Класс 1. Оксиды и гидроксиды

Известно более 150 минералов, которые составляют около 5% общего веса земной коры. Наиболее распространенные катионы: Fe (около 50 минералов), Al, Ti. Основой кристаллической структуры минералов является плотнейшая упаковка ионов О^2-(в оксидах) и ОН^- (в гидроксидах).

Среди данного класса широко развит изовалентный и гетеровалентный изоморфизм в основном несовершенный. Всё разнообразие минералов определяется характером катионов и их координацией.

В морфологическом отношении оксиды и гидроксиды являются минералами с хорошо развитой кристаллографической индивидуальностью. Некоторые из них (например – брукит) встречаются только в кристаллах. Минеральные индивиды с размерами кристаллов от сотых долей до десятков сантиметров (вкрапленники, порфиры, зернистые массы) характерны для эндогенных образований магматического генезиса. Минеральные агрегаты с размерами индивидов менее 1 миллиметра (мелкозернистые, скрытокристаллические, землистые агрегаты) характерны для экзогенных образований.

Кристаллизуются в основном в кубической и ромбической сингониях, в меньшей степени - в средней категории сингоний. Характерные облики минералов: изометрический, удлиненный, уплощённый, которым соответствуют зернистые, лучистые, игольчатые, слоистые, чешуйчатые и слоисто-концентрические агрегаты.

Окраска зависит от катионного состава минералов, при этом она разнообразная, но в основном темных тонов: 1) оксиды Fe²⁺ – черная, Fe³⁺ - бурая, желтая, красная; 2)оксиды Al³⁺ и Mg²⁺ - белая; 3) оксиды Mn³⁺ - черная.

Спайность разной степени совершенства, но для гидроксидов характерна совершенная спайность.

Минералы класса оксидов и гидроксидов химически устойчивы, т.к. являются, в основном, продуктами окисления и гидролиза силикатов, сульфидов и других солей в зоне гипергенеза.

Твердость очень высокая, в основном 5-7.

В эндогенных условиях образуется относительно небольшое количество минералов данного класса. В магматических очагах кристаллизуются магнетит, ильменит, хромшпинелиды, рутил, пирохлор, в пегматитах встречаются гематит, пирохлор, касситерит, рутил, перовскит, в гидротермальных растворах образуются гематит, магнетит, касситерит.

В экзогенных условиях (зона гипергенеза) образуется основная масса минералов класса оксидов и гидроксидов. Так, в корах выветривания, в зоне окисления минеральных месторождений, в водных бассейнах образуются сложные минеральные смеси: бурый железняк и лимонит, в состав которых входят гетит, гидрогетит, лепидокрокит (оксиды и гидроксиды Fe); бокситы, состоящие из гидраргиллита, диаспора, бемита (оксиды Al); вады, в своём составе имеющие пиролюзит, псиломелан, манганит (оксиды Mn).

В метаморфогенных условиях за счёт гидроксидов могут образовываться кристаллически-зернистые агрегаты безводных окислов, например, гидроксиды Fe преобразуются в гематит или магнетит. При высоких давлениях и температуре образуется рутил.

Таблица 5

Диагностическая таблица для определения оксидов и гидроксидов

по твёрдости

<5	5-7	>7
Гётит (4-5) Брусит (2,5) Гидраргиллит (3) Куприт (3-4)	Хромшпинелиды (6-7) Магнетит (6) Пирохлор 95) Рутил (6) Касситерит (6-7) Пиролюзит (5) Гематит (6) Ильменит (6)	Шпинель (8) Корунд (9)

Таблица 6

Диагностическая таблица для определения оксидов и гидроксидов по цвету черты (зависит от катионного состава)

Чёрная	Жёлтая, красная, бурая	Серая, белая	Нет черты
Магнетит Ильменит Пиролюзит	Гётит (бурая) Хромит (серовато-зеленая) Пирохлор (светло-бурая) Рутил (желтая, красная) Касситерит (светло-коричневая) Гематит (красная) Куприт (красно-коричневая)	Гидраргиллит	Шпинель Корунд

Шпинель (Mg,Fe)Al₂O₄

Морфология. Отдельные кристаллы октаэдрического габитуса или небольшие сростки, реже плотные тонкозернистые агрегаты. Сингония кубическая.

Физические свойства. Цвет кроваво-красный с фиолетовым или оранжевым оттенком, желтый, синий, бутылочно-зеленый (шпинель), черный (герцинит). Твердость 8. Спайность отсутствует. Блеск стеклянный.

Генезис. Типичное контактово-метасоматическое образование (скарны, пневматолито-гидротермальные образования), реже магматическое и метаморфическое. На земной поверхности устойчива и переходит в россыпи.

Хромшпинелид (Mg,Fe)Cr₂O₄

Морфология. Сплошные зернистые массы. Кристаллы октаэдрического облика, округлые (порфировидные вкрапленники) или многогранные полиэдры. Сингония кубическая.

Физические свойства. Цвет черный, черту дает с трудом. Блеск металловидный. Спайности нет.

