ПОДКЛАСС СИЛИКАТОВ С ТРЕХМЕРНЫМИ КАРКАСАМИ (КАРКАСНЫЕ СИЛИКАТЫ)

К подклассу каркасных силикатов относятся очень распространенные соединения, большинство из которых является важнейшими породообразующими минералами. Среди других силикатов они являются самыми близкими к окислам, в частности минералы группы кварца, которые мы рассмотрим в этом подклассе. Соотношение Si : О в минералах группы кварца и (Si +Al) : О в каркасных алюмосиликатах всегда равно 1 : 2. В основе силикатов этого подкласса лежит непрерывный каркас из связанных между собой кремнекислородных тетраэдров, которые имеют три измерения (в пространстве).

Большинство описываемых минералов представляет собой алюмосиликаты, в которых часть Si4+ в анионных комплексах замещается ионами Аl3+, причем Аl3+ занимает не более половины всех мест. Как правило, в каркасных алюмосиликатах устанавливаются стехиометрические соотношения Si : Al, равные 3 : 1,3 : 2 или 1 : 1, т. е. комплексные анионы чаще всего имеют формулу [AlSi3О8], [AlSiO4] или [Al2Si2O8] и [Al2Si3O10]. Тетраэдрические группы в структуре этих минералов, окружающие кремний и алюминий, связаны так, что каждый атом кислорода является общим для двух третраэдрических групп. Такую же структуру мы наблюдаем в разных модификациях SiO2. Кремнекислородные каркасы в кварце электрически нейтральны; каждый ион О2- принадлежит одновременно двум тетраэдрам; его отрицательные валентности насыщены положительными валентностями двух ионов Si4+.

Поскольку в силикатах часть кремния замещается алюминием, то в кислородном тетраэдре освобождается одна отрицательная валентность, которая уравновешивается положительными ионами Са2+, Na+, К+ и т. д. Общую формулу кремнеалюмокислородного каркаса можно изобразить в виде [AlmSin_m02n]m-. Для кварца, у которого m = 0, формула каркаса — SiO2. В силикатах же m≤ 0,5n. В)каркасе алюмосиликатов имеются большие пустоты и вся структура приобретает вид пчелиных сот. В пустотах размещаются катионы К, Na, Са, Ва, а также молекулы воды и кислотные радикалы Cl, [SO4]2- и др. Структура такого типа называется структурой внедрения. Примером может быть каркасная структура нозеана (см. рис. 192). Структуры особого типа наблюдаются у так называемых цеолитов, которые мы рассмотрим при описании этих минералов.

Свойства силикатов каркасного строения полностью определяются особенностями их структуры. Так, плотность благодаря тому, что каркас имеет пустоты, является низкой — около 2,5; невелики также показатель преломления (средний— 1,525) и величина двупреломления (ng — пр— — 0,010). Твердость силикатов каркасного строения колеблется в пределах 5—6. Окраска почти всегда светлая, а в тех случаях, когда в них присутствует железо — бурая. Каркасные силикаты растворяются в плавиковой кислоте; в соляной кислоте моносиликаты растворяются хорошо, трисили-каты — плохо. Для многих представителей этого подкласса очень характерна мимитизия, т. е. приближение по внешней форме к кристаллам с высшей симметрией. Этим объясняется широко развитая склонность каркасных силикатов к двойни кованию. При рассмотрении каркасных алюмосиликатов мы будем придерживаться такой классификации:

Силикаты и алюмосиликаты без добавочных анионов и Н2O

Группа кварца

Группа полевых шпатов

Щелочные полевые шпаты

Группа фельдшпатоидов

 Алюмосиликаты с добавочными анионами

Группа скаполита

Алюмосиликаты, содержащие H2O (цеолиты)

Группа натролита

Группа шабазита

Группа гейландита — филлипсита


В основном с этим также ищут .