Слоевые силикаты это минералы, сложные неорганические вещества, в состав которого обязательно входит кремний Si, входят в класс силикатов, где подразделяются по группам:
2. Слоевые силикаты,
3. Ленточные силикаты,
4. Цепные силикаты,
6. Островные (ортосиликаты).
Примером слоевого силиката может служить асбест.
Общим характерным свойством этого типа силикатов является хорошо развитая спайность по пинакоиду и происходящая от этого листоватая или чешуйчатая форма кристаллов.
Нередко часть ионов кремния замещается ионами алюминия, что ведет к выравниванию валентностей параллельным замещением ионов магния ионами алюминия или включением в кристаллическую решетку ионов калия, реже натрия или кальция.
К слоевым силикатам относятся минералы семейства серпентина.
Химический состав—Mg6(OH)8[Si4O10] Часто — примесь железа, замещающего магний. Тв. 2,5—4. Уд. в. 2,5—2,65. Сингония моноклинная.
Плотные массы с занозистым изломом зеленого и буровато-зеленого цвета различных оттенков до черно-зеленого в зависимости от количества железа.
Различают волокнистый серпентин — хризотил и пластинчатый серпентин-антигорит.
Диагностика, как определить. Для змеевика характерны: окраска, строение, небольшая твердость, отсутствие спайности и слабый восковой или масляный блеск.
Змеевики залегают огромными массами, образуя горную породу — серпентинит. Обычно они образуются в результате глубинного изменения оливина или пироксена с присоединением воды.
В СНГ змеевики широко распространены на Среднем и Южном Урале и являются материнской породой хромистого железняка, магнезита, талька, асбеста, платины и никелевых руд.
Волокнистый минерал с шелковистым блеском, близкий по химическому составу к змеевику, но иной структуры.
Встречается в змеевике в виде жил и прожилков, состоящих из тонких волокон, ориентированных перпендикулярно к стенкам жилы.
Такие жилы различной мощности, от долей миллиметра до 10 см и более, иногда пронизывают весьма густо толщу змеевика (рис. 2).
Диагностика, как определить. Асбест легко отличается от других минералов по волокнистому строению и шелковистому блеску. Легко расщипывается на тонкие, гибкие, прочные нити, напоминающие шелк.
Волокна серпентин-асбеста более прочны и гибки, чем волокна амфиболового асбеста (см. выше — актинолит).
Происхождение асбеста не совсем ясно; повидимому он представляет продукт сложной переработки змеевиков горячими водами.
Кроме асбеста, образующегося из змеевика (серпентин-асбеста или хризотилового асбеста), известен минерал такого же строения.
Но с другими физическими свойствами, получающийся из амфибола — роговообманковый асбест, найденный на Урале еще в XVIII в. акад. П. С. Палласом (Сысертское месторождение — к югу от Свердловска).
Хризотил-асбест в СНГ добывается главным образом на Урале, в месторождениях, имеющих мировое значение (г. Асбест близ ст. Баженово, в районе Свердловска).
Другое крупное месторождение — Ильчирское в Восточной Сибири, в 300 км от Иркутска. Кроме того, на Урале и в Сибири имеется несколько месторождений меньшего значения.
Применение. Благодаря своему волокнистому строению, огнеупорности и плохой электропроводности и теплопроводности асбест имеет очень широкое применение.
Никельсодержащая разновидность серпентина, впервые найденная в Ревдинском районе на Урале в 1870 г., была названа ревдинскитом.
Состав ревдинскита приблизительно выражается формулой (Ni,Mg)6[Si4O10][OH]8.
Диагностика, как определить. Для ревдинскита очень характерны окраска, а также агрегаты, чрезвычайно хрупкие, легко разламывающиеся руками.
Иногда с раковистым изломом и слегка жирным блеском, способные полироваться ногтем. Нередки также порошковатые скопления.
Зеленые силикаты никеля сходны с окисленными медными рудами —- землистым малахитом, хризоколлой, от которых отличаются окраской, характером агрегатов и химическими реакциями.
Применение. Ревдинскит — промышленная никелевая руда, встречающаяся в СНГ в значительных количествах и типичная для коры выветривания серпентинов.
Близки к антигориту по внешнему виду, структуре и составу минералы семейства хлорита Их состав может быть изображен исходя из формулы антигорита частичным замещением кремния и соответственно магния алюминием.
