Помощничек
Главная | Обратная связь


Археология
Архитектура
Астрономия
Аудит
Биология
Ботаника
Бухгалтерский учёт
Войное дело
Генетика
География
Геология
Дизайн
Искусство
История
Кино
Кулинария
Культура
Литература
Математика
Медицина
Металлургия
Мифология
Музыка
Психология
Религия
Спорт
Строительство
Техника
Транспорт
Туризм
Усадьба
Физика
Фотография
Химия
Экология
Электричество
Электроника
Энергетика

Характеристика и диагностические признаки минералов подклассов цепочечных, ленточных, листовых и каркасных силикатов и алюмосиликатов.



Задача работы. Приобретение и закрепление навыков практического определения наиболее распространенных силикатов, многие из которых являются важнейшими породообразующими минералами, – цепочечных (пироксены), ленточных (амфиболы), листовых (слюды, глинистые минералы и т.д.), каркасных (полевые шпаты, нефелин, цеолиты) .

Учебный материал. Учебная коллекция минералов, шкала твердости Мооса, соляная кислота 10% в капельницах, фарфоровая пластинка, определители минералов. Плакаты (или слайды) со схематическим изображением кремнекислородного тетраэдра и главных структурных типов силикатов и алюмосиликатов.

Методические указания.Внимательно рассмотрев плакаты (или слайды), студенты вспоминают принципы классификации силикатов по структурному признаку и отвечают на вопросы преподавателя об основных свойствах каждого структурного подкласса. Приводят примеры известных им силикатных минералов, принадлежащих к островным и кольцевым силикатам. Самостоятельно находят образцы этих минералов в учебной коллекции минералов. Затем, с помощью преподавателя, продолжают знакомство с наиболее распространенными минералами подклассов цепочечных, ленточных, листовых и каркасных силикатов и алюмосиликатов.

Цепочечные силикаты и алюмосиликаты.К силикатам цепочечной структуры (см. рис. 30в) относятся важные, широко распространенные породообразующие минералы группы пироксенов. По химическому составу это силикаты Ca, Mg, Fe, в некоторых присутствует Al и щелочи (Na, Li). Сингония моноклинная и ромбическая. Кристаллы пироксенов обычно имеют короткопризматический облик с почти квадратным или восьмиугольным поперечным сечением. Цвет различный (в зависимости от состава) – от белого и розового до зеленого, бурового, коричневого и темно-зеленого, почти черного. Преобладают пироксены темной окраски, поэтому их относят к группе породообразующих темноцветных минералов. Блеск стеклянный, иногда перламутровый, редко тусклый полуметаллический. Твердость 5,5-6. Уд. вес 3,2-3,5. Характерна хорошо выраженная спайность под углом, близким к прямому. Наибольшим распространением среди пироксенов пользуются следующие минеральные виды и разновидности (следует иметь в виду, что нередко их невозможно надежно отличить друг от друга визуально, без применения точных методов исследования, особенно в мелких кристаллах и минеральных агрегатах):

Энстатитсветло-серый, зеленовато- или желто-серый, коричнево-зеленый. Гиперстен темно-коричневый, темно-серый, коричнево-зеленый. Диопсидсветло-зеленый, зеленый, серый, голубой, бесцветный. Голубой диопсид называется виолан. Изумрудно-зеленый прозрачный и полупрозрачный диопсид получил название хромдиопсидсибирский изумруд»). Причиной его яркой зеленой окраски является примесь трехокиси хрома – до 3%. Геденбергиттемно-зеленый до черного, встречается в лучистых агрегатах, бывает волокнистым. Авгит-черный, буро-черный, темно-зеленый. Эгирин (щелочной пироксен, содержит много натрия) – зеленовато-черный, темно-зеленый, кристаллы длиннопризматические, столбчатые, иногда игольчатые; агрегаты шестоватые, лучистые. Сподумен(содержит литий)белый, серый, зеленоватый, розовый. Сподумен похож на полевой шпат, от которого отличается уплощенными (похожими на доски) кристаллами и занозистым изломом. Прозрачный сиренево-розовый сподумен называется кунцит,а светло-зеленый - гидденит.

Прозрачные, красиво окрашенные пироксены (виолан, хромдиопсид, кунцит, гидденит) используются как полудрагоценные камни.

Очень важно уметь отличать пироксены от другой группы весьма распространенных породообразующих минералов – амфиболов, являющихся ленточными силикатами.

Ленточные силикаты и алюмосиликаты. Основу их структуры составляют бесконечные ленты из кремнекислородных и алюмокислородных тетраэдров (см. рис. 30г). К ним относится, в первую очередь, большая группа цветных породообразующих минералов – амфиболов. Состав и структура их еще более сложные, чем у пироксенов. По многим физическим свойствам амфиболы очень похожи на пироксены. Окраска их также разнообразна – от белой до темно-зеленой. Преобладают темноокрашенные амфиболы, поэтому амфиболы, как и пироксены, относят к группе темноцветных минералов. Как и у пироксенов блеск стеклянный. Твердость близка к твердости пироксенов - 5,5-6. Уд. вес 3-3,3. Так же, как и пироксены, многие амфиболы очень похожи, поэтому далеко не всегда их можно отличить друг от друга визуально. От пироксенов амфиболы надежно отличаются лишь по характеру спайности – плоскости спайности ориентированы в них не под прямым углом, как у пироксенов, а под углами примерно 60о и 120о. В крупных кристаллах угол между плоскостями спайности обычно определяется без особого труда, но если кристаллы мелкие или в случае минеральных агрегатов для определения характера спайности необходимо прибегать к помощи лупы или даже микроскопа. Спайность у амфиболов проявлена несколько лучше, чем у пироксенов (плоскости спайности более ровные и блестящие). Поперечное сечение кристаллов амфиболов ромбовидное или шестигранное (у пироксенов это восьмигранник или квадрат). Для амфиболов обычно характерны более удлиненные, чем у пироксенов, призматические и игольчатые кристаллы. Наиболее распространенными среди амфиболов являются обыкновенная роговая обманка, тремолит и актинолит.

Обыкновенная роговая обманка. Химический состав сложный и непостоянный. Сингония моноклинная. Кристаллы призматические, удлиненные; иногда образует волокнистые или игольчатые агрегаты. Цвет зеленый различных оттенков, буро-зеленый до черного.

Тремолит Ca2Mg5íSi4O11ý2(OH)2. Сингония моноклинная. Кристаллы удлиненные, резко вытянутые, часто игольчатые; агрегаты шестоватые, радиально-лучистые, сноповидные. Цвет белый, светло-серый, светло-зеленый. Очень хрупок.

Актинолит Ca2 (Mg, Fe)5 íSi4O11ý2 (OH)2. Название происходит от греческих слов «актис» - «луч» и «литос» - «камень». Кристаллы удлиненные, вытянутые, до игольчатых, агрегаты лучистые. Цвет зеленый, разных оттенков. Хрупок. Внешне очень похож на тремолит, отличается только окраской.

Нефрит – плотный скрытокристаллический минеральный агрегат, состоящий из перепутанных изогнутых микроскопических волокнистых кристаллов амфиболов - тремолита и актинолита, Микроструктура такого агрегата больше всего напоминает войлок. Цвет различных зеленых оттенков (при преобладании тремолита – белый или очень светлый, а при преобладании актинолита – зеленый, до темно-зеленого). Необычайно вязкий. Практически невозможно разбить молотком (попробуйте отбить кусочек от валенка с помощью молотка!), но зато хорошо пилится стальной пилой. Название произошло от греческого «нефрос» – почка. Применение. Нефрит благодаря большой вязкости и сравнительно небольшой твердости прекрасно принимает полировку и является красивым поделочным камнем, нередко применяется для изготовления изделий с очень сложной, тонкой резьбой (фигурки животных, птиц, ритуальные изделия, массажеры, женские украшения, вазы и т.д.).

Листовые (слоистые) силикаты являются силикатами с непрерывными слоями кремнекислородных тетраэдров. Слои обособлены друг от друга и связаны с помощью катионов (см. рис. 30д), поэтому характерной особенностью минералов данного подкласса является весьма совершенная спайность, пониженная твердость и уплощенная таблитчатая форма кристаллов, а также листоватая и чешуйчатая форма минеральных агрегатов. Эта группа силикатов также включает очень важные породообразующие минералы, пользующиеся широким распространением в природе. В первую очередь это слюды (биотит, мусковит, флогопит), серпентин и глинистые минералы, среди которых визуально (и то далеко не всегда) можно определить лишь каолинит.

