2.3.9. Класс силикатов и алюмосиликатов
Это наиболее распространенный класс минералов. К силикатам относится около 1/3 от общего числа минералов, а по весовому количеству они составляют 3/4 земной коры. Только минералы группы полевых шпатов слагают 50 % веса земной коры. К этой группе принадлежат почти все главнейшие породообразующие минералы. В составе минералов этого класса принимает участие Na, K, Li, Mg, Ca, Ti, Fe, Mn и др. Они могут быть катионами, образуя силикаты алюминия (дистен Al2[SiO4]O), или же входить в состав анионной группы, образуя алюмосиликаты (ортоклаз K[AlSi3O8]). Широким распространением среди минералов этого класса пользуются изоморфные смеси различного состава. Силикаты кристаллизуются преимущественно в низших сингониях. Минералы часто образуют кристаллы. Все силикаты обладают блеском, исключение составляет лишь циркон и сфен, имеющие алмазный блеск, твердость в основном более 5. Удельный вес колеблется в пределах 2,2–3,5 (циркон – 4,0). У большинства минералов хорошо выражена спайность. Окраска силикатов зависит от наличия в их составе элементов хромофоров. Широким распространением пользуются бесцветные, белые и светлоокрашенные минералы. Минералы, содержащие хромофоры, имеют темную до черной окраску. Черта у большинства минералов бесцветная. В основе структуры силикатов лежит кремнекислородный или алюмокремнекислородный тетраэдр (рис. 2.5).
В соответствии с тем, каким образом комбинируется этот структурный элемент, в классе силикатов выделяются следующие подклассы: островные, кольцевые, цепочечные, листоватые, слоистые и каркасные силикаты. Происхождение силикатов различное, но преимущественно магматическое.
Большинство силикатов и алюмосиликатов глубинного происхождения. В поверхностных условиях они, как правило, представляют соединения неустойчивые, в той или иной мере подвергающиеся химическим разрушениям и образующие новые минералы, устойчивые в поверхностных условиях.
Силикаты в основной своей массе представляют породообразующие минералы, некоторые из них используются в качестве драгоценных камней, служат рудой для извлечения металлов и представляют нерудные полезные ископаемые. Силикаты используются в керамическом и огнеупорном производствах (каолинит, полевые шпаты, асбест, оливин), в ювелирном деле (топаз, берилл, аквамарин), в строительстве (лабрадорит), сельском хозяйстве как удобрение (нефелин), электротехнике (слюда) и других производствах.
а б
в
г
д
е
Рис. 2.5. Типы соединения кремнекислородных тетраэдров: а – изолированный кремнекислородный тетраэдр; б – группа из двух сдвоенных тетраэдров; в – группа
из шести и четырех тетраэдров; г – цепочка тетраэдров; д – лента тетраэдров;
е
– слой (лист) тетраэдров
Безводные силикаты и алюмосиликаты, напоминающие по некоторым внешним особенностям (по цвету блеску, спайности) карбонаты, сульфаты, фосфаты, отличаются от последних большей твердостью и тем, что не дают черты.