Силикаты Содержание силикатов в земной коре Общее

Силикаты

Содержание силикатов в земной коре Общее количество минеральных видов - около 800. Слагают вместе с кварцем ~95% объема горных пород земной коры. Обнаружены в каменных метеоритах и космической пыли. Минералы Содержание, % Полевые шпаты 57 Амфиболы и пироксены Кварц 13 Слюды 11 Оливин 3 11

Состав силикатов Имеют сложный химический состав, характерны изоморфные замещения одних химических элементов другими. Главные элементы, входящие в состав силикатов: O, Si, Al, Fe 2+, Fe 3+, Mg, Mn, Ca, Na, K, а также Li, B, Be, Zr, Ti, F, H, в виде (OH)1 - или H 2 O и др.

Кремнекислородный тетраэдр Si. O 4 4 - Al. O 4 5 - Кремнекислородные и алюмокислородные тетраэдры - основа строения силикатов и алюмосиликатов

СПОСОБЫ СОЧЛЕНЕНИЯ КРЕМНЕКИСЛОРОДНЫХ ТЕТРАЭДРОВ разнообразие силикатов

Структурные типы силикатов каркасные островные цепочечные ленточные (поясные) листовые (слоевые)

Каркасные силикаты Кристаллохимическая структура - трехмерный каркас кремне- и алюмокислородных тетраэдров, соединенных катионами металлов - Группа полевых шпатов - Группа нефелина

Структура полевых шпатов

Полевые шпаты в зависимости от состава катионов К, Na Калинатровые (ортоклаз, микроклин) Ca, Na Кальциево-натровые (плагиоклазы)

Ортоклаз (от греч. «ортос» - прямой и «клазис» расщепление) К[Аl. Si 3 О 8] Наиболее характерны кристаллы призматического облика Сингония Моноклинная Цвет Бесцветный, зеленоватый, серый, желтоватый, розовый Блеск Стеклянный Твёрдость 6 Спайность совершенная по (001) и (010), расположенным под углом 90* друг к другу Плотность 2, 56 г/см 3

Микроклин K[Al. Si 3 O 8] – полиморфная модификация ортоклаза, сингония триклинная. Отличается от ортоклаза тем, что угол между плоскостями спайности несколько меньше 90*. Амазонит – сине-зеленая разновидность микроклина

Кальциево-натровые полевые шпаты = = Плагиоклазы Название – от греч. “плагиос” — косой, “клазис” — разлом, так как у минералов этой группы плоскости спайности расположены друг к другу под углом, который значительно меньше 90*. Образуют изоморфный ряд минералов, отличающихся содержанием Na и Са. Чисто натриевый плагиоклаз— альбит имеет химическую формулу Na[Al. Si 3 O 8], формула чисто кальциевого плагиоклаза — анортита Ca[Al 2 Si 2 O 8].

Разновидности плагиоклазов Название минералов Альбитовая составляющая, % Анортитовая составляющая, % Альбит К и с л ы е О с н о в н ы е Альбит От 100 до 90 От 0 до 10 Олигоклаз От 90 до 70 От 10 до 30 Андезин От 70 до 50 От 30 до 50 Лабрадор От 50 до 30 От 50 до 70 Битовнит От 30 до 10 От 70 до 90 Анортит От 10 до 0 От 90 до 100 Лабрадор Анортит

Свойства плагиоклазов Форма Пластинчатые и столбчатые призматические кристаллы, зернистые и плотные агрегаты Сингония Триклинная Цвет Светлый, степень потемнения возрастает от альбита к анортиту Блеск Стеклянный до перламутрового Твердость 6 Спайность Совершенная по двум плоскостям Плотность 2, 62 - 2, 76 г/см 3

Нефелин Na[Al. Si 04] Форма Призматические короткостолбчатые кристаллы, крупнозернистые массы Сингония Гексагональная Цвет Бесцветный, зеленоватый, серый, красноватый Блеск Жирный Твёрдость 5 -6 Спайность несовершенная

Цепочечные силикаты Группа пироксенов R 2[Si 06] 4 - Форма кристаллов Призматическая Сингония Моноклинная, ромбическая Твёрдость 5, 5 -6 Спайность Две системы плоскостей спайности под углом 87*

