Betekhtin

2. Уралит — псевдоморфоза роговой обманки по пироксену. Для этой разности характерна внешняя форма кристаллов пироксена (авгита или диопсида).

Призматическая спайность, наблюдаемая в поперечных разрезах в шлифах под микроскопом, неправильная. Процесс уралитизации пиро ксенов широко распространен в природе.

Диагностические признаки обыкновенной роговой обманки сводят ся к следующему: кристаллы ее легко узнаются по внешнему облику и углу между спайностями (124°), обычно темно зеленому или темно бу рому цвету, а под микроскопом — по оптическим свойствам.

П. п. тр. с трудом плавится в темно зеленое стекло. В кислотах не раст воряется. Разлагается лишь после предварительного сплавления.

Происхождение и месторождения. Обыкновенная роговая обманка является типичным минералом многих интрузивных изверженных пород средней основности: сиенитов, диоритов, гранодиоритов и др. В изливших ся на земную поверхность эффузивных горных породах она как первич ный минерал встречается редко и преимущественно в щелочных разностях.

Ввиде очень крупных кристаллических зерен или кристаллов она наблюдается в сравнительно редко встречающихся габбровых пегмати тах. На горе Соколиной (Исовский район на Северном Урале) в пегмати товых жилах хорошо образованные кристаллы роговой обманки достига ют в длину 0,5 м. Роговообманковые породы возникают также в виде реакционно метасоматических образований в результате воздействия кис лых пегматитов на ультраосновные изверженные породы.

Широко распространена в метаморфических горных породах, явля ясь главной составной частью в так называемых амфиболитах или в ам фиболитовых сланцах и гнейсах. Амфиболиты, состоящие из роговой обманки и плагиоклаза, во многих случаях произошли при метаморфиз ме основных пород, в частности габбро.

При наложении гидротермальных процессов нередки случаи превраще ния роговой обманки в серпентин, хлорит, эпидот с кальцитом и кварцем.

Впроцессе выветривания она, как и другие железомагнезиальные силикаты (например, пироксены), разлагается с превращением в нон тронит, карбонаты, а у дневной поверхности — в лимонит с опалом, гал луазит и др.

ГЛАУКОФАН — Na2(Mg,Fe)3Al2[Si4O11]2[OH,F]2. Состав непостоя нен. Содержит также Fe2O3, CaO и др. Устанавливаются переходные раз ности к актинолиту и роговой обманке.

Сингония моноклинная. Наблюдается в удлиненных зернах, столб чатых, лучистых, волокнистых агрегатах серовато синего, ярко синего или голубовато черного цвета. Черта голубовато серая. Блеск стеклян ный. Для наиболее чистой, не содержащей железа разности: Ng = 1,639, Nm = 1,638 и Np = 1,621.

Твердость 6,0–6,5. Спайность по призме {110). Уд. вес 3,1–3,2. П. п. тр. легко плавится в зеленое стекло. Окрашивает пламя в желтый цвет (как и все щелочные, богатые натрием амфиболы). В кислотах не растворяется.

Глаукофан характерен для некоторых кристаллических сланцев (глау кофановых, слюдяных и др.) в ассоциации с альбитом, хлоритами, эпи дотом, кварцем и др. Известен в Кривом Роге, в магнетито амфиболовых сланцах Калбинского хребта (Восточный Казахстан), на Апшеронском полуострове (Азербайджан) и в других пунктах.

АРФВЕДСОНИТ — Na3(Fe, Mg)4(Fe,Al)[Si4O11]2[OH,F]2. Изоморфен с магнезиоарфведсонитом — Na3(Mg, Fe)4(Fe,Al)[Si4O11]2[OH,F]2. Сингония моноклинная. Встречается в столбчатых кристаллах и в шестоватых или зер нистых агрегатах черного цвета. Слабо прозрачен даже в тонких шлифах. Черта темная голубовато серая. Ng = 1,686–1,708 и Np = 1,676–1,695.

Твердость 5,5–6. Спайность призматическая по {110}. Уд. вес 3,44–3,46. П. п. тр. легко плавится в магнитный королек. В кислотах не растворим.

