ЩЕЛОЧНЫЕ И КАЛИНАТРИЕВЫЕ ПОЛЕВЫЕ ШПАТЫ

Полевые шпаты из всех силикатов являются наиболее распространенными в земной коре, составляя в ней в общем около 50% по весу. Примерно 60% их заключено в изверженных горных породах; около 30% приходится на долю метаморфических горных пород, преимущественно кристаллических сланцев; остальные 10—11% падают главным образом на песчаники и конгломераты, в которых полевые шпаты встречаются в виде окатанных зерен или входят в состав галек. Происхождение названия «полевой шпат» точно не известно. Эти шпаты (т. е. минералы, обладающие совершенной спайностью в двух направлениях), возможно, потому так названы, что часто встречаются в поле.

По своему химическому составу полевые шпаты представляют алюмосиликаты Na, К и Са–Na[AlSi3O8], K[AlSi3O8], Ga[Al2Si208], изредка Ва—Ba[Al2Si208]. Иногда в ничтожных количествах присутствуют Li, Rb, Cs в виде изоморфной примеси к щелочам и Sr, заменяющий Са. Другой характернейшей особенностью минералов этой группы является их способность образовывать изоморфные, главным образом бинарные ряды.

Кристаллизуются эти минералы в моноклинной или триклинной сингонии, причем те и другие по морфологическим признакам мало отличимы друг от друга. Рентгенометрические исследования показывают большое сходство в кристаллической структуре всех шпатов.

Физические свойства: преимущественно имеют светлую окраску; относительно низкие показатели преломления; большую твердость 6—6,5; совершенную спайность по двум направлениям, пересекающимся под углом, близким к 90°, и сравнительно небольшие удельные веса (2,5—2,7). По этим признакам они довольно легко отличаются от похожих на них минералов. В крупнокристаллических массах они наблюдаются в пегматитах с ассоциации с кварцем, часто крупнокристаллической слюдой и редкими минералами, содержащими летучие компоненты (топаз, берилл, турмалин и др.).

Соответственно особенностям химического состава полевые шпаты разбиваются на следующие три подгруппы:

а) Подгруппа натриево-кальциевых полевых шпатов, называемых плагиоклазами, представляющих непрерывный изоморфный ряд Na[AlSi₃O₈]— Ga[Al₂Si₂O₈]; нередко в незначительных количествах в виде изоморфной примеси в них содержится также K[AlSi₃O₈].

б) Подгруппа кали-натриевых полевых шпатов, которые при высоких температурах также способны давать непрерывные твердые растворы K[AlSi₃O₈]—Na[AlSi₃O₈], распадающиеся при медленном охлаждении на два компонента существенно калиевых и существенно натриевых. Содержание в виде изоморфной примеси Ga[Al₂Si₂O₈] обычно совершенно незначительно.

в) Подгруппа редко встречающихся кали-бариевых полевых шпатов, называемых гиалофанами, представляющими также изоморфные смеси K[AlSi₃O₈]—Ba[Al₂Si₂O₈].

ПОДГРУППА ПЛАГИОКЛАЗОВ

Относящиеся к этой подгруппе минералы представляют прекрасно изученный бинарный ряд изоморфных смесей, крайние члены которого носят названия альбит—Na[AlSi3O8] и анортит—Ga[Al2Si208]. Согласно данным природных и искусственных соединений, существуют все разности беспрерывно меняющегося состава от чистого альбита (Аb) до анортита (An).

Классификация минеральных видов этого изоморфного ряда условно дается в следующем виде:

Плагиоклазы – (100—n) Na[AlSi₃O₈] + nCa[Al₂Si₂O₈], где n меняется от 0 до 100. «Плагиоклаз» в переводе с греческого языка—косораскалывающийся. По сравнению с другими полевыми шпатами, у которых угол между плоскостями спайности (001) и (010) равен 90° или очень близок к этой цифре, у плагиоклазов он меньше 86°24'—86°50'. «Альбит» происходит от латинского слова «альбус», что значит «белый». «Анортос» по-гречески - косой (имеется в виду кристаллизация в триклинной сингонии).

