Подкласс – слоистые силикаты

В структуре слоистых силикатов тетраэдрические слои кремнекислородных тетраэдров образуют совместно с октаэдрическими слоями двухслойные (каолинит, серпентин), трехслойные (тальк) или четырехслойные (хлориты) нейтральные пакеты. Пакеты в двухслойных силикатах сложены одним тетраэдрическим и одним октаэдрическим слоями; причем в двухслойных пакетах Si⁴⁺ никогда не замещается Al³⁺. В трехслойных пакетах - два тетраэдрических и один октаэдрический слой, расположенный между ними.

В минералах группы монтмориллонита, в отличие от талька, между пакетами располагаются молекулы воды. Количество воды между пакетами может изменяться в широких пределах, с чем связана их способность набухать в воде. Для минералов этой группы характерны широкие изоморфные замещения Si⁴⁺ и Al³⁺, избыточные отрицательные заряды компенсируются при этом ионами Ca, Na, K, располагающимися вместе с молекулами воды между пакетами. В минералах группы слюд тетраэдрические слои обычно сложены кремне- и алюмокислородными тетраэдрами, а между трехслойными пакетами располагаются ионы К, компенсирующие избыточные заряды пакетов. В гидрослюдах наряду с ионами К между пакетами присутствуют ионы оксония (Н₃О)⁺, молекулы воды и гидратированные ионы магния Mg(OH)⁺. Для четырехслойных пакетов характерно чередование трехслойных пакетов с октаэдрическими слоями. Главными катионами слоистых силикатов являются Mg, Al, Fe, Ca и Na. В слоистых силикатах они играют значительно меньшую роль, чем в ленточных силикатах. Все слоистые силикаты относятся к основным солям и содержат значительное количество (ОН)-ионов, а также другие добавочные анионы. В некоторых из них большую роль играет кристаллизационная, межcлоевая и адсорбированная вода.

Структура слоистых силикатов
С двухслойными пакетами	С трехслойными пакетами	С четырехслойными пакетами
СерпентинMg3[Si2O5](OH)4 КаолинитAl2[Si2O5](OH)4) ГаллуазитAl2[Si2O5](OH)4·2H2O	Тальк Mg3[Si4O10](OH)2 Группа слюд Мусковит КAl2[AlSi3O10](OH)2 Флогопит КMg3[AlSi3O10](OH)2 БиотитК(Mg,Fe)3[AlSi3O10](OH)2 Группа гидрослюд ВермикулитMg0,5(Mg,Fe)3[(Si,Al)4O10](OH)2·4H2O Глауконит K(Mg,Fe,Al)2[AlSi3O10](OH)2 Иллит (гидромусковит) (K,H3O)Al2[AlSi3O10](OH)2·nH2O Бейделлит(Na,K,Ca)Аl2[(Si,Al)4O10](OH)2·nH2O Монтмориллонит(Na,K,Ca)(Al,Fe,Mg)[(Si,Al)4O10](OH)2·nH2O Нонтронит(Na,K,Ca)Fe2[(Si,Al)4O10](OH)2·nH2O	Хлориты (Mg,Fe,Al)6[(Al,Si)4O10](OH)8

Близость структур отдельных слоистых силикатов друг с другом и со структурами слоистых алюмосиликатов приводит к появлению различных смешанно-слоистых силикатов. Из-за слоистой структуры для этих минералов характерны таблитчатые кристаллы, чешуйчатые агрегаты, иногда скрытокристаллические. Для них характерны совершенная и весьма совершенная спайность по слоистости, низкая твердость. Из-за слабой связи между слоями и большого расстояния между ними многие слоистые силикаты обладают ионно-обменными свойствами, способны поглощать воду и другие вещества с полярными молекулами. Слоистые силикаты, особенно в мелкочешуйчатых агрегатах, трудно отличаются друг от друга. Значительную помощь при диагностике может оказать термический анализ, инфракрасная спектроскопия, электронная микроскопия и другие специальные методы диагностики. Основная масса слоистых силикатов является продуктами гидролиза островных, цепочечных, ленточных, а также каркасных силикатов. Это минералы гидротермально-измененных пород и поверхностных процессов. Они возникают также в контактово-метасоматических (скарны) и метаморфических процессах. В результате гидролиза возникает множество смешанно-слоистых минералов типа тальк-хлоритов, пирофиллит-хлоритов и других. Наиболее типичными продуктами гидролиза являются хлориты и слюды. Затем гидролиз ведет к образованию гидрослюд, монтмориллонита и, наконец, каолинита, гидроксидов алюминия и кремнезема. Степень развития процессов гидролиза определяется в первую очередь температурой, рН среды, интенсивностью водообмена, активностью катионов. Так, при высокой активности Mg и Al в условиях относительно высокой температуры возникают хлориты, а в условиях высокой активности К - мусковит (особенно по каркасным алюмосиликатам). При более низкой температуре и высокой активности Mg²⁺, Al³⁺, Ca²⁺, Na⁺ образуются смешанно-слоистые хлорит-смектиты, которые при более низкой температуре замещаются смектитами. Смектиты - это минералы семейства монтмориллонита. «Смектит» - английский синоним названия «монтмориллонит». При достаточном водообмене смектиты, в свою очередь, переходят в кандиты. Кандиты - это минералы группы каолинита. Наряду с конечными продуктами гидролиза может существовать большое число промежуточных соединений. При этом за счет разных исходных минералов возникают сложные тончайшие смеси слоистых силикатов и слоистых алюмосиликатов. В таких смесях обычно содержатся минералы кремнезема, гидроксиды Al, Fe, Mn, оксиды Fe и Mn, иногда карбонаты Mg, Fe, Ca и другие вторичные и остаточные минералы. Подобные образования характеризуются тонкой дисперсностью, способностью давать с водой пластичные массы, за что и получили название «глинистые минералы». Они объединяют минералы группы монтмориллонита и группы каолинита. Глины часто содержат также хлорит, серпентин, гидрослюды, которые являются типичными слоистыми алюмосиликатами.