Генезис. Магматический. В ассоциации с серпентином и другими минералами ультраосновных пород.. На земной поверхности устойчив и переходит в россыпи.

Магнетит FeFe₂O₄

Морфология. Тонкозернистые и массивные агрегаты, вкрапленники октаэдрического габитуса. Сингония кубическая.

Физические свойства. Цвет железно-черный. Блеск полуметаллический. Спайности нет. Особые свойства – сильно магнитный (ферримагнитный).

Генезис. Магматический, реже гидротермальный, пневматолитовый и метаморфический. На земной поверхности устойчив и переходит в россыпи.

Пирохлор NaCa(F,OH)Nb₂O₆

Морфология. Вкрапленники октаэдрического габитуса, сплошные массы в сиенитах и карбонатитах. Сингония кубическая.

Физические свойства. Цвет темно-бурый, красно-бурый. Блеск алмазный. Полупрозрачный. Спайности нет. Хрупкий. Иногда радиоактивен.

Генезис. Магматический и пневматолитовый. В щелочных магмах в ассоциации с нефелином, КПШ, эгирином, апатитом, цирконом, магнетитом, кальцитом.

Куприт Cu₂O.

Морфология. Сплошные, зернистые агрегаты, мелкие кристаллы – октаэдры. Сингония кубическая.

Физические свойства. Цвет красный с различными оттенками. Блеск алмазный. Спайность несовершенная.

Генезис. В зоне выветривания сульфидов меди в ассоциации с малахитом, азуритом, самородной медью. На земной поверхности неустойчив и переходит в малахит, азурит.

Рутил TiO₂.

Морфология. Столбчатый, призматический до игольчатого облика с квадратным поперечным сечением, часты коленчатые двойники. Сингония тетрагональная.

Физические свойства. Цвет темно-бурый, красный, черный. Блеск алмазный. Полупрозрачный. Спайность совершенная по удлинению.

Генезис. Магматический. В кислых горных породах. Постмагматический и метаморфический. На земной поверхности устойчив и переходит в переходит в россыпи.

Касситерит SnO₂.

Морфология. Кристаллы дипирамидального габитуса, друзы, щетки. Сингония тетрагональная.

Физические свойства. Цвет желто-коричневый, красновато-коричневый до черного. Блеск алмазный. Цвет черты светлый, буроватый. Часто окраска неравномерная.

Генезис. Магматический. В кислых горных породах, пегматитах и гидротермальных образованиях в ассоциации с вольфрамитом, молибденитом, арсенопиритом, кварцем.

Пиролюзит MnO₂.

Морфология. Сплошные зернистые, порошковатые, сажистые агрегаты, конкреции (вады), дендриты. Сингония тетрагональная.

Физические свойства. Цвет черный. Блеск полуметаллический, матовый в агрегатах. Спайность совершенная.

Генезис. В корах выветривания и в процессе седиментогенеза в ассоциации с окисидами марганца, железа. На земной поверхности устойчив.

Гетит FeO(OH).

Морфология. Натечные почковидные образования с радильно-лучистым внутренним строением, сталактитовые формы, плотные, пористые, ноздреватые, порошковатые агрегаты, оолиты, псевдоморфозы по пириту. Сингония ромбическая.

Физические свойства. Цвет желто-бурый, темно-бурый до черного. Блеск алмазный. Спайность совершенная.

Генезис. В корах выветривания и на геохимических барьерах в вводной среде. На земной поверхности неустойчив.

Гематит Fe₂O₃.

Морфология. Сплошные, плотные, скрытокристаллические агрегаты (красный железняк), листоватые, чешуйчатые агрегаты с металлическим блеском (железная слюдка), натечные формы радиально-игольчатого строения (стеклянная голова). Сингония тригональная.

Физические свойства. Цвет железо-черный (кристаллические разности), ярко-красный (землистые, зернистые разности). Блеск полуметаллический. Спайности нет. Хрупкий.

Генезис. Магматический, метаморфический, в корах выветривания.

Ильменит FeTiO₃.

Морфология. Вкрапленники неправильной формы, кристаллы толстостолбчатые, чешуйчатые, сплошные массы. Синяя побежалость. Сингония тригональная.

Физические свойства. Цвет железо-черный. Блеск полуметаллический. Спайность отсутствует. Излом раковистый. Хрупкий. Слабомагнитен.

Генезис. Магматический. В основных изверженных породах. На земной поверхности устойчив и переходит в россыпи.

Гидраргиллит Al(OH)₃.

Морфология. Лучисто-листоватые, натечные агрегаты, тонкочешуйчатые и скрытокристаллические массы. Сингония моноклинная.

Физические свойства. Цвет белый, сероватый, красноватый. Блеск стеклянный, перламутровый. Прозрачный. Спайность весьма совершенная.

Генезис. В корах выветривания по алюмосиликатам (бокситы).

Корунд Al₂O₃.

Морфология. Вкрапленники в породу (до 10 см в диаметре), редко зернистые агрегаты. Отдельность по пинакоиду. Призматический облик кристаллов. Сингония гексагональная.

