ГРУППА ПОЛИМОРФНЫХ МОДИФИКАЦИЙ КРЕМНЕЗЕМА

Кварц (англ. Quartz) – один из самых рапространенных минералов в земной коре. Химическая формула: SiO₂, природный диоксид кремния. Тригональная сингония. Кремнезём, наиболее распространённой формой нахождения которого в природе является кварц, обладает развитым полиморфизмом. Две основные полиморфные кристаллические модификации двуокиси кремния: гексагональный α-кварц, устойчивый при давлении в 1 атм. в интервале температур 870—573°С, и тригональный β-кварц, устойчивый при температуре ниже 573°С. В природе широко распространён именно β-кварц. Все гексагональные кристаллы α-кварца, находимые в обычных условиях, являются параморфозами β-кварца по α-кварцу. β-кварц кристаллизуется в классе тригонального трапецоэдра тригональной сингонии. Кристаллическая структура - каркасного типа, построена из кремне-кислородных тетраэдров, расположенных винтообразно (с правым или левым ходом винта) по отношению к главной оси кристалла. В зависимости от этого различают правые и левые структурно-морфологические формы кристаллов кварца, отличимые внешне по симметрии расположения некоторых граней (например, трапецоэдра и др.). Отсутствие плоскостей и центра симметрии у кристаллов β-кварца обусловливает наличие у него пьезоэлектрических и пироэлектрических свойств.

Другие полиморфные модификации кремнезёма:

Кристобалит

Тридимит

Коэсит

Стишовит (образуется при очень высоком давлении и умеренной температуре, впервые обнаружен на месте эпицентра ядерного взрыва)

Моганит

Обычны кристаллы в виде шестигранной призмы, с одного конца (реже с обоих) увенчанной шести- или трехгранной пирамидальной головкой. Часто по направлению к головке кристалл постепенно сужается. На гранях призмы характерна поперечная штриховка. Наиболее часто кристаллы имеют удлиненно-призматический облик с преимущественным развитием граней гексагональной призмы и двух ромбоэдров, образующих головку кристалла. Реже кристаллы принимают облик псевдогексагональной дипирамиды. Внешне правильные кристаллы кварца обычно сложно сдвойникованы, образуя наиболее часто двойниковые участки по т. н. бразильскому или дофинейскому законам. Последние возникают не только при росте кристаллов, но и в результате внутренней структурной перестройки при термических α-β полиморфных переходах, сопровождаемых сжатием, а также при механических деформациях.

В магматических и метаморфических горных породах кварц образует неправильные изометричные зерна, сросшиеся с зернами других минералов, его кристаллами часто инкрустированы пустоты и миндалины в эффузивах.

В осадочных породах - конкреции, прожилки, секреции(жеоды), щётки мелких короткопризматических кристаллов на стенках пустот в известняках и др. Также обломки различной формы и размеров, галька, песок.

Блеск стеклянный, в сплошных массах иногда жирный. Излом неровный или раковистый. Спайность несовершенная по основному ромбоэдру и пинакоиду(001), иногда наблюдается отдельность. Твердость 7. Плотность 2,6 - 2,65 г/см³

Растворяется в плавиковой кислоте. Температура плавления 171 - 1728°С (из-за высокой вязкости расплава определение температуры плавления затруднено, существуют различные данные). Диэлектрик (электрический ток не проводит). Пъезоэлектрик. SiO₂ относится к группе стеклообразующих оксидов, то есть склонен к образованию переохлажденного расплава - стекла.

РАЗНОВИДНОСТИ КВАРЦА

Горный хрусталь — кристаллы бесцветного прозрачного кварца

Раухтопаз (дымчатый кварц) — светло-серый или светло-бурый

Морион — чёрный

Аметист — драгоценная разновидность горного хрусталя фиолетового, фиолетово-розового, сиренево-красного цвета

Цитрин — лимонно-жёлтый

Авантюрин — мерцающий из-за многочисленных включений мелких чешуек слюды или гематита (железной слюдки) кварцит желтоватого или буровато-красного цвета

Празем — зелёный (из-за включений актинолита)

Волосатик — горный хрусталь с включениями тонкоигольчатых кристаллов рутила, турмалина, гётита или других минералов, образующих тонко-игольчатые кристаллы

Халцедон — скрытокристаллическая тонковолокнистая разновидность. Полупрозрачен или просвечивает, цвет от белого или серого до медово-жёлтого. Образует сферолиты, сферолитовые корки, псевдосталактиты или сплошные массивные образования

Агат — слоисто-полосчатая разновидность халцедона

Кремень — тонкозернистые скрытокристаллические агрегаты кремнезёма непостоянного состава, состоящие в основном из кварца и в меньшей степени халцедона, кристобалита, иногда с присутствием небольшого количества опала. Обычно находятся в виде конкреций или гальки, возникающей при их механическом разрушении.