Встречается в богатых щелочами изверженных горных породах. Часто наблюдается в нефелиновых сиенитах в ассоциации с содалитом, эвдиали том и др. Отдельные кристаллы в пегматитах достигают иногда 20 см. В Рос сии распространен в качестве темноцветного породообразующего минера ла в нефелиновых сиенитах Хибинского и Ловозерского щелочных массивов, встречается в пегматитах Вишневых гор и в других местах.

АНТОФИЛЛИТ — (Mg,Fe)7[Si4O11]2[OH]2. Химический состав. Судя по данным химических анализов, существует изоморфный ряд смесей магнезиально железистых разностей. Однако как чисто железистой, так и чисто магнезиальной разности в природе пока не встречено.

Сингония ромбическая. Облик кристаллов. Редко встречающиеся кри сталлы имеют призматический облик. Обычно наблюдается в сплошных массах в виде лучистых, шестоватых, нередко волокнистых агрегатов.

Цвет буровато или желтовато серый, буровато зеленый, иногда крас новато бурый. Блеск стеклянный. Ng = 1,625–1,698 и Np = 1,605–1,668.

Твердость 5,5–6. Спайность по призме {110} совершенная с углом 125°37′. Уд. вес 2,8–3,2.

П. п. тр. плавится с трудом. В кислотах не растворяется. При нагрева нии свыше 400 °С переходит в моноклинную модификацию. Следователь но, устойчив лишь при относительно низких температурах. Любопытно также, что при температуре около 1000 °С, как показывают рентгеномет рические исследования, переходит в энстатит. Это означает, что при вы соких температурах с удалением ОН происходит превращение сдвоен ных цепочек тетраэдров SiO4 в одинарные.

Месторождения. Как породообразующий минерал встречается в неко торых кристаллических сланцах. В России он описан в окрестностях Мра морского завода в Екатеринбургской области (Урал) и в других пунктах.

3. Силикаты одинарными цепочками

Группа волластонита (пироксеноидов)

Сюда относится группа минера лов c высокопериодическими це почками [SinO3n] при n>2, носившая ранее название «триклинных пиро ксенов». Эмпирические химические формулы совершенно аналогичны формулам пироксенов и потому от носились к метасиликатам. Между тем в структурном отношении (ср. рис. 323а, б и в) и по ряду свойств эти минералы отличаются от пиро ксенов.

ма анионных радикалов — [Si3O9]6–. вая; в – родонитовая; г — астрофиллитовая

Однако сейчас надежно установлено, что в этих минералах присутствуют цепочки тетраэдров с большим перио

дом повторяемости чем у пироксенов, что связано с приспособлением крем некислородного радикала к крупным размерам катионов, как показал Н. В. Белов.

ВОЛЛАСТОНИТ — Ca3[Si3O9] или CaSiO3. Назван по фамилии хи мика В. Волластона (1766–1828). Синоним: дощатый шпат.

Химический состав. CaO — 48,3 %, SiO2 — 51,7 %. Иногда обнаружи вается FeO (до 9 %), в незначительных количествах устанавливаются так же примеси Na2O, MgO и Al2О3.

Сингония триклинная; пинакоидальный в. с. Пр. гр. Р1(C1i). а0 = 7,88; b0 = 7,27; c0 = 7,03; б = 90°; β=95,16′; г = 103°25′. Обнаружились и моноклин ные политипы. Кристаллическая структура. Согласно исследованиям Н. В. Белова и X. С. Мамедова, в кристаллической структуре волластони та, вопреки представлениям Барника, анионный радикал состоит из оди нарной цепочки [Si3O9]?, в которой два тетраэдра [SiO4] своими активны ми ионами кислорода обращены в одну сторону от оси, а чередующийся с ними третий тетраэдр [SiO4] — в другую сторону (рис. 323б). С особеннос тями предложенной структуры хорошо увязываются такие свойства ми нералов этой группы, как спайность, обусловливающая досковидную фор му обломков, часто наблюдаемое волокнистое строение агрегатов и пр.

Облик кристаллов. Волластонит образует таблитчатые (рис. 324), нередко удлиненные по оси b кристаллы, чем и обусловлено прежнее на звание этого минерала (дощатый шпат). Главное развитие имеет пинако ид {001}, в меньшей степени {100}, а также грани призм {110}, {101} и др.