Физические свойства. Цвет синевато или желтовато-серый (сапфир – синий, рубин – красный). Блеск стеклянный. Спайности нет. Косая штриховка на гранях пинакоида и призмы.

Генезис. Метаморфическое, контактово-метасоматическое образование и гранитные пегматиты. На земной поверхности устойчив и переходит в россыпи.

Класс 2. Силикаты

К силикатам относятся соли различных кислот кремния. Это наиболее многочисленный класс минералов. На долю силикатов приходится 1/3 всех известных минералов. По подсчётам В.И. Вернадского, земная кора до глубины, примерно 16 км от земной поверхности, на 85 % состоит из силикатов, являясь по сути кремнекислородной оболочной. Силикаты содержат кремний, на долю которого приходится 27,59 % всей массы земной коры. Силикаты входят как породообразующие минералы почти во все магматические, метаморфические горные породы и в большую часть осадочных горных пород.

Многие силикаты имеют в своём составе алюминий, который входит в радикальную группу, образуя, таким образом, алюмосиликаты. По выражению В.И.Вернадского, алюминий в природных условиях играет такую же роль, как и кремний. Эта особенность вышеназванных элементов позволяет объяснить совершенный изоморфизм альбита и анортита.

Рентгеноструктурный анализ (1912 г.) показал, что в кристаллической решётке минералов нет молекул, как считалось раньше, а имеются связанные между собой атомы и ионы. В. Бреггом и Е. Шибольдом (1937 г.) было доказано, что основой структуры силикатов является кремнекислородный тетраэдр (ККТ) (рис. 9).

Их исследования заложили основы кристаллохимии силикатов. Важнейшей особенностью силикатов является тенденция кремнекислородных тетраэдров к ассоциации в группы и в бесконечные кремнекислородные построения (цепочки, ленты, слои, каркасы), стехиометрические формулы которых и отвечают различным кремнекислородным радикалам. На этом основании среди силикатов выделяются следующие структурные типы: островные, кольцевые, цепочечные, слоистые, каркасные.

В силикатах весьма развито явление изовалентного и гетеровалентного изоморфизма. Например: 1) изоморфный ряд оливина – фаялит (Fe₂[SiO₄])– форстерит (Mg₂[SiO₄]); 2) изоморфный ряд плагиоклазов – альбит (Na[AlSi₃O₈]) –анортит (Ca[Al₂Si₂O₈]). Гетеровалентный изоморфизм происходитс соответствующей компенсацией валентности. Силикаты, в которых часть Si⁺⁴ в тетраэдрах замещена Al⁺³, называются алюмосиликаты, B⁺³ – боросиликаты и т. д.

В составе силикатов значительную рольиграют дополнительные ионы, простые (O^-2, F^-1, Cl^-1, S^-2) и комплексные ((OH)^-1, [PO]^-3, [SO]^-2), а также вода, которая может быть кристаллизационной (вермикулит), цеолитной (натролит), адсорбционной (монтмориллонит).

Силикаты – минералы устойчивые в зоне выветривания и труднорастворимы в кислотах.

Морфологические особенности силикатов определяются в первую очередь тем, что они кристаллизуются в низших сингониях (73 %), среди которых преобладает моноклинная сингония (43 %). На долю средних сингоний приходится 18 %, а на долю кубической – только 9 % минералов этого класса. Для силикатов характерны закономерные срастания и двойники. Тип агрегатов также обусловлен их внутренним строением: островные, каркасные и кольцевые образуют зернистые агрегаты, цепочечные – волокнистые,

ленточные – игольчатые, лучистые, и сноповидные агрегаты, а для слоистых силикатов характерны пластинчатые, листоватые и чешуйчатые агрегаты.

Физические свойства силикатов также находятся в зависимости от структуры: слоистые силикаты имеют весьма совершенную и совершенную спайность в одном направлении вдоль листов и пакетов, цепочечные и ленточные совершенную спайность по призме. В кольцевых силикатах спайность проявляется плохо и в большинстве случаев она параллельна плоскости колец. В островных силикатах спайность несовершенная.

Твёрдость силикатов в среднем меняется от 5,5 до 8 по шкале Мооса, исключение составляет п/к слоистых силикатов, у которых твёрдость в среднем 2-3 и может доходить до 1 (тальк). Среди силикатов преобладают минералы с низкой плотностью, до 2,6 г/см³ (п/кл. каркасных и слоистых силикатов), и особенно со средней плотностью, до 3,5 г/см³ (п/кл. островных, кольцевых и цепочечных силикатов). Силикаты с высокой плотностью, более 3,5 г/см³, встречаются редко, что также определяется строением кристаллической решётки и присутствием в силикатах тяжёлых катионов Fe, Pb, Bi.

Цвет силикатов разнообразный и полностью определяется хромофорами, входящими в их состав. В шлифах и порошке все силикаты прозрачные.

Показатель преломления силикатов находится в прямой зависимости от плотности, строения кристаллической решётки и химического состава минералов, так, самое низкое значение показателя преломления имеют каркасные силикаты (1,48-1,60), а самое высокое – островные и цепочечные (1,63-1,89).

По своему происхождению силикаты главным образом связаны с глубинными процессами в земной коре и мантии – эндогенными (собственно магматические и пегматитовые процессы минералообразования) и метаморфогенными (минералы контактового и регионального метаморфизма). Значительно реже их образование связано с экзогенными процессами минералообразования в земной коре (продукты кор выветривания и седиментогенеза).

За основу классификации силикатов принят характер кремнекислородных радикалов, т.е. структурный признак. В классе силикатов выделяются следующие подклассы: 1) островные; 2) кольцевые; 3) цепочечные; 4) слоистые; 5) каркасные.

п/кл 1. Островные силикаты

Соли ортокремниевой кислоты (H₄[SiO₄]) и диортокремниевой кислоты (H₆[Si₂O₇]). Соответственно этот подкласс образуют ортосиликаты с радика лом [SiO₄]^4-(одинарные, изолированные ККТ) и диортосиликаты [Si₂O₇]^6- (сдвоенные изолированные ККТ) (рис. 10).

Диортосиликаты

Ортосиликаты

-

 

	Рис. 10. Структуры островных силикатов

Среди силикатов это наиболее многочисленный подкласс минералов, который характеризуется наиболее разнообразным составом катионов: Fe, Ca, Mg, Mn, Ti, Al, редкие земли, Th, Zr, Nb, Ta и др.

К числу породообразующих и наиболее широко распространенных в природе минералов относятся минералы групп: оливина, граната, эпидота, кианита, сфена, циркона.

Практическое значение имеет немного минералов. Абразивный материал – гранаты. К драгоценным камням относятся: топаз, альмандин, пироп, уваровит, демантоид, хризолит, зеленый сфен, кианит. Фенакит – источник Be, циркон – источник Zr, Hf.

Морфология: для островных силикатов характерна высочайшая степень идиоморфизма, поэтому в процессе кристаллизации образуются правильные кристаллы. Это объясняется большой силой кристаллизации данных минералов. Наиболее характерные облики: изометричный у гранатов (ромбододекаэдры, тетрагонтриоктаэдры), тетрагональные призмы и дипирамиды у цирконов, ромбические призмы с диэдром у топазов, клиновидные кристаллы у сфена, лишь оливин редко встречается в хорошо огранённых кристаллах, чаще всего в овальных зёрнах с оплавленными гранями.

Физические свойства. Окраска: обусловлена присутствием элементов хромофоров Fe²⁺ , Fe³⁺ - зеленый, коричневый, Mn, Fe – малиново-красный, Cr – изумрудно-зеленый.

Плотность средняя (3,0 – 4,0 г/см³); твердость высокая (6-8 по шкале Мооса).

Генезис. Минералы высоких температур, давлений и больших глубин, т.е. мантийные или регионального метаморфизма. Главные типы месторождений: магматические, метаморфические и высокотемпературные гидротермальные. В ультраосновных горных породах оливин – главный породообразующий минерал, в остальных породах он выступает как акцессорный. В образовании метаморфических минералов главную роль играют процессы регионального и контактового метаморфизма. Типичными представителями гнейсов и сланцев являются ставролит, кианит, силлиманит, эпидот, гранат (альмандин). Для пород контактового метаморфизма характерными минералами являются гранаты, везувиан, эпидот.

К различным метасоматическим образованиям приурочены следующие минералы островных силикатов: в альбититах – циркон и фенакит, в грейзенах – топаз и фенакит, в скарнах – гранаты (Ca, Fe) и эпидот.

Группа оливина

Изоморфный ряд: форстерит Mg₂[SiO₄] – фаялит Fe₂[SiO₄].

Морфология: з ернистые агрегаты, вкрапленники в породу. Сингония ромбическая.

Физические свойства. Цвет оливково-зеленый, хризолит – прозрачная желтовато-зеленая разновидность (драгоценныё камень). Блеск стеклянный. Спайность средняя, твёрдость 7, плотность – 3,2-4,3.

Генезис. Магматический – в основных и ультраосновных породах. Ассоциация – хромит, пироксены, платина, с другими темноцветными минералами.

Группа гранатов:

1) пироп – Mg₃Al₂[SiO₄]₃

2) альмандин - Fe₃Al₂[SiO₄] п/гр алюминиевые (пиральспиты)

3) спессартин - Mn₃Al₂[SiO₄]₃

4) гроссуляр - Ca₃Al₂[SiO₄]₃

5) андрадит - Ca₃Fe₂[SiO₄] ₃ п/гр кальциевые (уграндиты)

6) уваровит - Ca₃Cr₂[SiO₄] ₃

Морфология. Наиболее распространены хорошо образованные кристаллы ромбододекаэдрического или тетрагонтриоктаэдрический габитуса. Сплошные массы редки, иногда встречаются нераскристаллизованные массы («сливные») у альмандина, андрадита и гроссуляра. Сингония кубическая.

