Силикаты

Минералы этого класса являются самыми распространенными в земной коре. Общее число силикатов около 800, что составляет более 33% всех известных в природе минералов. На их долю приходится 85% массы земной коры. Они входят в состав почти всех горных пород и являются важнейшими породообразующими минералами.

Химический состав силикатов сложный и разнообразный. Главными элементами являются Si, Al, Fe, Mg, Ca, Na, К. По химическому составу силикаты можно разделить на две группы: простые силикаты и алюмосиликаты. В последних часть кремния замещается на алюминий.

По происхождению силикаты в большинстве своем первичные эндогенные минералы магматического и метаморфического происхождения. Вторичные силикаты образуются преимущественно при выветривании других силикатов.

Большинство силикатов представляют собой полезные ископаемые. Многие минералы этого класса находят применение благодаря их ценным свойствам или как руды Be, Zr, Li и редких земель.

Силикаты составляют основную массу минеральной части почвы, являются главными почвообразующими минералами и представляют резервный источник снабжения растений К, Ca, Mg, Fe, другими макро- и микроэлементами. От состава почвенных силикатов зависят важные агрономические свойства почвы - поглотительная способность, водопроницаемость, набухаемость, липкость и др.

Рентгеноскопические исследования силикатов показали, что основной структурной единицей минералов этого класса является кремнекислородный тетраэдр [ SiО₄]^4-, в котором ион кремния Si⁴⁺, находящийся в центре тетраэдра, соединен с четырьмя ионами кислорода, расположенными по его вершинам. Такой кремнекислородный тетраэдр обладает четырьмя свободными валентными связями, благодаря которым к нему присоединяются химические элементы и другие кремнекислородные тетраэдры. В зависимости от характера сочленения и расположения кремнекислородных тетраэдров различают островные, цепные, ленточные, листовые (слоевые) и каркасные силикаты.

Островные силикаты. В структуре этого типа кремнекислородные тетраэдры представляют островки одиночных, сдвоенных тетраэдров или групп из 3,4, 6 тетраэдров, соединенных в кольца. Кремнекислородные тетраэдры связаны между собой катионами Mg²⁺, Fe²⁺, Ca²⁺, Mn²⁺, Al ⁺, Fe³⁺. Такую решетку имеют оливин, гранаты, циркон, топаз.

Оливин, |(Mg, Fe)₂ SiО₄]. Назван благодаря оливково-зеленому цвету.

Форма нахождения.Образует мелкозернистые массы или кристаллы и зерна, включенные в породу. Представляет собой изoморфную смесь двух минералов - форстерита (Mg₂ SiO₄) и фаялита (Fe₂SiO₄).

Физические свойства. Цвет оливково - зеленый, желтовато - зеленый, темно - зеленый, черный. Блеск стеклянный. Твердость 6.5-7. Плотность 1,2-3,6, Спайность несовершенная. Излом раковистый. Сингония ромбическая.

Происхождение. Магматический. Важный породообразующий минерал основных и ультраосновных интрузивных (габбро, диабазы, дунит) и эффузивных (базальты) горных пород. При выветривании переходит в серпентин с образованием оксидов железа, карбонатов и опала.

Значение. Изредка применяют как магнезиальное удобрение. Прозрачная светло - зеленая его разновидность хризолит - драгоценный камень.

Большое распространение среди островных силикатов получили гранаты. Эта группа минералов характеризуется прекрасно ограненными многогранниками, разнообразными яркими цветами, жирным, стеклянным блеском, большой твердостью (6,5 - 7,5). Многие из них являются драгоценными камнями - уваровит, пироп, альмандин.

Циркон ZrSiO₄, топаз Al₂[SiO₄](F,OH)₂ характеризуются большой твердостью (7 - 8). хорошо ограненными кристаллами, яркой окраской. Циркон применяют в металлургии, стекольной и фарфоровой промышленности. Оба минерала после огранки используют как драгоценные камни.

Цепные силикаты. В структуре цепных силикатов кремнекислородные тетраэдры соединяются друг с другом в непрерывные цепочки с радикалом [Si₂O₅]^4-. В химическом отношении этот подкласс представляет собой метасиликаты - железо - магнезиальные минералы, которые широко распространены в земной коре, являются породообразующими и входят в состав многих почв. К цепным силикатам относят минералы группы пироксена, которые подразделяют на моноклинные (авгит, диопсид) и ромбические (гиперстен, энстатит и др.)