ТАЛЬК - Mg₃[Si₄O₁₀](OH)₂. Моноклинная сингония. Вероятно, название имеет арабское происхождение. Часто соответствует идеальной формуле. Обычно содержит примеси Fe²⁺, иногда Сг³⁺. Листоватые, чешуйчатые, мелкозернистые и плотные до скрытокристаллических массы. Основные диагностические свойства. Цвет бледно-зеленый, белый с зеленоватым оттенком. Блеск стеклянный до перламутрового на плоскостях спайности; в плотных агрегатах - тусклый. В тонких листочках прозрачен. Спайность весьма совершенная, листочки гибкие, но не упругие. Твердость 1. Жирный на ощупь. Черта белая.

Диагностика. Легко узнается по низкой твердости, цвету, жирному ощущению в руках, по весьма совершенной спайности.

Происхождение. При гидротермальном изменении ультраосновных пород в ассоциации с серпентином, магнезитом, актинолитом, магнетитом по реакции: (Mg,Fe)[SiO₄] (оливин) + H₂O + CO₂ = Mg₃[Si₄O₁₀](ОH)₂ (тальк) + (Mg,Fe)[CO₃] (брейнерит). Метаморфический в тальковых, тальк-актинолитовых и других сланцах.

Значение. Применяется в металлургической, химической, резиновой, бумажной промышленности, в медицине. Огнеупорный материал.

СЕРПЕНТИН - Mg₃[Si₂O₅](OH)₄. Моноклинная сингония. Название от латинского «серпентес» - змея, из-за часто гладкой, блестящей поверхности, напоминающей кожу змеи. Русское название - змеевик. Под общим названием «серпентин» объединяется ряд политипов и структурных разновидностей (антигорит, хризотил, лизардит). Антигорит - листоватый серпентин, чешуйчатый, скорлуповатый. Плотные скрытокристаллические параллельно-волокнистые агрегаты - хризотил-асбест. Офит, серпофит, благородный серпентин - это синонимы плотного, просвечивающего по краям серпентина с восковым блеском.

Основные диагностические свойства. Цвет минерала иногда белый, желтоватый, чаще зеленый разных оттенков из-за примеси железа. Блеск стеклянный, жирный, тусклый до шелковистого у волокнистых разностей. Спайность весьма совершенная, но макроскопически наблюдается крайне редко, излом от ровного до раковистого. Твердость 2,5-4. Черта белая.
Диагностика. Плотные массы, жирный блеск, окраска разных оттенков зеленого цвета, парагенезис.

Происхождение. Образуется за счет оливина в результате воздействия гидротермальных растворов на ультраосновные породы по реакции: (Mg,Fe)₂[SiO₄](оливин) + Н₂O + CO₂ => Mg₃[Si₂O₅](OH)₄(серпентин) + (Mg,Fe)[CO₃] (брейнерит). Ассоциация с тальком, хлоритом, магнезитом, хромитом, магнетитом. В поверхностных условиях переходит в монтмо-риллонит, а затем в смесь гидроксидов Fe с кремнеземом.

Значение. Используется в качестве поделочного камня.

ХРИЗОТИЛ-АСБЕСТ имеет тот же химический состав, что и серпентин, являясь его тонковолокнистой разновидностью. Сингония моноклинная. Встречается обычно в серпентинитах в виде прожилков поперечно-волокнистого строения. Длина волокна обычно соответствует ширине трещины, в которой образуется прожилок.

Основные диагностические свойства. Легко узнается по тонковолокнистой форме выделения; светло-желтому и желтовато-зеленому цвету; шелковистому блеску.

Прочие свойства. Твердость 2 — 3, плотность 2,2. Длина волокон от долей миллиметра до 10 — 16 см. Волокна мягкие, гибкие, в распущенном виде белого цвета.

Происхождение аналогично серпентину.

Значение. Асбестовое волокно используется во многих отраслях промышленности, употребляется для изготовления огнестойких тканей, теплоизоляции; в химической промышленности.

Дата добавления: 2015-12-07