Физические свойства. Окраска изменяется от белого до черного цвета (за исключением синего – все). Известковые – обычно бесцветные, зеленоватые. Глиноземистые – различные оттенки красного цвета. Наиболее распространённые цвета: пиропа – темно-красный, малиновый; альмандина – красный, коричневый, фиолетовый; спессартина – розовый, красный, желтовато-бурый, бесцветный; андрадита – бурый, черный, зеленовато-бурый, красный; гроссуляра – светло-зеленый, зеленовато-бурый; уваровита – изумрудно-зеленый. Спайность несовершенная, твёрдость 6,5-7,5, плотность – 3,51-4,25 г/ см³. Излом раковистый. Блеск стеклянный.

Генезис. Метаморфический, гидротермальный, магматический.

Группа циркона Zr[SiO₄]

Морфология. Призматические кристаллы, тетрагональные дипирамиды, вкрапленники в породу. Сингония тетрагональная.

Физические свойства. Окраска оранжевая, жёлтая, коричневая, розовая, красная. В некоторых случаях цвет циркона зависит от сохранности кристаллической решётки, например, м алакон – молочно-белый, бурый, метамиктный распад, ц иртолит – разрушение до окиси циркона и окиси кремния. Драгоценная разновидность г иацинт – прозрачная, золотисто-желтая, красная, красно-бурая. Блеск алмазный. Спайность отсутствует, твердость 7-8, плотность – 4,6-4,7 г/ см³.

Генезис. Магматический и пегматитовый, связанный со щелочными и кислыми породами.

Группа сфена CaTiO[SiO₄] (титанит)

Морфология. Встречается в хорошо выраженных кристаллах пластинчатого, клиновидного, конвертообразного облика, реже в зернистых агрегатах. Сингония моноклинная.

Физические свойства. Цвет желтый, коричневый, зеленый, красный, серый. Блеск алмазный. Спайность несовершенная. Твердость 5-6. Плотность 3,3-3,6 г/ см ³.

Генезис. Магматический и метаморфический.

Группа кианита Al₂O[SiO₄]

Морфология. Дощатовидные кристаллы, лучистые, игольчатые агрегаты. Триклинная сингония.

Физические свойства. Цвет серый, голубой. Твердость 7 против удлинения и 4,5 по удлинению, плотность 3,5 -3,7 г/ см³, спайность совершенная.

Генезис метаморфический (сланцы).

Группа ставролита Fe₂Al₉O₇[SiO₄]₄(OH) (ставрос – крест)

Морфология – одиночные кристаллы (призмы) и крестообразные двойники в породе. Сингония ромбическая.

Физические свойства. Окраска бурая, красноватая, буро-черная. Спайность средняя, твердость 7,5, плотность 3,6-3,8 г/ см³.

Генезис. Региональный метаморфизм (кристаллические сланцы, гнейсы).

Группа топаза Al₂(F,OH)₂[SiO₄]

Морфология. Хорошо образованные кристаллы, редко зернистые агрегаты. Призматический габитус. Сингония ромбическая.

Физические свойства. Цвет позрачный, бесцветный, голубой, желтый, красноватый. Блеск стеклянный. Спайность совершенная по пинакоиду; твердость 8; плотность 3,5 г/см³.

Генезис. Пневматолитовый и пегматитовый.

Группа эпидота (Ca,Ce)₂(Al,Fe)₃(OH)O[SiO₄] [Si₂O₇]

Морфология. Хорошо образованные кристаллы призматического и пинакоидального облика, друзы, щетки, зернистые агретаты. Сингония ромбическая.

Физические свойства. Цвет травяно-зеленый, фисташково-зеленый. Спайность совершенная по удлинению кристалла, твердость 6,5, плотность 3,3-3,4 г/см³, блеск стеклянный.

Генезис. Гидротермальный, метаморфический (скарны).

 

п/кл 2. Кольцевые силикаты

Небольшая группа редких в природе минералов с радикальной группой [Si₆O₁₈]^12- или [Si₃O₉]^6-. Наиболее распространенные два: турмалин и берилл. Главными структурными элементами кольцевых силикатов являются одноярусные и двухярусные тройные, четверные и шестерные кольца ККТ (рис.11).

Морфология Определяется структурными особенностями, т.е. наличием кольца. Минералы кристаллизуются в тригональной и гексагональной сингонии. Кристаллы идиоморфные.

Физические свойства. Твердость высокая (>5), а у берилла и турмалина соответственно 8 и 7. Это определяется присутствием маленьких катионов Be²⁺ и B³⁺, с характерными для них сильными химическими связями.

Плотность не больше 3,5 г/см³, а в основном менее 2,9 г/см³, из-за структуры минералов – много пустых мест внутри колец. Кроме того, внутри колец нередко располагается дополнительные анионы (ОН)^- или молекулярная вода.

Генезис. Пегматитовый, гидротермальный, метаморфический, метасоматический (грейзены и альбититы).

Берилл Be₃Al₂[Si₆O₁₈]

Морфология. Кристаллы гексагонально-призматического габитуса, агрегаты, друзы, вкрапленники. Сингония гексагональная.

