Кристаллохимические особенности
Кристаллохимическое своеобразие минералов подкласса островных силикатов определяется сочетанием двух факторов: а) присутствием в них орто- и диортогрупп — (Si04)4~ и (Si207)6-, б) большой ролью в их составе катионов октаэдрической координации с радиусом от 0,060 до 0,080 нм (Ti4+—0,064; Fe3+— 0,067; Nb5+— 0,069; Mg2+ — 0,078; Fe2+ — 0,082 нм, по В. М. Гольдшмидту), главными из них являются магний и железо. Благодаря такому сочетанию типичных для плотнейшей упаковки ее тетраэдрических и октаэдрических полиэдров, структуры островных силикатов наиболее компактны и прочны среди силикатов других подклассов. Кроме перечисленных катионов большую роль, но не во всех, а в некоторых островных силикатах играют относительно крупные катионы восьмерной (и более) координации — Са2+ (0,106 нм), Na+ (0,098 нм), Се3+ (0,118 нм). Их координационные полиэдры несоразмерны с октаэдрами и тетраэдрами. Структура таких минералов, за малым исключением (гроссуляр), менее компактна.
Характерная особенность алюминия в островных силикатах заключается в том, что он всегда занимает октаэдрические позиции и является в этих силикатах катионом.
Разнообразие катионов, их разные радиусы и свойства приводят к усложнению кристаллических структур островных силикатов и часто к вхождению в них дополнительных анионов F- и (ОН)-. Особенно характерны такие анионы для силикатов, содержащих одновременно группы (S1O4)4- и (Si207)6- и резко различающиеся по металлическим свойствам катионы: Са2+ и Ti4+ (титанит), Са2+ и А13+ (эпидот), К+, Na4" и Ti4+ (лампрофиллит). Дополнительные анионы характерны также для силикатов, в состав которых входят только группы (Si04) и алюминий в качестве катиона, — топаза Ab(Si04)F2, кианита Al2(Si04)0 и др.
МОРФОЛОГИЯ КРИСТАЛЛОВ И ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА
Островные силикаты образуются даже в стесненных условиях роста в виде хороших кристаллов (рис. 168). Это объясняется их большой силой кристаллизации, что обусловлено относительной компактностью и простотой структур этих силикатов, мно-гозарядностью анионных комплексов и значительной силой связей катионов, входящих в их состав. В виде изометричных хорошо ограненных зерен (кристаллов кубической сингоний — ромбододекаэдров и тетрагон-триоктаэдров) встречаются гранаты (отсюда и их название: от лат. granula — зернышко), идеально развитые дипирамидальные и призматические кристаллы тетрагональной сингоний образует циркон, в совершенных кристаллах ромбической сингоний обычно наблюдаются топаз и ставролит. Можно привести много таких примеров высокой степени идиоморфизма (совершенства) кристаллов островных силикатов. Ну а сфен (сейчас его принято называть титанитом) даже получил свое название за то, что он почти всегда встречается в виде идеально ограненных клиновидных кристаллов (от греч. sphen — клин). Из распространенных минералов, пожалуй, лишь оливин и хондродит редки в кристаллах.
Окраска островных силикатов обычно обусловлена присутствием в их составе в качестве главных и примесных компонентов элементов-хромофоров (Fe, Mn, Ti и Сг). Атомы двух- и трехвалентного железа вызывают при разных своих соотношениях зеленые (гроссуляр, эпидот), коричневые (андрадит, ставролит, титанит) цвета. Окрашенные марганцем и железом минералы имеют малиново-красный, лилово-красный цвет
(альмандин). Железо в сочетании с Ti вызывает коричнево-черную окраску минералов, таков цвет титанистого андрадита — шерломита. Хром обусловливает изумрудную окраску уваровита. Он же в сочетании с Fe вызывает бордово-красную окраску драгоценных пиропов (" богемских гранатов") — при особом сочетании количеств Сг и Fe эти гранаты меняют цвет от зеленых при обычном свете до красно-фиолетовых при искусственном освещении. Лишь в редких случаях встречаются бесцветные, белые островные силикаты — это химически чистые гроссуляр, форстерит, топаз, каламин.
Компактность структуры и наличие в минералах небольших, но высокозарядных катионов проявляются в высокой плотности и твердости (от б до 8) этих минералов. Из-за большой твердости эти минералы черты не дают (они процарапывают бисквитную пластинку), даже у густо окрашенных минералов она чуть заметна.
ОСОБЕННОСТИ УСЛОВИЙ ОБРАЗОВАНИЯ
Островные силикаты — это минералы преимущественно высоких температур и давлений, т.е. минералы больших глубин. Главными типами месторождений являются магматические и метаморфические горные породы и некоторые метасоматиты. Как исключение они образуются в приповерхностных условиях.