Моноклинные пироксены Авгит Эгирин Диопсид

Ленточные силикаты Группа амфиболов 6 R 7(OH)2[Si 4 O 11]2 (от греч «амфиболос» - неясный из-за разнообразия химического состава и внешнего вида) Форма кристаллов Призматическая, иногда лучистого и игольчатого вида Сингония Моноклинная Твёрдость 5, 5 -6 Спайность Две системы плоскостей спайности под углом 56* Излом Занозистый

Амфиболы Лучистый амфибол тремолит Роговая обманка Лучистый амфибол актинолит

Ленточные силикаты 2+ 3+ Группа эпидота R 2+R 3(OH)[Si 3 O 12] Форма Призматические кристаллы, зернистые массы, радиально-лучистые агрегаты Сингония Моноклинная Цвет Фисташково-зеленый, грязно-зеленый, реже черный Блеск Стеклянный Твёрдость 6, 5 -7 Спайность совершенная по одному направлению Излом Занозистый, неровный

Островные и кольцевые силикаты Кристаллохимическая структура соединенные катионами металлов - изолированные тетраэдры [Si. O 4], - группы из двух тетраэдров [Si 2 O 7], - кольца из трех тетраэдров [Si 3 O 9], - кольца из четырех тетраэдров [Si 4 O 12], - кольца из шести тетраэдров [Si 6 O 18],

Островные силикаты Группа оливина (Mg, Fe)2[Si. O 4] - изоморфный ряд (Mg)2[Si. O 4] (Fe)2[Si. O 4] форстерит фаялит Промежуточная разновидность – оливин Форма Кристаллы бипирамидального, короткопризматического облика, чаще плотные кристаллические массы Сингония Ромбическая Цвет Оливково-желтый, зеленый, черный Блеск Стеклянный Твёрдость 6, 5 -7 Спайность несовершенная

Оливины Форстерит Фаялит Оливин

Топаз Al 2[Si. O 4](F, OH)2 Форма Типичны кристаллы призматического облика в комбинации с плоскостями и дипирамидами Сингония Ромбическая Цвет Бесцветный, голубой, розовый, желтый, красноватый Блеск Стеклянный на гранях, жирный на изломе Твёрдость 8 Спайность совершенная по одному направлению Излом раковистый, по плоскости спайности ровный

Кольцевые силикаты Группа гранатов – сложный изоморфный ряд. От химического состава зависят физические свойства. Минералы Состав Цвет Твердость Пироп Mg 3 Al 2 [Si 4 O 12] Кровавокрасный 7, 0 -7, 5 Гроссуляр Ca 3 Al 2 [Si 4 O 12] Желтый, светло-зеленый 6, 5 -7, 0 Спессартин Mn 3 Al 2 [Si 4 O 12] Оранжевожелтый, бурый 7, 0 -7, 5 Альмадин Fe 3 Al 2 [Si 4 O 12] Краснобурый до черного 7, 0 -7, 5 Уваровит Ca 3 Cr 2 [Si 4 O 12] Изумруднозеленый 6, 5 -7, 0 Андрадит Ca 3 Fe 2 [Si 4 O 12] Черный 6, 5 -7, 0 Форма Типичны кристаллы формы ромбододекаэдра, тетрагонтриоктаэдра и их комбинаций Сингония Кубическая Цвет Разный, зависит от хисостава катионов Блеск Стеклянный Твёрдость 6, 5 -7, 5 Спайность несовершенная Плотность 3, 51 -4, 25

Гранаты Альмандин Уваровит Андрадит Гроссуляр Пироп Спессартин

Группа Турмалина Na(Mg, Fe)3 Al 6(BO 3)3[Si 6 O 18](OH, F)4 Форма Типичны призматические и игольчатые кристаллы, радиальнолучистые и волокнистые агрегаты Сингония Тригональная Цвет Разный – от светлых тонов до бурых и черных Блеск Стеклянный Твёрдость 7 -7, 5 Спайность Несовершенная Для кристаллов характерна продольная штриховка и сечение в форме сферического треугольника Турмалиновый агрегат

Берилл (Be 3 Al 2[Si 6 O 18]) c разновидностями изумруд и аквамарин Изумруд Аквамарин Форма Типичны кристаллы формы гексагональгной призмы Сингония Гексагональная Цвет Зеленый, желтоватобелый, серый Блеск Стеклянный Твёрдость 7, 5 -8 Спайность Несовершенная Излом Раковистый, неровный