Физические свойства. Цвет зависит от катионного состава, обычно желтоватый или зеленовато-белый, часто прозрачный, реже встречаются другие разновидности цветовых оттенков (драгоценные камни), например: голубой или цвет морской воды – аквамарин (Fe⁺²), изумрудно-зеленый – изумруд (Cr⁺³), розовый – воробьевит, морганит (Mn⁺³), желтый – гелиодор (Fe⁺² в различных позициях). Характерна штриховка по удлинению. Иногда проявляется отдельность по пинакоиду. Твёрдость 7-8, плотность 2,6-2,9 г/см³. Блеск стеклянный, на изломе жирный. Спайность несовершенная.

Генезис. Пневматолитовый и гидротермальный связан с метасоматическими процессами. Часто встречается в пегматитовых жилах, связанных с кислыми интрузиями.

Турмалин Na(Mg,Fe)₃ [B₃ Al₃ Si₆O₁₈] (OH,F)₄

Морфология. Кристаллы дитригонально-призматические, шестоватые, агрегаты («турмалиновые солнца»), друзы, вкрапленники. В поперечном сечении сферический треугольник. Сингония тригональная.

Физические свойства. Цвет зависит от катионного состава, черный– шерл (Fe²⁺), розовые– рубеллит (Mn⁺³), синий – индиголлит (Fe⁺²), коричневый – дравид (Mg⁺² Fe⁺²), полихромные кристаллы. Штриховка по удлинению. Блеск стеклянный, твердость 7,5, плотность – 2,9-3,2 г/см³, спайности нет, хрупок.

Генезис. Высокотемпературный гидротермальный в гранитах и гранитных пегматитах, в грейзенах с кварцем и касситеритом. Метаморфический в сланцах и гнейсах. В щелочных пегматитах встречается розовый и полихромный турмалины.

п/кл 3. Цепочечные силикаты

В основе структуры лежат кремнекислородные цепочки (рис.12,13). Эти цепочки объединяются в структуру кристалла за счет катионов, связывающихся со свободными валентностями кислорода. Они являются солями метакремниевой кислоты H₂SiO₃. радикалом являются цепочки [SiO₃]^2- - в пироксенах и [Si₄O₁₁]^6- – в амфиболах. Кроме того, присутствуют (OH)^1-, иногда F^1- и дополнительный О^2-.

Морфология. Характеризуются призматической формой кристаллов до игольчатого облика, некоторые разности имеют дощатовидную форму кристаллов (сподумен). Призматический облик проявлен лучше у амфиболов, причём они часто бывают игольчатого облика. Кристаллизуются в низших сингониях.

Физические свойства. Окраска зелёная, различных оттенков, густоты и насыщенности, но встречаются белые и серые цвета (тремолит) и даже розовые (сподумен). Блеск стеклянный на гранях и плоскостях спайности, иногда шелковистый (обыкновенная роговая обманка). Твёрдость 5,5-6, плотность 2,9-3,6 г/см³; имеют совершенную спайность по призме, но у амфиболов она выражена отчётливее.

Генезис. Основная масса цепочечных силикатов имеет магматическое происхождение, т.к. они являются главными породообразующими минералами ультраосновных, основных, средних и частично щелочных горных пород. Большая группа минералов образуется в процессах регионального и контактового метаморфизма.

 

 

Таблица 7

Диагностическая таблица для определения минералов группы пироксенов и амфиболов

Признаки	Пироксены	Амфиболы
Угол спайности	93º	124º и 56о
Излом	Ровный, неровный.	Занозистый
Форма кристаллов	Обычно короткопризматические, таблитчатые, дощатовидные, призматические	Удлиненно-призматические, до игольчатых
Окраска	Зеленая светлых тонов, иногда темно-зеленая до черной	Зеленая с различными оттенками и густотой и белая. Часто тёмноокрашенные
Ассоциация	В скарнах - кальцит, гранаты и т.д.	Пироксены, темноокрашенные минералы
Переход	В амфиболы	В хлориты
Форма поперечного сечения	Трещины спайности под углом 93º	Трещины спайности под угол 124º

 

Пироксены [SiO₃]^2-

(одинарные цепочки кремнекислородных тетраэдров)

1)Ромбические пироксены:

Пироксены, не содержащие глинозем.

Изоморфный ряд: энстатит – гиперстен.

Энстатит Mg₂[Si₂O₆]

Морфология. Кристаллы таблитчатого облика, очень редки, в основном нераскристаллизованные массы и зернистые агрегаты.

Физические свойства. Цвет белый, желтый, оливково-зеленый, бронзово-жёлтый («бронзит»). Твёрдость 5,5; плотность 3,1-3,3 г/см³.

Генезис. Породообразующие минералы ультраосновных и основных горных пород, изредка встречаются в кристаллических сланцах.

Гиперстен Fe₂[Si₂O₆]

Морфология. Короткопризматические и таблитчатые кристаллы.

Физические свойства. Цвет темно-коричневый, темно-зеленый до черного. Твёрдость 5-6, плотность 3,3-3,5 г/см³.

