Каркасные силикаты это минералы, сложные неорганические вещества, в состав которых входит кварц Si, которые входят в класс силикатов, где подразделяются по группам:
2. Слоевые силикаты,
3. Ленточные силикаты,
4. Цепные силикаты,
6. Островные (ортосиликаты).
Примером может служить лепидолит, тальк, кварц, опал и другие.
Химический состав — K(Mg, Fe, Al, Fe3. Ti)3(OH, F)2 [Si3AlO10]. Тв. 2,5—3. Уд. в. 2,7—3,1. Сингония моноклинная. Черного и черно-зеленого цвета.
Диагностика, как определить. Для биотита характерны: темнозеленая, бурая или черная окраска и непрозрачность в толстых пластинах. В тонких листочках прозрачен.
Биотит — породообразующий минерал магматических горных пород, гнейсов, сланцев.
Он образует также выделения в пегматитовых жилах, встречается в крупных деформированных кристаллах (Южный Урал, Ильменские горы).
При вторичных изменениях или теряет Mg и Fe, переходя в мусковит (высокие температуры), пли, теряя калий, преобразуется в хлорит (пеннин).
Химический состав — K2Li3(OH, F)4(AlMg)3 [Si6Al2O20]. Тв. 2,5—4. Уд. в. 2,8—2,9. Сингония моноклинная.
Розового, красноватого и светлофиолетового цвета, обычно в виде мелких листочков, реже пластинчатых кристаллов. Иногда плотный.
Диагностика, как определить. Для лепидолита характерны: окраска, непрозрачность и небольшие размеры кристаллов. Перед паяльной трубкой дает реакцию на Li (пурпурово-красное пламя).
Выделяется в пегматитовых жилах, часто вместе с альбитом, розовым и полихромным турмалином, бериллом, сподуменом и др.
Употребление. Лепидолит — литиевый минерал, встречающийся в СНГ в большом количестве; употребляется для получения препаратов лития.
По строению и частью по свойствам близок к слюдам, особенно серициту, тальк.
Химический состав — Mg3(OH)2[Si4O10]. Тв. 1. Уд. в. 2,6. Сингония моноклинная.
Белого, светлозеленого, яблочно-желтого, светложелтого цвета.
Встречается в виде плотных масс (жировик, стеатит или мыльный камень) или в листовых агрегатах с весьма совершенной спайностью в одном направлении. В тонких листочках гибок. Очень мягок, жирен на ощупь.
Диагностика, как определить. Тальк жирен на ощупь и очень мягок; листочки его гибки, но не упруги. Породообразующий минерал первых стадий метаморфизма (тальковые сланцы).
Тальк встречается пластами, гнездами, часто образует горную породу — тальковые сланцы.
Образуется в верхних частях земной коры вместе со сланцевыми породами н результате действия воды и углекислоты на магнезиальные породы:
1. Перидотиты,
2. Пироксениты,
3. Роговые обманки и другие, содержащие Mg минералы.
Часто сопровождается магнезитом, хлоритом и др.
В СНГ встречается на Урале, близ Свердловска (дер. Шабры) и в Кыштымском горном округе, на Южном Урале — в Миасской даче и во многих других месторождениях.
Применение. Наибольшее применение тальк находит в бумажной, фарфоровой, строительной.
Также в резиновой промышленности (в особенности для опудривания готовых резиновых изделий), кроме того, в парфюмерной, кожевенной и фармацевтической промышленности.
Плотный тальк (жировик) служит для изготовления огнеупорной посуды, а тальковый камень — для огнеупорных кирпичей.
Наиболее широко представлена в земной коре группа силикатов, сложенная из кремне- и алюмокислородыых тетраэдров, соединенных между собой всеми четырьмя вершинами.
Подобное строение создает прочный каркас, в котором могут расположиться другие ионы или даже группы ионов или молекулы.
Ионы представлены преимущественно калием, натрием, кальцием, а комплексные ионы и молекулы — группами СО3«, SO4«, Н2O и пр.
