Минералогия_2 / Бетехтин / betehtin_2

лепидолитовых месторождений Карибиб (Юго Западная Африка). Опи сан также в месторождениях Варутреск (Швеция), Геброн (США) и дру гих местах.

Практическое значение. Поллуцит является важнейшим источником получения солей цезия, используемых для различных целей в лаборатор ной и аналитической практике. Очень важно применение цезия для све точувствительных автоматических электроаппаратов и для разрядных ламп. Благодаря цезиевым фотоэлементам была технически разрешена проблема передачи изображений на расстояние (телевидение) и пр.

4. Группа нефелина

Сюда относятся еще более бедные кремнеземом алюмосиликаты типа R[AlSiO4], где R = Li, Na, К. Кристаллизуются они в гексагональной син гонии. Na[AlSiO4] и К[Al5SiO4] при высоких температурах образуют непрерывный ряд твердых растворов. Здесь рассмотрим один нефелин.

НЕФЕЛИН — KNa3[AlSiO4]4, или, приближенно, — Na2O · Al2О3 · 2SiO2. Название происходит от греч. нефели — облако (при разложении в крепких кислотах дает облаковидный кремнезем). Нередко является породообразу ющим минералом в щелочных изверженных породах, богатых натрием.

Химический состав точно не отвечает формуле. SiO2 всегда содержит ся в некотором избытке (до 12 %), что связано с заменой некоторого ко личества ионов натрия на вакансии с сопряженным замещением алюми ния ионом кремния по схеме: ?Si4+→Na1+ Al3+. Содержание К2О молекулы также колеблется, так как нефелин образует ограниченный изоморфный ряд с кальсилитом K[AlSiO4]. Кроме того, устанавливаются примеси CaO (до 0,5–7 %), иногда Fe2O3, Cl и Н2О.

Сингония гексагональная; гексагонально пирамидальный в. с. L6. Пр. гр. Р63 (C66). a0 = 10,05; с0 = 8,38. Кристаллическая структура основана на алюмокремнекислородном каркасе, подобном каркасу тридимита, но слег ка деформированном. Дальнейшее понижение симметрии связано с упо рядоченным распределением катионов натрия и калия по пустотам каркаса. Алюминий и кремний также упорядочены, располагаясь в тет раэдрах через один. Две трети ионов алюминия в структуре расположе ны иначе, чем одна треть, что сказывается на технологическом процессе извлечения окиси алюминия из нефелина; одна треть Al труднее перехо дит в раствор. Замечательно также, что при разложении его в природных условиях две трети ионов алюминия образуют натролит, а одна треть — каолинит или гиббсит.

внешнему виду формы кристаллов нефелина в действительности неред ко представляют двойниковые сростки (с неправильными границами),

о чем свидетельствуют фигуры вытравле ния и штриховатость граней (см. рис. 359). Кристаллы встречаются редко, большей частью в пустотах среди пород. Агрегаты. Обычно распространен в виде неправиль ной формы вкрапленных в породу крис таллических зерен или в виде сплошных масс, часто очень крупнозернистых. Цвет.

Рис. 359. Кристаллы нефелина

Бесцветный, но чаще серовато белый, или серый с зеленоватым, желтоватым, буроватым, красноватым оттенком.

Непрозрачные светлоокрашенные крупнокристаллические или сплошные разности часто называют элеолитом. Блеск на плоскостях кристаллов стек лянный, в изломе жирный. Nm = 1,532–1,547 и Np = 1,529–1,542.

Твердость 5–6. Хрупок. Спайность практически отсутствует или на блюдается несовершенная спайность по {0001} и {1010}. Уд. вес 2,6.

Диагностические признаки. На глаз нефелин не всегда легко узнать.

Вщелочных, богатых натрием породах он характеризуется сероватой ок раской с теми или иными оттенками и типичным жирным блеском. На выветрелых поверхностях легко узнается по небольшим матовым плен кам или корочкам, образующимся в углублениях в виде продуктов хими ческого разрушения.

П.п. тр. плавится, иногда довольно легко, окрашивая пламя в желтый цвет. Кислотами разлагается.