Авгит, Ca(Мg,Fe,Ti,Al)|(Si,Al)₂O₆|, От греч. "авгэ" - блеск, мерцание: назван за сильным блеск на плоскостях спайности.

Форма нахождения. Образует мелкие короткостолбчатые кристаллы, двойники, сплошные зернистые массы, вкрапления в породу.

Физические свойства. Цвет темно - зеленый до черного. Черта серая, серовато - зеленая. Блеск стеклянный. Твердость 5-6,5. Плотность 3,3 - 3,6. Спайность средняя. Излом раковистый. Сингония моноклинная.

Происхождение. Магматический. Авгит - важный породообразующий минерал средних, основных и ультраосновных пород. В зоне выветривания он неустойчив и в результате химического разложения переходит в тальк, каолинит, хлорит, лимонит.

Пироксены в почвах на осадочных породах встречаются редко. Их содержание повышается в нижних слоях почв, развитых на основных массивно - кристаллических породах, некоторых гидротермальных и несколько реже эффузивных породах.

Ленточные силикаты. В их структуре кремнекислородные тетраэдры соединены между собой в сдвоенные цепочки с радикалом [Si₄O₁₁]^6-- К таким силикатам относят амфиболы, например, роговую обманку. Амфиболы - широко распространенная группа породообразующих минералов. Как и пироксены, их делят на ромбические и моноклинные.

Роговая обманка, Ca₂Na (Mg, Fe₂²⁺)₄(A1, Fe³⁺)|(Si, AI)₄ O₁₁)* (OH)₂ - характеризуется непостоянным химическим составом.

Форма нахождения. Образует кристаллы удлиненные, призматические, игольчатые, одиночные и в сплошных массах.

Физические свойства. Цвет темно-зеленый до черного. Черта зеленоватая. Блеск стеклянный или шелковистый. Твердость 5,5

- 6. Плотность 2,9 - 3,4. Спайность совершенная в двух направлениях. Излом занозистый. Сингония моноклинная.

Происхождение. Магматический и метаморфический. Важный породообразующий минерал глубинных и излившихся магматических пород: гранитов, андезитов и др. В зоне выветривания роговая обманка неустойчива и разлагается, превращаясь в карбонаты, лимонит, опал.

Из других амфиболов довольно широко распространены тремолит - Ca₂Mg₅ [Si₄O₁₁] (ОН)₂ и актинолит- Са₂ (Mg,Fe)₅ *[ Si₄O₁₁] (ОН)₂. Эти минералы имеют игольчато - лучистое строение, твердость около 6. Актинолит вместе с тремолитом образует в сланцах волокнистые массы -амфиболит, асбест, весьма ценные для промышленности. Плотная разновидность актинолита -нефрит- является ценным поделочным камнем.

В большинстве почв амфиболы встречаются в небольших количествах, так как они неустойчивы и сравнительно быстро разрушаются при почвообразовании. Содержание амфибол может быть высоким в почвах, развитых на некоторых изверженных и гидротермально измененных породах. Амфиболы в почвах холодных континентальных областей иногда обнаруживаются в фракциях меньше 0, 001 мм.

Листовые силикаты. Минералы этого подкласса характеризуются плоскостным расположением лент кремнекислородных тетраэдров, которые, сцепляясь, образуют один непрерывный слой -лист, имеющий в своей основе радикал (Si₄O₁₀)^4-. Благодаря этому кристаллы обладают совершенной спайностью в одном направлении, параллельном слоям структуры, и приобретают таблитчатый облик.

Листовые силикаты весьма широко распространены и играют большую роль в почвообразовательном процессе. Наибольшее значение из простых силикатов имеют тальк и серпентин, из сложных - слюды и глинистые минералы.

Тальк, Mg₃[Si₂O₅](OH)₂. Древнее арабское название.

Форма нахождения. Встречается в виде листовато-кристаллических или сплошных скрытокристаллических масс.

Физические свойства. Цвет светло - зеленый до белого. Черта белая. Блеск жирный пли перламутровый. Твердость 1. Плотность 2.7 - 2.8. Спайность весьма совершенная. Сингония моноклинная. Жирный на ощупь. Огнеупорен.

Происхождение. Представляет собой продукт метаморфизма магнезиальных силикатов: оливина, ромбических пироксенов и др.