Генезис. Породообразующие минералы ультраосновных и основных горных пород, изредка встречаются в кристаллических сланцах.

2)Моноклинные пироксены:

Пироксены, не содержащие глинозем.

Изоморфный ряд: диопсид – геденбергит.

Диопсид CaMg[Si₂O₆]

Морфология. Зернистые агрегаты с короткопризматическими кристаллами.

Физические свойства. Цвет яблочно-зелёный и зеленый с различными оттенками. Твёрдость 5,5-6, плотность 3,3-3,4 г/см³.

Генезис. Происхождение – магматическое (с кварцем и КПШ), гидротермальное (с кальцитом и гранатом) и метаморфическое (с воластонитом).

Геденбергит CaFe[Si₂O₆]

Морфология. Удлиненно-призматические кристаллы и параллельно-столбчатые агрегаты.

Физические свойства. Цвет темно-зеленый, до черного. Твёрдость 5,5-6, плотность 3,5-3,6 г/см³.

Генезис. Генезис – магматический и скарны с кальцитом, диопсидом и гранатами.

Пироксены содержащие глинозем:

Авгит Ca(Mg,Fe,Ti,Al) [(SiAl)₂O₆]

Морфология. Кротко-столбчатые, пластинчатые и таблитчатые кристаллы, крупнозернистые агрегаты.

Физические свойства. Цвет темно-зеленый до черного. Твёрдость 5-6; плотность 3,2-3,6 г/см³.

Генезис. Магматический – высокотемпературные образования недосыщенные кремнезёмом. Ассоциирует с оливином, другими пироксенами, нефелином, лейцитом, но никогда не встречается с кварцем..

Пироксены, содержащие щелочи:

Эгирин NaFe[Si₂O₆]

Морфология. Игольчатые кристаллы, до уплощенно-призматических с гигантскими размерами в пегматитах щелочных пород.

Физические свойства. Цвет – черный и тёмно-зелёный. Твёрдость – 5,5-6, плотность 3,4-3,6 г/см³.

Генезис. Магматический – в условиях повышенной щёлочности (избыток Na) и является характерным минералом щелочных пород. Установлено два парагенезиса: 1)с нефелином и КПШ; 2)с кварцем и альбитом.

Сподумен LiAl[Si₂O₆]

Морфология. Призматические и таблитчатые кристаллы, дощатовидные. Физические свойства. Цвет светлый, зеленоватый или бледно-розовый (Mn). Твёрдость 6,5-7, плотность 3,1-3,2 г/см³.

Генезис. Пегматитовый (граниты).

 

3) Триклинные п ироксеноиды:

Родонит CaMn[Si₅O₁₅]

Морфология. Сплошные, зернистые и массивные агрегаты.

Физические свойства. Розовый цвет с черными дендритами Mn. Твёрдость 6-6,5; плотность 3,7 г/см³.

Генезис. Родонит образуется метаморфическим путём (амфиболитовая фация регионального метаморфизма) и встречается в кристаллических сланцах, вместе с кварцитами и яшмами.

Амфиболы [Si₄O₁₁]^6-

(ленточные силикаты - сдвоенные цепочки кремнекислородных тетраэдров)

Изоморфный ряд: тремолит – актинолит. Моноклинные амфиболы: тремолит-актинолит, обыкновенная роговая обманка, глаукофан-рибекит. (рис.13).

Тремолит Ca₂Mg₅(OH)₂[Si₈O₂₂]

Морфология. Игольчатые, лучистые агрегаты. Разности: тремолит-асбест – тонковолокнистые агрегаты.

Физические свойства. Окраска белая или серая. Блеск стеклянный. Твёрдость 5,6-6, плотность 2,9-3,0 г/см³.

Генезис. Контактово-метаморфическое (скарны – ассоциация с диопсидом, кальцитом и гранатами) и регионально-метаморфическое (кристаллические сланцы) происхождение.

Актинолит Ca₂(Mg,Fe)₅(OH)₂[Si₈O₂₂]

Морфология. Игольчатые, шестоватые и лучистые агрегаты. Разности: нефрит – массивная скрытокристаллическая (поделочный камень), актинолит-асбест – тонковолокнистые агрегаты.

Физические свойства. Окраска зелёная с различной густотой и оттенками. Блеск стеклянный. Твёрдость – 5,5-6,0, плотность – 3,1-3,3 г/см³.

Генезис. Контактово-метаморфическое (скарны – ассоциация с диопсидом, кальцитом и гранатами) и регионально-метаморфическое (кристаллические сланцы) происхождение.

Роговая обманка NaCa₂(Mg,Fe)₄(Al,Fe)(OH,F)₂[Al₂Si₆O₂₂] (названа по внешнему сходству с рогом).

Морфология. Призматические, столбчатые, до игольчатых, кристаллы, иногда дощатовидные.

Физические свойства. Цвет черный до темно-зеленого. Блеск стеклянный или шелковистый. Твёрдость 6, плотность 3,1-3,3 г/см³.

Генезис. Магматическое, метаморфическое и контактово-метасоматическое.

