Островные силикаты
Островные силикаты образуют, как правило, хорошо ограненные кристаллы, т.е. обладают высокой степенью идиоморфизма. Окраска островных силикатов обычно обусловлена присутствием в их составе элементов-хромофоров - Fe, Mn, Ti и Cr. Кроме того, атомы Fe2+, Fe3+, в зависимости от соотношения, обусловливают зелёные (гроссуляр, эпидот), коричневые (андрадит, ставролит, титанит) оттенки цвета. Лишь в редких случаях встречаются бесцветные, белые островные силикаты - это химически чистые гроссуляр, форстерит, топаз и др.
Твердость островных силикатов 6 – 8. Из-за большой твердости эти минералы черты не дают (они сами процарапывают фарфор); даже у густо окрашенных минералов черта чуть заметна.
В природе наибольшее распространение имеют минералы группы оливина – породообразующие минералы ультраосновных и основных пород.
КОЛЬЦЕВЫЕ СИЛИКАТЫ
Подкласс кольцевых силикатов объединяет сравнительно небольшое число редких в природе минералов. Среди кольцевых силикатов только два минерала - берилл и турмалин - играют в некоторых случаях роль второстепенных и, иногда, главных минералов месторождений.
Как было указано в общей характеристике силикатов, тип кристаллических структур рассматриваемого подкласса отличается особыми чертами: кристаллические решетки содержат изолированные группы тетраэдров SiO4, связанные в кольца, т. е. подкласс характеризуется комплексными радикалами [Si3O9]6-, [Si6O18]12- и др.
ЦЕПОЧЕЧНЫЕ И ЛЕНТОЧНЫЕ СИЛИКАТЫ
Общая характеристика
Главнейшими представителями силикатов данных подклассов являются пироксены (цепочечные) и амфиболы (ленточные). Несмотря на существенное различие в количественных соотношениях составляющих компонентов, пироксены и амфиболы имеют ряд общих характерных черт: аналогичный облик кристаллов, близкие кристаллические структуры, одинаковая степень проявления спайности, много общего в оптических свойствах, близкие плотности, близкая твердость и т. д. Среди катионов в пироксенах и амфиболах представлены главным образом следующие элементы: Mg2+, Fe2+, Ca2+, Na1+, иногда Li1+, а также Al3+, Fe3+, а среди анионов: [SiO4]4-, иногда [AlO4]5-, а в амфиболах также [ОН]1-, F-1 и Cl1-.
Наибольшим распространением в природе пользуются железо-магнезиальные пироксены и амфиболы, являющиеся важнейшими породообразующими минералами во многих магматических горных породах. Общее их количество по весу в земной коре достигает 16%.
От железо-магнезиальных породообразующих островных силикатов (минералов группы оливина) пироксены и амфиболы отличаются следующими химическими особенностями:
- содержат больше SiO2 (при недостатке SiO2 в расплавах образуются оливины);
- кроме Mg и Fe, в пироксенах и амфиболах существенную роль играет Ca. В минералах группы оливина роль Са незначительна. В соответствии с близостью размеров ионных радиусов Са и Мg, в пироксенах и амфиболах широко представлены двойные соединения - диопсид CaMg [Si2O6], тремолит Ca2Mg5[Si4O11]2[OH]2 и др.;
- многие пироксены и амфиболы, особенно те, что представлены двойными соединениями, часто содержат примеси Al2O3, Na2O, иногда Fe2O3 и др. Минералы группы оливина характеризуются сравнительной чистотой состава.
Физические свойства цепочечных и ленточных силикатов обусловлены особенностями их кристаллического строения. Кристаллическая структура представляет собой вытянутые в одном направлении (вдоль оси с) анионные комплексы непрерывно связанных друг с другом кремнекислородных тетраэдров (более подробно по данному вопросу – лекция «Силикаты. Общая характеристика»). Главнейшие физические особенности минералов рассматриваемых подклассов сводятся к следующим:
- кристаллические индивиды обычно вытянуты в одном направлении. В отличие от цепочечных и ленточных силикатов минералы группы оливина обладают изометрическим обликом;
- по сравнению с минералами группы оливина в цепочечных и ленточных силикатах гораздо четче проявлена спайность. Характерно, что спайность устанавливается по призме согласно вытянутости индивидов;
- показатели преломления и двупреломление по сравнению с минералами группы оливина, как правило, ниже;
- плотность цепочечных и ленточных силикатов, благодаря относительно менее плотной упаковке ионов, несколько меньше, чем у минералов группы оливина.
Между цепочечными и ленточными силикатами, несмотря на многие общие свойства, имеются и существенные отличия. Эти отличия обусловлены различным кристаллическим строением рассматриваемых минералов:
- пироксены характеризуются спайностью по призме под углом 870;
- амфиболы – спайность по призме под углом 1240;
- кристаллы пироксенов имеют в поперечном сечении псевдотетрагональный облик (рис. 1, а);
- кристаллы амфиболов имеют в поперечном сечении псевдогексагональный облик (рис. 1, б).
Рис. 1 Поперечные сечения кристаллов пироксенов (а) и амфиболов (б)
ЦЕПОЧЕЧНЫЕ СИЛИКАТЫ
Группа пироксенов
Минералы этой группы наиболее широко распространены в природе и подразделяются на моноклинные и ромбические пироксены.
Моноклинные пироксены: диопсид - CaMg [Si2O6]; геденбергит - CaFe [Si2O6]; сподумен - LiAl [Si2O6]; авгит - Ca (Mg, Fe, Al)[(Si, Al)2O6]; жадеит - NaAl [Si2O6]; эгирин - NaFe[Si2O6].
Ромбические пироксены: энстатит - Mg2[Si2O6]; гиперстен - (Mg, Fe)2 [Si2O6].
Моноклинные пироксены в природе широко распространены. Среди моноклинных пироксенов программой курса предусмотрено рассмотрение диопсида, геденбергита, сподумена.
Ромбические пироксены также довольно широко распространены в природе. Однако программой рассмотрение ромбических пироксенов в настоящем курсе не предусмотрено.