Значение. Для изготовления электрических изоляторов. Чистые разности употребляются для смазки машин и изготовления пудры, а также в бумажном, резиновом и других производствах. В сельском хозяйстве его применяют в качестве наполнителя при производстве ядовитых порошков и препаратов, используемых для борьбы с вредителями растений.

Тальк встречается в горных почвах на основных и ультраосновных изверженных породах и продуктах их неглубокого выветривания (делювий, пролювий).

Серпентин, Mg₃[Si₂O₅](OH)₄. От лат. "серпенс" - змея, за пятнистый рисунок и окраску.

Форма нахождения. Образует сплошные плотные массы или вкрапления в породах.

Физические свойства. Цвет темно - зеленый, зеленый различных оттенков, буро - черный с желтыми пятнами (напоминает кожу змеи). Черта белая или зеленоватая. Блеск жирный, восковой или шелковистый. Твердость 2.5 - 3,5. Плотность 2,5 - 2,7. Спайность совершенная. Излом в плотных агрегатах раковистый, в волокнистых разновидностях - занозистый. Сингония моноклинная.

Одной из разновидностей серпентина является асбест, или горный лен - волокнистый минерал, светлый с золотистым отливом, очень мягкий, с шелковистым блеском, обладает огнестойкостью, плохой проводник тепла, электричества и звука.

Происхождение. Типичный вторичный минерал, образующийся в поверхностных слоях земной коры в результате выветривания и гидротермального изменения ультраосновных магматических пород, доломитов.

Значение. Серпентин является агрономической рудой и используется как магнезиальное удобрение. Массивные красиво окрашенные разности используют как облицовочные и поделочные камни. Из асбеста делают ткани и пряжу, идущую на огнестойкие костюмы пожарников и литейщиков, театральные занавеси, фильтры, тепловую изоляцию в различных сооружениях.

Слюды. Группа слюд представляет собой алюмосиликаты, в листовой структуре которых на каждые три кремнекислородных тетраэдра приходится один алюмокислородный. Химический состав слюд сложен и не всегда постоянен вследствие разнообразных примесей. Физические свойства резко отличаются от других минералов. Спайность весьма совершенная в одном направлении, благодаря чему они легко разделяются на тонкие, гибкие и упругие пластинки.

Слюды являются важными породообразующими минералами многих магматических и метаморфических горных пород. В почвах минералы слюд, особенно мусковит, служат источником калийного питания растений. При выветривании слюды превращаются в гидрослюды, при этом подвижность и доступность калия увеличивается.

Мусковит, KAl₂[AlSi₃O₁₀](OH,F)₂, или калиевая слюда. По итальянскому названию Москвы (Muska) - городу, откуда на запад в древности и раннем средневековье вывозили крупные "оконные" пластины мусковита.

Форма нахождения. Встречается в виде крупных таблитчатых и пластинчатых кристаллов, слоистых агрегатов, плотных сплошных чешуйчатых масс.

Физические свойства. Цвет белый, желтоватый, сероватый. Черта белая. Прозрачный. Блеск стеклянный, перламутровый. Твердость 2-3. Плотность 2,77 - 2,88. Спайность весьма совершенная в одном направлении. Сингония моноклинная.

Происхождение. Первичный минерал магматического и ме­таморфического происхождения.

Значение. Крупнокристаллический мусковит пегматитовых жил используется в качестве диэлектрика в радио- и электропромышленности.

Мусковит широко распространен в почвообразующих породах и почвах различного генезиса. Особенно много мусковита в некоторых горных почвах, развитых на метаморфических породах. При почвооб­разовании в гумидном климате трансформируется в смешаннослойные образования, смектиты и вермикулиты.

Биотит - магнезиально - железистая черная слюда K(Mg, Fe)₃* [AlSi₃O₁₀](OH,F)₂. Назван в честь французского физика и минералога Ж. Б. Биота(1774- 1862).

Форма нахождения. Встречается в виде тонких пластинок кристаллов, сплошных таблитчато - пластинчатых масс. Физические свойства. Цвет черный, разной интенсивноти. Черта белая, серая. Блеск стеклянный, перламутровый. Твердость 2-3. Плотность 2,76 -3,1. Спайность весьма совершенная в одном направлении. Сингония моноклинная.

Происхождение. Первичный минерал магматического и ме­таморфического происхождения. Является составной частью многих горных пород (гнейсы, сланцы, граниты и др.).

В почвах, развитых на осадочных породах, биотита немного. В почвах умеренного и холодного гумидного климата в процессе выветривания биотит изменяется в вермикулиты и смектиты, далее в хлориты.

Глинистые минералы. К наиболее распространенным глинистым минералам относятся минералы групп каолинита, монтмориллонита, гидрослюд, хлоритов, смешаннослойных минералов. Эти минералы являются составной частью многих осадочных пород и почв, слагают основной объем глин, в связи с чем и получили свое название. Глинистые минералы имеют большое значение в почвообразовании, так как обусловливают поглотительную способность минеральной части почв, влияют на их физические и физико - механические свойства, участвуют в закреплении гумуса. Глинистым минералам присущи общие свойства: высокая дисперсность, поглотительная способность, наличие в них химически связанной воды. Однако каждая группа минера­лов имеет специфические свойства и значение в плодородии.

Группа каолинита (каолинит, галлуазит, диккит, накрит и др.). Минералы этой группы имеют кристаллическую решетку двухслойного типа, состоящую из одного слоя кремнекислородных тетраэдров и одного слоя алюмогидроксильных октаэдров. Слои тетраэдров образуют двухслойные пакеты, которые чередуются в кристаллах и придают им слоистую структуру. Минералы группы каолинита не набухают, так как расстояние между пакетами постоянно и доступ воды в межпакетное пространство затруднен из - за сильной связи между пакетами. Емкость обмена катионов у каолинита и других минералов этой группы не высока и составляет 15 - 25 м экв на 100 г.

Каолинит, А1₄ [Si₄O₁₀](OH)₃. От слова "каолин", искажение китайского Кау - Линг (высокая гора) - название холма, где обнаружен минерал.

Форма нахождения. Встречается в виде скрытокристаллических порошковатых землистых и плотных масс.

Физические свойства. Цвет белый с желтоватым и сероватым оттенком. Черта белая. Блеск матовый. Твердость 1 - 2,5. Плотность 2,6. Спайность весьма совершенная в одном направлении. Сингония моноклинная. Жирный на ощупь. Сильно гигроскопичен. При увлажнении обусловливает сжатие лессов, что приводит к просадочным явлениям.

Происхождение. Каолинит - вторичный минерал, который образуется в результате химического выветривания горных пород преимущественно за счет калиевых полевых шпатов, слюд и других алюмосиликатов.

Значение. Каолинитовая глина - основное сырье фарфоровой и керамической промышленности. Каолинит также используют в писче­бумажной, текстильной, парфюмерной промышленности.

Группа монтмориллонита (монтмориллонит, нонтронит, бейделит, сапонит и др.). Другое название минералов этой группы смектиты. Минералы имеют кристаллическую решетку трехслойного типа, состоящую из двух слоев кремнекислородных тетраэдров и заключенного между ними октаэдрического слоя. Кристаллическая решетка минералов подвижная вследствие слабой связи между пакетами. В межпакетное пространство могут проникать катионы, а также молекулы воды, при этом минералы сильно набухают. Смектиты способны обменивать катионы межпакетного пространства на катионы окружающих водных растворов, а также поглощать в межпа­кетный промежуток крупные органические катионы с образованием органо - минеральных комплексов.

В тетраэдрах и октаэдрах минералов группы монтмориллонита широко распространены явления изоморфного замещения ионов высокой валентности ионами более низкой валентности (Si⁴⁺ на А1³⁺, А1³⁺на Mg²⁺, Са²,⁺ Mg²⁺ на Na⁺, H⁺ и т.д). Появляющийся избыточный отрицательный заряд компенсируется катионами, которые являются преимущественно обменными. Минералы этой группы обладают наиболее высокой дисперсностью. Вследствие отмеченных особенностей смектиты обладают высокой емкостью катионного обмена, которая достигает 120 - 150 мэкв на 100 г.

Смектиты широко распространены в черных и серых тропических и субтропических, а также в некоторых дерново - карбонатных почвах. В почвах равнин умеренного пояса (подзолистых, серых лесных, черноземах, каштановых на лессовидных суглинках и лессах) существуют вместе со смешаннослойными образованиями. Обычно содержание минералов группы монтмориллонита уменьшается в верхних (Ai и А₂) горизонтах почв, особенно при нарастании гумидности климата.

Монтмориллонит, (Са, Na)(Mg, Al, Fe)₂(OH)₂[(Si,Al)₄O_l0]nH₂О Назван по месту находки в Монтморильоне, Франция.

Форма нахождения. Встречается в виде отдельных кри­сталлов коллоидных размеров и сплошных землистых масс.