Происхождение и месторождения. Нефелин распространен почти исключительно в магматических, бедных кремнеземом щелочных горных породах: нефелиновых сиенитах и их пегматитах, фонолитах и др. Среди них иногда встречаются шлиры, почти сплошь состоящие из нефелина.

Вболее богатых кремнеземом магматических дериватах он ассоциирует

с альбитом и содалитом, а при избытке SiO2, выражающемся в присут ствии свободного кремнезема (кварца, например), уже не встречается.

Вглубинных нефелиновых породах в парагенезисе с ним обычно можно встретить эгирин (щелочной пироксен), щелочные полевые шпаты (альбит, микроклин), иногда щелочную роговую обманку, нередко продукты гидро термального изменения нефелина — главным образом канкринит, содалит и цеолиты. Кроме того, характерно, особенно в пегматитах, присутствие мине ралов циркония и титана (циркон, эвдиалит, титанит, ильменит и др.).

При выветривании нефелин сравнительно легко разрушается и выще лачивается. Вначале он покрывается в виде пленок белыми остаточными продуктами химического разрушения, а в конце концов возникают ка вернозные полости на поверхности глыб нефелинсодержащих пород. Иногда, при воздействии вод, богатых карбонат ионами, нефелин замеща ется красновато коричневой массой, состоящей из канкринита, гиббсита

ицеолитов и называемой шпреуштейном.

Нефелиновые породы нередко слагают крупные массивы. На Южном Урале большой известностью пользуется массив гнейсовидных нефели новых сиенитов (миаскитов) в Ильменских горах, к миаскитовым пегма титам приурочены многочисленные копи различных редких минералов. В Вишневых горах также известны щелочные пегматитовые жилы, напри мер Курочкин лог, откуда происходят крупные выделения розового, мясо красного нефелина с канкринитом, альбитом, калишпатом, биотитом, эги рином и ильменитом. В Хибинах с нефелиновыми породами (уртитами и рисчорритами) связано крупное месторождение апатита. Крупные крис таллы нефелина присутствуют в богатых нефелином основных породах массива Кия Шалтырь в Кузнецком Алатау (Южная Сибирь).

Практическое значение. Сплошные нефелиновые массы и отходы обогатительных фабрик, состоящие (после извлечения апатита или дру гих полезных ископаемых) главным образом из нефелина, могут быть использованы в самых различных отраслях промышленности.

В небольших количествах нефелин используется в стекольном произ водстве без добавки щелочей для получения зеленых стекол. В керамиче ской промышленности может служить заменителем полевого шпата. Вслед ствие относительно легкой разлагаемости в кислотах нефелиновые отходы обогатительных фабрик могут быть использованы для получения из них глинозема (содержание Al2О3 колеблется в пределах 31–34 %) а также си ликагеля, соды, ультрамарина и других продуктов.

5. Группа содалита

Минералы группы содалита, кристаллизующиеся в кубической син гонии, по своему составу близки к минералам группы нефелина, но, в от личие от них, содержат в качестве дополнительных анионов Cl1–, S2–, [SO4]2–. В соответствии с этим в число катионов входят дополнительные катионы Na1+ и Ca2+.

СОДАЛИТ — Na8[AlSiO4]6Cl2 или 3Na2O · 3Al2O3 · 6SiO2 · 2NaCl. Назва ние обусловлено содержанием в минерале натрия (сода); литос по греч. — камень. Как и другие минералы группы, за исключением лазурита, встре чается в изверженных породах, богатых натрием и бедных кремнеземом.

Химический состав. Na2O — 25,5 %, Al2О3 — 31,7 %, SiO2 — 37,1, Cl— 7,3 %. В небольших количествах устанавливается также К2О и Ca2O. Со

держащая серу разновидность называется гакманитом.