новатым оттенком, реже мясо красный. Встречаются и совершенно про зрачные бесцветные разности.

Блеск стеклянный, на плоскостях спайности иногда с перламутровым отливом. Ng = 1,631, Nm = 1,623 и Np = 1,616.

Твердость 4,5–5. Спайность по {100} совершенная и по {001} средняя с углом 74°; по другим направлениям несовершенная. Уд. вес 2,78–2,91.

Диагностические признаки. В сплошных массах, встречающихся

вконтактово измененных известняках, узнается обычно по белому или серовато белому цвету, радиально шестоватым агрегатам, спайности и по парагенезису с другими минералами контактово метасоматического про исхождения (гранатами, диопсидом и пр.).

П.п. тр. сплавляется с трудом. В HCl вполне разлагается с выделени ем кремнезема.

Происхождение и месторождения. Встречается главным образом

вмраморизованных известняках, подвергшихся воздействию кислой маг мы, или в ксенолитах перекристаллизованных известняков в извержен ных горных породах. В ассоциации с ним наблюдаются известковистые гранаты, диопсид, везувиан и другие минералы скарновых зон. Таковы, например, случаи нахождения волластонита в Турьинских рудниках (Се верный Урал), некоторых Минусинских контактово метасоматических рудных месторождениях и др. Волластонит с геденбергитом и отчасти датолитом и данбуритом слагает можные ритмично зональные скарно вые сферолиты в Дальнегорском месторождении (Приморье). Заслужи вают упоминания исключительно редко встречающиеся огромные массы (в несколько тысяч кубических метров) волластонита близ Санта Фе в Нью Мексико (США). В виде кристаллов наблюдался в вулканических выбросах на Монте Сомма (Везувий).

Волластонит встречается также в известковистых кристаллических сланцах, образующихся при метаморфизме в условиях глубинных зон.

Чисто волластонитовые горные породы используются для изготов ления «горной шерсти» белого цвета, большой прочности и значитель ной длины волокна. Плавка производится в электропечах.

РОДОНИТ — (Mn,Ca)5[Si5O15]. Название происходит от греч. родон — розовый. Синоним: орлец (на русском языке).

Химический состав (в %): MnO — 30,0–46,0, FeO — 2–12, CaO — 4–6,5 (в природных образцах больше не бывает, чем отличается от бустамита (Mn,Ca)3[Si3O9]), SiO2 — 45–48. В виде примесей присутствует FeO,

вочень незначительных количествах щелочи и Al2О3.

Сингония триклинная; пинакоидальный в. с. Облик кристаллов. Ред ко встречающиеся в пустотах кристаллы обычно плохо образованы, с шероховатыми гранями и закругленными ребрами. Однако акад. Кокша ровым были описаны кристаллы, число форм в которых доходило до 40. Чаще встречаются кристаллы таблитчатой, изометрической, реже приз матической формы. Агрегаты. Преимущественно наблюдается в виде сплошных плотных или зернистых масс.

Цвет родонитахарактерныйрозовый,иногдарозовато серый. Блеск стек лянный, на плоскостях спайности с перламутровым отливом. Ng = 1,730, Nm = 1,726 и Np = 1,721.

Твердость 5–5,5. Спайность по {110} и {110} совершенная, по {001} менее совершенная. Уд. вес 3,40–3,75.

Диагностические признаки. В сплошных массах узнается по розово му цвету. В образцах, частично затронутых окислением, чрезвычайно ха рактерны черные прожилки гидроокислов марганца.

П. п. тр. в окислительном пламени буреет и затем чернеет (окисление марганца). В восстановительном пламени сплавляется в красное или бу рое стекло. С бурой и фосфорной солью дает реакцию на Mn. В HCl мед ленно разлагается с образованием белого порошка кремнезема.

Происхождение и месторождения. Как сравнительно низкотемпера турный минерал встречается иногда в гидротермальных, а также в кон тактово метасоматических месторождениях в ассоциации с родохрози том, бустамитом и другими минералами марганца, а иногда с сульфидами Mn, Zn, Pb и др.