Глаукофан (рибекит) Na₂(Mg,Fe)₃(Al,Fe)₂(OH)₈[Si₈O₂₂]

Морфология. В виде вкрапленных призматических кристаллов и лучистых агрегатов.

Физические свойства. Изоморфный ряд: рибекит (Fe) – глаукофан (Mg). Цвет синий. Твёрдость – 5-6, плотность – 3,1-3,2 г/см³.

Генезис. Рибекит образуется в богатых натрием магматических горных породах (щелочные) в ассоциации с эгирином. Глаукофан встречается, исключительно, в метаморфических горных породах (кристаллические сланцы).

п/кл 4. Слоистые силикаты

В основе их структуры находятся кремнекислородные листы, состоящие из кремнекислородных тетраэдров. Все Si-O тетраэдры повернуты в одну сторону. В слое, где расположены вершины тетраэдров, находятся либо ион ОН^1-, либо ион F¹⁺. Таким образом, анионная часть диметасиликата будет [Si₂O₅]^2-(ОН)^1-. Она образует шестерные кремнекислородные кольца, составляющие кремнекислородные листы. Добавочный гидроксил (ОН)^1- или фтор (F^1-) размещаются в слоистых силикатах по одному на кольцо, а иногда образуют слои, находящиеся между листами [Si₂O₅]^2-(ОН)^1-. Между собой листы соединяются с помощью катионов Mg, Al, Fe и образуют пакеты. Пакеты могут быть 2, 3 и 4 - слойные. Тетраэдры, соединённые в шестерные кольца, обуслоливают субгексагональный облик кристаллов слоистых силикатов.

В радикальной группе [Si₂O₅]^2- нередко до половины атомов кремния замещается алюминием, и тогда радикал приобретает вид [(Si_,Al)₄O₁₀]^4-. Гидроксил играет очень важную роль в слоистых силикатах

Слоистая структура силикатов находит свое отражение в весьма совершенной спайности, проходящей параллельно плоскостям сеток.

Температура отдачи гидроксила (ОН^1-) зависит от его положения в кристаллической решётке. Так если гидроксил связан в тетраэдрах в шестерные кольца, то температура его выделения повышается до 900^о С, если гидроксила много и он расположен в межслоевом пространстве кремнекислородных колец, температура его выделения близка к 500^о С.

Минералы слоистой структуры обычно характеризуются светлой окраской. Твёрдость их обычно 2-3, за некоторым исключением: тальк – 1, хлоритоид – 6. Образуются они при средних и низких температурах и часто встречаются в коллоидных образованиях.

В соответствии с особенностями кристаллической структуры выделяются следующие группы:

Двухслойные (группы каолинита, серпентина);

Трехслойные (группы талька, слюд, хрупких слюд, вермикулита, гидрослюд, монтмориллонита);

Четырехслойные (группа хлоритов).

Кристаллизуются в сингониях низшего порядка (моноклинная).

По форме выделения агрегатов различают минералы: группы слюд, глин, серпентинита, талька, гидрослюд.

Минералы группы гидрослюд

Морфология. Гидратизированные формы слоистых минералов с морфологически чешуйчатым строением. Сингония моноклинная.

Физические свойства. Окраска зависит от катионного состава, но в основном тёмных, бурых и зелёных тонов и оттенков. Твёрдость 1-3, плотность 2,2-2,9 г/см.

Генезис. Образуются в коре выветривания при разложении и гидратации мусковита, биотита и других минералов группы слюд.

Вермикулит (Mg,Fe²⁺,Fe ³⁺)₃,(OH)₂[(Si,Al)₄O₁₀]4H₂O

«Вермикулюс» в переводе с греческого – червячок, т.е. при нагревании листочки вермикулита растрескиваются и расщепляются на волокна напоминающие червей.

Морфология. Обычно листоватые или чешуйчатые кристаллы, иногда встречаются тонкодисперсные агрегаты.

Физические свойства. Цвет бурый, желтовато-бурый, золотисто-желтый, бронзово-желтый. Блеск перламутровый или жирный. При нагревании по оси с увеличивается в 20-30 раз. Твёрдость 1-1,5; плотность 2,4-2,7 г/см³.

Генезис. Образуется за счет биотита при выветривании и гидротермальным путем.

Глауконит K(Fe ³⁺,Al, Fe²⁺, Mg₃),(OH)₂[(Al,Si)₄O₁₀]nH₂O

Морфология. Структура промежуточная между слюдой и монтмориллонитом. Зернистые и землистые агрегаты, единичные зерна – шаровидные, почковидные, яйцевидные (диаметр > 0,15 мм).

Физические свойства. Цвет зеленый различных оттенков (от малахитово-зеленого до зеленовато-черного). Твердость 2-3; плотность 2,2-2,9 г/см³.

Генезис. Образуется осадочным путем за счет диагенетического превращения илов (биотит, роговая обманка, пироксены, ПШ и т.д.) Разрушается в зоне гипергенеза, превращаясь в гидроокислы железа и кремнезем.