Слюды и гидрослюды. К слюдам относится большая группа важных породообразующих минералов, объединяемых общностью ряда физических свойств. Внешне все слюды сходны: для них характерны таблитчатый облик кристаллов и весьма совершенная спайность (способность легко расщепляться на тончайшие листочки) (см. рис. 20а). Сингония моноклинная. Кристаллы таблитчатые, агрегаты листоватые и чешуйчатые. При благоприятных условиях роста кристаллы приобретают псевдогексагональный призматический облик, иногда со значительным удлинением вдоль вертикальной оси, перпендикулярной спайности. Размеры кристаллов различны: от микроскопических до пластин площадью в несколько квадратных метров. Твердость около 2. Уд. вес 3,2. Листочки не только гибкие, но и упругие.

Мусковит. Название происходит от древнего названия нашего государства - Московии. Цвет белый, бесцветный, желтоватый. Разновидности. Серицит – мелкокристаллический (тонкочешуйчатый) очень светлый, иногда зеленоватый, мусковит. Применение. Около 90% всего добываемого мусковита идет в электропромышленность, радиотехнику и приборостроение. Раньше использовался в окнах вместо стекла.

Биотит. Цвет черный, темно-коричневый. Содержит железо. Среди слюд является наиболее распространенным минералом, особенно в магматических горных породах.

Флогопит. Цветбурый, коричневый, иногда зеленоватый различных оттенков. Содержит магний (в значительно больших количествах, чем биотит) и железо. Далеко не всегда визуально можно отличить от биотита.

Лепидолит. Литиевая слюда. Цвет розовый, сиреневый, светло-фиолетовый. Листочки в отличие от других слюд чаще всего не бывают крупными. Применение. При значительных скоплениях может служить рудой на литий.

Гидрослюды представляют собой измененные слюды и являются промежуточными образованиями между слюдами и глинистыми минералами. Сингония моноклинная. Состав сложный и непостоянный. Внешне очень похожи на слюды, но листочки не упругие.

К гидрослюдам относится вермикулит.

Вермикулит. «Вермикулюс» в переводе с латинского - «червячок»; название дано потому, что при нагревании минерал вспучивается, увеличиваясь в объеме в 15-25 раз и червеобразно изгибается. Обожженный вермикулит очень легкий, плавает на поверхности воды. Цвет золотисто- или бронзово-желтый. Твердость 1-1,5. Происхождение. Образуется за счет биотита и флогопита. Применение. Прокаленный вермикулит применяется как теплоизоляционный материал и как удобрение («агровермикулит»), улучшающее структуру почвы и ее способность удерживать влагу.

Широко распространены в природе и нередко являются породообразующими минералами также тальк, серпентин и хлорит.

Тальк – Mg3íSi4O10ý(OH)2. Синоним: жировик. Сингония моноклинная. Образует листоватые, чешуйчатые агрегаты или сплошные плотные массы. Листочки гибкие, но не упругие. Цвет зеленый, светло-зеленый, белый с желтоватым и сероватым оттенком, розовый, серый. Блеск жирный, иногда перламутровый. Спайность весьма совершенная. Твердость 1. На ощупь – жирный. Уд. вес 2,8. Тальк инертен к кислотам и щелочам. Диагностические признаки: легко узнается (и отличается от других листовых силикатов, особенно, слюд и хлорита) по очень низкой твердости, и внешнему виду (агрегаты часто напоминают туалетное мыло, особенно, если окраска минерала розовая или белая). От других минералов, кроме того, отличается весьма совершенной спайностью и блеском. Применение. Тальк употребляется в бумажной, текстильной, резиновой, кожевенной, парфюмерной и других отраслях промышленности. Самый мягкий минерал шкалы Мооса (№1).