Ввиду исключительного значения состава плагиоклазов для систематики изверженных пород Е. С. Федоров предложил очень удобную и наиболее рациональную классификацию с обозначением каждого плагиоклаза определенным номером соответственно процентному содержанию в нем анортитовой молекулы. Так, например, плагиоклаз № 72 представляет изоморфную смесь, содержащую 72% анортита и 28% альбита. При этом пренебрегают обычно незначительной изоморфной примесью K[AlSi3O8].

Сингония триклинная; хорошо образованные простые кристаллы встречаются относительно редко. Они имеют таблитчатый и таблитчато-призматический облик. Простые двойники редки, зато чрезвычайно широко распространены сложные полисинтетические двойники, наблюдаемые и в зернах неправильной формы. Альбит в миаролитовых пустотах среди пегматитов довольно часто наблюдается в виде друз или агрегатов, пластинчатых кристаллов, иногда называемых клевеландитом. Встречаются также зернистокристаллические породы, состоящие почти целиком из плагиоклазов. Цвет белый, серовато-белый, иногда с зеленоватым, синеватым, реже красноватым оттенком. Блеск стеклянный.

Разновидности, получившие особые названия благодаря некоторым оптическим эффектам: 1) лунный камень—кислый плагиоклаз (но чаще кали-натриевый полевой шпат), обладающий своеобразным нежносиневатым отливом, напоминающим лунный свет; 2) авантюрин или солнечный камень — кислый плагиоклаз, а также кали-натриевый полевой шпат, обладающий красивым искристо-золотистым отливом, обусловленным включениями тончайших чешуек железного блеска; 3)лабрадор – главный минерал так называемого лабрадорового камня, являющийся основным или средним плагиоклазом, часто обнаруживающий на плоскостях спайности красивый переливчатый отсвет в синих и зеленых тонах.

Твердость 6—6,5. Спайность совершенная. Уд. вес непрерывно возрастает от 2,61 (альбит) до 2,76 (анортит).

Диагностические признаки. В случае более или менее крупных кристаллов и зерен плагиоклазы от похожих на них кали-натриевых полевых шпатов можно отличить по косому углу их спайности. Однако внутри ряда плагиоклазов отличить различные минеральные виды друг от друга не представляется возможным. В кислотах не растворяются.

Происхождение и изменение. Плагиоклазы, являющиеся наиболее распространенными из группы полевых шпатов, присутствуют в подавляющем большинстве изверженных пород. В пегматитах, генетически связанных с гранитами и вообще с щелочными интрузивными породами, из плагиоклазов встречается главным образом альбит, развивающийся большей частью позднее метасоматическим путем в виде мелкозернистых масс преимущественно за счет кали-натриевых полевых шпатов.

Практическое значение. Сплошные скопления плагиоклазов вследствие пониженного содержания в них щелочей редко могут представлять промышленный интерес. Красиво отливающие синим цветом темносерые или почти черные лабрадориты используются в качестве облицовочного полированного камня. Солнечный камень употребляется обычно для дешевых поделок. Он встречается также в пегматитовых жилах.

ПОДГРУППА ОРТОКЛАЗА (КАЛИ–НАТРИЕВЫХ ПОЛЕВЫХ ШПАТОВ)

Относящиеся сюда кали-натриевые полевые шпаты в зависимости от температуры могут кристаллизоваться в разных модификациях (моноклинной и триклинной). Вследствие того, что К¹⁺ и Na¹⁺ существенно отличны друг от друга по размерам ионных радиусов (соответственно: 1,33 и 0,98А), образующиеся при высоких температурах твердые растворы с постепенным понижением температуры распадаются, образуя так называемые п е р т и т ы, обычно представляющие закономерные срастания продуктов распада твердых растворов.

Все это, естественно, обусловливает значительные усложнения в составе и структуре относящихся сюда минеральных видов.

Таким образом, для соединения K[AlSi₃O₈] существуют прежде всего две моноклинные модификации (санидин, устойчивый при температуре выше 900°, и ортоклаз, устойчивый ниже этой температуры) и одна триклинная, но очень близкая к моноклинным, называемая микроклином.

Ортоклаз – K[AlSi₃O₈], или К₂О·А1₂О₃-6SiO₂. «Ортоклаз» по-гречески – прямораскалывающийся. Действительно, угол между спайностями равен 90°. Бесцветная прозрачная разновидность ортоклаза носит название адуляра. В процессе нагревания при температуре около 900° переходит в санидин—модификацию, отличающуюся по некоторым оптическим константам. Сингония моноклинная; облик кристаллов чаще всего призматический. Обычные непрозрачные ортоклазы обладают светлорозовым, буровато-желтым, красновато-белым цветом. Блеск стеклянный, особенно у адуляра. Твердость 6–6,5. Спайность совершенная.

Диагностические признаки. Макроскопически ортоклазы довольно легко узнаются по желтоватым и красноватым светлым окраскам, высокой твердости и углу между спайностями. Правда, отличить его от не менее распространенного микроклина аналогичной окраски на глаз (без микроскопического изучения) невозможно.

Происхождение. Ортоклаз встречается главным образом в кислых, частью в средних по кислотности изверженных породах. В гранитных пегматитах ортоклаз по сравнению с микроклином относительно редок.

Микроклин – K[AlSi₃O₈]. «Микроклин» по-гречески – незначительно отклоненный. Сингония триклинная. В пегматитовых жилах часто наблюдается в виде необычайно крупнокристаллических агрегатов, легко раскалывающихся при ударе по плоскостям спайности. Нередко встречается также в виде друз хорошо образованных кристаллов. Цвет микроклина обычно такой же, как ортоклаза. Встречается однако разновидность зеленого цвета, называемая а м а з о н и т о м. Эта окраска бывает неоднородной, приуроченной нередко к периферии кристаллов, или распространяется внутрь их в форме жилок, линзочек или неправильной формы пятен, иногда в соседстве с прожилками белого кварца. Блеск стекляный, на плоскостях спайности слегка перламутровый. Твердость 6–6,5. Спайность совершенная. Уд. вес 2,54—2,57.

Диагностические признаки. По внешним признакам микроклин не отличим от ортоклаза. В тонких шлифах под микроскопом легко узнается по характерному решетчатому строению отдельных индивидов.

Происхождение. По сравнению с ортоклазом гораздо шире распространен в интрузивных кислых и щелочных породах (гранитах, гранодиоритах, сиенитах и др.).

Практическое значение. Наибольший промышленный интерес представляют пегматитовые месторождения кали-натриевых полевых шпатов, из которых главную роль играет обычно микроклин. Используются они главным образом в стекольной и керамической промышленности. Применение полевых шпатов основано на их свойстве при сравнительно невысоких температурах плавления давать стекло, которое с прибавками каолина и кварца при застывании образует плотную белую, слегка просвечивающую массу, называемую фарфором, идущим на изготовление посуды, а также глазури и эмалей. В значительных массах кали-натриевые полевые шпаты употребляются для изготовления так называемого электрического фарфора. Особо чистые сорта идут на изготовление искусственных фарфоровых зубов. Амазонит, окрашенный в красивый зеленый цвет, употребляется для изготовления украшений и разных поделок (ваз, шкатулок, пепельниц и пр.).

ПОДГРУППА ГИАЛОФАНА

К этой подгруппе относятся кали-бариевые полевые шпаты, кристаллизующиеся в моноклинной сингонии. Они представлены изоморфными смесями ряда K[AlSi₃O₈] –Ba[Al₂Si₂O₈].

Гиалофаны – сингония моноклинная. Кристаллы гиалофанов аналогичны кристаллам ортоклаза (адуляра). Кристаллы водяно-прозрачные, иногда серые с желтоватым, зеленоватым или голубоватым оттенком, реже красные. Встречаются в виде друз в пустотах или в виде прожилков. Блеск стеклянный, на плоскостях спайности перламутровый. Твердость 6—6,5. Спайность такая же, как у ортоклаза. Уд. вес 2,6-2,82. В кислотах не растворяются. От ортоклаза могут быть отличены по присутствию бария и явно повышенному удельному весу, а также по оптическим константам.

Ортоклазы, содержащие в небольших количествах барий, встречаются в магматических изверженных породах. Богатые барием разности наблюдались в контактово-метасоматических месторождениях.

Цельзиан– Ba[Al₂Si₂0₈]. Содержание ВаО обычно колеблется от 34 до 42%. Сингония моноклинная. Прозрачный, бесцветный или просвечивающий. Иногда имеет хроматическую красную или черную окраску, обусловленную примесями окиси железа или окислов марганца. Блеск стеклянный. Твердость 6. Спайность такая же, как у ортоклаза. Уд. вес 3,31—3,37.

Лекция 8

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: