Группа кальцита.

К группе кальцита относятся очень распространенные минералы, образующие изодиморфный ряд кальцита — арагонита. Кристаллизация в структуре кальцита или арагонита определяется размером катиона. Если размер катиона превышает 1,1 А, минерал кристаллизуется в структуре арагонита. Если же радиус катиона меньше чем 1 А, то получаем структуру кальцита. Ca[CO3](RCa2+ = 1,04 А) занимает промежуточное положение. Эта группа является важной в минералогии, ее главный представитель — кальцит — один из наиболее распространенных и наиболее изученных минералов.

Все минералы группы кальцита кристаллизуются в дитри-гонально-скаленоэдрическом виде симметрии тригональной сингонииD3d— 3m(L633L23PC). Кристаллическая структура описываемых минералов (рис.) легко выводится из структуры типа хлористого натрия. Если ионы натрия и хлора в структуре хлористого натрия соответственно заменить ионами кальция и карбонатными ионами, а затем сжать кубическую структуру вдоль одной из тройных осей, то возникает структура кальцита. Плоскости всех групп СO3 параллельны между собой и перпендикулярны к тройной оси симметрии ромбоэдрической ячейки. В структуре кальцита каждый ион кальция окружен несколько искаженным октаэдром из шести соседних ионов кислорода.

Ионы кислорода связаны с двумя ионами кальция и атомом углерода в центре карбонатной группы. Таким образом, упаковка ионов в кальците соответствует несколько искаженной плотнейшей кубической упаковке. Среди минералов группы кальцита очень распространена способность к образованию изоморфных смесей. Это особенно касается Mg, Zn и Fe2+, которые часто замещают друг друга. Непрерывный ряд изоморфных смесей образуют также карбонаты Fe2+ и Мn2+. Все минералы ряда кальцита, за исключением родохрозита, имеющего розовый цвет, бесцветны или сероватые и только изредка окрашены в различные светлые оттенки, главным образом за счет примесей. Они имеют белую или бесцветную черту, стеклянный, иногда перламутровый блеск. Для этих минералов характерны совершенная спайность по ромбоэдру, невысокая твердость (от 3 до 5), хрупкость и сравнительно небольшая плотность (от 2,6 до 3,9).

кальцит , минерал кальцита

Кристаллическая структура кальцита (а) и арагонита (б). Вверху — разреженные модели, внизу —плотнейшая упаковка

Кривые нагревания минералов ряда кальцита являются довольно характерными (рис. 2) и имеют диагностическое значение. Большинство из этих минералов образуется преимущественно в экзогенных условиях (в водных водоемах и коре выветривания), значительно реже они встречаются как гидротермальные образования в сульфидных жилах.

Кальцит — Са[СО3]. Название происходит от лат. слова кальке— известь. Синоним — известковый шпат.

Химический состав . Кальцит часто содержит примеси Mg, Fe, Мn, иногда Zn, Sr.

Агрегаты и габитус. Кальцит обычно образует зернистые и плотные скопления, а также друзы, жеоды и различные натечные формы. Он относится к минералам с четко выраженной кристаллографической индивидуальностью. Часто наблюдаются хорошо образованные кристаллы различных габитусов — скаленоэдрического, пинакоидального, призматического и ромбоэдрического (рис. 3). Кристаллы скаленоэдрического габитуса отличаются хорошо развитыми гранями скаленоэдра {2131}, к которым часто присоединяется ромбоэдр {1011}. Пинакоидальный (таблитчатый) габитус возникает в тех случаях, когда главной формой является пинакоид {0001}, а грани ромбоэдра {1012} и призмы {1010} имеют подчиненное значение.

Кристаллы призматического габитуса вытянуты по оси третьего порядка и характеризуются развитием плоскостей гексагональной призмы {1010}, заканчивающихся плоскостью пинакоида {0001} или чаще гранями ромбоэдра {1012}. Иногда призматические кристаллы не вытянуты по тройной оси, а, наоборот, укорочены. Особенно часто это наблюдается при комбинации призмы {1010} и ромбоэдра {1012}. Кристаллы ромбоэдрического габитуса встречаются сравнительно редко.

Кривые нагревания минералов группы кальцита: 1 — кальцит. 2 — магнезит, 3 — сидерит, 4 — родохрозит, 5 — смитсонит

Кристаллы кальцита могут иметь плоскоромбоэдрический габитус с развитием тупого ромбоэдра {1012}, остроромбоэдрический — с развитием ромбоэдра {4041} и ромбоэдрический — с развитием основного ромбоэдра {1011}. Часто наблюдаются двойники кальцита, в частности двойники по плоскости тупого ромбоэдра {1012}. Они легко возникают, если надавить лезвием ножа на одно из двух ребер, лежащих в плоскости симметрии выколотого по спайности ромбоэдра кальцита, в перпендикулярной к ребру плоскости. Образование таких двойников объясняют механическим воздействием и называют их двойниками скольжения . Известны также двойники кальцита по кальци-товому закону с плоскостью срастания (0001) (рис. 4). Двойники часто имеют полисинтетический характер, что особенно четко обнаруживается под микроскопом. Встречаются параллельные срастания кальцита с кварцем, доломитом и другими карбонатами.