В значительных массах образуется в процессе регионального метамор физма осадочных марганцевых руд за счет окислов или карбонатов мар ганца и опала или кварца. В парагенезисе с ним почти постоянно наблюда ются почти незаметные на глаз скопления бустамита, часто марганцовистых гранатов желтого цвета и карбонатов марганца.

При выветривании чрезвычайно легко поддается окислению с обра зованием налетов, корок, прожилков черных гидроокислов марганца. Двухвалентный марганец непосредственно переходит в четырехвалент ный. Даже в течение года глыбы свежего розового родонита с поверхнос ти покрываются блестящими черными налетами вернадита.

Лучшее месторождение родонита находится на Урале, близ д. Малой Седельниковой (к югу от Екатеринбурга), откуда в свое время было добы то немало монолитных глыб, использованных для крупных и мелких по делок, многие из которых хранятся в музеях. Аналогичные месторожде ния метаморфизованных осадочных руд марганца, но меньших размеров, встречаются во многих пунктах Примагнитогорского района (Урал) сре ди слоистых красных яшм, туффитов и других метаморфизованных оса дочных пород; зоны окисления представлены богатыми рудами марган ца; эти руды используются в черной металлургии.

Практическое значение. Массивные породы, сплошь состоящие из родонита, употребляются в качестве поделочного камня для изготовле ния ваз, письменных приборов, облицовки колонн и т. д. В частности, он был использован при отделке станции «Маяковская» московского мет рополитена.

4. Силикаты с разветвленными цепочками кремнекислородных тетраэдров

Группа астрофиллита

Описывается только астрофиллит, в структуре которого имеется раз ветвленная цепочка кремнекислородных тетраэдров (рис. 323г).

АСТРОФИЛЛИТ — (К, Na)3(Fe··, Mn)7Ti2Si8O24[OH, F]7 Соотноше ние между Mn и Fe колеблется в широких пределах. Содержит также ZrO2, BaO, MgO, Al2O3 и Nb2O5.

Сингония триклинная. Структура (см. выше: рис. 323, а также общее описание семейства лампрофиллита—сейдозерита). Похож на лампро филлит. Кристаллы редки и несовершенны. Характерен пластинчатый или игольчатый по оси b облик (рис. 325). Распространен в пластинча тых, иногда в эффектных звездчатых агрегатах.

Рис. 325. Кристаллы астрофиллита

Цвет бронзово бурый, золотисто желтый, оранжевый. Блеск стеклян ный с перламутровым отливом на плоскостях спайности. Ng = 1,733, Nm = 1,703 и Np = 1,678.

Твердость 3—3,5. Хрупок. Спайность совершенная по {100} и несо вершенная по {001}. По спайности легко выбиваются ломкие тонкие пла стинки Уд. вес 3,28—3,30.

П. п. тр. легко сплавляется в черный магнитный (в отличие от ламп рофиллита) шарик. В закрытой трубке выделяет немного воды. В HCl и H2SO4 разлагается.

Происхождение и месторождения. Встречается в щелочных интру зивных изверженных породах (нефелиновых сиенитах и др.) в ассоциа ции с эгирином, черной слюдой, полевыми шпатами, цирконом, сфеном

слоя должен пустовать, тогда как в тальке заполнены все октаэдрические полости бруситового слоя. В связи со степенью заполнения октаэдриче ских пустот по образцу бруситового или гиббситового слоя различаются, соответственно триоктаэдрические и диоктаэдрические структуры сло истых силикатов.

Как в структуре талька, так и в структуре пирофиллита эти пакеты об ладают очень прочной внутренней связью, почти полностью компенсиро ванной. Поэтому такие пакеты связаны между собой остаточными очень слабыми вандерваальсовскими силами (на наружных плоских сторонах пакетов кислородные ионы в каждом тетраэдре SiO4 связаны с двумя иона ми Si и, следовательно, не остается активной валентной связи для прочно го сочленения пакетов между собой). Этим объясняется очень низкая твер дость талька и пирофиллита, их необычайно легкая расщепляемость на эластичные пластинки и, наконец, отсутствие упругости в последних.