– 4

Сингония кубическая; гексатетраэдрический в. с. Пр. гр. P43n(Td). a0 = 8,87. Кристаллическая структура типичная каркасная (рис. 360). Ионы Cl располагаются в вершинах и в центре куба, находясь в центре кубоктаэдрической полости алюмокремнекислородного каркаса с полным упорядочением кремния и алюминия в тетраэдрах. Будучи окружены тет раэдрической группировкой ионов натрия, они образуют кластеры [Na4Cl] 3+. Ионы натрия при этом расположены по два в шестерных кольцах карка

Рис. 360. Кристаллическая структура содалита в проекции на грань куба вдоль оси с. Ионы Cl1– (крупные шары) располагаются в вершинах квадрата на высоте 0 и в середи

относительную их высоту). В каркасе из тетраэдров алюмокислородные группы АlО4 показаны значком Al. Для наглядности те вершины тетраэдров, которые должны быть связаны с выше и нижерасположенными ячейками, показаны обломанными

скольких минут на свету полностью исчезает, сменяясь бледным зелено вато серым цветом. Блеск стеклянный, в изломе жирный. N = 1,483–1,490.

Твердость 5,5–6. Спайность по {110} ясная. Излом неровный. Уд. вес 2,13–2,29.

Диагностические признаки. От щелочных силикатов других групп отличается оптической изотропией. Однако от нозеана и гаюина отли чить без химической реакции очень трудно. От темноокрашенного флю орита отличается по легкой разлагаемости кислотами.

П. п. тр. сплавляется, вспучиваясь, в бесцветное стекло. В закрытой трубке прозрачные разности мутнеют. Растворяется в HCl, при выпари вании выделяет студенистый кремнезем. Если воздействовать на мине рал HNO3 и затем раствор медленно выпаривать на предметном стекле,

– 4

Сингония кубическая; гексатетраэдрический в. с. Пр. гр. P43n(Td). a0 = 8,90–8,921. Кристаллическая структура. Изоструктурен содалиту, но каркас сильно раздвинут. Различные по составу катион анионные кла стеры упорядочены, так что локальная симметрия понижена, но в реаль ных кристаллах чередуются области (домены) с различной ориентацией, так что средняя пространственная симметрия такая же, как у содалита. Встречается в кристаллах додекаэдрического или октаэдрического обли ка, но чаще в виде оплавленных и округленных зерен.

Цвет ярко синий, небесно голубой, зеленовато синий, реже желтый и красный. Блеск стеклянный, жирный в изломе. N = 1,495–1,504.

Твердость 5,5. Спайность по {110} средняя. Уд. вес 2,4–2,5. П. п. тр. растрескивается, сплавляется в зеленовато голубое стекло.

На территории России гаюин был обнаружен в лазуритовом Мало Быстринском месторождении (на р. Слюдянке, Южное Прибайкалье) в зонах замещения пегматита в контакте с доломитом. Встречен в лавах на Монте Сомма (Везувий) в ассоциации с нефелином и лейцитом, в Аль банских горах (Италия) и во многих других местах.

ЛАЗУРИТ — Na6Ca2[AlSiO4]6(SO4)1,4S0,6. Название дано по ярко си ней окраске минерала. Синонимы: ляпис лазурь, ультрамарин (искусст

венный). Может содержать серу отчасти в форме сульфитных [SO3]2 и полисульфидных [Sx]2 ионов, где x = 2, 3 и 4, а также в виде H2S. Именно с полисульфидными ионами связана наиболее интенсивная, густо синяя до фиолетовой окраска.

Химический состав лазурита из Мало Быстринского месторождения (в %): Na2O — 16,8, CaO — 8,7, Al2О3 — 27,2, SiO2 — 31,8, SO3 — 11,8, S — 0,34, Cl — 0,25 и немного Н2О, SrO, MgO, K2O, Fe2O3 и СО2.

Сингония кубическая; гексатетраэдрический в. с. Пр. гр. P43n(T4d). a0 = 9,05–9,10. У некоторых богатых сульфидной и полисульфидной се рой разностей, сингония ромбическая, моноклинная и триклинная. Кри8 сталлическая структура подобна структуре содалита, катион анионные кластеры упорядочены в низкосимметричных разностях. Кристаллы крайне редки, представлены ромбододекаэдрами. Обычно встречается в сплошных плотных массах.

Цвет лазурита густой лазурево синий до фиолетового, иногда розо вый, голубой или зеленовато синий, зеленый. Блеск стеклянный. N око ло 1,50 (колеблется).

Твердость 5,5. Хрупок. Спайность по {110} несовершенная. Уд. вес 2,38–2,42.

