Главная

Популярная публикация

Научная публикация

Случайная публикация

Обратная связь

ТОР 5 статей:

Методические подходы к анализу финансового состояния предприятия

Проблема периодизации русской литературы ХХ века. Краткая характеристика второй половины ХХ века

Ценовые и неценовые факторы

Характеристика шлифовальных кругов и ее маркировка

Служебные части речи. Предлог. Союз. Частицы

КАТЕГОРИИ:






Классификация силикатов.




Подкласс А. Силикаты с изолированными тетраэдрами SiO4 в кристаллических структурах.

Подкласс Б. Силикаты с изолированными группами тетраэдров SiO4 в кристаллических структурах.

Тип 1. С изолированными группами Si2O7.

Тип 2. С кольцевыми анионными радикалами SinO3n.

Подкласс В. Силикаты с непрерывными цепочками тетраэдров SiO4 в кристаллических структурах.

Тип 1. С одинарными цепочками.

Тип 2. С двойными цепочками.

Подкласс Г. Силикаты с непрерывными слоями тетраэдров SiO4 в кристаллических структурах.

Подкласс Д. Силикаты с непрерывными трехмерными каркасами тетраэдров (Si, Al)O4 в кристаллических структурах.


Лекция 2

ОСТРОВНЫЕ СИЛИКАТЫ

Среди силикатов это наиболее многочисленный подкласс минералов. Его характерными представителями являются оливин, альмандин, гроссуляр, топаз, эпидот. Силикаты этого подкласса имеют разнообразный состав – это минералы магния, железа, кальция, марганца, титана, алюминия, редких земель, тория, циркония, ниобия и др.

К числу породообразующих и наиболее широко распространенных в природе минералов относятся оливины, гранаты, эпидот, кианит, титанит, циркон. Практическое значение имеет лишь ничтожная доля от общего числа минералов. В качестве абразивных материалов используются гранаты, драгоценными минералами являются топаз, альмандин, пироп, уваровит, хризолит (разновидность оливина).

Островные силикаты образуются даже в стесненных условиях роста в виде хороших кристаллов. В виде изометричных хорошо ограненных зерен встречаются гранаты, идеально развитые дипирамидальные призматические кристаллы тетрагональной сингонии образует циркон, в совершенных кристаллах ромбической сингонии обычно наблюдаются топаз и ставролит. Из распространенных минералов только оливин и хондродит редки в кристаллах.

Окраска островных силикатов обычно обусловлена, присутствием в их составе в качестве главных и примесных компонентов элементов-хромофоров Атомы двух- и трехвалентного железа вызывают при разных своих соотношениях зеленые (гроссуляр, эпидот), коричневые (андрадит, ставролит, титанит) цвета. Окрашенные марганцем и железом минералы имеют малиново-красный, лилово-красный цвет (альмандин). Железо в сочетании с титаном вызывает коричнево-черную окраску минералов. Лишь в редких случаях встречаются бесцветные, белые островные силикаты – это химически чистые гроссуляр, форстерит, топаз, каламин.

Компактность структуры и наличие в минералах небольших, но высокозарядных катионов проявляются в высокой плотности и твердости (от 6 до 8) этих минералов. Из-за большой твердости эти минералы черты не дают (они процарапывают бисквитную пластинку), даже у густо окрашенных минералов она чуть заметна.

Происхождение. Островные силикаты — это минералы преимущественно высоких температур и давлений, т.е. минералы больших глубин. Главными типами месторождений являются магматические и метаморфические горные породы и некоторые метасоматиты. Как исключение они образуются в приповерхностных условиях.

Оливин (Mg,Fe)2SiO4. Назван по оливково-зеленому цвету. Сингония ромбическая. Оливин обычно распространен в зернистых агрегатах. Хорошо образованные кристаллы в пустотах (или вросшие в метаморфических породах) встречаются сравнительно редко. Цвет оливина желтый с зеленоватым оттенком; чаще он бесцветен, совершенно прозрачный. Блеск стеклянный, жирный. Твердость 6,5-7. Хрупок. Спайность средняя или несовершенная. Излом часто раковистый. Уд. вес 3,3-3,5. В НС1 почти не растворяется. Порошок бурно разлагается в концентрированной H2SO4 с образованием студня SiO2.

Происхождение. В главной своей массе оливин имеет магматическое происхождение. В горных районах встречаются целые массивы бедных кремнеземом изверженных оливиновых горных пород. Нередко является составной частью таких горных пород, как габбро, диабаз, базальт и туфы основных эффузивов.

