Минералогия / 01 РГ ГНГ 13 Кремнезем в природе [Режим совместимости]
.pdf
Кристаллография,
минералогия
Часть 2.
Лекция 1. Кремнезем в природе
См. http://www.quartzpage.de
17.02.2013
Тип III. КИСЛОРОДНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ
•Класс 1. Простые оксиды
•Класс 2. Сложные оксиды
•Класс 3. Гидроксилы
•Класс 4. Силикаты
–Подкласс 1 (островной структуры)
–Подкласс 2 (цепочечной структуры)
–Подкласс 3 (слоистой структуры)
–Подкласс 4 (каркасной структуры)
•Класс 5. Фосфаты, арсенаты, ванадаты
•Класс 6. Сульфаты
•Класс 7. Хроматы, вольфраматы, молибдаты
•Класс 8. Бораты
•Класс 9. Карбонаты
Тип IV. ГАЛОГЕНИДЫ
•Класс 1. Хлориды
•Класс 2. Фториды
РАСПРОСТРАНЕННОСТЬ ХИМИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ В ЗЕМНОЙ КОРЕ
1
Группа кремнезема (группа кварца)
Ее минералы - полиморфные модификации SiO2 слагают ~15 процентов от массы земной коры
•α-кварц, триг
•β-кварц, гекс
•α-тридимит, трикл
•β-тридимит, гекс
•α-кристобалит, тетр
•β-кристобалит, куб
•Коэсит, мон
•Стишовит, тетр
•Моганит, мон
•Сейрфертит, ромб
•α-меланофлогит,
тетр, SiO2•n(C,H,O,S)
•β-меланофлогит, куб,
SiO2•n(C,H,O,S)
автоматическую загрузку этого внешнего рисунка.Чтобы загрузитьи отобразитьэтот рисунок,нажмитекнопку "Параметры" напанели сообщений,азатемвыберите "Включитьвнешнеесодержимое".
Моноклинный Тетрагональный Пл. 2,93, тв. 7,5 Пл. 4,35, тв. 8
Тригональный Пл. 2,62, тв. 7
Тетрагональны Пл. 2,27, тв. 6,5
Триклинный Гексагональный Пл. 2,3, тв. 6,5 Пл. 2,5, тв. 6,5-7
17.02.2013
Полиморфные модификации кремнезема в природе
Основной ряд энантиотропных превращений минералов группы кремнезема
2
Кристаллическая структура кварца, как и других полиморфных модификаций, исключая стишовит с октаэдрической координацией кремния, характеризуется тем, что
катион Si4+ всегда находится в четверном (тетраэдрическом) окружении ионов О2– , расположенных по вершинам тетраэдра.
Каждая вершина такого тетраэдра одновременно служит вершиной другого смежного тетраэдра.
Таким образом, кристаллические структуры этих минералов состоят как бы из каркасов сцепленных друг с другом тетраэдров.
17.02.2013
Элементарная ячейка в структуре α-кварца
3
КРИСТАЛЛОМОРФОЛОГИЯ КВАРЦА.
Кристалломорфологическая эволюция природного кварца во многом определяется существованием двух структурных модификаций кремнезема, устойчивых при умеренных давлениях
высокотемпературного β-кварца, кристаллизующегося в гексагональной сингонии
низкотемпературного тригонального α-кварца
последняя модификация (для кристаллов с малым содержанием примесей) устойчива при температурах ниже 573 градуса (при атмосферном давлении)
β-кварц, гекс
17.02.2013
α-кварц, β-кварц, триг гекс
β-кварц, гекс
4
17.02.2013
кристаллы β-кварца, вернее параморфозы α-кварца по нему,
встречаются в кислых эффузивах и пегматитах. Они кристаллизуются непосредственно из расплава или образуются гидротермальным путем,
имеют облик гексагональной дипирамиды, характеризуются крайне слабым развитием граней призмыкристаллы α-кварца слагают высокотемпературные
гидротермальные жилы. Они обладают наиболее характерным для кварца
тригонально-призматическим габитусом с хорошо развитыми гранями призмы (m) и основных ромбоэдров (r) (10̅11)
по мере падения температуры призматические кристаллы часто сменяются длиннопризматическими (столбчатыми) и обелисковидными. Форма последних обусловлена гипертрофированным развитием граней острых (и острейших) ромбоэдров (40̅41) , (5051) (падение содержаний кремнезема на поздних, низкотемпературных стадиях (<200°) приводит к повторному появлению субизометричных кристаллов псевдодипирамидального облика )
По данным экспериментов наблюдаемая последовательность габитусных форм, помимо влияния температуры объясняется насыщением растворов кремнеземом вследствие роста щелочности гидротерм
Базовые простые формы, определяющие габитус большинства кристаллов α-кварца:
m – гексагональная призма
(10̅10),
r – большой ромбоэдр (10̅11), z - малый ромбоэдр (01̅11)
5
17.02.2013
Обелисковидный кварц с преобладанием острых ромбоэдров
Тригональная |
Тригональный |
дипирамида |
трапецоэдр |
Левый и правый кварц
– определяются по положению тригональных дипирамиды (синие) и/или трапецоэдра (желтые)
6
Двойникование кварца. Дофинейский закон.
