
- •К. П. Казымов описательная минералогия и геометрическая кристаллография
- •Ведение
- •Геометрическая кристаллография
- •1.1. Элементы ограничения многогранников
- •1.2. Элементы симметрии многогранников
- •1.3. Виды симметрии кристаллов
- •1.4. Сингонии
- •1.5. Понятие о простой форме, комбинации и габитусе
- •1.6. Порядок разбора моделей кристаллов
- •1.7. Низшая категория сингоний а. Триклинная сингония
- •Б. Моноклинная сингония
- •В. Ромбическая сингония
- •1.8. Средняя категория сингоний а. Тетрагональная сингония
- •1.9. Высшая категория сингоний
- •II. Основы систематики и диагностики минералов
- •2.1. Классификация минералов
- •2.2. Диагностические свойства минералов
- •2.2.1. Кристалломорфологические свойства минералов
- •2.2.2. Физические свойства минералов
- •6. Гибкость и упругость
- •В. Плотность минералов
- •Г. Магнитные свойства минерала
- •2.3. Химические свойства минералов
- •III. Описательная минералогия Тип I. Простые вещества или самородные элементы
- •Класс 1. Металлы
- •Класс 2. Неметаллы
- •Тип II. Сульфиды и близкие к ним минералы
- •Группа колчеданов
- •Группа блесков
- •Группа обманок
- •Тип III. Кислородные соединения Класс 1. Оксиды и гидроксиды
- •Класс 2. Силикаты
- •П/кл 1. Островные силикаты
- •Спессартин - Mn3Al2[SiO4]3
- •Уваровит - Ca3Cr2[SiO4]3
- •П/кл 2. Кольцевые силикаты
- •П/кл 3. Цепочечные силикаты
- •Пироксены [SiO3]2-
- •1)Ромбические пироксены:
- •2)Моноклинные пироксены:
- •А мфиболы [Si4o11]6-
- •П/кл 4. Слоистые силикаты
- •П/кл. 5. Каркасные силикаты
- •Диагностическая таблица для определения структурных особенностей карбонатов
- •Класс 4. Сульфаты
- •Класс 5. Фосфаты
- •Класс 6. Вольфраматы и молибдаты
- •Тип IV. Галоиды Класс 1. Фториды
- •Класс 2. Хлориды
- •Тип V. Органические соединения
- •Библиографический список
- •Словарь кристаллографических и минералогических терминов
А мфиболы [Si4o11]6-
(ленточные силикаты - сдвоенные цепочки кремнекислородных тетраэдров)
Изоморфный ряд: тремолит – актинолит. Моноклинные амфиболы: тремолит-актинолит, обыкновенная роговая обманка, глаукофан-рибекит. (рис.13).
Тремолит Ca2Mg5(OH)2[Si8O22]
М
Рис. 13. Фрагмент
структуры цепочечных силикатов
(ленточные).
Физические свойства. Окраска белая или серая. Блеск стеклянный. Твёрдость 5,6-6, плотность 2,9-3,0 г/см3.
Генезис. Контактово-метаморфическое (скарны – ассоциация с диопсидом, кальцитом и гранатами) и регионально-метаморфическое (кристаллические сланцы) происхождение.
Актинолит Ca2(Mg,Fe)5(OH)2[Si8O22]
Морфология. Игольчатые, шестоватые и лучистые агрегаты. Разности: нефрит – массивная скрытокристаллическая (поделочный камень), актинолит-асбест – тонковолокнистые агрегаты.
Физические свойства. Окраска зелёная с различной густотой и оттенками. Блеск стеклянный. Твёрдость – 5,5-6,0, плотность – 3,1-3,3 г/см3.
Генезис. Контактово-метаморфическое (скарны – ассоциация с диопсидом, кальцитом и гранатами) и регионально-метаморфическое (кристаллические сланцы) происхождение.
Роговая обманка NaCa2(Mg,Fe)4(Al,Fe)(OH,F)2[Al2Si6O22] (названа по внешнему сходству с рогом).