Физические свойства. Цвет серовато - белый, желтоватый, красноватый, сине - зеленоватый. Черта от желтого до зеленовато - желтого. Блеск матовый. Твердость 1 - 2. Плотность 2 - 2,5. Спайность весьма совершенная. Сингония моноклинная. Жирный на ощупь. Сильно набухает.

Происхождение. Экзогенный. Образуется в процессе химического выветривания изверженных пород в условиях щелочной среды и является относительно устойчивым минералом. В почвах при промывном режиме и кислой среде (подзолистые, дерново-подзолистые, серые лесные, красноземы) образуются при частичном изменении слюд (гидрослюд) и хлоритов.

Значение. Монтмориллонитовые глины, обладающие высокой поглотительной способностью, используют для очистки нефтепродук­тов и уменьшения жесткости воды.

Группа гидрослюд. К этой группе относятся разнообразные богатые водой слоистые силикаты и алюмосиликаты переменного химического состава. Структура их подобна монтмориллониту. Они относятся к трехслойным минералам с многочисленными изоморфными замещениями. Минералы не набухают, что обусловлено неподвижной кристаллической решеткой из - за прочной связи между пакетами. Межпакетные компенсирующие катионы калия необменные. Обменный калий находится на краях разрушенной кристаллической решетки. Гидрослюды являются важным источником калия для растений, содержание которого достигает 8 - 10%. Емкость обмена катионов у большинства минералов 20 - 30 мэкв на 100 г.

Гидрослюды - самые распространенные в тонко дисперсной части почвы минералы. Они составляют до 40 - 70% фракции ила в почвах холодного и умеренного гумидного поясов (тундровые, дерново-подзолистые, серые лесные) и являются преобладающими минерала­ми в этой фракции во многих почвах жаркого аридного пояса. Обра­зуются гидрослюды в поверхностных условиях при химическом вы­ветривании преимущественно слюд и полевых шпатов. К гидрослю­дам относят вермикулит, глауконит, иллит.

Вермикулит, (Mg, Fe²⁺, Fe³⁺)[(Al, Si)₄O₁₀]4H₂O. От лат. "vermicu-lus" - червячок; назван по свойству образовывать червеобразные агрегаты при нагревании.

Форма нахождения. Встречается в виде чешуйчатых, рыхлых землистых агрегатов, таблитчатых, короткостолбчатых кристаллов.

Физические свойства. Цвет бурый, желто-бурый, золотисто - желтый. Черта зеленоватая. Блеск жирный, стеклянный до перламутрового. Твердость 1 - 1,5. Плотность 2-3. Спайность весьма совершенная. Сингония моноклинная. Разделяется на тонкие неупругие листочки. При нагревании увеличивается в объеме в 10 - 15 раз. Емкость обмена катионов составляет 120 - 180 мэкв на 100 г.

Происхождение. Экзогенный. Является продуктом выветривания первичных слюд - биотита и флогопита.

Значение. Тепло- и звукоизоляционный материал. В сельском хозяйстве вермикулит применяют для улучшения структуры тяжелыхпочв с плохой аэрацией и и качестве субстрата при выращивании растений на питательных растворах.

Глауконит, K(Fe³⁺Al, Fe², Mg)₂(OH)₂[AISi₃О₁₀] nH₂0. От греч. "глаукос" - синевато - зеленый.

Форма нахождения. Встречается в виде землистых масс, комковатых, чешуйчатых, почковидных агрегатов, округлых зерен.

Физические свойства. Цвет зеленый, темно - зеленый, зе­леновато - черный. Черта тускло - зеленая. Блеск матовый. Твердость 2-3. Плотность 2,2-3.0. Спайность совершенная. Сингония моноклинная.

Происхождение. Образуется в прибрежных зонах морей на небольших глубинах путем выпадения из коллоидных растворов. Широко распространен среди осадочных пород. В небольших количествах обычен во многих почвах: дерново - подзолистых, серых лесных и т.п. В качестве основного компонента илистой фракции встречается в песчаных примитивных почвах и в песчаных подзолах на морских четвертичных отложениях.

Значение. В сельском хозяйстве после соответствующей термической обработки глауконит применяют в качестве калийного удобрения. Его используют также как смягчитель жесткости воды и для приготовления защитной зеленой краски.

Иллит. (К, Н₃О)(А1, Mg, Fe)₂ [(Si, А1)₄О₁₀](ОН)₂ • nН₂О. Назван по месту находки в штате Иллинойс. США.

Форма нахождения. Встречается в виде землистых масс, желваковообразных агрегатов.

Физические свойства. Цвет белый, зеленоватый, коричневатый. Блеск стеклянный. Твердость 2-3. Плотность 2.6-2,9. Спайность совершенная. Сит опия моноклинная.

Происхождение. Образуется при выветривании алюмосили­катов, главным образом, полевых шпатов. Образованию иллита благоприятствует щелочная среда и высокая концентрация AI и К. Встречается в почвах на кислых и средних по составу изверженных горных породах.

Группа хлорита. От греч. "хлорос" - зеленый. Это большая и сложная по составу группа магнезиально - железистых алюмосиликатов с симметричными двухслойными и более сложными пакетами нерасширяющейся кристаллической решетки с общей формулой (Mg, Fe, Al)₃[(Si, Al)₄О₁₀](OH)₂ (Mg, Fe)₃ (ОН)₆. Главнейшие представите­ли: тюрингит, клинохлор, пеннин, эвклаз, шамозит.

Форма нахождения. Встречаются в форме листоватых и чешуйчатых агрегатов, а также сплошных масс.

Физические свойства. Окраска хлоритов - от светло - до темно - зеленой. Блеск стеклянный. Твердость 2- 2.5. Плотность 2,6-2,9. Спайность весьма совершенная. Сингония моноклинная.

Происхождение. Метаморфическое - представляют собой продукты изменения биотита, авгита и роговой обманки; являются главной составной частью хлоритовых сланцев. В богатых глиноземом осадочных породах образуются при низкотемпературных гидротермальных процессах за счет изменения глинистых минералов. В почвах равнинных территорий их немного, как главные компоненты они встречаются в почвах горных областей на сланцах и некоторых других породах. Хлориты широко распространены в фракции ила (тундровые, таежные, лесостепные, степные и пустынные почвы).

Группа смешанослойных минералов. К этой группе относятся минералы, как бы "собранные" из фрагментов кристаллических построек разных слоистых силикатов и алюмосиликатов. Установлено переслаивание монтмориллонитовых и слюдопо­добных фрагментов, монтмориллонитовых и хлоритовых, слюдяных и хлоритовых слоев и т.п. Наиболее распространены такие минералы, как тосудит, ректорит, корренсит. Все смешанослойные минералы тонкодисперсны и являются одними из главных компонен­тов глин.

Каркасные силикаты. Минералы этой группы одни из самых распространенных среди минералов горных пород и почв. На их долю приходится около 55% массы земной коры. В породах они распределены следующим образом: в магматических - около 60, в метаморфических - 30, в осадочных - 10%.

Кристаллическая решетка этих минералов представлена каркасом, в котором кремнекислородные тетраэдры соединены между собой через ионы кислорода. Основное звено каркасных структур - [(А1, Si)₄Og]^1-. В этой структуре за счет замещения иона кремния Si⁴⁺ на ион AI³⁺ создается некоторый отрицательный заряд, способствующий присоединению катионов натрия, калия и кальция. В химическом отно­шении каркасные силикаты подразделяют на четыре группы:

1) калий - натриевые полевые шпаты;

2) кальций - натриевые полевые шпаты, или плагиоклазы;

3) фельдшпатиды;

4) цеолиты.

Группа калий - натриевых полевых шпатов. Среди минералов этой группы наиболее распространены ортоклаз и микроклин.

Ортоклаз, K[AlSi₃О₈l. От греч. "ортос" - прямой, "класис" - трещина; получил название за прямой угол между плоскостями спайности.

Форма нахождения. Образует кристаллы и сплошные кристаллические массы.

Физические свойства. Цвет серый, розовый, белый, иногда с голубым отливом. Черта белая. Блеск стеклянный, иногда полупрозрачный, просвечивающий по граням. Твердость 6 - 6,5. Плотность 2,5 - 2,6. Спайность совершенная по двум направлениям. Сингония моноклинная.

Происхождение. Магматический, реже гидротермальный. Является распространенным породообразующим минералом кислых изверженных и генетически связанных осадочных пород.

Микроклин. K[AlSi₃О₈]. От греч. "микрос" - мало, "клино" - на­клоненный; получил название за небольшое отклонение угла спайности от 90°.