Практическое значение. Маложелезистые чисто оливиновые породы, неизмененные или частично серпентинизированные, представляют высококачественное сырье для изготовления огнеупорных форстеритовых кирпичей. Прозрачные, красиво окрашенные и не затронутые метаморфизмом кристаллы оливина (хризолиты) употребляются как драгоценные камни в ювелирном деле.

Гранаты. Общая формула R23+R32(SiO4)3 «Гранатус» по-латыни—подобный зернам. Название дано по сходству цвета первоначально изученных кристалликов граната с цветом зернышек в плодах гранатового дерева. Происхождение названий отдельных минеральных видов различно (пироп, альмандин, спессартин, гроссуляр, эссонит (гессонит), андрадит, уваровит, шорломит).

Сингония кубическая. Наиболее распространенной является форма ромбического додекаэдра. Цвет гранатов варьирует весьма широко. Бесцветные прозрачные разности редки. Гранаты синего цвета не встречаются. Хромсодержащие гранаты обычно окрашены в яркозеленый цвет, а иногда, при малом содержании хрома, – в красный. В зеленый цвет иногда окрашены и некоторые прозрачные разности андрадита (демантоид). Черта белая или светло окрашенная в различные оттенки. Блеск жирный, стеклянный, иногда близкий к алмазному (андрадит) или алмазный (шорломит). Твердость 6,5-7,5. Более высокой твердостью обладают альмандин, пироп и спессартин. Спайность несовершенная. Излом неровный. Уд. вес 3,5-4,2.

Происхождение. Наибольшим распространением пользуются гранаты контактово-метасоматического происхождения, возникающие в результате реакций преимущественно кислых магм с карбонатными породами (известняками и доломитами) в условиях сравнительно высоких температур. Реже встречаются месторождения, возникшие под воздействием кислых магм на основные метаморфические породы. В парагенезисе с ними довольно часто наблюдаются мусковит, биотит, кварц, дистен, силлиманит, графит, рутил, магнетит и др. В процессе выветривания гранаты, как относительно стойкие в химическом отношении минералы, переходят в россыпи.

Практическое значение. Прозрачные красиво окрашенные разности гранатов применяются в ювелирном деле как полудрагоценные камни. В настоящее время они большого значения не имеют. Гранаты, обладающие высокой твердостью (альмандин, штроп, спессартин), широко применяются в качестве абразивного материала. Около 90% гранатов идет на изготовление так называемой гранатовой бумаги или полотна, употребляемых преимущественно для полировки твердых пород дерева (дуба, ореха, клена, красного дерева и др.), шлифования зеркальных стекол, полировки кожи, твердого каучука, целлулоидных и других изделий.

Дистен Al2[SiO4]O, Сингония триклинная. Дистен обычно наблюдается в длинных столбчатых часто уплощенных кристаллах. Цвет дистена голубой, синий (различной интенсивности), иногда зеленый, желтый, реже он бесцветный, редко черный. Блеск стеклянный, на плоскостях спайности иногда перламутровый. Твердость в различных направлениях не одинакова, что весьма характерно для дистена: на грани параллельно удлинению кристалла 4,5, в поперечном направлении 6. Хрупок. Спайность совершенная. Уд. вес 3,56-3,68. В НС1 не растворяется.

Происхождение. Дистен образуется в процессе метаморфизма богатых глиноземом пород в обстановке весьма высоких давлений, т. е. на значительных глубинах в земной коре. В ассоциации с дистеном, кроме слюд, довольно часто встречаются корунд, турмалин, иногда рутил, ставролит, андалузит и другие минералы, образующиеся в метаморфических породах. Как химически устойчивый минерал, дистен при выветривании горных пород переходит в россыпи.

Практическое значение. Породы, содержащие дистен, андалузит и силлиманит, являются важным для промышленности высокоглиноземистым сырьем. Применяется при производстве высококачественных фарфороподобных огнеупорных и кислотоупорных изделий, обладающих существенными преимуществами перед кварцевыми и другими огнеупорными материалами, а также при производстве специальных изоляторов, запальных свечей, трубок для пирометров и т. д.