Морфология. Призматические, столбчатые, до игольчатых, кристаллы, иногда дощатовидные.
Физические свойства. Цвет черный до темно-зеленого. Блеск стеклянный или шелковистый. Твёрдость 6, плотность 3,1-3,3 г/см3.
Генезис. Магматическое, метаморфическое и контактово-метасоматическое.
Глаукофан (рибекит) Na2(Mg,Fe)3(Al,Fe)2(OH)8[Si8O22]
Морфология. В виде вкрапленных призматических кристаллов и лучистых агрегатов.
Физические свойства. Изоморфный ряд: рибекит (Fe) – глаукофан (Mg). Цвет синий. Твёрдость – 5-6, плотность – 3,1-3,2 г/см3.
Генезис. Рибекит образуется в богатых натрием магматических горных породах (щелочные) в ассоциации с эгирином. Глаукофан встречается, исключительно, в метаморфических горных породах (кристаллические сланцы).
П/кл 4. Слоистые силикаты
В
Рис. 14. Фрагмент
структуры слоистых силикатов
основе их структуры находятся
кремнекислородные листы, состоящие из
кремнекислородных тетраэдров. Все Si-O
тетраэдры повернуты в одну сторону. В
слое, где расположены вершины тетраэдров,
находятся либо ион ОН1-,
либо ион F1+.
Таким образом, анионная часть диметасиликата
будет [Si2O5]2-(ОН)1-.
Она образует шестерные кремнекислородные
кольца, составляющие кремнекислородные
листы. Добавочный гидроксил (ОН)1-
или фтор (F1-)
размещаются в слоистых силикатах по
одному на кольцо, а иногда образуют слои
, находящиеся между листами [Si2O5]2-(ОН)1-.
Между собой листы соединяются с помощью
катионов Mg,
Al,
Fe
и образуют пакеты. Пакеты могут быть 2,
3 и 4 -
слойные. Тетраэдры,
соединённые в шестерные кольца,
обуслоливают субгексагональный облик
кристаллов слоистых силикатов.
В радикальной группе [Si2O5]2- нередко до половины атомов кремния замещается алюминием, и тогда радикал приобретает вид [(Si,Al)4O10]4-. Гидроксил играет очень важную роль в слоистых силикатах
Слоистая структура силикатов находит свое отражение в весьма совершенной спайности, проходящей параллельно плоскостям сеток.
Температура отдачи гидроксила (ОН1-) зависит от его положения в кристаллической решётке. Так если гидроксил связан в тетраэдрах в шестерные кольца, то температура его выделения повышается до 900о С, если гидроксила много и он расположен в межслоевом пространстве кремнекислородных колец, температура его выделения близка к 500о С.
Минералы слоистой структуры обычно характеризуются светлой окраской. Твёрдость их обычно 2-3, за некоторым исключением: тальк – 1, хлоритоид – 6. Образуются они при средних и низких температурах и часто встречаются в коллоидных образованиях.
В соответствии с особенностями кристаллической структуры выделяются следующие группы:
Двухслойные (группы каолинита, серпентина);
Трехслойные (группы талька, слюд, хрупких слюд, вермикулита, гидрослюд, монтмориллонита);
Четырехслойные (группа хлоритов).
Кристаллизуются в сингониях низшего порядка (моноклинная).
По форме выделения агрегатов различают минералы: группы слюд, глин, серпентинита, талька, гидрослюд.
Минералы группы гидрослюд
Морфология. Гидратизированные формы слоистых минералов с морфологически чешуйчатым строением. Сингония моноклинная.
Физические свойства. Окраска зависит от катионного состава, но в основном тёмных, бурых и зелёных тонов и оттенков. Твёрдость 1-3, плотность 2,2-2,9 г/см.
Генезис. Образуются в коре выветривания при разложении и гидратации мусковита, биотита и других минералов группы слюд.