Физические свойства. Цвет белый, серый, красный, зеленый. По остальным физическим свойствам близок к ортоклазу. Сингония триклинная. Голубовато - зеленая разновидность микроклина, являющаяся красивым декоративным камнем, называется амазонитом.

Происхождение. Магматический. Широко распространен в интрузивных кислых и щелочных породах (гранитах, гранодиоритах, сиенитах и др.) и развитых на них почвах. Графические срастания микроклина с кварцем образуют пегматитовую породу "письменный гранит", или "еврейский камень".

Значение. Калиевые полевые шпаты используют как строи­тельный, декоративный и поделочный материал, а также как сырье в стекольной и керамической промышленности. Ортоклаз и микроклин могут служить источником почвенного калия, который будет усваиваться растениями, если размер частиц этих минералов не превышает 0,001 мм.

Группа кальций - натриевых полевых шпатов, или плагиоклазов. Название получили от греч. "косой" и "трещина", за косой угол между плоскостями спайности.

Минералы этой группы представляют собой изоморфную смесь альбита (Аb) и анортита (An), образующие соединения любой пропорции. Плагиоклазы принято обозначать номерами, указывающими содержание в них анортита (An). Плагиоклазы с NN 0-10 (Аd₁₀₀ Аn₀ –Ab₉₀ Аn₁₀) называют альбитами, 10-30 (Ab₉₀ Аn₁₀- Ab₇₀ An₃₀) - оли-гоклазами, 30 - 50 (Ab₇₀ An₃₀ – Ab₅₀An₅₀) - андезинами, 50 - 70 (Ab₅₀An₅₀ – Ab₃₀An₇₀) - лабрадорами, 70 - 90 (Ab₃₀An₇₀ – Ab₁₀An₉₀) -битовнитами, 90 - 100 (Ab₁₀An₉₀ – AboAn₁₀₀) - анортитами.

Плагиоклазы, богатые кремнеземом (Si0₂ - 68%), с номерами 0 -30 называют кислыми, с номерами 30 - 60 - средними (Si0₂ - 53- 43%), с номерами 60 - 100 - основными (Si0₂ - 43%). Таким образом, для кислых магматических пород (гранитов) характерен кислый плагиоклаз - олигоклаз, для средних (диоритов) - андезин и Лабрадор, для основных (габбро) - битовнит и анортит.

Плагиоклазы - наиболее распространенные минералы магматиче­ских горных пород и широко встречаются в почвах.

Альбит, Na[AlSi₃O₈]. От лат."альбус" - белый.

Форма нахождения. Кристаллы в виде мелких пластинок, сросшиеся в двойники, друзы, щетки; встречается в виде зернистых агрегатов.

Физические свойства. Цвет белый, розоватый, зеленоватый. Черта белая. Блеск стеклянный. Твердость 6-6,5. Плотность 2,6. Спайность совершенная. Сингония триклинная.

Происхождение. Магматический - в изверженных, особенно средних щелочных породах. В процессе выветривания альбит переходит в глинистые минералы: в кислой среде - в каолинит, в щелочной - в монтмориллонит.

Значение. Применяют в стекольной и керамической промышленности, а также как облицовочный и поделочный камень.

Анортит, Ca[AlSi₂O₈]. От греч. "анортос" - непрямой; название получил из-за его триклинной симметрии.

Форма нахождения. Встречается в основных магматических породах в виде крупных зернистых масс.

Физические свойства. Цвет белый, серый, красноватый. Черта белая. Блеск стеклянный. Твердость 6. Плотность 2,75. Спайность средняя в двух направлениях. Сингония триклинная.

Происхождение. Магматический - в габбро, базальтах.

Лабрадор - известково - натриевый плагиоклаз, представляет изо­морфную смесь альбита (30 - 50%) и анортита (50 - 70%). Название дано по полуострову в Северной Америке, где он был обнаружен.

Физические свойства. Цвет серый, темно - серый с синей и зеленой иризацией. Черта белая. Блеск стеклянный. Твердость 6 - 6,5. Плотность 2,7. Спайность совершенная. Сингония триклинная.

Происхождение. Магматический. Является породообразующим минералом основных пород - лабрадоритов, габбро, базальтов. В процессе выветривания переходит в глинистые минералы.

Значение. Ценный поделочный и облицовочный камень.

Группа фельдшпатидов. Минералы этой подгруппы очень близки по химическому составу к полевым шпатам, но отличаются меньшим содержанием кремнекислоты. Они являются важнейшими породооб­разующими минералами основных магматических пород. Наиболее распространенным из них является нефелин.