Диагностические признаки. Для лазурита прежде всего характерен его интенсивный ярко синий или голубой цвет как в массе, так и в тон ких шлифах. Похож на синий содалит, но парагенетические соотноше ния совсем иные: первый — с щелочными силикатами, второй — с каль цитом, доломитом. От содалита отличается и по выделению H2S при разложении кислотами.

КАНКРИНИТ — Na6Ca2[Al6Si6O24] (CO3,SO4) · 2H2O. Назван в честь Е. Ф. Канкрина, российского министра финансов (XIX в.). Судя по дан

ным химических анализов, существует непрерывный ряд между канк ринитом, содержащим в качестве дополнительного аниона группу СО3, и вишневитом (сульфат доминантным канкринитом), содержащим до полнительный анион SO4. Обнаружен также гидроксиканкринит

Na8[Al6Si6O24](OH)2 · 2H2O.

Химический состав непостоянный (в %): SiO2 — 33,7–34,7, Al2О3 — 29,0–29,4, Na2O — 15,6–18,9, CaO — 1,2–4,2, К2О — 1,4–5,1 (повышается по мере падения суммы Na2O + CaO), CO2 — 0,3–6,3, SO3 — 4,6–6,2 (в сульфат канкринитах), Н2О — 3,9–7,6.

ты. Обычно наблюдается в сплошных массах, иногда в виде каемок вок руг нефелина как продукт его изменения.

Цвет канкринита белый, желтый, серый с желтоватым или зеленова тым оттенком, иногда красновато розовый (от микроскопических чешу ек Fe2O3), вишневит — серый, светло голубой или синевато голубой, си ний (бывают и бесцветные разности). Блеск на плоскостях спайности стеклянный с перламутровым отблеском, в изломе не по спайности — жирный. Для карбонат канкринита: Nm = 1,515–1,524 и Np = 1,491–1,502. Для вишневита Nm = 1,489–1,530 и Np = 1,488–1,535. –

Твердость 5–5,5. Хрупок. Спайность по призме {1010} ясная или со вершенная. Уд. вес 2,42–2,48.

Диагностические признаки. Канкринит, как правило, встречается

внефелиновых породах. От нефелина, за счет которого он образуется, отличается наличием спайности. Вишневит легко узнается по синевато голубой окраске и спайности.

П.п. тр. плавится с трудом в пузыристое стекло. При накаливании,

впротивоположность нефелину, становится мутным, очевидно, вслед

ствие освобождения CO2. В HCl растворяется с шипением. Студенистый кремнезем начинает осаждаться лишь при кипячении и выпаривании.

Происхождение и месторождения. Образуется в постмагматиче скую стадию при воздействии углекислых или сернокислых растворов на ранее выкристаллизовавшиеся массы нефелина. В свою очередь сам

нередко претерпевает изменения, переходя в слюды, цеолиты, карбона ты и др.

Взоне выветривания разрушается подобно нефелину. Первоначаль но в виде мучнистых корок образуются цеолиты, позднее — галлуазит.

ВИльменских и Вишневых горах карбонат канкринит и голубой виш невит встречаются в нефелиновых пегматитах, часто в ассоциации с сода литом, кальцитом, цеолитами, гиббситом, остатками нефелина, уцелевше го от замещения, и другими минералами. В Тункинских горах (Прибайкалье) канкринит встречается среди гранита вместе с цирконом, кальцитом и маг нетитом. В щелочных пегматитах Даху Унурского массива (нагорье Сан гилен, Тува) канкринит образует кристаллы до метра. Канкринит и гидро ксиканкринит отмечены в Хибинском и Ловозерском массивах (Кольский полуостров) в качестве породообразующих минералов некоторых разно видностей фельдшпатоидных сиенитов. Канкринитовые сиениты развиты

вАрбарастахском комплексном ультраосновно щелочном карбонатитовом массиве (Алданский щит). За рубежом известен в генетической связи глав ным образом с нефелиновыми сиенитами.

7. Группа гельвина

Здесь рассматривается каркасные бериллосиликаты группы гельвина. В отличие от фельдшпатоидов, к которым относятся все представители группы содалита, минералы гельвиновой группы, будучи бериллосилика тами, характеризуются недосыщением ионов кислорода валентным уси лием со стороны тетраэдрических катионов (Be2+), что компенсирует бо лее высокий заряд внекаркасных катионов, которыми служат переходные металлы и цинк — носители интенсивной окраски. Положение минералов этой группы среди фельдшпатоидов несколько условно, основанием для такого шага служит их структурное подобие минералам группы содалита. Между тремя крайними членами группы гельвина существует неограни ченный изоморфизм, поэтому отнесение к одному из трех минеральных видов происходит по преобладающему в катионной позиции металлу.

ГЕЛЬВИН — Mn8[BeSiO4]6S2. Назван по цвету, от греч. гелиос — солнце. ДАНАЛИТ — Fe8[BeSiO4]6S2. Назван в честь минералога из США

Дж. Д. Дэна (Dana), (1813—1895).

ГЕНТГЕЛЬВИН — Zn8[BeSiO4]6S2. По сходству с гельвином и в честь первооткрывателя минерала А. Гента (1820—1893).

Сингония кубическая; гексатетраэдрический в. с. Кристаллическая структура аналогична структуре содалита. Встречается в виде тетраэд рических кристаллов или шарообразных масс.

Цвет желтый, медово желтый, янтарный, оранжевый до желто и крас но коричневого, реже зеленый (гельвин), вишнево красный, красно бу рый, желтовато бурый, серый, (даналит), зеленый, голубовато зеленый, желто зеленый, реже красный, розовый до сиреневого (гентгельвин).

Черта белая. Полупрозрачный. Блеск стеклянный сильный, смолистый до восковидного. N = 1,728–1,749 (гельвин); 1,734–1,750 (гентгельвин) и 1,737–1,771 (даналит).

Твердость 6–6,5. Излом неровный, раковистый. Спайность заметная по {111}. Уд. вес 3,20–3,45 (гельвин), 3,27–3,52 (даналит) и 3,55–3,70 (гент гельвин).

Диагностические признаки. Очень похож на гранат. Отличается на личием серы, легко устанавливаемой с помощью реакции на серную пе чень или с As2O3 в H2SO4 при кипячении порошка (гельвин покрывается ярким канареечно желтым налетом As2S3).

П. п. тр., вспучиваясь, плавится в желтовато бурое непрозрачное стек ло. С бурой дает реакцию на Mn. Растворяется в HCl с выделением H2S; при выпаривании образует студенистый осадок кремнезема.

Происхождение и месторождения. Гельвин встречается в пегмати товых жилах в ассоциации с кварцем, альбитом и амазонитом в Ильмен ских горах (Ю. Урал) и в Западных Кейвах (Кольский полуостров). Гель вин и гентгельвин встречены в щелочно гранитных литиевых пегматитах массива Коргере Даба (Тува). На месторождении Люппико в Питкярант ском районе (Северное Приладожье) гельвин и даналит отмечены в грей зенезированных везувиан диопсид магнетит хлорит флюоритовых скар нах с другими минералами бериллия и сульфидами. Даналит с альбитом, мусковитом, пиритом и касситеритом встречается в оловоносных квар цевых жилах Нового Дурулгуя (Читинская обл.).

В Украине гельвин имеется в бериллиеносных метасоматитах Перги (Житомирская обл.). В Норвегии встречался в авгитовых сиенитах в рай оне Лангезундфиорда. В США известен в некоторых слюдяных копях близ Амелия Курт (Вирджиния), а в значительных массах — в контактовых зонах риолитов и гранитов с известняками в ассоциации с магнетитом и флюоритом в Сиерра и Сокорро (штат Нью Мексико).

Практическое значение. В случае существенных скоплений может иметь промышленное значение как руда на бериллий.

8. Группа цеолитов

Сюда относят обширную группу минералов, представляющих собой по существу водные алюмосиликаты, главным образом Са и Na, отчасти Ba, Sr, K и крайне редко Mg и Mn. Судя по списку элементов, эта группа в химическом отношении имеет прямое отношение к рассмотренным выше безводным алюмосиликатам. К цеолитам можно относить и рас смотренный выше анальцим.

Несмотря на то что общее число элементов, участвующих в этих соеди нениях, невелико, мы имеем весьма значительное количество минеральных видов, отличающихся друг от друга не столько по содержанию воды, сколь ко по соотношениям катионов между собой, часто не укладывающимся