Вермикулит (Mg,Fe2+,Fe 3+)3,(OH)2[(Si,Al)4O10]4H2O
«Вермикулюс» в переводе с греческого – червячок, т.е. при нагревании листочки вермикулита растрескиваются и расщепляются на волокна напоминающие червей.
Морфология. Обычно листоватые или чешуйчатые кристаллы, иногда встречаются тонкодисперсные агрегаты.
Физические свойства. Цвет бурый, желтовато-бурый, золотисто-желтый, бронзово-желтый. Блеск перламутровый или жирный. При нагревании по оси с увеличивается в 20-30 раз. Твёрдость 1-1,5; плотность 2,4-2,7 г/см3.
Генезис. Образуется за счет биотита при выветривании и гидротермальным путем.
Глауконит K(Fe 3+,Al, Fe2+, Mg3),(OH)2[(Al,Si)4O10]nH2O
Морфология. Структура промежуточная между слюдой и монтмориллонитом. Зернистые и землистые агрегаты, единичные зерна – шаровидные, почковидные, яйцевидные (диаметр > 0,15 мм).
Физические свойства. Цвет зеленый различных оттенков (от малахитово-зеленого до зеленовато-черного). Твердость 2-3; плотность 2,2-2,9 г/см3.
Генезис. Образуется осадочным путем за счет диагенетического превращения илов (биотит, роговая обманка, пироксены, ПШ и т.д.) Разрушается в зоне гипергенеза, превращаясь в гидроокислы железа и кремнезем.
Минералы группы слюд, группы хрупких слюд и группы хлоритов
Морфология. Встречаются в листоватых и чешуйчатых агрегатах, нередки крупные (до 5 и более сантиметров в диаметре) отдельные кристаллы. В основе их структуры лежит трехслойные и четырёхслойные (хлориты) пакеты. Сингония моноклинная.
Физические свойства. Цвет зависит от их химического состава: железистые-темные до черных, алюминиевые и литиевые – светлые, прозрачные. Твердость 2-3, до 6 у хлоритоида. Спайность весьма совершенная, легко расщепляются на листочки, кроме хлоритоида.
Генезис. Магматический, гидротермальный и метаморфический.
Таблица 8
Диагностическая таблица для определения минералов группы слюд, группы хрупких слюд и группы хлоритоидов
Упругие слюды
|
Хрупкие слюды
|
Неупругие слюды
|
Мусковит KaAl2(OH)2[AlSi3O10] Морфология. Листоватые, пластинчатые кристаллы, вкрапленники, мелкокристаллические агрегаты (серицит) Физические свойства. Окраска бесцветная или ярко-зеленая (фуксит-содержит Cr). Спайность весьма совершенная. Твёрдость 2-3, плотность – 2,8-3,1 г/см3 Генезис – магматический (кислые интрузивные породы-граниты и их пегматиты), метаморфический (сланцы) Биотит K(Mg,Fe)3(OH,F)2[AlSi3O10] Морфология. Листоватые, пластинчатые кристаллы, вкрапленники Физические свойства. Изоморфный ряд: флогопит (Mg) c золотисто-желтым цветом – лепидомелан (Fe) с чёрным цветом. Обычно биотит темно-коричневый, бурый, зеленый Генезис. Биотит образуется в магматическим и метаморфическим путём. Флогопит – в скарнах Лепидолит KLiAl(F,OH)2[AlSi2O10] Морфология. Листоватые, пластинчатые кристаллы, вкрапленники Физические свойства. Фиолетовый, сиреневый цвет. Твёрдость 2-3, плотность 2,8-2,9 г/см3. Генезис. В гранитах и щелочных пегматитах в ассоциации со сподуменом |
Хлоритоид Fe2Al(OH)4[Al3(SiO4)O2] Морфология. Листоватые и кривоскорлуповатые агрегаты. Цвет-желто-зеленый., до чёрного Физические свойства Блеск стеклянный. Спайность совершенная. Твердость 6, плотность – 3,4-3,8 г/см3 Генезис. Метаморфический (процессы регионального метаморфизма). Ассоциация с корундом, диаспором, слюдой и хлоритом |
Хлориты: 1)Клинохлор Mg4(Mg,Al)2(OH)8[(Si,Al)2Si2O10] Морфология. Чешуйчатые и пластинчатые агрегаты, короткопризматические кристаллы с ромбо-призматическим обликом Физические свойства. Цвет - бутылочно-зеленый (с Cr-розовый, фиолетовый). Твёрдость 2-2,5; плотность 2,6-2,8 г/см3 Генезис. Метаморфический (хлоритовые сланцы) 2)Шамозит Fe4(Fe,Al)2(OH)8[(Si,Al)2Si2O10] Морфология. Оолитовые стяжения с концентрически зональным строением, землистые массы. Хорошо образованные кристаллы имеют таблитчатую или боченковидную форму Физические свойства. Цвет-зеленовато-темно-серый. Твёрдость 2-3, плотность 3,0-3,4 г/см3 Генезис. Низкотемпературные гидротермальные образования |
Минералы группы глин
Морфология. Тонко и скрытокристаллические агрегаты, землистого вида. Сингония моноклинная.