Нефелин, Na₃K[AlSi0₄]₄. Содержание К₂0 от 3 до 20%. От греч. "нефеле" - облако, по образованию "облака" геля SiО₂ при разложе­нии в кислоте.

Форма нахождения. Образует сплошные массы и мелкие призматические кристаллы в щелочных изверженных породах (нефелиновых сиенитах).

Физические свойства. Цвет серый, грязновато - желтый, розовый, зеленый. Черта белая. Блеск жирный. Твердость 5,5 - 6. Плотность 2,6. Спайность несовершенная. Сингония гексагональная.

Происхождение. Магматический. В зоне выветривания неустойчив и в процессе разложения из нефелина образуются слюды, каолинит и различные аморфные вещества. В некоторых почвах этот минерал разлагается с возникновением студнеобразных гелей А1 и Si, что улучшает структуру почв, оживляет микробиологическую деятельность.

Значение. Нефелин - агроруда на калий и используется в сельском хозяйстве в качестве калийного удобрения. Удобрения вносят в почву большими дозами под калиелюбивые культуры - картофель, лен, табак. В районе Хибин на Кольском полуострове нефелиновые сиениты залегают вместе с апатитом, образуя апатито - нефелиновую руду. Применяют нефелин также в химической промышленности как комплексное сырье для получения алюминия и соды.

Группа цеолитов. Это большая группа каркасных алюмосиликатов, объединяющая около 40 минеральных видов. Их кристаллическая решетка, состоящая из тетраэдров [(Si, A1)О₄], имеет рыхлую структуру, до 50% объема которой занято большими полостями и каналами. В этих пустотах размещаются крупные катионы (Са, Na, К), способные к ионному обмену с окружающими растворами, и молекулы воды. Вода легко удаляется из полостей без разрушения кристаллической структуры цеолитов при медленном нагревании минералов или при их выветривании в жарком сухом климате. При смене условий удалившаяся вода может вновь поглотиться минералом. Обезвоженные цеолиты, подобно губке, обладают высокой сорбционной способностью: емкость катионного обмена достигает 170 - 230 мэкв/100 г минерала. Цеолиты характеризуются избирательным поглощением отдельных катионов. Выделяют группы стильбита, шабазита, анальцима, натролита, филлипсита.

Форма нахождения. Встречаются цеолиты в щелочных горных породах, базальтах, в пустотах и трещинах в виде крупных выделений - одиночных кристаллов, щеток, радиально - лучистых, пластинчатых агрегатов.

Физические свойства. В чистом виде они белые, со стеклянным блеском, невысокой твердостью (3,5 - 5) и малой плотностью (2,1-2,2).

Значение. Цеолиты используются для очистки питьевой воды и понижения жесткости технических вод, очистки природного газа, в качестве катализаторов в ряде химических производств.

Цеолиты обладают большими потенциальными возможностями при использовании их в сельском хозяйстве. Внесение природных цеолитов в почву улучшает ее качество, повышает эффективность минеральных удобрений, увеличивает урожайность сельскохозяйственных культур, уменьшает загрязнение окружающей среды. Благодаря поглощению радиоактивных и токсичных тяжелых металлов, цеолиты могут значительно снижать их поступление в растениеводческую продукцию. Перспективно применение цеолитов как компонентов и разрыхлителей субстрата тепличного грунта и в качестве кормовых добавок в животноводстве.

Происхождение цеолитов связано с низкотемпературными условиями. Образование их обусловлено гидротермальными процессами, диагенезом в осадочных породах, процессами почвообразования.

Наиболее часто в почвах щелочного ряда (солончаках и солонцах) встречаются анальцим, филлипсит, клиноптиллолит, где возможен как синтез, так и наследование и длительное сохранение цеолитов почвообразующих пород. В кислых почвах (дерново-подзолистые, серые лесные) новообразование и сохранение цеолитов в верхних горизонтах невозможны.

Для минералов класса силикатов характерны разнообразные реакции выветривания, основным процессом которых является гидролиз. Сущность гидролиза силикатов заключается в вытеснении катионов оснований из минералов водородом диссоциированных молекул воды, насыщенной углекислотой. В результате гидролиза образуются вто­ричные минеральные соединения, которые дали названия основным реакциям при выветривании силикатов (реакции карбонизации, серпентизации, каолинизации,бокситизации.

Дата добавления: 2015-07-14