Таким образом хлориту можно придать формулу Mg4Al2(ОН)8[Si2Al2O10].
Некоторые из хлоритов настолько богаты железом (27— 38%Fe), что используются как железные руды, например шамозит — (Fe, Mg)3[Si2Al2O10]nH2O.
Образование хлоритов происходит обычно при повышенной температуре и при высоком давлении, в присутствии воды. Из этой группы отметим клинохлор и пенник.
Химический состав — Mg5Al (ОН)8[Si3AlO10]]. Тв. 2—2,5. Уд. в. 2,55—2,78. Сингония моноклинная.
Цвет зеленый; обладает совершенной спайностью. Гибок. Иногда образует прекрасные кристаллы.
Диагностика, как определить. Клинохлор отличается от других минералов по окраске и спайности. Листочки его гибки, но не упруги. Легко чертится ногтем, причем получается светлая черта.
Если поскоблить клинохлор ножом пли ногтем, получается светлый порошок, жирный на ощупь.
Клинохлор, как и ряд других хлоритов, является существеннейшей частью хлоритовых сланцев и некоторых других метаморфических пород начальных стадий метаморфизма.
Кристаллы клинохлора известны на Урале и ряде других местностей СНГ
Сходен по составу с клинохлором, но содержит железо; часто образуется по биотиту и другим цветным силикатам, а также по вулканическому стеклу и в пустотах излившихся пород.
Близкими по структуре к хлоритам являются минералы семейства каолина. В их состав входит не только каолин, но и еще целый ряд «глинных» минералов, сходных по составу и свойствам.
Наиболее важным из них является монтмориллонит Аl2(ОН)2[Si4O10]nH2О. Имен слабые связи по плоскостям спайности, монтмориллонит легко поглощает воду и набухает.
Кроме того, он является прекрасным адсорбентом и используется для очистки масел, обезжиривания и пр.
Химический состав — Аl4(ОН)8[Si4O10]-Тв. 1—2,5. Уд. п. 2,6—2,63. Сингония моноклинная, а по рентгеноструктурным данным триклинная.
В чистом виде каолин большею частью представляет плотные или рыхлые землистые массы.
Цвет белый; при наличии примесей — серый, желтоватый. В сухом состоянии липнет к языку. С водой образует пластичное тесто.
Диагностика, как определить. Каолин очень мягок, жирен на ощупь, прилипает к языку. Если подышать на каолин, заметен своеобразный запах глины.
Каолин — основная составная часть глин. Он является обычным продуктом поверхностного и глубинного выветривания горных пород.
В каолин переходят при выветривании полевые шпаты и другие алюмосиликаты. Во многих местах Украины и Сибири можно найти граниты, в которых весь полевой шпат перешел в каолин, но структура гранита сохранилась.
В СНГ крупнейшие залежи каолинов как первичных, так и вторичных (переотложенных), находятся на Украине. Описание их см. «Глины» в разделе «Петрография».
Применение. Каолин — основное сырье для производства фарфоровой и фаянсовой посуды.
Для изготовления фарфора отмученный каолин смешивают с тонкоизмельченным полевым шпатом и кварцем и из этой массы формуют изделия, которые подвергаются обжигу.
Кроме того, каолин широко применяется в писчебумажной промышленности, как наполнитель.
Каолиновые глины, загрязненные окислами железа и другими примесями, в зависимости от качества, широко используются в керамике и как огнеупорный материал.
По своему составу к каолину близок минерал, называемый галлуазитом. Состав его может быть выражен примерно формулой
Al4[Si4О10] (ОН)8·4Н2О.
По своей структуре галлуазит представляет интерес как редкий пример силиката, в котором с кремнием непосредственно связана гидроксильная группа.
Обычно в силикатах все валентности кремния насыщаются кислородом.
Диагностика. Галлуазит по своим свойствам весьма сходен с каолином, но отличается выделением весьма значительного количества воды при прокаливании в запаянной трубке.
Галлуазит образуется в коре выветривания при разрушении различных алюмосиликатов в кислой или слабокислой среде.
Часто сопровождает месторождения каолинита и образуется в карстовых впадинах в известняках и в кислых почвах, богатых органическими кислотами.
В СНГ известен в коре выветривания вместе со сходными по своему строению никелевыми силикатами (гарниеритом и др.).
Химический состав —( Ni, Mg)6(OH)6[Si4O11]H2O.
Состав изменчив. Содержание никеля доходит до 25%. Тв. 2—4. Уд. в. 2,27.
Коллоидный, скрытокристаллический минерал. Блеск матовый или стеклянный. Встречается в виде плотных агрегатов и натечных масс зеленого, бледно-зеленого до почти белого цвета.
Иногда образует сплошные землистые, ноздреватые массы, часто пронизывающие собою пористый кварц.
Диагностика и применение аналогично ранее указанному ревденскиту.
Гарниерит связан с продуктами выветривания никеленосных змеевиковых и оливиновых пород.
Промышленное значение имеют залежи, содержащие не менее 3% Ni.
Мирового значения залежи гарниерита — на о. Новая Каледония (близ Австралии).
В СНГ месторождения гарниерита и ревдинскита разрабатываются в Орско-Халиловском районе, Чкаловской обл. и в Актюбинской области в Сев. Казахстане.
А также на Среднем Урале — в Уфалейском районе и близ ст. Ревда.
Семейство минералов, называемых слюдами, связано с семейством каолина через ряд соединений промежуточного типа, характеризующихся некоторым не всегда постоянным содержанием калия (гидрослюды, иллит, мопотермит).
Слюды — весьма распространенные породообразующие минералы как в массивных горных породах (по преимуществу в гранитах), так, особенно, в кристаллических сланцах.
Слюдяной сланец почти целиком состоит из слюды.
Слюды характеризуются весьма совершенной спайностью в одном направлении, благодаря чему легко расщепляются на тончайшие упругие листочки. Твердость слюд — 2—3, иногда до 4.
Кристаллы моноклинной сингонии чаще в виде табличек и призм.
Химический состав — КАl2(ОН, F)2[Si3AlO10]. Тв. 2—3. Уд. в. 2,76—3. Сингония моноклинная.
Белого цвета с желтоватым, сероватым, розоватым или зеленоватым оттенком. Прозрачна в топких листах. В чистых разновидностях не проводит электричества.
Диагностика, как определить. Для мусковита характерны: весьма совершенная спайность и светлая окраска.
Тонкие листочки мусковита более гибки и упруги, чем у флогопита.
Встречается часто как породообразующий минерал в гранитах и сланцах. Крупные кристаллы в пегматитовых жилах.
Вес отдельных кристаллов достигает 16 кг и более; из крупных кристаллов получаются пластины до 1 м2.
При разрушении пород переходит в пески в виде мелких чешуек, в дальнейшем превращается в каолин
В СНГ имеются старинные месторождения мусковита, разрабатывавшиеся еще в XVII в., в Карелии по берегам Белого моря.
Важнейшие месторождения, ныне эксплуатируемые, находятся в Восточной Сибири: на р. Маме (приток р. Витима), Бирю-синское месторождение (в Сев. Саянах).
Следует отметить разновидность калиевой слюды, называемую серицитом.
Серицит (название от «серикос», по-гречески — шелковый) — тонкочешуйчатый светлый мусковит с характерным шелковистым блеском.
Обычно серицит содержит несколько больше воды, чем нормальный мусковит.
Он является породообразующим минералом серицитовых, тальково-серицитовых и других метаморфических сланцев, широко распространенных на восточном склоне Урала.
В поверхностной зоне чаще всего серицит развивается по полевым шпатам, нефелину, топазу и др.
Образуется также при действии гидротермальных, часто рудоотлагающих растворов на вмещающие (гл. образом полевошпатовые) породы.
Химический состав — KMg3(OH,F)2[Si3AlO10]. Тв. 2,5—3. Уд. в. 2,Н. Сингония моноклинная.
Почти свободен от железа. Внешне сходен с мусковитом. Золотисто-бурого цвета разных оттенков. Иногда бесцветен.
Диагностика, как определить. Флогопит отличается от биотита прозрачностью и более светлой окраской, а от мусковита — меньшей упругостью в тонких листочках.
Месторождения. В СНГ крупные промышленные месторождения флогопита известны на р. Слюдянке, близ Байкала и на Алдане в Восточной Сибири.
Применение. Применяется для тех же целей, как и мусковит. Встречается в контактовых пегматитах, часто вместе с кальцитом и апатитом (рис. 3).
Статья на тему Слоевые силикаты