Серпентин Mg6íSi4O10ý(OH)8. Синонимзмеевик. Название «змеевик» дано по цвету, напоминающему окраску змеиной кожи (точно так же иногда называют и горные породы, состоящие из серпентина). Сингония моноклинная. Обычно образует плотные скрытокристаллические массы от желто-зеленого до темно-зеленого цвета. Окраска нередко неоднородная, пятнистая. Черта белая. Блеск стеклянный, жирный или восковой. Твердость 2,5-4. Уд. вес 2,6. Разновидность: асбест (хризотил-асбест). В переводе с греческого «хризотил» - «золотое волокно», «асбестус» в переводе с латинского – «неугасимый». Хризотил-асбест обычно встречается в серпентинитах в виде тонких поперечно-волокнистых прожилков. Длина волокон (при большом увеличении хорошо видно, что каждое волокно – это листочек, свернутый в трубочку) от долей миллиметра до 10-16 см. Волокна мягкие, гибкие (рис. 31). Цвет светло-зеленый, иногда золотистый, в распушенном виде - белый. Блеск шелковистый. Твердость 2-3. Уд. вес 2,2. Диагностические признаки: хризотил-асбест отличается от всех других минералов по внешнему виду. При измельчении в ступке хризотил-асбест образует не порошок, а спутанно-волокнистую, похожую на войлок, массу.

Рисунок 31. Хризотил-асбест

 

Серпентин и хризотил-асбест легко разлагаются соляной (и другими) кислотами, но устойчивы к действию щелочей.От хлорита серпентин отличается менее совершенной спайностью и большей твердостью. Применение. Асбестовое волокно употребляется для изготовления огнестойких тканей, теплоизоляции, тормозных лент, в строительстве, в химической промышленности и машиностроении. Благородный серпентин (обычно в виде горной породы – серпентинита) красивой окраски используется как поделочный и облицовочный камень.

Хлорит -собирательное название обширной группы слюдоподобных, очень похожих друг на друга минералов (пеннин, клинохлор, шамозит и др.). Цвет зеленый, различных оттенков, что и послужило основанием для общего названия («хлорос» – по-гречески «зеленый»). Все минералы группы хлорита кристаллизуются в моноклинной сингонии. Обычно они образуют листоватые, чешуйчатые агрегаты или сплошные массы. Спайность весьма совершенная, листочки гибкие, но не упругие. Имеют низкую твердость – 2-3. Диагностические признаки: от слюд отличается цветом и тем, что листочки лишены упругости. От талька отличается более высокой твердостью.

Глинистые минералы являютсяшироко распространенными породообразующими минералами, но встречаются только в виде тонкодисперсных землистых агрегатов, состоящих измельчайших кристаллов, различимых только под электронным микроскопом. Эти минералы можно уверенно отличить друг от друга только с помощью термического анализа и рентгеноструктурных исследованиях. Нередко несколько глинистых минералов присутствуют в глинах совместно. К числу наиболее распространенных глинистых минералов принадлежат каолинит, галлуазит, монтмориллонит и нонтронит.

Каолинит – Al4íSi4O10ý(OH)8. Сингония моноклинная. Образует тонкодисперсные плотные массы и порошковатые агрегаты. Цвет белый, но в зависимости от содержания примесей может быть различных оттенков. Твердость 1. Спайность весьма совершенная. Уд. вес 2,6. На ощупь жирный. В сухом состоянии прилипает к языку, во влажном – пластичен. Применение. Каолиновые глины используются для производства керамики (фарфор и фаянс), а также в бумажной промышленности и строительстве.

 

Каркасные силикаты

Среди многочисленных алюмосиликатов каркасной структуры подробно рассматриваются только 3 группы: полевые шпаты, фельдшпатоиды (нефелин) и цеолиты, так как именно они являются либо наиболее распространенными породообразующими минералами (полевые шпаты, нефелин), либо имеют важное практическое значение, в том числе, и сельском хозяйстве (цеолиты).

Полевые шпаты разделяются по составу на две подгруппы: натриево-кальциевые (плагиоклазы) и щелочные калиево-натриевые(санидин, ортоклаз и микроклин).

Плагиоклазы. Представляют собой непрерывный изоморфный ряд между двумя крайними членами – альбитом NaíAlSi3O8ý и анортитом CaíAlSi2O8ý. Так как плагиоклазы имеют огромное значение в классификации магматических пород, необходимо знать их классификацию по составу. Эта классификация основана на содержании в них анортита. Процентное содержание анортитового компонента отвечает номеру плагиоклаза (табл. 2):

 

Таблица 2




©2015 studenchik.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.