Гидробиотит это минерал, сложное неорганическое вещество, в состав которого входят: калий К, магний Mg, железо Fe, кремний Si, алюминий Аl, водород Н и кислород О.
Входит в группу гидрослюд, к которой относятся гидратизированные формы слоистых минералов с морфологически чешуйчатым строением.
Химическая формула (К, H3О)(Mg, Fe)3(OH)2[(Si, Аl)4О10]xnН2О.
Что такое минерал гидробиотит
Гидробиотит — (К, H3О)(Mg, Fe)3(OH)2[(Si, Аl)4О10]xnН2О. В отличие от биотита гидробиотит содержит меньшее количество К2O, MgO, FeO и большее количество воды.
Отношение окисного железа к закисному по сравнению с неизмененным биотитом здесь увеличивается.
При переходе биотита в гидробиотит возрастает угол оптических осей, уменьшается плотность минерала и его показатели преломления.
Минерал заметно изменяет цвет от черного через золотисто-желтый до серебряного и белого и по внешнему виду напоминает часто мусковит.
Гидромусковит — (К, H3O)Al2(OH)2[(Si, Al)4O10]xnH2O. Синоним — иллит. По своему химическому составу гидромусковит является промежуточным образованием между мусковитом и каолинитом.
По сравнению с мусковитом он содержит меньше окиси калия и больше воды.
На кривых нагревания гидромусковита наблюдается смещение эндотермического эффекта в сторону низких температур.
И появление второй эндотермической низкотемпературной реакции в пределах 80—200° С, соответствующей выделению адсорбционной воды.
Кривые дегидратации показывают, что выделение воды в основном заканчивается при нагревании до 600° С.
Гидромусковит является основным породообразующим минералом месторождений глин, особенно огнеупорных, а также важным минералом многих других осадочных горных пород.
Глауконит представляет минеральный вид переменного состава — K(Fe8+,Al,Fe2+, Mg)2(OH)2[AlSi3O10]xnH2O, изменяющегося от силиката Fe, Al и Mg селадонита — K(Mg, Fe2+)(Fe8+,Al)(OH)2[Si4O10]xnH2O до алюмосиликата Fe и Mg сколита — K(Fe3+, Fe2+, Mg)2(OH)2[AlSi3O10]xnH20.
Название глауконита происходит от греч. слова глявкос — зеленовато-синий (по цвету впервые описанных образцов).
Селадонита — от французского слова селядон — зеленая краска. Сколит назван по местонахождению — Сколе Львовской области.
Химический состав глауконита колеблется в таких пределах: химическая формула K(Fe8+,Al,Fe2+, Mg)2(OH)2[AlSi3O10]xnH2O, массовая доля оксида кремния SiO2 — 45,00—58,65%, массовая доля оксида алюминия Аl2O3 — 0,56—20,39%, массовая доля оксида железа Fe2O3 — 6,42—27,90%; FeO — 0,49-9,58%.
Массовая доля оксида магния MgO — 1,77—6,22%, массовая доля оксида кальция CaO — 0,25—5,43%, массовая доля оксида калия K2O — 2,07—7,58%.
Массовая доля оксида натрия Na2O — 0,01—3,34%; массовая доля воды H2O — 5,70—13,70%.
Глауконит некоторых месторождений содержит Li2O и В2O3.
Сингония — моноклинная.
Структурная ячейка — а0 = 5,25 — 5,20, b0 = 9,07 — 9,00, с0 = 10,20 — 10,03; β= 95°00′ — 100°5′; а0 : b0 : с0 = 0,578 : 1 : 2,208.
Кристаллическая структура глауконита представляет собой промежуточный тип между структурой слюды и монтмориллонита.
Основным ее элементом является трехслойный пакет, состоящий из двух кремнеалюмокислородных тетраэдрических слоев и одного внутреннего октаэдрического слоя.
В отличие от слюд содержание алюминия в тетраэдрах структуры глауконита незначительное (меньше четверти).
В промежуточном слое количество калия варьирует от 0,56 до 1 и дополняется до 1 гидрооксонием.
Агрегаты и габитус
Глауконит встречается в виде зернистых и землистых агрегатов, а также единичных зерен (рис. ) — шаровидных, почковидных, яйцевидных, удлиненных и т. д.
Иногда зерна состоят из нескольких индивидов, которые как будто срослись. Размер агрегатных зерен бывает больше 0,15 мм, в глинистых образованиях глауконит часто присутствует в виде пылевидных разностей.
Иногда глауконит выполняет ядра раковин фораминифер. Под микроскопом, особенно электронным, обнаруживается пластинчатое и чешуйчатое строение глауконита и селадонита (рис. ).
Физические свойства
Цвет глауконита зеленый различных оттенков (от малахитово-зеленого до зеленовато-бурого и зеленовато-черного).
