Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Кристаллография,минералогия.pdf
Скачиваний:
8
Добавлен:
04.02.2024
Размер:
28.84 Mб
Скачать

одинаковую структуру, а минеральные разновидности (разности) отличаются по примесям, особенностям структуры и морфологическим признакам.

Формулы минералов приведены кристаллохимические, для некоторых сложных соединений они несколько упрощены по А. Г. Бетехтину [1]. Такое допущение сделано с целью облегчить запоминание главных составляющих компонентов минералов.

Полная классификация минералов с выделением типов и классов, подклассов и групп с указанием разновидностей и химического состава минералов приведена далее по тексту и в таблицах.

2.1. СИЛИКАТЫ И ИХ АНАЛОГИ

По подсчетам А. Е. Ферсмана силикаты составляют 75 % объема земной коры, большинство из них являются важнейшими породообразующими минералами магматических, метаморфических и осадочных пород. Они играют значительную роль в составе месторождений полезных ископаемых.

Силикаты одни из самых сложных минералов по химическому составу. Главные элементы в их строении – это кремний, кислород, кальций, магний, алюминий и железо. Всего 57 элементов участвуют в строении минералов этого класса, в том числе 14 редких: литий, бор, бериллий, титан, цирконий, редкие земли. Кроме того, во многих силикатах присутствуют дополнительные анионы (OH)1–, S2–, (SO4)2– F1, Cl1–, H2O и др. Общее количество минеральных видов силикатов составляет около 900.

Внутреннее строение силикатов изучено достаточно точно благодаря применению рентгеноструктурного анализа. Все силикаты построены как бы из мельчайших кирпичиков – кремнекислородных тетраэдров, которые по определенным законам соединяются друг с другом. В центре каждого тетраэдра помещается кремний, а в вершинах – четыре иона кислорода. Кремнекислородный тетраэдр имеет coстав [SiO4]4– и соединяется с катионами. В зависимости от сочленения кремнекислородных тетраэдров друг с другом выделяются различные структурные типы или подклассы силикатов.

2.1.1. Островные силикаты

Островные силикаты сложены из отдельных островков тетраэдров, соединенных между собой катионами, среди которых можно выделить следующие структурные группы (рис. 8):

19

силикаты с изолированными кремнекислородными тетраэдрами;

силикаты со сдвоенными тетраэдрами и структурами смешанного

типа;

кольцевые силикаты.

Рис. 8. Типы структурных групп островных силикатов

Островные силикаты с изолированными тетраэдрами состоят из радикалов [SiO4]4– (рис. 8), связанных между собой через катионы. Для большинства кристаллов характерен изометричный облик, светлая либо бесцветная окраска за исключением минералов, содержащих хромофоры. Они обладают высокой твердостью (6–7,5), повышенной плотностью и показателем преломления вследствие плотной упаковки ионов. К островным силикатам относят минералы, приведенные в табл. 3.

Таблица 3

Силикаты с изолированными тетраэдрами

Название группы

Название минерала

Формула

Синго-

(разновидности)

ния

 

Be2[SiO4]

Группа фенакита

Фенакит

Триг.

Группа оливина

Форстерит

Mg2[SiO4]

Ромб.

 

Оливин

(Mg,Fe)2[SiO4]

Ромб.

 

Фаялит

Fe2[SiO4]

Ромб.

 

Монтичеллит

CaMg [SiO4]

Ромб.

Группа гранатов

Альмандин

Fe3Al2[SiO4]3

Куб.

 

Спессартин

Mn3Al2[SiO4]3

Куб.

 

Пироп

Mg3Al2[SiO4]3

Куб.

 

Андрадит (шорломит – черный,

Сa3Fe2[SiO4]3

Куб.

 

содержит до 22 % TiO2)

Сa3Al2[SiO4]3

 

 

Гроссуляр

Куб.

 

Уваровит

Ca3Cr2[SiO4]3

Куб.

Группа циркона

Циркон (гиацинт – желтый про-

 

 

 

зрачный; малакон, циртолит –

Zr[SiO4]

Тетр.

 

черный, темно-бурый с Th, U, TR)

 

 

 

20

 

 

Окончание табл. 3

Название группы

Название минерала

(разновидности)

 

Группа дистена

Дистен (синоним – кианит)

 

 

 

Андалузит (хиастолит – с сек-

 

ториальными

включениями

 

графита, углистых частиц)

 

Силлиманит (подкласс ленточ-

 

ных силикатов)

 

Группа ставролита

Ставролит

 

Группа топаза

Топаз

 

Группа клиногумита

Клиногумит

 

Группа сфена

Сфен (синоним – титанит)

Группа хлоритойда

Хлоритойд

 

Формула

Син-

гония

 

Al2[SiO4

Трикл

.

 

AlAl[SiO4

Ромб.