Дофинейские двойники столь совершенно прорастают друг друга, что похожи на простые кристаллы, от которых они отличаются тем, что грани трапецоэдрах наблюдаются в удвоенном количестве и выводятся друг из друга поворотом вокруг вертикальной оси не на 120° , а на 60° . Грани призмы обоих индивидов сливаются, а грани ромбоэдра r совпадают с гранями ромбоэдра z . Оптические оси обоих индивидов параллельны, и потому двойниковое строение можно установить только путем травления
17.02.2013
Двойникование кварца. Дофинейский закон.
Двойникование кварца. Бразильский закон. |
Двойникование кварца. Бразильский закон. |
Бразильские двойники отличаются от дофинейских тем, что в них грани трапецоэдров, наблюдающиеся в двойном количестве, выводятся иначе: отражением в вертикальной плоскости. Двойниковое строение обнаруживается путем травления. В отличие от строения дофинейских
двойников, здесь мы наблюдаем прямолинейные двойниковые швы.
7
Двойникование кварца. Японский закон.
Японские двойники по тригональной дипирамиде {11̅22}; индивиды наклонены друг к другу под углом 84° 34′.
КВАРЦ
Явнокристаллический Скрытокристаллический
Горный хрусталь (бесцветный) Халцедон |
Агат |
Дымчатый горный хрусталь |
Оникс |
Морион (черный) |
Сардоникс |
Цитрин (желтый) |
Карнеол |
Сердолик Аметист (фиолетовый) 
Хризопраз
Розовый кварц
Авантюрин Кошачий, соколинный, тигровый глаз
17.02.2013
Двойникование кварца. Японский закон.
Японские двойники по тригональной дипирамиде {11̅22}; индивиды наклонены друг к другу под углом 84° 34′.
КВАРЦ |
Бесцветный, белый, серый, |
|
|
желтый, розовый, фиолетовый |
, |
|
|
SiO2 |
|
||
красный, черный |
Стеклянный |
7 |
|
|
|
||
Al, Fe |
Нет |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Тригональная |
Горный хрусталь |
Спайность: |
|
сингония |
|
|
|
весьма
несовершенная
|
|
|
Низкая |
2,65 |
|
|
|
|
|
|
|
Ювелирное дело, |
|
Полевой шпат, |
Пьезо- |
|
|
оптика, |
Множество |
|
|||
радиотехника, |
нефелин, |
электричеств |
|||
|
|||||
|
кальцит |
||||
керамика, |
|
о |
|
||
стекла, абразивы |
|
|
|
||
|
|
|
|
||
8
КВАРЦ |
Бесцветный, белый, серый, |
|
|
желтый, розовый, фиолетовый |
, |
|
|
SiO2 |
|
||
красный, черный |
Стеклянный |
7 |
|
|
|
||
Al, Fe |
Нет |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Тригональная |
Дымчатый |
Спайность: |
|
сингония |
горный |
|
|
|
весьма |
||
|
хрусталь |
||
|
несовершенная |
||
|
|
|
|
|
|
|
Низкая |
2,65 |
|
|
|
|
|
|
|
Ювелирное дело, |
|
Полевой шпат, |
Пьезо- |
|
|
оптика, |
Множество |
|
|||
радиотехника, |
нефелин, |
электричеств |
|||
|
|||||
|
кальцит |
||||
керамика, |
|
о |
|
||
стекла, абразивы |
|
|
|
||
|
|
|
|
||
КВАРЦ |
Бесцветный, белый, серый, |
|
|
желтый, розовый, фиолетовый |
, |
|
|
SiO2 |
|
||
красный, черный |
Стеклянный |
7 |
|
|
|
||
Al, Fe |
Нет |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Тригональная |
Цитрин |
Спайность: |
|
сингония |
|
|
|
весьма
несовершенная
|
|
|
Низкая |