Андалузит Al2[SiO2]О. Сингония ромбическая. Встречается в лучисто-шестоватых и зернистых агрегатах. Редко бесцветный; обычно окрашен в серый, желтый, бурый, розовый, красный и темнозеленый (марганцовистая разность) цвет. Блеск стеклянный. Твердость 7-7,5. Спайность ясная. Излом неровный, занозистый. Уд. вес 3,1-3,2.

Происхождение. Андалузит нередко распространен как контактово-метаморфический минерал в глинистых или углисто-глинистых сланцах, а также в измененных эффузивных породах, особенно в генетической связи с интрузивами гранитов. Реже встречается в гнейсах и слюдяных сланцах в ассоциация с гранатом, корундом, дистеном и др.

Везувиант Ca3Al2[SiO4]2[OH]4. Сингония тетрагональная. Цвет везувиана желтый, серый, зеленый, бурый различных оттенков, иногда черный, редко голубой, красный и розовый. Для хромвезувиана характерна интенсивная изумрудно-зеленая окраска. Блеск стеклянный, жирный. Твердость 6,5. Хрупкий. Спайность несовершенная. Излом неровный или раковистый. Уд. вес 3,34-3,44.

Происхождение. Везувиан хотя встречается и не так часто, как гранаты, но все же является типичным минералом в некоторых контактово-метасоматических образованиях, возникших за счет известняков или доломитов. В ассоциации с ним встречаются гранаты (гроссуляр), диопсид, эпидот, кальцит, хлориты, скаполиты и др. Реже он наблюдается в метаморфических породах. Известны псевдоморфозы эпидота по везувиану.

Практического значения не имеет.


Лекция 3

КОЛЬЦЕВЫЕ СИЛИКАТЫ

Подкласс кольцевых силикатов объединяет сравнительно небольшое число редких в природе минералов. Среди них только два минерала – турмалин и берилл — играют в некоторых случаях роль второстепенных, а иногда и даже главных минералов ряда минеральных месторождений.

Минералы группы турмалина (шерл NaFe3Al6(Si6O18)(BO3)3(OH)4 и рубеллит Na(Li1,5Al1,5)Al6(Si6O18)(BO3)3(OH)4) относятся к силикатам, содержащим кольца [Si6O18]12–. В структуре такие шестичленные кольца комбинируются с треугольниками BO33–.

Химический состав турмалина сложен. Помимо элементов, указанных в формуле, иногда присутствует хром, а в гидроксильной позиции часть (OH)–1 часто замещается F–1.

Физические свойства. Облик кристаллов столбчатый с характерной на гранях призмы вертикальной штриховкой. Для поперечных разрезов характерны формы сферического треугольника, образующиеся за счет комбинации граней. Твердость высокая (до 7,5), плотность 3,0. Цвет турмалина изменчив: зеленый, розовый, желтый, черный (шерл). Встречается турмалин и совершенно белый.

Одно из замечательных минералогических явлений – полихромные турмалины, т.е. турмалины различно окрашенные в пределах одного кристалла. Обычно видим изменение окраски по зонам параллельным граням призмы. Иногда наблюдается изменение окраски и на участках кристаллов, параллельных базису, в результате чего имеются призматические кристаллы, один конец которых окрашен, например, в красный цвет, другой – в зеленый.

Второе замечательное минералогическое явление, связанное с турмалином, это исключительно четко выраженный пироэлектрический эффект. Суть явления состоит в следующем. Один конец кристалла при нагревании заряжается отрицательно (при остывании положительно), другой – наоборот. Турмалину свойственен также и пьезоэлектрический эффект, т.е. образование электрических зарядов при приложении механических напряжений. В этом случае происходит нарушение распределений электрических зарядов в самой решетке. Благодаря этому свойству крупные совершенные кристаллы турмалина используются в радиотехнике. Турмалиновые пластинки используются для стабилизации длинных волн.

Нахождение 1.Пегматиты и граниты. В пегматитах часто находят литиевые турмалины с лепидолитом. В пегматитовых телах в ряде случаев устанавливается закономерное изменение цвета турмалина от черного к темнозеленому, синему, светло-зеленому и розовому (литиевому турмалину).Изменение окраски минерала связано с изменением состава газово-жидкой среды в камере пегматита по мере кристаллизации, в ходе формирования пегматитового тела.

2.Метаморфические породы. Здесь турмалины образуются за счет преобразования осадочных пород и изверженных. Бор либо привносится растворами магматического происхождения, либо заимствуется из осадочных образований.

3. Обломочные породы.