Блеск матовый, у плотных разностей стеклянный. Спайность устанавливается редко по (001). Твердость — 2—3. Плотность — 2,2—2,9.
Оптические свойства: двухосный, отрицательный; ng = 1,586 — 1,638, nm = 1,582 — 1,630, nр = 1,559 — 1,608, ng — nр = 0,020 — 0,030, 2V = 15 — 65°.
Плотность и оптические свойства глауконита зависят от химического состава.
Как определить глауконит
Диагностические признаки глауконита — цвет, низкая твердость и нахождение в осадочных породах. Главные линии на рентгенограммах: 2,580; 1,505; 1,300.
В кислотах растворяется, при этом на месте зерен остается очень тонкий белый скелет кремнезема с сохранением общей формы зерен глауконита.
Применение паяльной трубки: плавится, образуя пузырчатую шлаковидную массу, а затем черное стекло. В закрытой трубке выделяет воду.
На кривых нагревания глауконита наблюдаются три довольно четко выраженных эндотермических эффекта:
1) при 40—150° С,
2) при 450—600° С,
3) при 900—950° С.
Первый эффект вызван выделением адсорбционной воды, а второй и третий — (ОН)—, который связан с разными группировками катионов в структуре глауконита.
Максимальное количество воды выделяется при температуре около 100 и около 650° С.
Образование и месторождения
Глауконит возникает главным образом осадочным путем за счет диагенетического превращения алюмосиликатного и железистого материала илов (биотита, роговых обманок и пироксенов), полевых шпатов, глинистых минералов и др..
А также за счет синтеза из коллоидных растворов (с поглощением, в частности, ионов калия из вод илов, что часто происходит в присутствии разлагающихся органических веществ).
Известны образования глауконита в коре выветривания горных пород и в почвах.
Этот минерал возникает также за счет изменения основных пород гидротермальными и холодными растворами.
Значительные скопления глауконита отмечаются в нижне- и верхнемеловых, а также третичных отложениях восточного склона Урала, Поволжья, Днепровско-Донецкой впадины, а также Подолии и Волыни.
Разрушение. В условиях выветривания глауконит неустойчив и разлагается с образованием гидроокислов железа и кремнезема.
Применение
Глауконит используется для получения калиевых удобрений, дешевой зеленой краски, а также в стекольной промышленности.
Под названием неопермутита он используется для смягчения жесткой воды в котельном хозяйстве (это свойство глауконита основано на способности его к катионному обмену).
Применяется коллекционерами, а также в учебных заведениях как образец минерала.
Группа гидрослюд
В группе гидрослюд мы рассмотрим гидратизированные формы слоистых минералов с морфологически чешуйчатым строением.
Эти минералы в большинстве случаев возникают в коре выветривания, а также в последние стадии гидротермальной деятельности, когда растворы близки к холодно-водным.
Гидрослюды чаще всего образуются при разложении и гидратации парагонита, мусковита, биотита и других минералов группы слюд и отвечают определенным стадиям их изменения.
Они возникают также вследствие изменений вблизи земной поверхности других силикатов (например, полевых шпатов).
Гидрослюды часто оказываются промежуточными образованиями между слюдами и глинистыми минералами слоистой структуры.
А некоторые из них являются главными породообразующими минералами многих глин и вообще осадочных горных пород.
Вытеснение калия или натрия из слюд освобождает валентные связи, в результате чего алюминий переходит из четверной координации в шестерную.
Освобожденные валентности компенсируются заменой кислорода гидроксилом. Ион калия замещается при этом ионом оксония [Н3О]1+.
Последнее особенно характерно для процессов выветривания.
Химический состав, оптические свойства гидрослюд и экспериментальные данные свидетельствуют о ступенчатости реакции перехода слюд в гидрослюды.
В результате такого изменения в пределах одного листочка часто наблюдаются переходы от мусковита через гидромусковит к каолиниту.
При гидратации силикатов с образованием гидрослюд гидрооксоний часто вытесняет основания (калий, натрий, кальций) без разрушения решетки минерала, вследствие чего возникают так называемые выщелоченные минералы.
На кривых нагревания гидрослюд и подобных им образований при низких температурах появляются эндотермические пики, которые являются следствием выделения адсорбционной и межпакетной воды.
Некоторые гидрослюды образуются из коллоидных растворов в морской воде, при этом сложные алюмокремниевые гели поглощают калий и другие щелочи и щелочные земли.
Гидрослюды обычно отличаются от слюд меньшей степенью замещения Si4+ на Аl3+, уменьшением количества межслойных катионов (в частности, калия) и частичным замещением в них калия кальцием, магнием и оксонием.
Дальнейшее изменение гидрослюд в связи с потерей щелочей приводит к образованию разбухающих минералов, например вермикулитов и даже монтмориллонитов.
Из минералов, относящихся к гидрослюдам, мы рассмотрим гидробиотит, гидромусковит и глауконит.