Пространственное сцепление ионов может осуществляться различными способами; отсюда наблюдаемое в природе большое количество различных каркасовых алюмосиликатов.
Самым простым по составу является соединение, в котором лишь кремний занимает центры тетраэдров.
В таком соединении, очевидно, каждый ион кислорода соединен с двумя ионами кремния, так как каждая вершина кремнекислородного тетраэдра является общей для двух смежных тетраэдров.
Таким образом на каждый ион кремния приходится четыре половины ионов кислорода, т. е. 2 иона, и формула такого соединения в простейшем виде будет SiO2.
Это соединение формально будет окислом и так его обычно и рассматривают.
В природе имеется три полиморфных разности этого соединения, но в подавляющем большинстве случаев оно представлено кварцем.
Этот минерал составляет около 12% всей земной коры и встречается во всех ее зонах, от магматической до поверхностной.
Химический состав — SiO2. Тв. 7. Уд. в. 2,65. Сингония тригональная.
Спайности нет, излом раковистый. Кристаллы кварца обычно удлиненные, призматические, часто с горизонтальной штриховкой на гранях призмы.
Увенчанные гранями ромбоэдров, которые при равном развитии дают как бы шестигранную пирамиду (рис. 2, 28, 35).
Кристаллы кварца чаще всего встречаются в виде различных сростков и друз, иногда, достигают крупных размеров. Полупрозрачны или непрозрачны.
Различают следующие важнейшие разновидности явно кристаллического кварца: прозрачный кварц — горный хрусталь.
Фиолетовый — аметист; желтоватый, золотистый и бурый разных оттенков — дымчатый горный хрусталь (рис. ); черный почти непрозрачный — морион.
Часто встречается сплошной, массивный кварц, серый, бесцветный, молочный, розовый».
Важнейшие скрытокристаллические (непрозрачные) разновидности кварца: роговик—агрегат кристалликов кварца, похожий на рог, серого или желтоватого цвета.
Кремень — агрегат кристалликов непрозрачного кварца или халцедона желтого, красноватого и черного цвета с примесью окислов железа и глинистых веществ.
Встречающийся стяжениями и желваками среди осадочных пород, главным образом мергелей и известняков (мела).
Кварц, выделяющийся из модных растворов в виде натеков и почковидных образований в магматических горных породах.
Обычно серого, голубоватого и буро-желтого цвета и волокнистого или радиально-лучистого и сферолитового строения, носит название халцедона.
Полосатые разновидности халцедона назы ваются агатом (рис. 2).
Диагностика, как определить. Кристаллы кварца и его разновидностей легко отличаются от других минералов характерной формой и твердостью.
Кварц в плотных агрегатах (например жильный кварц) легко узнать по полному отсутствию спайности, раковистому излому, иногда как бы оплавленному, и стеклянному блеску, склоняющемуся к жирному.
Кварц — один из самых распространенных минералов. Он встречается, как составная часть горных пород, также в виде жил, включений, желваков, песков, образует цемент различных пород и т. д.
Месторождения кварца находятся повсеместно. Кристаллами прозрачных разновидностей кварца в СНГ славятся Урал, Мурзицка, Березовск; Украина — Волынь; Кавказ (окрестности Казбека) и др.
Применение. Прозрачные разновидности горного хрусталя применяются для оптических приборов, для выделки плавленой кварцевой химической посуды, а также для ювелирных и художественных изделий.
За последнее время важное значение получил пьезокварц — пластинки, выпиленные из кристаллов и галек горного хрусталя перпендикулярно к оси второго порядка L2 кристалла.
Подобные пластинки горного хрусталя употребляются в качестве фильтра для радиоволн и для других целей в радиотехнике и физике.
Кристаллы и гальки горного хрусталя, идущие па изготовление пьезоэлектрических пластинок, должны быть вполне прозрачны, бесцветны.
Или равномерно окрашены и вообще совершенно однородны, включая в это требование и отсутствие двойниковых сростков, т. е. монокристальность.
Массивный кварц широко применяется в металлургии и производстве огнеупоров. Чистые разности в больших количествах применяются в фарфоровой и стекольной промышленности.
Дымчатый кварц и аметист в полированном виде употребляются как полудрагоценный камень.
Агат служит материалом для изготовления ступок и пестиков, применяемых для измельчения минералов при химическом анализе, а также для выделки подпятников и подшипников в точных приборах.
Химический состав — кремнезем с различными количествами воды — SiO2·nH2O. Тв. 5,5—6,5. Уд. в. 2,15—2,30.
Полупрозрачный аморфный минерал с жирным блеском. Иногда окрашен в красно-желтый цвет — огненный опал, или красиво играет разными цветами (влияние тонких слоев) — благородный опал.
Непрозрачные разновидности — полуопалы— содержат окислы Fe, Мn и Сu, которые их окрашивают в разные цвета.
Диагностика, как определить. Опал отличается от других минералов своим характерным аморфным видом и раковистым изломом.
При нагревании в запаянной с одного конца стеклянной трубке опал выделяет воду; халцедон воды не содержит.
Опал встречается в верхних частил земной коры в трещинах и пустотах, выделяясь in водных растворов кремнезема.
Огромные массы опала выделяют микроскопические диатомовые водоросли, живущие в морях. Из них состоит распространенная осадочная горная порода диатомит.
Кроме того, опал образуется во мши их гейзерах и горячих источниках в виде кремнистых натеков (Иеллоустонский национальный парк в США; Исландия).
В СНГ опал встречайся на Урале, на Алтае, в Забайкалье, на Кавказе, в Казахстане и в других местах.
Употребление. Благодаря красивым переливам цветов благородный опал применяется как драгоценный камень.
Состав. Как указывалось выше, в состав каркасовых кремневых кристаллических решеток может входить не только кремний, но и алюминий.
Такая замена четырехвалентного иона трехвалентным влечет за собой потерю одной валентности.
Восстановление нейтральности соединения требует вхождения в него других ионов, компенсирующих указанную потерю валентности.
Такие каркасовые алюмосиликаты в природе широко представлены минералами семейства полевых шпатов.
Полевые шпаты — самые распространенные минералы в земной коре, почти наполовину (50%) состоящей из ортоклаза и плагиоклазов.
Они входят в состав большей части массивных горных пород (кроме темных ультраосновных); кроме того некоторые in них встречаются в пегматитовых жилах, нередко в виде крупных- кристаллов.
Полевые шпаты разнятся между собой по химическому составу и кристаллическому строению, но внешне их призматические кристаллы очень сходны между собой.
Спайность у полевых шпатов совершенная по двум направлениям. У ортоклаза и микроклина направления спайности пересекаются под углом 90° или близким к нему.
В полевых шпатах можно выделить существенно калиевые и натрово-кальциевые полевые шпаты (плагиоклазы).
К существенно калиевым полевым шпатам принадлежит:
Химический состав — K[AlSi3О8]. Тв. 6. Уд. в. 2,56. Сингония моноклинная.
Призматические кристаллы достигают больших размеров. Совершенная спайность по двум направлениям под углом в 90°.
Цвет розовый, мясокрасный, белый, желтоватый. Иногда водяно-прозрачен (адуляр, лунный камень). Выветрившиеся с поверхно-сти кристаллы имеют буроватую окраску.
Диагностика, как определить. Для ортоклаза характерны: кристаллическая форма и спайность по двум направлениям под прямым углом. Характерны также «карлсбадские» двойники (рис. 3).
Важный породообразующий минерал гранитов, сиенитов и других магматических пород; отдельные кристаллы в пегматитовых жилах иногда достигают 30—40 см и более в диаметре.
Встречается всюду в областях распространения магматических пород, особенно гранитных, а также в метаморфических породах — гнейсах.
В СНГ кристаллами ортоклаза славится дер. Мурзинка на Урале, Борщовочный кряж (Забайкалье) и Писаревка на Волыни (Украина).
Статья на тему Каркасовые силикаты