Берилл Be3Al2[Si6O18] Основная особенность структуры – наличие уже шестичленных колец, образованных шестью кремнекислородними тетраэдрами.

Этот минерал обычно содержит щелочи до 5-7%. Это Na, Li, К, Cs и Rb. Цезийсодержащая красная разновидность называется воробьевитом.

Физические свойства Форма кристаллов – призмы часто удлиненные до игольчатых. Цвет изменчив: белый, бледнозеленый, желтый, янтарный. Часто прозрачные камни бледнозеленого цвета, желтовато-зеленого или голубовато-зеленого называются аквамаринами, травно-зеленого – изумрудами. Все они высоко ценятся ювелирами. Разная окраска бериллов связывалась с присутствием тех или иных элементов – железа, хрома, лития, цезия, скандия (голубая) или с искажением решетки (голубой цвет).

В настоящее время считается установленным, что окраска желтых, желто-зеленых и голубых (аквамариновых) разновидностей берилла обусловлена примесью только железа. Наличие того или иного типа окраски зависит как от валентности ионов железа, так и от координации, в которой эти ионы находятся.

Интересно, что и бесцветный берилл также содержит значительное количество железа, но все железо двухвалентное и сосредоточенно в октаэдрической позиции. При отжиге (550-600°С) можно не только перевести окраску берилла из желтой в голубую, но и получить промежуточные окраски.

Нахождение. Встречается преимущественно в гранитах и гранитных пегматитах, часто в пустотах с образованием друз или по трещинам с образованием радиально-лучистых кристаллов. В пегматитах совместно с бериллом находятся кварц, полевой шпат, мусковит, лепидолит, сподумен, колумбит, танталит и др.

Берилл встречается в грейзенах, нефелиновых сиенитах, слюдистых сланцах и мраморах.

Применение Основном источник для получения бериллия, идущего для изготовления легких сплавов и в атомной промышленности. Изумруды и аквамарины – драгоценные камни первого класса.

Кордиерит (Mg,Fe)2Al3[AlSi5O18] Структура аналогична бериллу. В основе ее те же шестерные кольца. Места ионов бериллия занимают ионы алюминия, а некоторая часть ионов кремния замещена алюминием.

Физические свойства Ромбические кристаллы призматического облика, чаще зернистые агрегаты. Бесцветен или чаще окрашен в характерные оттенки синего, фиолетового или бурого цвета. Хрупок. Тв. 7-7.5. Излом раковистый.

Можно спутать с синей разновидностью корунда (сапфиром), с кварцем. Сапфир более твердый, От кварца, да и от других минералов легко отличается микроскопически – по оптическим свойствам. В частности для кордиерита очень характерен трихроизм.

Происхождение метаморфический минерал, в кордиеритовых сланцах, гнейсах – породообразующий минерал. Это высокоглиноземистные породы, в андезитах и пегматитах.

Хризоколла (Cu,Al)2Н2Si2O5(ОН)4. nН2О; n около 4. «Хризос» по_гречески – золото, колла – клей.

Физические свойства Сингониямоноклинная. Обычно хризоколла представлена типичным коллоидом. Встречается в опаловидных массах в виде корочек с натечной, иногда пузырчатой поверхностью, а также в землистых массах. Цветхризоколлы голубой, голубовато-зеленый или синий, бурый (от примесей гидроокислов железа) и даже черный. Чертау более чистых разностей зеленовато-белая. Блеск у опаловидных разностей стеклянный глянцевый, восковой, матовый. Твердостьоколо 2, иногда 4. Хрупкая. Излом неровный, раковистый. Уд. вес2,0—2,3. Часть воды удаляется при нагревании до 110°, другая часть – при более высоких температурах.

Узнается по колломорфным массам, голубовато–зеленым оттенкам и сравнительно невысокой твердости. В кислотах разлагается и выделяет кремнезем в порошковидном состоянии.

Происхождение и месторождения. Хризоколла является типичным минералом зон окисления медных месторождений и преимущественно распространена в районах с сухим жарким климатом. В ассоциации с ней встречаются самые различные кислородные соединения меди. Наблюдались псевдоморфозы хризоколлы по малахиту, азуриту, атакамиту, либетениту, церусситу, кальциту и т. д. Установлены так же постепенные переходы к менее водным силикатам меди (планшеиту).


Лекция 4






Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском:

vikidalka.ru - 2015-2024 год. Все права принадлежат их авторам! Нарушение авторских прав | Нарушение персональных данных