37.Основные силикаты (оливин, циркон, гранаты, высоко-глиноземистые минералы).

1. Группа оливина

К этой группе относятся силикаты типа i4₂²⁺[SiOJ, где Л - Mg, Fe, Mn, Ni, Co, Zn, Ca и Pb. Все они, за исключением Са и Pb, в кристаллических структурах изоморфно замещают друг друга. Последние два элемента вследствие больших размеров их ионных радиусов обусловливают об­разование двойных соединений.

ФОРСТЕРИТ - Mg₂[SiOJ. Яв­ляется чистым магнезиальным чле­ном изоморфного ряда: форстерит Mg₂[SiOJ — фаялит FeJSiOJ (рис. 278). Химический состав. MgO — 57,1 %, Si0₂ - 42,9 %. Примеси: NiO 0,1 -0,3, СоО — до 0,01; Сингония ромбическая; ромбо-ди-пирамидальный в. с. Облик кристаллов. Встречающиеся кри­сталлы имеют изометрический или слегка уп­лощенный облик. Цвет. Чистый форстерит бесцветен; в агрегатах светло-серый до блед­но-желтого, по мере возрастания содержания железа делается все более зеленым (он приобретает ложный зеленый оттенок, обязанный серпен­тину, развивающемуся метасоматическим путем вдоль трещинок в оли­вине). Твердость 6-6,5. Хрупок. Спайность средняя или несовершенная по {010}, реже по {100}. Излом часто раковистый. Уд. вес 3,217-3,5 (в изо­морфном ряду форстерит — фаялит форстерит обладает наименьшим удельным весом, который возрастает с увеличением содержания FeO).Диагностические признаки. В оливиновых базальтах крупные вкрап­ленные зерна оливина на глаз узнаются по темной зеленовато-желтой окраске, стеклянному блеску и неровному излому. В интрузивных оли­виновых горных породах характерен парагенезис с магнезиальными си­ликатами (серпентином, пироксенами) и хромшпинелидами. Происхождение и месторождения. В главной своей массе оливин имеет магматическое происхождение.

ФАЯЛИТ — Fe2SiO4. Фаяль — остров Азорского архипелага, где был впервые найден этот минерал в виде включений в глыбах на берегу моря. Является конечным членом изоморфного ряда форстерит — фаялит, а так­же ряда тефроит — фаялит. гда содержится Fe₂0₃, очевидно, как продукт частичного окисления.

Сингония ромбическая; ромбо-дипирамидальный в. с. Облик кристал­лов. Редко встречающиеся кристаллы по своему облику похожи на крис­таллы форстерита, иногда таблитчатые или короткопризматические. Цвет фаялита темно-желтый до зеленовато-черного; окисленные раз­ности обладают буровато-коричневой окраской. Блеск стеклянный, силь­ный, близкий к алмазному. Ng = 1,886, Nm = 1,877 nNp= 1,835. Твердость 6-6,5. Спайность ясная по (010) и несовершенная по {100}. Уд. вес 4-4,35. П. п. тр. сплавляется в черное магнитное стекло. В НС1 разлагается с выделением студенистого кремнезема. Происхождение и месторождения. В виде кристаллов встречается в пустотах в обсидиане (вулканическом стекле) Йеллоустонского парка в шт. Вайоминг (США), на Липарских островах и в других местах. Фаялит в отличие от форстерита может равновесно сосуществовать со свободным кремнеземом (с кварцем в том числе), потому что ферросшшт, который должен бы получиться при их реакции, неустойчив.

2. Группа циркона

ЦИРКОН — ZrSiO4. Название произошло от искаженных с течени­ем времени персидских слов: цар — золото и гун — цвет. Синоним: гиа­цинт. Является довольно частым акцессорным (второстепенным по ко­личеству) минералом в ряде кислых и щелочных изверженных горных пород (гранитах, сиенитах, нефелиновых сиенитах).

Химический состав. Согласно формуле: Zr0₂ — 67,1 %; (Zr — 49,5 %), Si0₂— 32,9 %. Из примесей в небольшом количестве почти всегда присут­ствует Fe₂0₃ до 0,35 % и больше, часто СаО (0,05-4 %), иногда Al₂O_r Все­гда содержится окись гафния; в некоторых случаях НЮ₂ достигает 4 %, в альвите из Крагерё (Норвегия) даже 16 %. В ряде случаев устанавливают­ся Y₂0₃ и редкие земли, главным образом Се₂0₃ (хагаталит), иногда до 16 % при содержании Р₂0₅ — до 4-5 % (амагутилит). В некоторых разновидно­стях обнаруживаются, кроме того, Nb и Та (наэгит), а также Th0₂ — до 7 %, иногда 12 % (хегтвейтит) и U₃0₈ — до 1,5 %, иногда больше. Изредка обна­руживаются незначительные содержания Sn и Be (в альвите ВеО + А1₂0₃ доходит до 15 %) и др. Наконец, известны разности, содержащие значитель­ное количество Р₂0₅ (оямалит). Малаконы и циртолиты¹, более богатые ра­диоактивными веществами и находящиеся в связи с этим в метамиктном состоянии, содержат таюке существенные количества Н₂0 (2-12 %).

Сингония тетрагональная; дитетрагонально-дипирамидальный в. с. L4L'²5PC. Пр. гр. Кристаллы вообще ха­рактерны для циркона. В неправильных зернах встречается реже. Крис­таллическая структура. Рентгенометрические исследования показыва­ют, что циркон имеет типичную радикал-ионную структуру, состоящую из анионных групп Si0₄ и катионов Zr⁴⁺, окруженных восемью кислород­ными ионами (рис. 275). Тетраэдры Si0₄ чередуются вдоль L₄ с ионами Zr. Таким образом, структура циркона весьма существенно отличается от структуры рутила, кристаллы которого внешне очень похожи на крис­таллы циркона, но является аналогичной структуре ангидрита Ca[SOJ. Облик кристаллов короткостолбчатый, изометрический, реже дипирами-дальный. Обычные формы: тетрагональные призмы {100} и {110} и тетра­гональная дипирамида {111} (рис. 276). Двойники коленчатые, как у ру­тила, но встречаются гораздо реже. Цвет. Бесцветный, но чаще окрашен в коричневый, желтый, оранже­вый, красный, реже зеленый или голубой (гиацинт) цвет. Малаконы обыч­но обладают темно-бурой окраской. Блеск алмазный, иногда жирный. Ng = = 1,968-2,015 и Nm= 1,923-1,960. Твердость 7-8. У разностей, испытавших метамиктный распад, снижа­ется до 6, кроме того, они обладают удивительной вязкостью, тогда как обычные цирконы хрупки. Спайность обнаруживается средняя по {ПО}. Излом неровный или раковисты (у измененных разностей). Уд. Вес 4,68-4,7; для измененных разностей — циртолитов — падает до 4,7 и даже до 3,8 (происходит увеличение объема с сохранением несколько искаженной внешней формы кристаллов). Прочие свойства. Малаконы и циртолиты, как правило, радиоактивны. Диагностические признаки. Для кристаллов циркона весьма характе­рен тетрагональный короткостолбчатый, реже дипирамидальный облик. Происхождение и месторождения. Циркон встречается в виде редко вкрапленных кристалликов в магматических интрузивных породах: не­фелиновых сиенитах, гранитах, диоритах, гнейсах, а чаще и в более крупных кристаллах — в пегматитах сиенитового и гранитного соста­ва. В метаморфизоваиных осадочных породах (кристаллических сланцах и парагнейсах) встречается в виде реликтовых окатанных зерен.

ТОРИТ-Th[SiO4]. Сингония тетрагональная. Обычно встречается виде вкрапленных зерен, реже в сплошных массах. Цвет черный, бурый, желтый, оран­жевый. Черта темно-бурая, светло-оранжевая (у оранжита). Блеск стек­лянный, жирный. N - 1,68-1,82.

Твердость 4,5-5 (у измененных разностей падает). Хрупкий. Спай­ность отсутствует. Излом раковистый. Уд. вес 5,4 (у измененных разностей падает до 4,8 и даже до 4). Все разно­сти сильно радиоактивны. Диагностические признаки. П. п. тр. не плавится. В стеклянной трубке выделяет воду. Растворяется в НС1 с выделением студенистого кремне­зема. Из раствора при прибавлении щавелевой кислоты выпадает осадок, растворимый в щавелевокислом аммонии. С бурой дает оранжевое стек­ло, бледнеющее при охлаждении. Происхождение и месторождения. Образуется обычно в поздние стадии кристаллизации некоторых кислых и щелочных магматических пород. Чаще распространен в пегматитовых образованиях и ореолах кон­тактового изменения вмещающих интрузивы пород.