Силикаты

Твердость 2-3. Спайность - как у мусковита. Уд. вес 2,9-3,2. П. п. тр. легко сплавляется в темное стекло, слабо магнитное. Окрашивает пламя в красный цвет. В кислотах разлагается.

Встречается в тех же условиях, что и лепидолит (главным образом в грейзенах), нередко в ассоциации с вольфрамитом, шеелитом, касситеритом, флюоритом, топазом, кварцем и др. В процессе выветривания превращается в каолиноподобный продукт, интенсивно окрашенный гидроокислами железа в желто-бурый и бурый цвет. Из иностранных месторождений укажем на Циннвальд в Рудных горах, в штокверках среди гранита, и Корнуолл (Англия) -в оловянных месторождениях в виде друз и наросших кристаллов, весьма богатых железом.

4.3 Группа хрупких слюд

Маргарит - CaAl₂[Al₂Si₂O₁₀][OH]₂, или СаО*2Аl₂O₃*2SiO₂*Н₂O.

Название происходит от греческого слова "маргаритес" - жемчуг. Синоним: жемчужная слюда.

Химический состав (теоретический): СаО 14,0%, Аl₂O₃ 51,3%, SiO₂ 30,1%, Н₂O 4,6%. В виде примесей могут присутствовать: Na₂O, MgO, FeO, Fe₂O₃, иногда Cr₂O₃, Li₂O, MnO, F и др.

Сингония моноклинная; моноклинно-призматический в. с. Кристаллическая структура аналогична структуре мусковита, с той лишь разницей, что общий отрицательный заряд слоистых пакетов здесь вдвое больше и компенсируется двухвалентными катионами Са²⁺, располагающимися между пакетами. Облик кристаллов тонкопластинчатый. Хорошо образованные кристаллы не встречаются. Двойники наблюдаются по тем же законам, что и в слюдах. Агрегаты листоватые, чешуйчатые.

Цвет маргарита жемчужно-белый с сероватым, розовым, желтоватым оттенком. Блеск на спайных плоскостях перламутровый. Ng = 1,645, Nm = 1,643 и Np = 1,632.

Твердость 3,5-5,5. Хрупкий; пластинки при изгибе ломаются. Спайность совершенная по {001}. Фигуры удара и давления, как и для всех других хрупких слюд, занимают обратное положение по сравнению с истинными слюдами, т. е. фигуры удара соответствуют фигурам давления слюд (см. флогопит). Уд вес 2,99-3,08.

Диагностические признаки. Характерны жемчужно-белый цвет, хрупкость, высокая твердость, отличающие его от похожих по цвету слюд.

П. п. тр. расщепляется, белеет, с трудом оплавляется по краям. Частично разлагается в горячей НСl.

Происхождение и Месторождения. Образуется в процессе регионального метаморфизма и распространен в кристаллических сланцах, например хлоритовых, в Циллертале (Тироль), где был впервые найден, и во многих других местах. На Урале встречается в слюдяных сланцах (был назван дифенитом), в месторождениях наждака и в других метаморфических породах.

Хлоритоид - Fe₂**Al₂[Al₂Si₂O₁₀][OH]₄. Назван по внешнему сходству с минералами группы хлорита.

Химический состав. Данные анализов показывают следующие колебания (в %): FeO 26-28, MgO 2-4, Al₂O₃ 39-41, SiO₂ 24-26, H₂O 7-8. Примеси: СаО (до 1,38%), МnО (до 9%). Разновидность, обогащенная МnО, называется оттрелитом.

Рис. 333. Двойник хлоритоида

Сингония моноклинная или триклинная. Облик кристаллов пластинчато-гексагональный. Рис 333. Двойник хлоритоида. Хорошо образованные кристаллы редки.

Двойники довольно часты (рис. 333). Обычно распространен в листоватых и кривоскорлуноватых агрегатах. Цвет хлоритоида желтый с зеленоватым оттенком, иногда черновато-зеленый. Просвечивает только в тонких пластинках. Черта зеленовато-белая.Блеск стеклянный, на плоскостям спайности иногда слабый перламутровый. Nm= 1,72-1,77.

Твердость 5-6. Хрупок. Спайность совершенная по {001}. Фигуры удара и давления как у маргарита (т. е. обратные фигурам для слюд). Уд. вес 3,4-3,6.

Диагностические признаки. От похожих на него хлоритов отличается высокой твердостью, хрупкостью и оптическими константами, отличными от других хрупких слюд.

П. п. тр. с трудом сплавляется в черновато-серое слабо магнитное стекло. НСl не действует; концентрированная H₂SO₄ вполне разлагает.

Происхождение и Месторождения. В ассоциации с корундом, диаспором, хлоритами, кварцем и другими минералами встречается в некоторых контактово-метасоматических месторождениях среди мраморов, но чаще в слюдяных И глинистых сланцах, иногда в столь существенных количествах, что сланцы называются хлоритоидными. Под названием баритофиллит первоначально был описан в местности Косой Брод (Мраморский завод в Свердловской области, Урал). Хлоритоидные сланцы имеют широкое распространение среди кристаллических сланцев. Хлоритоид образуется в ранних стадиях регионального метаморфизма пород; в более сильно метаморфизованных породах не наблюдается.

4.4 Группа хлоритов

Минералы, принадлежащие к этой группе, во многих отношениях напоминают слюды. Кристаллизуются они в моноклинной сингонии, обладают слюдообразной спайностью, низкой твердостью, небольшим удельным весом. Для большинства из них характерна бутылочно-зеленая окраска, что и послужило основанием для общего названия этой группы минералов ("хлорос" по-гречески - зеленый).