Тигровый глаз, Соколиный глаз, Бычий глаз - продукты замещения (псевдоморфозы) кварцем различных видов асбеста.

ХАЛЦЕДОН И ЕГО РАЗНОВИДНОСТИ

Халцедон (от греч. chalkedon), минерал, скрытокристаллическая разновидность кварца. Содержит примеси Fe3+, Al3+, до 1-1,5% воды и др. Под микроскопом обнаруживает тонковолокнистое, часто радиально-волокнистое строение; волокна микрокристаллов кварца иногда винтообразно закручены (радужные агаты с эффектом иризации). Образует корки, почковидные, гроздьевидные, сталактитоподобные натечные агрегаты, прожилки, конкреции, псевдоморфозы по органическим остаткам и минералам, а также выполняет пустоты.

Полупрозрачен или просвечивает, блеск в изломе матовый, окраска разнообразная. Спайность отсутствует; характерен неровный или занозистый излом. Твердость по минералогической шкале 6,5-7; плотность 2570-2640 кг/м3.

Разновидности халцедона по цвету: хризопраз; сердолик, карнеол - красновато-желтый; сардер - красно-бурый; сапфирин - голубовато-серый; плазма - луково-зеленый мутный Халцедон; восковой Халцедон, или церагат, - светло-желтый. Некоторые разновидности Халцедона характеризуются пятнистой окраской: гелиотроп, мирикит - серый с красными пятнами, стефаник (точечный агат) - белый или светло-серый с красными точками.

Разновидности халцедона по текстуре: агат - с концентрическими полосками; оникс, или ленточный агат, - параллельно-полосчатый, с прямыми или плавно изогнутыми полосами. Уругвайские агаты сочетают концентрическую и горизонтальную полосчатость. По рисунку полосчатости выделяются бастионные (крепостные), руинные, ландшафтные, звездчатые, облачные и другие агаты.

По характеру включений различают: моховик (моховой агат) - полупрозрачный Халцедон с включениями зеленого хлорита или актинолита; моккаштейн (дендрагат) - Халцедон с включениями дендритов оксидов марганца или железа; энгидрос - желваки Халцедона с полостями, заполненными водой.

Халцедон - широко распространенный породообразующий минерал. Образуется из низкотемпературных гидротермальных растворов, а также при процессах диагенеза, эпигенеза и выветривания. Отлагается главным образом из коллоидных растворов (продукт раскристаллизации гелей кремнезема). Халцедон часто встречается в осадочных породах в виде желваков, конкреций, пластообразных залежей, псевдоморфоз по раковинам, кораллам и др. Халцедон - основной компонент многих кремнистых пород, окаменелой древесины, яшм. Главные промышленные месторождения Халцедона связаны с миндалекаменными эффузивами, а также с продуктами их разрушения.

Благодаря разнообразию окраски и способности хорошо полироваться Халцедон и его разновидности с глубокой древности использовались как поделочные камни, для изготовления ритуальных предметов и украшений; известны халцедоновые и сердоликовые бусины неолитического возраста, резные цилиндрические печати (Вавилон), агатовые и сердоликовые вставки в золотых украшениях Древнего Египта. Оникс особенно широко применялся в античных государствах Средней Азии и Средиземноморья. Агат и Халцедон, кроме того, применяются в лабораторной практике для химических и фармацевтических целей (агатовые ступки), в точном приборостроении (опорные призмы весов и др.). В России месторождения поделочного Халцедона и его цветных разновидностей расположены в Восточном Забайкалье (Тулдунское и др.), на Урале (Магнитогорское и др.) и т. д.

Лекция 9

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: