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.
Что такое слоевые силикаты
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.
Змеевик (серпентин)
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.
Асбест
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.
Ревдинскит
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.
Клинохлор
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
Пеннин
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.
Каолин (Каолинит)
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.).
Гарниерит
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 слюды
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.
Мусковит (белая калиевая слюда)
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.
Флогопит
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