2,65 |
|
|
|
|
|
|
|
Ювелирное дело, |
|
Полевой шпат, |
Пьезо- |
|
|
оптика, |
Множество |
|
|||
радиотехника, |
нефелин, |
электричеств |
|||
|
|||||
|
кальцит |
||||
керамика, |
|
о |
|
||
стекла, абразивы |
|
|
|
||
|
|
|
|
||
17.02.2013
КВАРЦ |
Бесцветный, белый, серый, |
|
|
желтый, розовый, фиолетовый |
, |
|
|
SiO2 |
|
||
красный, черный |
Стеклянный |
7 |
|
|
|
||
Al, Fe |
Нет |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Тригональная |
Морион |
Спайность: |
|
сингония |
|
||
весьма
несовершенная
|
|
|
Низкая |
2,65 |
|
|
|
|
|
|
|
Ювелирное дело, |
|
Полевой шпат, |
Пьезо- |
|
|
оптика, |
Множество |
|
|||
радиотехника, |
нефелин, |
электричеств |
|||
|
|||||
|
кальцит |
||||
керамика, |
|
о |
|
||
стекла, абразивы |
|
|
|
||
|
|
|
|
||
КВАРЦ |
Бесцветный, белый, серый, |
|
|
желтый, розовый, фиолетовый |
, |
|
|
SiO2 |
|
||
красный, черный |
Стеклянный |
7 |
|
|
|
||
Al, Fe |
Нет |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Тригональная |
Цитрин |
Спайность: |
|
сингония |
|
|
|
весьма
несовершенная
|
|
|
Низкая |
2,65 |
|
|
|
|
|
|
|
Ювелирное дело, |
|
Полевой шпат, |
Пьезо- |
|
|
оптика, |
Множество |
|
|||
радиотехника, |
нефелин, |
электричеств |
|||
|
|||||
|
кальцит |
||||
керамика, |
|
о |
|
||
стекла, абразивы |
|
|
|
||
|
|
|
|
||
9
КВАРЦ |
Бесцветный, белый, серый, |
|
|
желтый, розовый, фиолетовый |
, |
|
|
SiO2 |
|
||
красный, черный |
Стеклянный |
7 |
|
|
|
||
Al, Fe |
Нет |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Тригональная |
|
|
Спайность: |
сингония |
|
|
|
весьма
несовершенная
|
|
|
Низкая |
2,65 |
|
|
|
|
|
|
|
Ювелирное дело, |
|
Полевой шпат, |
Пьезо- |
|
|
оптика, |
Множество |
|
|||
радиотехника, |
нефелин, |
электричеств |
|||
|
|||||
|
кальцит |
||||
керамика, |
|
о |
|
||
стекла, абразивы |
|
|
|
||
|
|
|
|
||
КВАРЦ |
Бесцветный, белый, серый, |
|
|
желтый, розовый, фиолетовый |
, |
|
|
SiO2 |
|
||
красный, черный |
Стеклянный |
7 |
|
|
|
||
Al, Fe |
Нет |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Тригональная |
Аметист |
Спайность: |
|
сингония |
|
|
|
весьма
несовершенная
|
|
|
Низкая |
2,65 |
|
|
|
|
|
|
|
Ювелирное дело, |
|
Полевой шпат, |
Пьезо- |
|
|
оптика, |
Множество |
|
|||
радиотехника, |
нефелин, |
электричеств |
|||
|
|||||
|
кальцит |
||||
керамика, |
|
о |
|
||
стекла, абразивы |
|
|
|
||
|
|
|
|
||
17.02.2013
КВАРЦ |
Бесцветный, белый, серый, |
|
|
желтый, розовый, фиолетовый |
, |
|
|
SiO2 |
|
||
красный, черный |
Стеклянный |
7 |
|
|
|
||
Al, Fe |
Нет |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Тригональная |
Аметист |
Спайность: |
|
сингония |
|
|
|
весьма
несовершенная
|
|
|
Низкая |
2,65 |
|
|
|
|
|
|
|
Ювелирное дело, |
|
Полевой шпат, |
Пьезо- |
|
|
оптика, |
Множество |
|
|||
радиотехника, |
нефелин, |
электричеств |
|||
|
|||||
|
кальцит |
||||
керамика, |
|
о |
|
||
стекла, абразивы |
|
|
|
||
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10