С химической точки зрения, хлориты представляют алюмосиликаты, главным образом Mg, Fe** и Аl, отчасти Ni, Fe***, Сr***. Явно индивидуализированные в кристаллографическом отношении, богатые магнезией минеральные виды получили общее названиеортохлоритов. Химическая их формула выражается следующим образом: (Mg, Fe)_6-p(Al,Fe)_2pSi_4-pO₁₀[OH]₈. Одна половина трехвалентных ионов (р) участвует в составе анионного комплекса в виде [АlO₄]^5-, другая - в качестве обычных катионов. Богатые железом, преимущественно колломорфные минеральные виды, характеризующиеся часто очень непостоянным составом, обычно выделяются в особую подгруппу алюмо-феррисиликатов под общим названием лептохлоритов. Большинство их принадлежит к числу наиболее бедных кремнеземом минералов не только среди слюдообразных минералов, но и среди вообще силикатов. Во многих из них Fe** преобладает над Fe***, значение коэфициента р нередко выше, чем в обычных ортохлоритах, часто присутствует молекулярная вода. Общая формула: (Fe, Mg)_n-p (Fe,Al)_2pSi_4-pO₁₀[OH]_2(n-2)*хH₂O, где n обычно около 5.

Минералы рассматриваемой группы широко распространены в природе. Они преимущественно образуются в условиях низкотемпературной гидротермальной деятельности, особенно при изменении горных пород, содержащих алюмо-магнезиальные и железистые силикаты. Лептохлориты главным образом распространены в осадочных железорудных месторождениях, слагая особую фацию силикатных руд железа, возникающую, согласно геологическим данным, в условиях недостатка кислорода среди морских осадков, богатых железом.

Классификацией минералов группы хлорита занимались многие исследователи (Чермак, Винчелл, Орсель И др.). Согласно Чермаку, ортохлориты представляют изоморфные смеси: антигорита (An_t) - Mg₆[Si₄O₁₀][OH]₈ и относительно бедного кремнеземом, но более богатого глиноземом амезита (Am) - Mg₄Al₂[Al₂Si₂O₁₀][OH]₈. При этом Mg²⁺ может заменяться Fe²⁺ и Ni²⁺, а Аl³⁺-Fe³⁺ и Сr³⁺. В зависимости от химического состава существует весьма большое количество названий отдельных разновидностей хлоритов.

Богатые железом хлориты по своему составу и рентгенометрическим данным частью отвечают приведенным выше магнезиальным хлоритам, частью - лептохлоритам. Из них мы рассмотрим только шамозит и тюрингит.

В соответствии с установкой Чермака среди ортохлоритов выделяются следующие минеральные виды моноклинной сингонии (в порядке от малоглиноземистых к более богатым R₂O₃):

Таблица 2.

Название минерала	Формула	Содержание в формуле 0,5R***(р)	Содержание амезитовой молекулы (Am)
Пеннин	(Mg,Fe)5Al[AlSi3O10][OH]8*	0,75-1,00	37,5-50
Клинохлор	(100-n)Ant*nAm	1,00-1,25	50-62,5
Прохлорит		1,25-1,50	62,5-75
Корундофиллит		1,50-1,75	75-87,5
Амезит	(Mg,Fe)4Al2[Al2Si2O10][OH]8**	1,75-2,00	87,5-100

* (Формула для разности, содержащей 50% амезитовой молекулы.)

** (Формула для чистого амезита.)

Рис. 334. Схемы кристаллических решеток мусковита (А) и брусита (Б)

Из физических свойств кристаллических хлоритов наиболее характерно то, что легко отщепляющиеся тонкие листочки хотя и гибки, но не обладают упругостью (сохраняются в согнутом положении). Это свойство связано с особенностями их кристаллического строения. Если мы сравним кристаллическую структуру хлоритов (рис. 335) со структурой слюды (рис. 334), то увидим, что общие для рассматриваемых минералов слоистые пакеты состава (Mg,Al)₃[Si₃AlO₁₀][ОН]₂ в слюдах переслаиваются с листами сильных катионов одновалентных щелочных или двухвалентных щелочноземельных металлов, тогда как в хлоритах их места занимают "бруситовые слои", имеющие вместо Mg₃[OH]₆ состав Mg₂Al[OH]₆. Эти слои обладают очень слабыми остаточными связями гидроксилов с выше и нижележащими слоистыми пакетами. Однако указанные связи все же сильнее, чем в минералах группы талька и каолинита, в чем можно убедиться по относительно более трудной расщепляемости их по сравнению с этими минералами, а также по большей твердости.

Рис. 335. Схема кристаллической решетки в минералах группы хлоритов (ср. с рис. 334)

Пеннин-(Mg,Fe)₅Al[AlSi₃O₁₀][OH]₈, или 5(Mg,Fe)O*Аl₂O₃*3SiO₂*4Н₂O. Назван по месту нахождения в Пеннинских Альпах.

Химический состав, согласно имеющимся многочисленным анализам, варьирует в следующих пределах (в %): MgO 17,4-35,9. FeO 0,7-17,4, Fe₂O₃ 0-5,7, Аl₂O₃ 13,8-21,3, SiO₂ 29,8-33,7, Н₂O 11,5-14.6. Богатая хромом разновидность карминно-красного или фиолетового цвета носит название кеммерерита (по фамилии русского горного инженера Кеммерера) или родохрома в виде тонкочешуйчатых розовых налетов на хромите ("родон" по-гречески - роза).

Рис. 336 Кристалл пеннина, сдвойникованный по хлоритовому закону

Сингония моноклинная; моноклинно-призматический в. с. облик кристаллов псевдогексагональнопластинчатый, таблитчатый, иногда бочонковидный (в миаролитовых пустотах). Главные формы: {001), {101}, {132}, {110) и др. Боковые грани нередко исштрихованы в горизонтальном направлении., Двойники часты, обычно по хлоритовому закону, когда двойниковой плоскостью и плоскостью срастания служит (001) (рис. 336). По этому закону нередко наблюдается многократное двойникование. Встречаются также двойники по слюдяному закону. Агрегаты чешуйчатые, пластинчатые. В пустотах встречаются друзы кристаллов, нередко бочонковидной формы.

Цвет пеннина бутылочно-зеленый различных оттенков сдвойникован до зеленовато-черного, иногда розовый и фиолетовый (особенно у хромсодержащих разностей), реже серебристо-белый. В тонких листочках прозрачный, слабоокрашенный. Встречаются разности, зонально окрашенные в различные оттенки, особенна у крупных кристаллов. Блеск на плоскостях спайности перламутровый. Ng=l,58 и Np = l,57.

Твердость 2-2,5. Листочки гибки, но не упруги, т. е. после сгибания не меняют своего положения. Спайность весьма совершенная по {001}. Уд. вес 2,60-2,85.

Диагностические признаки. Узнается по зеленой, часто черно-зеленой окраске, весьма совершенной спайности, низкой твердости и отсутствию упругости у отщепляемых листочков От других приведенных выше минеральных видов группы хлорита с достоверностью можно отличить лишь по химическим данным.

П. п. тр. расщепляется, но не плавится. При сильном накаливании теряет гидроксильные ионы и белеет. Большей частью разлагается в H₂SO₄.

Происхождение и Месторождения. Наибольшим распространением пользуется в метаморфических горных породах, нередко слагая целые толщи хлоритовых сланцев (зеленокаменных пород). В полых трещинах среди таких пород он часто наблюдается в хорошо образованных кристаллах. В хороших кристаллах он наблюдался в Николае-Максимилиановской копи в Назямских горах (Ю. Урал), в асбестовых копях Баженовского месторождения (к востоку от Свердловска) и в др.

Кеммерерит впервые был встречен в трещинах хромитовых залежей среди ультраосновных пород в Сарановском месторождении (Урал).

Некоторое практическое значение имеют лишь хлоритовые сланцы, иногда разрабатываемые с целью использования хлорита в виде порошка для придания блеска продукции бумажного (обойного) производства и для других целей.

Клинохлор - (Mg,Fe)_4,75Al_1.25[Si_2,75Al_1,25O₁₀][OH]₈ (для разности с р = 1,25). "Клино" по-гречески - наклонять. Название дано акад. Кокшаровым в связи с тем, что для кристаллов этого минерала была отчетливо установлена моноклинная сингония.

Химический состав варьирует в следующих пределах (в %): МgO 17,0-34,5, FeO 1,8-12,2, Fe₂O₃ 0-3, Аl₂O₃ 13,1-17,6, SiO₂ 28,3-33,9, Н₂O 11,7-14,2. Примеси: СаО (до 9%), МnО (до 2,3%), Сr₂O₃ (до 8%). Маложелезистая разность называется лейхтенбергитом, а хромсодержащий клинохлор, установленный также акад. Н. И. Кокшаровым, - кочубеитом.

Рис. 337. Кристаллы клинохлора

Сингония моноклинная; моноклинно-призматический в. с. Облик кристаллов гексагональнопластинчатый или таблитчатый, реже призматический и бочонковидный (рис. 337); хорошо образованные кристаллы встречаются часто. Главные формы: {001}, {010}, {043}, {112}, {111} и другие, нередко с очень сложными символами. Двойники распространены по хлоритовому и слюдяному законам (рис. 338). Агрегаты крупночешуйчато-зернистые до скрыточешуйчатых. В пустотах горных пород часты друзы кристаллов, обычно таблитчатых.

Рис. 338. Сложные (повторные) двойники клинохлора по (001)

Цвет клинохлора изменяется от травяно-зеленого до бледного оливково-зеленого, желтого, иногда белого (лейхтенбергит) с сероватым, розовым,

фиолетовым (у хромсодержащих разностей) и другими оттенками. В тонких листочках прозрачный или просвечивает. Блеск на плоскостях спайности перламутровый. Ng = 1,57, Nm = Np = 1,56.

Твердость 2-2,5. Листочки мягки, гибки, но не упруги. Спайность по {001} весьма совершенная. Уд. вес 2,61-2,78.

Диагностические признаки. Во многом сходен с пеннином. С достоверностью можно говорить о клинохлоре только на основании данных химического анализа.

П. п. тр. ведет себя так же, как пеннин. Полностью разлагается только в концентрированной H₂SO₄.

Происхождение и Месторождения. Наряду с пеннином широко распространен в хлоритовых сланцах, в которых он часто является главным породообразующим минералом. Образование этих сланцев обычно связано с метаморфизмом изверженных пород, богатых магнезиально-железистыми силикатами (большей частью порфиритов, серпентинитов и др.).

Замечательные музейные штуфы друз кристаллов клинохлора происходят из известных минеральных копей Шишимских и Назямских гор на западном склоне Ю. Урала (Златоустовский район). Особенно славится Ахматовская копь (в Назямских горах), где друзы великолепных по внешнему виду и богатству форм клинохлора и лейхтенбергита наблюдаются в ассоциации с эпидотом, диопсидом, гранатом, везувианом, кальцитом и сфеном. Они встречаются обычно в трещинах среди хлоритового сланца и в эпидозите.

Кочубеит (хромсодержащая разность) впервые был встречен в районе Уфалея (Урал), по-видимому в месторождениях хромистого железняка.

Прохлорит-(Mg,Fe)_4,5Al_1,5[Al_1,5Si_2,5O₁₀][OH]₈ (для разности с р = 1,50). По имеющимся анализам, содержание окислов колеблется в широких пределах.

Сингония моноклинная. Встречается в пластинчатых псевдогексагональных кристаллах и чешуйчатых агрегатах зеленого или черновато-зеленого цвета. Ng=1,60 и Np=1,59. Твердость 1,5-2. Спайность весьма совершенная по {001}. Уд. вес 2,78-2,96.

Встречается в хлоритовых сланцах (реже, чем клинохлор) и в жилах альпийского типа в ассоциации с горным хрусталем и адуляром, иногда в виде "присыпки" на поверхности других кристаллов, выросших на стенках полых трещин. Распространен в Альпах в многочисленных жилах, на Северном Урале и в других местах.

Шамозит - Fe₄**Al[Si₃AlO₁₀] [ОН]₆*n Н₂O. Формула приближенная. Назван по месту нахождения - Шамуазон в кантоне Валлис (Швейцария).

Химический состав непостоянный (в %): FeO 34,3-42,3, Fe₂O₃ 0-6, Аl₂O₃ 13-20,1, SiO₂ 22,8-29, Н₂O 10-13. Примеси: MgO до 4,4, иногда до 7%, СаО до 1,6%, ТiO₂ до 1,1%

Сингония моноклинная. Распространен обычно в виде оолитовых стяжений с концентрически-зональным строением. Наблюдается также в виде цемента между песчинками или сплошных скрытокристаллических или землистых масс.

Цвет шамозита зеленовато-темно-серый до черного. Непрозрачен. Черта светлая зеленовато-серая. Блеск . Обычно матовый или обладает слабым стекловидным блеском. Nm = 1,62-1,66. Твердость 3. Уд. вес 3,03-3,40.