Al[AlSiO5]

 

Ромб.

FeAl4[SiO4]2O2(OH)2

 

Ромб.

Al2[SiO4] (F,OH)2

Ромб.

Mg9[SiO4]4 (F,OH)2

Мон.

CaTi[SiO4

Мон.

FeAl2[SiO4]О(OH)2

Мон.

П р и м е ч а н и е. В таблице используются следующие сокращения: Триг. – тригональная; Ромб. – ромбическая; Куб. – кубическая; Тетр. – тетрагональная; Трикл. – триклинная; Мон. – моноклинная сингония. Данные сокращения приняты и в последующих таблицах.

Силикаты со сдвоенными тетраэдрами и структурами смешанного типа сложены обособленными парами кремнекислородных тетраэдров [Si2O7]6–, к ним также относят силикаты со структурами смешанного типа – [SiO4]4– и [Si2O7]6– (рис. 8). Характерная особенность соединений состоит в том, что в числе катионов встречаются ионы преимущественно с большими ионными радиусами: Y, Ce, La, Sc, Pb, Ba, K, Ca и Na. По физическим свойствам они близки к островным силикатам с изолированными тетраэдрами. К данному подклассу принадлежат гемиморфит (каламин), минералы группы эпидота и везувиана (табл. 4).

Таблица 4

Силикаты с изолированными и сдвоенными тетраэдрами

Название

Название минерала

 

Формула

Син-

группы

(разновидности)

 

гония

 

 

Группа

ге-

Каламин (синоним – ге-

 

Zn4[Si2O7] (OH)2

Ромб.

миморфита

миморфит)

 

 

 

Группа

эпи-

Цоизит

 

Ca2Al3[SiO4][Si2O7] О(OH)

Ромб.

дота

 

Эпидот (пьемонтит –

 

Ca2(Al,Fe)3[SiO4][Si2O7] О(OH)

Мон.

 

 

красно-бурый, темный,

 

 

 

содержит MnO)

 

 

 

 

 

Ортит (синоним алланит)

 

(Ca,Ce)2(Al,Fe)3[SiO4][Si2O7]О(ОН)

Мон.

 

 

21

 

 

 

 

 

Окончание табл. 4

 

 

 

 

 

Название

Название минерала

Формула

 

Син-

группы

(разновидности)

 

гония

 

 

Группа везу-

Везувиан (вилуит –

 

 

 

виана

крупные кристаллы в

Ca3Al2 (Mg, Fe)2 [SiO4] [Si2O7] (OH)4

Тетр.

 

виде «сундучка»)

 

 

 

Кольцевые силикаты состоят из обособленных 3, 4 или 6 групп

кремнекислородных тетраэдров. Они образуют простые и сложные кольца из радикалов [Si3O9]6–, [Si4O12]8– и [Si6O18]12– (рис. 8). Общая валентность

радикала определяется числом наружных кислородных ионов, каждый из которых имеет некомпенсированную отрицательную валентность. Для них характерны комплексные радикалы в общем виде [SiXO3X]2X–. К кольцевым силикатам относят минералы группы берилла, турмалина, эвдиалита и аксинита (табл. 5).

Таблица 5

Силикаты с островами кольцевого типа

Название

Название минерала

Формула

Синго-

группы

 

(разновидности)

ния

 

 

Группа бе-

Берилл (изумруд – травяно-

 

 

рилла

зеленый, содержит Cr, V, аквама-

 

 

 

рин – голубой, прозрачный (Fe);

Be3Al2[Si6O18]

Гекс.

 

воробъевит – розовый (Li, Cs); ге-

 

лиодор

– желтый,

прозрачный

 

 

 

(немного Fe)

 

 

 

 

Кордиерит

 

Al3(Mg,Fe)2 [AlSi5O18]

Ромб.

Группа тур-

Турмалин (шерл – черный; индиго-

 

 

малина

лит – синий, содержит Fe2+Li; вер-

 

 

 

делит –

зеленый,

содержит Li,

Na(Mg,Fe)3(Al,Fe)4

Триг.

 

Fe2+Mg; дравит – желтый, темно-

[BO3] [Si6O18](OH)4

 

бурый, содержит Mg; рубеллит –

 

 

 

розовый, содержит Li, Mn2+)

 

 

Группа ак-

Аксинит

 

 

Ca2(Fe,Mn)Al2 [BO3]

 

синита

(севергенит – марганцовистый ак-

Трикл.

 

синит)

 

 

[Si4O12](OH)

 

 

 

 

 

 

Группа эв-

Эвдиалит

 

Na4Ca2Zr[Si3O9]2

Триг.

диалита

 

 

 

 

 

П р и м е ч а н и е.

Гекс. – гексогональная. Остальные сокращения см. по табл. 3.

22