Дистен (кианит) Al 2[Si. O 4]O Форма Кристаллы удлиненно-призматические, волокнистые агрегаты Сингония Триклинная Цвет Синий разных оттенков, серый Блеск Стеклянный Твёрдость 6 в поперечном и 4, 5 в продольном направлении Спайность Средняя Излом Занозистый

Листовые (слоистые) силикаты В основе кристаллохимической структуры – слои связанных друг с другом шестерных колец кремнекислородных тетраэдров (состав [Si 4 O 10]). Часть Si в тетраэдрах может быть замещена Al. Слои соединяются катионами (Mg, Al, Fe) в пакеты. Слоистая структура обусловливает: - таблитчатый, уплощенный облик кристаллов; - весьма совершенную спайность по одной плоскости; - твердость не выше 3.

Группа слюд Структура трехслойных пакетов: - два слоя тетраэдров, обращенных друг к другу вершинами, - слой октаэдров из катионов Al, Mg и Fe, уравновешенных анионами (ОН), между слоями тетраэдров.

Слюды Трехслойные пакеты соединяются между собой при помощи катионов с крупным радиусом, в основном КАЛИЕМ Форма Кристаллы таблитчатого псевдогексагонального облика Сингония Моноклинная Цвет Разный в зависимости от состава катионов в октаэдрическом слое Блеск Перламутровый Твёрдость 2 -3 Спайность Весьма совершенная Излом Ровный по по спайности

Основные разновидности слюд Мусковит KAl 2(OH)2[Al. Si 3 O 10] Биотит K(Mg, Fe)3(OH)2[Al. Si 3 O 10]

Группа хлоритов Около 25 разновидностей минералов со структурой трехслойных пакетов. Название от греч. «хлорос» зеленый. Форма Облик кристаллов слюдоподобный пластинчатый псевдогексагональный. Образуют листоватые и мелкочешуйчатые агрегаты, радиально-лучистые сростки и землистые массы Сингония Моноклинная и триклинная Цвет От жёлтого до темнозелёного и почти чёрного Цвет черты Светло-зеленый Блеск Перламутровый Твёрдость 2 Спайность Весьма совершенная Излом Ступенчатый

Тальк Силикат со структурой двухслойных пакетов Mg 3(OH)2[Si 4 O 10] Форма Кристаллов не образует. Обычны листоватые, чешуйчатые, плотные массы Сингония Моноклинная Цвет Бледно-зелёный Блеск Перламутровый, стеклянный Твёрдость 1 Спайность Весьма совершенная Особые свойства Жирен на ощупь, листочки гибкие, но не упругие

Серпентин (змеевик) Структура двухслойных пакетов. Распространены две разновидности: Форма Плотные скрытоантигорит Mg 6(OH)8[Si 4 O 10] асбест Mg 6(OH)8[Si 4 O 10] n. H 2 O Серпентин Асбест Антигорит кристаллические массы, у асбеста волокнистые агрегаты Сингония Моноклинная Цвет От светло-зеленого до темно-зелёного, оливково-зеленый, у нитей асбеста белый Блеск Стеклянный, жирный, восковой, шелковистый Твёрдость 2, 5 -3 Спайность Совершенная Излом Раковистый, у асбеста игольчатый Особое свойство Огнеупорен

Группа глинистых силикатов Строение плоских листов (пакетов) Двухслойные Трехслойные Монтмориллонит Al 2(OH)2[Si 4 O 10] n. H 2 O Каолинит Al 4(OH)8[Si 4 O 10] Структура глин Гидрослюды [K, (H 3 O)]Al 2(OH)2 [Al. Si 3 O 10]

Каолинит, увеличено в 1350 раз Форма Кристаллы очень редки и малы по размерам. Встречаются чешуйки с гексагональными очертаниями. Чаще плотные или рыхлые тонкозернистые или тонкочешуйчатые массы Сингония Моноклинная Цвет Белый. Серый, желтоватый, розовый, бурый в зависимости от примесей Блеск Матовый Твёрдость 1 Спайность Весьма совершенная Особое свойство Жирен на ощупь