Диагностические признаки. Макроскопически обычно можно предположить по оолитовому строению, темно-зеленому или черному цвету, зеленовато-серой черте.

П. п. тр. в окислительном пламени краснеет, в восстановительном сплавляется в черное магнитное стекло. В НСl легко разлагается с выделением студенистого кремнезема.

Происхождение. Распространен в некоторых осадочных железорудных месторождениях различного возраста, преимущественно юрского. Судя по парагенезису с сульфидами железа, сидеритом, а также по закисной форме железа, шамозит образуется в условиях недостатка кислорода в прибрежных зонах морей. В современных морских осадках встречен не был.

При выветривании легко окисляется с образованием гидроокислов железа в виде бурых железняков, представляющих типичные железные шляпы в месторождениях шамозитов.

Практическое значение. Залежи шамозита встречаются иногда в виде крупных пластовых тел и в этих случаях представляют промышленный интерес как руды железа.

Месторождения. В СССР скопления шамозита установлены среди палеозойских и мезозойских осадков по восточному склону Урала (в Серовском, Алапаевском, Аятском и других районах), в ряде мест Северного Кавказа среди юрских отложений и в других местах.

Тюрингит - Fe_3,5 (Al,Fe)_l,5 [Si_2,5Al_1,5O₁₀] [ОН]₆*n H₂O. Формула приближенная. Название дано по месту нахождения.

Химический состав непостоянный (в %): FeO 19,8-39,3, Fe₂O₃ 7,2-31,7, Аl₂O₃ 15,6-25,1, SiO₂ 19,4-28,8, Н₂O 4,6-13,2. Примеси: MgO (до 6%), СаО (до 1,9%), МnО (до 2,7%), Р₂O₅ (до 1,2%) и др.

Сингония моноклинная. Изредка встречается в виде мелких чешуек. Обычно же наблюдается в сплошных скрытокристаллических плотных или рыхлых массах.

Цвет тюрингита оливково-зеленый до зеленовато-черного. Черта зеленовато-серая. Блеску явно чешуйчатых разностей перламутровый. Nm = l,64-1,68.

Твердость 2-2,5. Спайность совершенная по одному направлению, очевидно по {001}. Уд. вес 3,15-3,19.

Диагностические признаки. Характерными являются темно-зеленый цвет, бледно-зеленая черта, иногда перламутровый блеск (для чешуйчатых агрегатов). С уверенностью можно определить лишь на основании данных химического анализа.

П. п. тр. сплавляется в черное магнитное стекло. В НСl разлагается с выделением студенистого кремнезема.

Происхождение. В больших массах встречается в некоторых слабо метаморфизованных осадочных месторождениях железа. Нередко наблюдается в ассоциации с мелкими октаэдрами магнетита иногда с более поздним сидеритом. Известны также случаи эндогенного происхождения этого минерала в процессе гидротермального изменения богатых железом горных пород.

Практическое значение. Так же как и шамозит, в случае скопления в значительных массах может иметь промышленное значение как железная руда.

Месторождения. Наиболее крупные месторождения тюрингита известны в Тюрингии (Германия): Шмидефельд и др. в виде пластов среди нижнесилурийских сланцев. На территории СССР очень похожий на тюрингит минерал встречен в железорудном осадочном месторождении Караджал (Центральный Казахстан).

4.5 Гидрослюды и им подобные минералы

Существуют такие слюдо- или хлоритоподобные минералы, которые отличаются тем, что в их составе участвует меньшее количество связующих катионов, но зато в существенных количествах присутствуют связанные молекулы Н₂O, довольно легко удаляющиеся при нагревании.

Образование их в некоторых случаях связывают с низкотемпературными стадиями гидротермальных процессов, но преимущественно эти минеральные виды возникают при процессах выветривания изверженных пород и пегматитов за счет содержащихся в них слюд или слюдообразных минералов. Некоторые из них устанавливаются в виде продуктов разложения осадков в морских бассейнах. Во всех случаях необходимым условием их существования является наличие среды, богатой водой.

Химический состав подобных минералов непостоянный: меняются содержания катионов, связывающих пакеты, и Н₂O.

Здесь мы рассмотрим гидромусковит, вермикулит и глауконит.

Гидромусковит - K₁Al₂[(Si,Al)₄O₁₀] [ОН]₂*nН₂О. Формула приблизительная. Встречающиеся в литературе названия иллит, монотермит и другие по существу являются синонимами. В большинстве случаев представляет продукт частичного гидролиза мусковита.

Химический состав не постоянен. Содержание К20 по сравнению с мусковитом падает до 6 и даже до 2-3%; Н₂O, наоборот, возрастает до 8-9%. Содержание SiO₂ в гидромусковите часто достигает 50-55%, Аl₂O₃ - ниже (25-33%). Примеси Fe₂O₃, MgO (до нескольких процентов), СаО и др.

Кристаллическая структура мало чем отличается от структуры мусковита и является как бы переходной к структуре монтмориллонита. По всей вероятности, в кристаллической решетке имеет место переслаивание слоистых пачек мусковитового строения с пачками каолинитовой или монтмориллонитовой структуры.

Гидромусковит наблюдается в чешуйчатых и тонкопластинчатых белых массах, жирных на ощупь, обычно в смеси с каолинитом и другими минералами. Отдельные чешуйки менее упруги по сравнению с мусковитом. Показатели преломления ниже, чем у мусковита; они меняются в зависимости от состава обычно в пределах 1,55-1,58 (понижаются с увеличением содержания Н₂O).

Встречается чаще среди глин, особенно являющихся продуктами выветривания слюдяных (мусковитовых) сланцев, гнейсов, кварцево-серицитовых пород, а в некоторых случаях, по-видимому, как продукт изменения при превращении полевых шпатов в каолинит. Часто устанавливается также в почвах, образующихся на месте кислых и средних по составу изверженных горных пород, в ассоциации с монтмориллонитом и другими минералами.

Вермикулит - (Mg,Fe,Fe)₃ [(Si,Al)₄O₁₀] [OH]₂*4H₂O. Название происходит от латинского слова "вермикулус" - червячок. Оно дано в связи с тем, что этот минерал очень оригинально ведет себя при нагревании: из его пластинок образуются длинные червеобразные столбики и нити.

