прокаливании окрашивается в синий цвет (реакция на Al). Разлагается фосфорной солью с выделением скелета SiO 2.

Происхождение и парагенезис. Встречается в пегматитовых жилах, особенно в полостях этих жил в парагенезисе с кварцем, ортоклазом, альбитом, слюдами. В грейзенах (пневматолитовое происхождение) ассоциирует с аквамарином, флюоритом, касситеритом и вольфрамитом. Месторождения. Восточный Казахстан (Дельбегетей, бесцветные и голубоватые топазы), в пегматитах Урала, на Волыни (дымчатые топазы), Восточная Сибирь, Бразилия, Мадагаскар. Практическое значение. Драгоценный камень.

Химическая формула– Ca 2 (Al, Fe) 3 Si 3 O 12 [OH]. Название происходит от греческого слова «эпидозис» – приращение, прибавка, так как основание призматического кристалла имеет одну сторону длиннее другой. В кристаллохимической структуре эпидота присутствуют одновременно одиночные и сдвоенные тетраэдры. Химический состав. CaO – 23,5%, A 2 O 3 – 24,1%, Fe 2 O 3 – 12,6%, SiO 2 – 37,9%, H 2 O – 1,9%. Присутствуют примеси: свинца, хрома, марганца, магния, стронция и др. Сингония моноклинная (L 2 PC). Эпидот

Морфология и облик кристаллов. Лучистые и шестоватые агрегаты, зернистые массы, друзы кристаллов в пустотах. Облик кристаллов призматический с продольной штриховкой (рисунок 50). Твердость 6,5 – 7. Плотность 3,2-3,5. Спайность совершенная по {001}. Блеск стеклянный, сильный. Цвет фисташково-зеленый, грязно-зеленый, редко черный. Черта бесцветная. Разновидности. Клиноцоизит – маложелезистый эпидот, пьемонтит – обогащен марганцем.

Кристаллы эпидота

Диагностические признаки. Цвет, облик кристаллов. Перед паяльной трубкой вспучивается, не плавится, при этом богатые железом разности дают магнитный шлак. В НСl разлагается только после предварительного сплавления или сильного прокаливания с выделением студенистого кремнезема. Происхождение и парагенезис. Метаморфическое в контактовых зонах. Встречается в скарнах в ассоциации с кальцитом, магнетитом, диопсидом, кварцем, гранатом. Гидротермальное – развивается за счет изменения плагиоклазов, амфиболов, гранатов и др. В этом случае с ним ассоциирует хлорит. Месторождения. Казахстан, Урал, Альпы. Практическое значение. Породообразующий минерал, поделочный камень.

Контрольные вопросы. 1) Каковы главные кристаллохимические особенности силикатов с одиночными и сдвоенными кремнекислородными тетраэдрами в их структуре? 2) Каковы формы минералов наиболее распространенных островных силикатов, чем обусловлено совершенство этих минералов? 3) Каково поисковое значение гранатов, каковы их характерные минеральные ассоциации и месторождения? 4) Генетическое происхождение оливина, практическое значение? 5) Какие формы кристаллов характерны для циркона? Ассоциация и практическое значение.