В тех минералах, в которых часть ионов Si4+ заменяется ионами Al3+ (в той же четверной координации), наблюдается уже существенное из менение свойств. Замена одного иона Si4+ на ион Al3+, так же как и в ам фиболах, приводит к увеличению отрицательного заряда в анионном ра дикале на единицу. Это означает, что наружные плоские стенки пакета становятся активными. Для нейтрализации этого приобретенного заря да в пространство между пакетами входят одновалентные крупные кати оны К1+, могущие располагаться лишь в больших «пустотах» против цент ров гексагональных, вернее, дитригональных (по Н. В. Белову) колец в кремнекислородных слоях в шестерной, а не в двенадцатеричной коор динации, как это считали ранее. В итоге получаем относительно прочно связанные между собой пакеты. Отсюда, как следствие, твердость таких минералов (типичных слюд) значительно выше, чем талька: отщепляемые тонкие листочки обладают упругостью, т. е. способностью при изгибании возвращаться в прежнее положение.

Если в анионном радикале Si4O10 два иона Si4+ заменены двумя иона ми Al3+, то отрицательный заряд в нем возрастает до 2. В этом случае он может быть компенсирован уже двухвалентными катионами, например Са2+, ионы которого (меньшие по размерам) располагаются в иных мес тах, нежели ионы К. Это обстоятельство, т. е. увеличение прочности связи между пакетами, более существенно изменяет свойства слюдообразных минералов: твердость возрастает, расщепляемость затруднена, отщепля емые пластинки ломки, почему и было дано этой группе минералов на звание хрупких слюд.

Для минералов рассматриваемого подкласса особый интерес представ ляет также вопрос об изоморфных замещениях. Кроме обычных изова лентных замещений ионов Mg2+ ионами Fe2+, Ni2+ и др., а также ионов Al3+ ионами Fe3+, Cr3+ и др., широко распространен способ замещения ионами иной валентности, но в таких количествах, чтобы общий заряд оставался

одним и тем же. Например, 3Mg2+ могут заменяться 2Al3+. Однако по сути дела такая замена должна происходить «скачкообразно» (Mg12—Mg9Al2— Mg6Al4—Mg3Al6—Al8), хотя практически по химическим анализам эти скачкообразные изменения улавливать не удается. Следует заметить, что подобная замена ионов имеет место в брусито гиббситовых слоях паке тов, в которых при замене трех ионов Mg2+ двумя ионами Al3+ одно место остается незанятым. Физические свойства, за исключением оптических и удельного веса, при этом не меняются. Этого рода изменение в хими ческом составе относящихся сюда минералов является одним из важных признаков, на которых основывается классификация их.

В некоторых слюдообразных минералах между слоистыми пакетами, обладающими слабой остаточной связью, как увидим, располагаются бру ситовые или гиббситовые пакеты (в хлоритах), а иногда слои молекул Н2О (в гидрослюдах и им подобных образованиях). Как и во всех других водных минералах, молекулы Н2О по кристаллохимическим соображе ниям должны располагаться в этих слоях строго ориентированно.

1. Группа талька–пирофиллита

Эта группа представлена двумя весьма характерными по физическим свойствам минералами. Как уже было указано во введении к слюдоподоб ным минералам, кристаллические структуры этих минералов чрезвычай но близки одна к другой (рис. 328). Различие заключается лишь в том, что в структуре триоктаэдрического таль ка катионы Mg2+ заполняют все шес тикоординационные места между дву мя гексагональносетчатыми слоями [Si4O10], а в структуре диоктаэдриче ского пирофиллита катионы Al3+ зани мают только две трети этих мест. В ре же встречающихся промежуточных по составу разностях (например, в пи рофиллите примерно с 30 % молекул талька), по видимому, имеет место пе риодическое внедрение магнезиаль ных или глиноземистых пакетов в за висимости от общего состава, т. е.

такие минералы являются смешанно

слойными образованиями.

Рис. 328. Кристаллическая структура талька (или пирофиллита) В противоположность многим дру

гим группам минералов данного под класса, изоморфное замещение Mg2+ на Fe2+ и Ni2+, а также Al3+ на Fe3+ в ряду тальк—пирофиллит устанавливалось пока в узких пределах. Близость многих физических свойств этих минералов настолько велика, что по вне шним признакам часто пирофиллит принимают за тальк и наоборот.