Химический состав непостоянный в зависимости от содержания молекулярной воды. Содержание (в %): MgO 14-23%, Fe₂O₃ 5-17%, FeO 1-3%, SiO₂ 37-42%, Al₂O₃ 10-13%, H₂O 8-18%. Кроме того, присутствует K₂O до 5%.

Сингония, вероятно, моноклинная. Вермикулит, как правило, образуется в виде псевдоморфоз по биотиту или железистому флогопиту.

Цвет вермикулита бурый, желтовато-бурый, золотисто-желтый, бронзово-желтый; иногда характерны зеленоватые оттенки. Блеск по сравнению с биотитом слабее, часто жирный. Ng = Nm = 1,58 и Np около 1,56.

Твердость 1-1,5. Упругость тонких листочков слабая или отсутствует. Спайность совершенная по (001}. Уд. вес 2,4-2,7. Прочие свойства. Самым замечательным свойством вермикулита является его способность при прокаливании необычайно резко увеличивать свой объем. Сущность явления заключается в том, что под напором превращающейся в пар молекулярной воды происходят расслаивание и быстрое распухание отдельных индивидов вдоль оси с, и притом настолько значительное, что образуются червеобразные столбики или нити (в зависимости от размеров зерен в плоскости спайности) золотистого или серебристого цвета с поперечным делением на тончайшие чешуйки. Объем увеличивается в 18-25 раз. Образование огромного количества мельчавших воздушных прослойков в отдельных индивидах обусловливает очень низкий объемный вес (0,6-0,9). Обожженные массы вермикулита свободно плавают на воде. С этим связаны высокие теплоизоляционные свойства обожженного вермикулита. Коэфициент теплопроводности ? = 0,04-0,05 ккал/м/час ^oC (у асбеста 0,15-0,40).

Диагностические признаки. По внешним признакам похож на выветрелый биотит или хлорит. Самым показательным признаком является поведение его п. п. тр. с сильно выраженным вздуванием и образованием длинных червеобразно искривленных нитей или столбиков.

Происхождение. Обычно в незначительных количествах образуется при выветривании биотитов. Более существенные скопления устанавливаются в гидротермально измененных (очевидно, при низких температурах) биотитовых или флогопитовых жилах, линзах или телах, образовавшихся метасоматическим путем за счет ультраосновных горных пород.

Практическое значение. Обожженные массы вермикулита применяются в качестве теплоизоляционного материала для обмазки паропроводных труб, котлов, печей и т. д. Как звукопоглощающий материал он используется при устройстве кабин в самолетах, в некоторых специальных лабораториях и т. д. Благодаря красивой золотистой или серебристой окраске, приобретаемой после обжига, он применяется также в производстве обоев. Пригоден также в качестве смазочного материала. Наконец, вермикулит обладает тем замечательным свойством, что способен к очень высокому катионному обмену, значительно сильнее выраженному, чем мы имеем в группе монтмориллонита.

Месторождения. Из иностранных месторождений отметим крупные промышленные месторождения Либби в Монтане (США) и месторождения в Западной Австралии.

Глауконит - K₁(Fe***, Fe**, Al, Mg)_2-3 [Si₃ (Si,Al) O₁₀][OH]₂*nH₂O. "Глаукос" по-гречески - синевато-зеленый.

Химический состав. В основном это водный алюмосиликат железа и магния. Содержания главных компонентов в типичных глауконитах колеблются в следующих пределах (в %): K₂O 4,0-9,5, Na₂O 0-3,0, Al₂O₃ 5,5- 22,6, Fe₂O₃ 6,1-27,9, FeO 0,8-8,6, MgO 2,4-4,5, SiO₂ 47,6-52,9, H₂O 4,9-13,5.

Сингония, вероятно, моноклинная. Очень редко наблюдается в мелких кристалликах грубо гексагональных очертаний. Обычно распространен в виде вкрапленных округленных зернышек или шариков диаметром от одного до нескольких миллиметров в рыхлых кремнистых или глинисто-карбонатных породах.

Цвет глауконита темно-зеленый до зеленовато-черного, в тонких шлифах зеленый. Блеск обычно матовый, у плотных разностей стеклянный, жирный. Ng = 1,610-1,630 и Np=1,590-1,600.

Твердость 2-3. Хрупок. Спайность устанавливается очень редко, и только в крупных индивидах, по {001}. Уд. вес 2,2-2,8.

Диагностические признаки. Узнается по темно-зеленому цвету, низкой твердости и парагенезису с минералами, входящими в состав осадочных пород. От лептохлоритов отличается меньшими показателями преломления и по химическому составу (содержит существенные количества калия).

П. п. тр. плавится с трудом, образуя пузыристую шлаковидную массу и затем черное стекло. В концентрированной HCl разлагается. При растворении на месте зерен остается тончайший белый скелет кремнезема с сохранением общей формы зерна. Прокаленные массы глауконита при температурах свыше 800° практически уже не разлагаются.

Происхождение. Глауконит распространен в осадочных породах исключительно морского происхождения (песчаниках, опоках, глинах, карбонатных породах, фосфоритовых слоях), образовавшихся на сравнительно небольших глубинах, преимущественно в прибрежных участках морей и океанов, а также в современных морских осадках (зеленых илах и песках).

В процессе выветривания глауконит не устойчив и разлагается с образованием гидроокислов железа и кремнезема. С этим процессом часто связаны некоторые месторождения бурых железняков, особенно в болотах.

Практическое значение. Глауконит как калийсодержащий минерал в сыром виде или, лучше, после соответствующей термической обработки находит применение для удобрения почв.

Глауконитовые концентраты используются в качестве дешевой защитной краски зеленого цвета, обладающей рядом преимуществ по сравнению с другими зелеными красками (стойкость по отношению к кислотам, щелочам, неядовитость и пр.).

Глауконит под названием неопермутита применяется также как смягчитель жестких вод в сахарной, пивоваренной, винокуренной, текстильной и других отраслях промышленности. Такое применение основано на способности его к реакциям катионного обмена. Для этой цели глауконитовые концентраты предварительно обрабатываются раствором поваренной соли, в результате чего ионы натрия поглощаются концентратом. При фильтровании через такой концентрат жесткой воды происходит обмен катионами: щелочноземельные катионы воды поглощаются, а в раствор переходят катионы натрия, чем и вызывается уничтожение жесткости воды.

Месторождения глауконита весьма многочисленны и приурочены к мелководным осадкам самого различного возраста. Укажем лишь некоторые главнейшие месторождения СССР.

Огромное месторождение глауконитовых песков верхнемелового возраста, подстилающих пласты фосфоритов, располагается в пределах так называемой Южно-Русской впадины на Украине. В глауконитовых песках часто обнаруживаются фосфоритовые желваки. Глауконитовые песчаники широко распространены в отложениях третичного возраста среди кремнистых глин и опок вдоль восточного склона Урала, в 3. Казахстане, Поволжье, на Украине и во многих других местах.



4.6 Группа серпентина-каолинита

В данной группе минералов, как и во многих других ранее рассмотренных группах, представлены гидросиликаты магния (никеля) и алюминия (железа), которые можно объединить в две подгруппы:

· а) подгруппу серпентина и

· б) подгруппу каолинита.

Хотя в серпентине (магнезиальном гидросиликате) и устанавливается иногда в незначительных количествах содержание Al₂O₃ (до 5,68%), a Fe₂O₃ почти постоянно достигает нескольких процентов и, в свою очередь, в каолините наряду с Al₂O₃ также присутствует в небольших количествах MgO, всё же представители с промежуточным составом между ними в природе не пользуются распространением. Это обстоятельство оправдывает целесообразность разделения относящихся сюда минералов на две подгруппы.

Общей особенностью минералов как этой, так и двух последующих групп является то, что соединения, характеризующие их, чрезвычайно склонны к образованию коллоидальных веществ или скрыточешуйчатых агрегатов. Явнокристаллические образования крайне редки.

Подгруппа серпентина

Кроме серпентина с его разновидностями и ревдинскита, здесь же опишем сложную по составу группу магнезиально-глиноземистых гидросиликатов, известную под названием палыгорскита.

Cepпeнтин - Mg₆[Si₄O₁₀][OH]₈, или 3MgO*2SiO₂*2H₂O. "Серпентариа" по-латыни - змеевидный (серпентиновые породы иногда имеют некоторое сходство по пятнистому рисунку, особенно в полированных образцах, со змеиной кожей). Отсюда и русское название - змеевик, относящееся, правда, к горной породе - серпентиниту, состоящему почти сплошь из серпентина. Раньше употреблялось название офит (с греческого - змея); теперь это название, иногда измененное в серпофит, сохранилось за опаловидной или гелеподобной, богатой водой разностью серпентина, обладающей восковым блеском и однородной окраской (бледно-зеленой, желтовато-белой, реже буровато-зеленой). Эта же разность называлась благородным змеевиком; по оптическим и другим свойствам представляет типичный гель.

Листоватая разность, похожая на хлорит, но обладающая меньшим совершенством базальной спайности и хрупкостью, носит название антигорита (долина Антигорио, близ Пьемонта в Италии). О ней упоминалось при описании группы хлоритов.

Химический состав. MgO 43,0%, SiO₂ 44,1 %, H₂O 12,9%. Соотношения компонентов несколько колеблются, особенно в разностях, аналогичных типичным коллоидам, более богатым водой (обычно до 13-17%). В виде примесей почти всегда присутствуют FeO, Fe₂O₃ и NiO.

Сингония не известна. В хорошо образованных кристаллах никогда не встречается. Явнокристаллической разностью является лишь антигорит, принадлежащий, вероятно, к моноклинной сингонии. Кристаллическая структура. Основное отличие кристаллической структуры антигорита от таковой каолина заключается в том, что в антигорите характеризуюшие слоистую структуру пакеты своими "бруситовыми" слоями обращены друг к другу (см. рис. 340), т. е. разделяются парными листами гидроксильных ионов. Агрегаты. Обычно распространен в плотных массах, часто смятых, со следами скольжения, иногда с тончайшими прожилками асбеста или прожилками офита. В антигоритовых серпентинитах редко наблюдается на глаз пластинчатое строение.

Цвет темно-зеленый в тонких осколках, бутылочно-зеленый различных оттенков до зеленовато-черного, иногда и буровато-зеленый. Офит часто имеет бледную оливково-зеленую окраску с желтым оттенком. Антигорит серый, нередко со слабым синеватым оттенком. Блеск стеклянный, жирный, у офита восковой.

Твердость обычного серпентина 2,5-3, антигорита 3,5, офита 2. Спайность наблюдается только у более крупнопластинчатых разностей антигорита: по {001} совершенная и менее совершенная по {01O}. Отщепляемые листочки ломки. Уд. вес 2,5-2,7.

Диагностические признаки. Макроскопически серпентиновые массы узнаются сравнительно легко по характерным темно-зеленым оттенкам, невысокой твердости, зеркалам скольжения, жирному блеску в изломе и т. д. Антигоритовые серпентиниты обладают характерными серыми оттенками, исключительной вязкостью, ощущаемой при обработке образцов молотком, более высокой твердостью по сравнению с обычными серпентинитами.

П. п. тр. с трудом оплавляются по краям. Разлагаются в HCl и H₂SO₄. В закрытой трубке выделяют много воды.

Происхождение. Серпентиниты образуются в процессе массового гидротермального изменения ультраосновных, главным образом оливинсодержащих пород (дунитов, перидотитов и др.). Легче всех замещению серпентином подвергаются оливин и энстатит, затем диопсид, роговые обманки и др.

В процессе выветривания серпентинизированные породы постепенно карбонатизируются и разлагаются, особенно сильно в условиях субтропического и тропического климата. При этом в виде остаточных продуктов на поверхности накапливаются землистые гидроокислы железа. Магнезия, связываясь с углекислотой воздуха, в виде бикарбонатов уходит в нижние горизонты зоны окисления. Кремнезем переходит в коллоидный раствор и выделяется в виде опала, нередко замещающего коренные породы. Точно так же никель в виде гидросиликатов подвергается некоторому переносу и отлагается в более низких горизонтах.

Практическое значение. Плотные, красиво окрашенные разности серпентинита иногда употребляются в качестве облицовочного поделочного камня, пригодного для изготовления разных изделий (шкатулок, пепельниц, чернильных приборов и т. д.). Более бедные кремнеземом разности (серпентинизированные дуниты) с небольшими добавками магнезита могут служить сырьем для изготовления высокосортных огнеупорных форстеритовых кирпичей для черной металлургии. Может являться сырьем также для химической промышленности при получении соединений магния.

На перечислении месторождений останавливаться не будем. Укажем лишь, что серпентинитовые массивы широко распространены на всем протяжении Урала, на Северном Кавказе, в Закавказье (Армения) и в ряде мест Сибири и Казахстана

Хризотил-асбест. В сущности представляет собой тонковолокнистую разновидность серпентина. Первоначально был назван просто хризотилом. "Хризос" по-гречески - золото, "тилос" - волокно. Минерал иногда действительно имеет золотистый отлив. Обычно называют асбестом или хризотил-асбестом в отличие от роговообманковых асбестов.

Химический состав такой же, как серпентина. MgO 43,0%, SiO₂ 44,1%, H₂O 12,9%.

Рис. 339. Серия параллельных 'прожилков' хризотил-асбеста

Сингония, согласно рентгенометрическим исследованиям, вероятно, моноклинная. Агрегаты. На фоне сплошной массы серпентина асбест отчетливо выделяется в виде "прожилков" (рис. 339), в которых волокна асбеста ориентированы обычно перпендикулярно к стенкам. Длина волокон колеблется от десятых долей миллиметра до 20-25 мм, иногда до 50 мм, изредка достигая 160 мм.

Цвет хризотил-асбеста зеленовато-желтый с золотистым отливом, иногда белый, редко бурый, в распушенном виде - снежно-белый. Блеск шелковистый.

Твердость 2-3. Расщепляется на тончайшие эластичные, очень прочные волокна до 0,0001 мм и меньше толщиной (т. е. поперечные размеры их достигают величины дисперсных фаз в коллоидах). Прочие свойства. Обладает огнестойкостью и щелочеупорностью. Плохой проводник тепла, электричества и звука.

Диагностические признаки. Узнается легко по параллельноволокнистому строению и эластичности отдельных волокон. От амфиболовых асбестов отличим по оптическим свойствам (двупреломлению) и по отношению к кислотам.

П. п. тр. не плавится, белеет. В HCl, в отличие от амфиболовых асбестов, растворяется, оставляя волокнистый скелет кремнезема. Разлагающее действие оказывает также морская вода.

Происхождение. Общие условия образования те же, что и серпентина, т. е. главным образом в связи с гидротермальным изменением богатых магнезией ультраосновных пород. Однако хризотил-асбест встречается несравненно реже обычных серпентиновых масс, что указывает на несколько особые условия его образования.

Хризотил-асбест наблюдается среди жилообразных полос или неправильной формы участков сплошного серпентина, отличающегося по внешнему виду от вмещающих серпентинизированных пород. Механизм образования хризотил-асбеста еще не совсем ясен. По всей вероятности, сплошные массы серпентина в момент своего образования представляли собой гель, в котором в процессе усыхания при сокращении массы могли возникать трещины разрыва. В этих трещинах по мере расхождения их стенок и могли образоваться тонковолокнистые массы со строго параллельной ориентировкой волокон по направлению растяжения, независимо от того, возникла ли одна прямая трещина или одновременно целая серия более мелких трещин. Строго параллельную волокнистость можно сравнить с тем явлением, которое возникает в каучуковом клее при попытке слегка отогнуть свежеприклеенную пластину (молекулы каучука приобретают явно ориентированное волокнистое направление и характерный шелковистый блеск ). В таком случае питающей средой для растущих волокон хризотил-асбеста должна была являться сама вмещающая серпентиновая коллоидальная масса.

Практическое значение. Асбест своими необычайными свойствами обратил на себя внимание человека еще в глубокой древности. По-видимому, из асбеста давно уже научились делать пряжу и ткани.

В настоящее время асбест используется в различных отраслях промышленности. Из асбестового волокна длиной больше 8 мм в текстильной промышленности машинным способом изготовляют ткани для огнестойких костюмов, театральных занавесов, различных фильтров, мало изнашивающихся автомобильных тормозных лент и всевозможных асборезиновых изделий. Короткое волокно (2-8 мм) в виде примеси (до 15%) к цементу идет на изготовление огнестойких прочных и легких кровельных материалов, асбоцементных труб, картона, бумаги для тепловой изоляции и различных электроизоляционных материалов. Мелкое волокно используется для различных теплоизоляционных прокладок (асбестита и пр.), асбестовых огнестойких красок, обмазки паровых котлов, штукатурки и т. д.

Отходы обогатительных фабрик могут быть использованы в химической промышленности и в сельском хозяйстве в качестве удобрения для некоторых культур (например свекловицы).

Месторождения. В СССР Баженовское месторождение хризотил-асбеста расположено к северо-востоку от г. Свердловска. Асбестоносные серпентиниты возникли среди перидотитов в виде сети переплетающихся полос, вытянутых в меридиональном направлении на несколько километров. В том же направлении следуют жилы диорит-аплитов и кварцевых порфиров, в контакте с которыми серпентиниты сильно смяты, оталькованы и хлоритизированы. В парагенезисе с хризотил-асбестовыми жилами и прожилками находятся сплошной серпентин, офит, иногда карбонаты, тальк, брусит и др. Этого же типа месторождения известны в Алапаевском, Режевском, Красноуральском и других районах Урала, а также в серпентинитовом поясе Восточных и Западных Саян.

За рубежом следует отметить крупные месторождения хризотил-асбеста в провинции Квебек в Канаде, затем издавна известное, еще со времен Плутарха, месторождение на о. Кипр в Средиземном море и месторождение Шабани в Ю. Родезии.

Ревдинскит - (Ni,Mg)₆[Si₄O₁₀][OH]₈, или 3(Ni,Mg)O*2SiO₂*2H₂O. Название дано по месту открытия: в Ревдинском районе на Среднем Урале (1867). К ревдинскиту по существу относится коллоидальная разность этого минерала, аналогичная серпентину.

Позднее, в 1908 г., была открыта явнокристаллическая разность этого же состава. Названа она непуитом (также по месту нахождения - г. Непуи в Новой Каледонии).

Химический состав аналогичен серпентину, с той лишь разницей, что в ревдинските (непуите) содержится в гораздо более значительных количествах NiO, нередко преобладая над MgO.

Сингония моноклинная. Рентгенометрические исследования непуита показывают большое сходство его с кристаллической структурой минералов группы каолинита. Облик кристаллов. Непуит встречается в мелких червеобразных кристаллах (как каолинит). Чаще распространен в виде чешуйчатых агрегатов. Ревдинскит наблюдается в скрытокристаллических плотных порошковатых и землистых массах.

Цвет от бледно-зеленого с голубоватым оттенком (цвет бирюзы) до густозеленого или серовато-зеленого с желтоватым оттенком.Блеск кристаллических разностей перламутровый (на плоскостях спайности), а у коллоидных разностей-жирный, восковой, матовый. Для разности с отношением Ni:Mg = 3:7 показатели преломления: Ng = Nm = l,56, Np=1,53.

Твердость 2-2,5. Спайность совершенная по {001}. Уд. вес 2,5-3,2 (зависит от содержания никеля).

Диагностические признаки. Непуит макроскопически узнается по чешуйчатым и мелкопластинчатым хлоритоподобным агрегатам, имеющим обычно бледную голубовато-зеленую окраску.

П. п. тр. не плавится или плавится с трудом. При прокаливании на угле в окислительном пламени буреет, в восстановительном становится бархатно-бурым. В закрытой трубке выделяет много воды. В горячей HCl разлагается с выделением слизистого кремнезема. Реакция на никель с диметил-глиоксимом, а также перл буры весьма характерны.

Происхождение. Ревдинскит встречается исключительно в коре выветривания массивов ультраосновных изверженных пород, содержащих бедные никелем силикаты магния (оливин, энстатит, серпентин и др.). Наблюдались случаи псевдоморфоз ревдинскита по обломкам серпентинита с сохранением его текстурных особенностей. Это говорит о том, что ревдинскит образуется метасоматически, путем вытеснения никелем магния из кристаллической решетки. Источником никеля, очевидно, являются просачивающиеся воды, несущие этот элемент в виде каких-то соединений, образующихся в верхних частях коры выветривания в процессе распада первичных минералов ультраосновных пород.

Практическое значение. Ревдинскит вместе с другими гидросиликатами никеля входит в состав важных в промышленном отношении никелевых руд.

Месторождения. Ревдинскит встречается в довольно значительных количествах в Ревдинском и Уфалейском районах (Средний Урал) в месторождениях силикатных руд никеля. Кристаллические разности были обнаружены главным образом в делювии серпентинитов, заполняющих карстовые впадины среди известняков на границе с массивами ультраосновных пород (в Тюленевском месторождении). Установлен также в Xалиловских и Аккермановском месторождениях (Ю. Урал).

Палыгорскит-m2MgO*3SiO₂*4Н₂O*nАl₂O₃*4SiO₂*5H₂O. Состав переменный. Согласно данным исследований А. Е. Ферсмана, устанавливаются широкие колебания в отношениях между Mg и Al, начиная с разностей с сильным преобладанием содержаний MgO над Al₂O₃ и кончая минеральными видами с обратными отношениями этих компонентов. Богатые Al₂O₃ разности с отношением Al: Mg = 1:1 называются палыгорскитами, бедные, приближающиеся по составу к сепиолиту (2MgO*3SiO₂*2H₂O)- пилолитами. Часть Al, кроме того, замещается Fe***.

Для всех этих разностей весьма характерны спутанноволокнистое строение массы, устанавливаемое иногда под микроскопом, а также оригинальные физические свойства, нашедшие свое отражение в таких старых названиях, как горная кожа, горная пробка, горное дерево (похожи на обломки сухой разложившейся древесины), горное мясо и др. Вследствие высокой пористости эти вещества обладают очень малым объемным весом и легко плавают на воде.

Цвет белый, иногда с желтоватым оттенком или серый с желтоватым или буроватым оттенком. Nm около 1,55. Твердость 2-2,5. Отщепленные тонкие плоские куски при деформации легко гнутся. Уд. вес 2,1-2,3. В сухом состоянии поглощает много воды. П. п. тр. плавится в пузыристое молочное стекло. В горячей H₂SO₄ разлагается с выделением скелета SiO₂. При нагревании до 220° постепенно теряет H₂O (до 15%), затем отдача воды прекращается и вновь наступает в интервале 370-410° (последние 5-6%).

Встречается сравнительно редко. Образуется чаще всего при выветривании относительно богатых магнезией горных пород, часто в трещинах, наподобие плотных листов картона. В виде гнезд и неправильных пластообразных залежей образуется и в осадочных горных породах.

Если устанавливается в значительных массах, то может найти применение как тепло- и звукоизоляционный материал в строительном деле для перегородок и других целей.

У нас в Союзе в относительно больших количествах встречается по берегам рек в ряде мест Средне-Волжского края, Горьковской области, Татарской АССР (Тетюшинский район), на Украине (Коростеньский, Бердичевский и другие районы), в Крыму (д. Курцы в Симферопольском районе), на Северном Кавказе по притокам р. Малки, в Западной Сибири (в Кузнецком Алатау) и в других местах.

Подгруппа каолинита

Сюда отнесены три полиморфные моноклинные модификации одного и того же вещества, которое с химической точки зрения можно рассматривать как основный силикат алюминия.

Каолинит-Al₄[Si₄O₁₀][OH]₈, или Аl₂O₃*2SiO₂*2H₂O. Старинное название этого минерала перешло от китайцев. "Каулинг"-высокая гора (так называлось месторождение каолина). Среди минералов данной подгруппы пользуется преобладающим распространением. Является главной составной частью большинства глин.

Рис. 340. Схема кристаллической решетки каолинита (Б) в сравнении с решетками мусковита (А) и антигорита (В)

Химический состав. Al₂O₃ 39,5%, SiO₂ 46,5%, H₂O 14%. Содержания отдельных компонентов несколько колеблются. Из примесей в незначительных количествах устанавливаются: Fe₂O₃, MgO, CaO, Na₂O, K₂O, BaO, SiO₂ и др.