18. Островные силикаты с добавочными анионами. Химическая и структурная характеристика, диагностические свойства, генезис, практическое использование.

Островные силикаты - силикаты с изолированными тетраэдрами [SiO₄]⁴⁻ и изолированными группами тетраэдров:

а) силикаты с изолированными кремнекислородными тетраэдрами (См. схему, а). Их радикал [SiO₄]⁴⁻, так как каждый их четырёх кислородов имеет одну валентность. Между собой эти тетраэдры непосредственно не связаны, связь происходит через катионы;

б) Островные силикаты с добавочными анионами О²⁻, ОН¹⁻, F¹⁻ и др.

в) Силикаты со сдвоенными тетраэдрами. Отличаются обособленными парами кремнекислородных тетраэдров [Si₂O₇]⁶⁻. Один из атомов кислорода у них общий (см. Схему, б), остальные связаны с катионами.

г) Кольцевые силикаты. Характеризуются обособлением трёх, четырёх или шести групп кремнекислородных тетраэдров, образующих кроме простых колец (см. Схему в, г), также и «двухэтажные». Радикалы их [Si₃O₉]⁶⁻, [Si₄O₁₂]⁸⁻, [Si₆O₁₈]²⁻, [Si₁₂O₃₀]¹⁸⁻. Представители: оливины, гранаты, циркон, титанит, топаз, дистен, андалузит, ставролит, везувиан, каламин, эпидот, цоизит, ортит, родонит, берилл, кордиерит, турмалин и др.

Силикаты с изолированными тетраэдрами [SiO₄]^-4— ортосиликаты, связанные посредством расположенных между ними октаэдрических катионов, или с изолированными парами тетраэдров [Si₂O₇]^6- - диортосиликаты, которые возникли в результате соединения двух кремнекислородных тетраэдров. К ортосиликатам относятся группы оливина (MgFe)₂[SiO₄], циркона Zr [SiO₄], гранатов, фенакита Be₂[SiO₄] и др. (без воды и добавочных анионов), топаза Al₂[SiO₄]F₂, андалузита Al₂[SiO₄] O, титанита CaTi [SiO₄] O и др. (с добавочными анионами F^-, O^2-, OH^-); к диортосиликатам— группы бертрандита Be₄[Si₂O₇j (OH)₂, ильваита CaFe₃×[Si₂O₇] O (OH) и др.; к ортодиортосиликатам относятся группы везувианаCa₁₉ Mg₃Al₁₀[Si₂O₇]₄×[SiO₄]₁₀O₂(OH)₆, эпидота Са, Ce, Fe³⁺, Fe²⁺, Al₂[Si₂O₇]× [SiO₄] O×(OH) и др.

Генезис. Эндогенное, главным образом магматическое (пироксены, полевые шпаты), они также характерны для пегматитов (слюды, турмалин, берилл и др.) и скарнов (гранаты, волластонит). Широко распространены в метаморфических породах — сланцах и гнейсах (гранаты, дистен, хлорит). Силикаты экзогенного происхождения представляют собой продукты выветривания или изменения первичных (эндогенных) минералов (каолинит, глауконит, хризоколла)

19.Кольцевые силикаты. Химическая и структурная характеристика, диагностические свойства, генезис, практическое использование.

Подкласс кольцевых силикатов объединяет сравнительно небольшое число редких в природе минералов. Среди них только два минерала — турмалин и берилл — играют в некоторых случаях роль второстепенных, а иногда и даже главных минералов ряда минеральных месторождений.

Главными структурными элементами кольцевых силикатов являются одно-или двухъярусные тройные, четверные, шестерные, девятерные кольца тетраэдров. Тур­малин и берилл характеризуются шестерными одноярусными кольцами, но разной конфигурации. В турмалине все тетраэдры в кольце лежат своими основаниями в одной плоскости, вершины обращены в одну сторону (см. рис. 164, г), сечение кольца не просто шестиугольное, а дитригональное. В структуре минерала кольца ориенти­рованы одинаково — вершинами тетраэдров вверх, структура получается резко асим­метричной по строению и свойствам, а кристалл турмалина имеет дитригональное сечение и неодинаковые концы. Они растут с неодинаковой скоростью, по-разному адсорбируют вещества, в том числе пигментирующие изоморфные примеси, и потому разные концы кристалла нередко различны по цвету; из-за асимметрии структуры в турмалине хорошо проявлен пироэлектрический эффект.

Кольца в структуре минералов скрепляются катионами, внутри колец нередко рас­ полагаются дополнительные анионы ( О Н ) ^- или молекулярная вода. В целом струк­туры кольцевых силикатов сложные и неплотные. Сингония минералов определяется геометрией их колец. Преобладают тригональные и гексагональные минералы. Кор- диерит — ромбический, псевдогексагональный минерал

Диагностические признаки. Кристаллы турмалина легко узнаются по характерному поперечному сечению (в виде сферического треугольника), часто сильно проявленной вертикальной штриховке и высокой твердости. От внешне похожих на него некоторых пироксенов и амфиболов, а также эпидота отличается по отсутствию спайности и по высокой твердости. От рутила отличается по твердости, черте и форме поперечного сечения.

Турмалин в зависимости от состава ведет себя неодинаково. Бесцветные или бледноокрашенные разности, особенно богатые литием, вообще не плавятся, но становятся мутными, иногда несколько вспучиваются. В кислотах не разлагаются.

Происхождение и месторождения. Турмалины довольно часто встречаются в ассоциации с другими минералами, содержащими летучие и редкие компоненты. При выветривании пород он ведет себя как химически стойкий минерал и, как остаточный продукт, попадает в россыпи. Месторождения, в которых встречается турмалин, весьма многочисленны, причем наибольшим распространением пользуются черные турмалины.

Берилл. Сингония гексагональная. Кристаллическая структура сложена кольцами, соединяемыми атомами бериллия (координационное число 4) и алюминия (координационное число 6). Кольца располагаются друг под другом, так что образуются длинные каналы, проходящие вдоль кристалла.

Практическое значение. Красиво окрашенные прозрачные разности эльбаита и хромдравита применяются в ювелирном деле на мелкие поделки. Крупные кристаллы, обладающие пьезоэлектрическими свойствами, имеют применение в радиотехнике для изготовления пластинок, служащих для стабилизации длин волн передатчиков.