Выделяют несколько разностей кальцита: 1) исландский шпат — бесцветный прозрачный кальцит; 2) волокнистый кальцит (атласный шпат, папиршпат) — тонковолокнистая разность, состоящая из тонких кристаллов, развивающихся по пинакоиду (0001); 3) жилковатый кальцит — тонкожилковатая разность с перламутровым блеском; 4) кальцитовые ониксы — массивные натечные, иногда зонально-полосчатые кальциты; 5) мучнистый кальцит — глиноподобная разность в виде отдельных мелких кристалликов; 6) иматровы камни — мергелистые конкреции; 7) люблинит — плесневидные и войлокоподобные пленки, состоящие из иглоподобных ромбоэдрических кристаллов.

Особый интерес представляет песчанистый кальцит (фонтенбловские песчаники), сложенный кристаллами кальцита, пронизанными мелкими песчинками, количество которых достигает 2/3 веса всего кристалла. Кальцит входит в состав многих горных пород: мраморов, известняков, мела, литографского камня, известкового туфа, оолитового известняка.

Физические свойства. Кальцит бесцветный или молочно-белый, иногда окрашен примесями в различные светлые тона. Спайность совершенная по (1011).

Кальцит , минерал кальцита

Габитус кристаллов кальцита

При сжатии , сопровождающемся двойникованием, кальцит электризуется. Образцы из некоторых месторождений люминес-цируют белым и оранжевым цветом.

Диагностические признаки кальцита — ромбоэдрическая совершенная спайность, легкая растворимость в НСl (бурное выделение СO2).

 

Главные линии на рентгенограммах: 3,029′; 1,869; 1,044. Легко растворяется даже в разбавленной НСl. П. п. т. не плавится, растрескивается и разлагается на СO2 и СаО, ярко светится и окрашивает пламя в оранжевый цвет.

Отличие о т сходных минералов. Кальцит похож на доломит, однако доломит в разбавленной НСl на холоде не шипит; кроме того, порошок кальцита, смешанный с 10-процентным раствором хлорного железа, при взбалтывании на холоде выделяет СO2 и окрашивается в темный красно-бурый цвет, а потом переходит в студенистую массу (доломит такой реакции не дает). От похожего на него арагонита кальцит отличается формой кристаллов, а также реакцией Мейгена (при кипячении в растворе Co(NU3)2 порошок арагонита быстро окрашивается в лиловый цвет, калы же приобретает синеватый или зеленоватый цвет только при длительном кипячении).

Кальцит , минерал кальцита

Двойники кристаллов кальцита

Искусственное получение. Кальцит получен осаждением из бикарбонатных растворов при температуре ниже 30° С.

Образование и месторождения. Кальцит возникает экзогенным путем, выделяясь из холодных вод в жилах, жеодах, карстовых пещерах, среди осадочных пород или в результате биохимических процессов за счет отмирания низших организмов, строящих свои скелеты из углекислого кальция. Значительное количество кальцита выделяется из горячих вод в гидротермальных жилах с сульфидами, а также в миндалинах эффузивных пород вместе с цеолитами, халцедоном, кварцем и баритом. Мраморы образуются путем метаморфизации известняков. Месторождения кальцита многочисленны. Крупнейшие месторождения исландского шпата известны в пустотах базальтов в Исландии (здесь найден ромбоэдрический кристалл размером 600 х 200 см), в Восточной Сибири (по р. Нижней Тунгуске), в Киргизии, на Украине (в районе Кара-Дага в Крыму).

Значительные толщи мела приурочены к отложениям меловой системы (верхний и средний отделы). В России мощные отложения мела находятся во многих местах, например вблизи г. Белгорода, в Донбассе (около Сла-вянска и Краматорска) и в Тернопольской области (Кременец). Мраморы широко распространены в Альпах (месторождение Каррара с его знаменитыми белыми мраморами), в Карелии, на Урале, на Украине (в Донбассе, на Волыни — Козиевка, а также в Закарпатье и в Крыму). Песчанистые кальциты (фонтенбловские песчаники) известны в Фонтенбло в Парижском бассейне и на Украине в Ровенской и Тернопольской областях. Гигантские кристаллы кальцита весом свыше 25 т были добыты в Ицеберге (Нью-Мексико, США).

Разрушение и псевдоморфозы. На земной поверхности кальцит неустойчив, растворяется и замещается другими минералами. По кальциту образуют псевдоморфозы кварц, халцедон, опал, бурые железняки, пиролюзит, значительно реже — разные карбонаты. Известны псевдоморфозы кальцита по арагониту, гипсу, бариту, флюориту целестину, сере, кварцу.

Практическое значение. Кальцит имеет большое значение как строительный материал, используется в качестве флюса в металлургической промышленности. Прозрачные разности кальцита (исландский шпат) используются для изготовления николей поляризационных микроскопов.


В основном с этим также ищут .