Физические свойства. Цвет серый, бесцветный, белый с буроватым и рыжеватым оттенком. Твёрдость 2,5-3, плотность 2,2-2,9 г/см3.
Генезис. Образуются при выветривании различных горных пород и образуют коры выветривания.
Каолинит Al4(OH)8[Si4O10]
Морфология. Сплошные, скрытокристаллические массы с размером индивидов менее 0,01 мм.
Физические свойства. Окраска в отдельных чешуйках, бесцветны, в скрытокристаллических агрегатах белая. Жирный на ощупь. Блеск перламутровый. Твердость 2,5-3, плотность 2,6 г/см3.
Генезис. Коры выветривания по кислым алюмосиликатным породам. Ассоциация с халцедоном, опалом и оксидами железа. Среда образования кислая (pH<7).
Монтмориллонит (Ca,Na)(Mg,Al,Fe)2,(OH)2[(Si,Al)4O10]nH2O
Морфология. Тонкодисперсные, плотные и землистые агрегаты с размером индивидов менее 0,01 мм.
Физические свойства. Цвет белый с сероватым, буроватым и красноватым оттенками. Блеск матовый, восковой. Твердость 1,5-2,5, плотность 2,2-2,9 г/см3. Набухает в воде и увеличивается в объеме в 3 раза. Сухой на ощупь.
Генезис. Коры выветривания по основным и щелочным горным породам. Образуется в условиях щелочной среды (рН>7) при разложении вулканических туфов и пепла. Встречается в морских осадках и в почве.
Минералы группы талька
Тальк Mg3(OH)2[Si4O10]
Морфология. Листоватые, чешуйчатые агрегаты, сплошные скрытокристаллические массы («жировик»).
Физические свойства. Жирный на ощупь. Цвет бледно-зеленый, белый с желтоватым или буроватым оттенком, иногда розовый. Блеск стеклянный с перламутровым отливом. Твердость 1, плотность 2,7-2,8 г/см3.
Генезис. Контактово-метаморфический, за счет действия гидротермальных растворов на породы, богатые магнием, в ассоциации с серпентином, хлоритом, доломитом, актинолитом.
Минералы группы серпентина
Серпентин Mg6(OH)8[Si4O10] (никелевая разновидность – гарниери, кобальтсодержащая - ревденискит).
Морфология. Листоватые, чешуйчатые агрегаты, плотные и скрытокристаллические массы. Хризотил-асбест – волокнистая разность.
Физические свойства. Цвет зеленый, пятнистый, серый с синеватым оттенком до тёмно-зелёного и чёрного. Твердость 2,5-3. Плотность 2,5-2,7 г/см3.
Генезис. Контактово-метасоматический, в результате воздействия гидротермальных растворов на ультраосновные породы, при содействии карбонатных пород. Гарниерит-ревденскит образуются в корах выветривания по ультраосновным породам, обогащённым никелем и кобальтом.