1. Взаимодействие света с веществом. Физические свойства обусловленные этим. Взаимодействие света

• Название: 1. Взаимодействие света с веществом. Физические свойства обусловленные этим. Взаимодействие света
• Дата: 22.06.2022
• Размер: 6.84 Mb.
• Имя файла: Bilety_mineralogia_1-45.docx
• Тип: Документы; #610233
• страница: 8 из 12

31. Группа пироксенов.

Кристал. структура. В структуре есть бесконечные цепочки (Si₂O₆)^4-. Они ориентированны || друг другу вдоль вытянутости кр-ов и группируются попарно. Внутри каждой пары цепочки соед-ся ч\з вершины тетраэдров катионами М1 (имеющих октаэдр. координацию). В этой позиции в диопсиде и энстатите находится Mg. Каждая пара так устроенных цепочек соед-ся с соседней парой катионами М2 (имеющих восьмерную координацию). В диопсиде здесь Ca, а в энстатите – ещё один Mg. Цепочки могут иметь немного разный угол изгиба, их пары могут быть сдвинутыми чуть по-разному вдоль оси с крист-ла. Поэтому среди пироксенов есть ромбич. и монокл. мин-лы, а среди них – несколько различающиеся структурные модификации.

I. Диопсид CaMg[Si₂O₆]. Название от греч. дис – дважды и опсис – появление.

Морфология. Моноклинная сингония, призмат-ий в.с. L2PC. Хорошо образованные кр-лы встрестраются сравнит-но редко. Обычно они мимеют короткостолбчатый облик с приемущественным развитием пинакоидов {101}, {010}. Нередки двойники по (100) и (102). Сплошные массы чаще всего представлены зернистыми агрегатами, но в конт.-метасом. Образ-ях встр-ся шестоватые или рад.-лучистые агрегаты индивидов.

Химизм. CaO – 25,9%; MgO – 18,5%; SiO2 – 55,6%. В виде примесей – FeO, MnO, иногда Al₂O₃, Fe₂O₃, Cr₂O₃ до нескольких процентов (хромдиопсид), V₂O₃ – 2-4% ( лавролит), иногда Na₂O, нередко TiO₂.

Свойства. Цвет редко бывает бесцв., чаще различные приемущественно бледные оттенки грязно-зел. или сер. цвета. Блеск стеклянный. Твердость 5,5 – 6. Плотность 3,27-3,38.

Спайность по призме {110} ср. с углом 87 град. Нередко набл-ся отдельность по {001}, реже по {010}.

Диагностика. Хорошо образ-ые кр-лы отл-ся от кр-ов авгита по облику (приемущественным развитием вертикальных пинакоидов) и серыми или св.-зелоноват. оттенками окраски. П. п. тр. плавится с трудом. В кислотах почти не разлагается.

Условия нах-ия. Как мин-л магматического происхождения широко распространён в основных и УО вулканитах (пироксенитах, перидотитах, габбро, диабазах), иногда в пироксеновых диоритах, сиенитах, а также в базальтах. Крупные выделения, а так же хорошо обр-ые кр-лы набл-ся в пироксенитах и карбонатитах Ковдорского щелочно-УО массива (Кольский п-ов).

В конт.-метасом. образ-ях очень часто принимает существенное участие, входя в состав скарнов и контактовых роговиков вместе с волластонитом, гранатами и др. мин-ми в мест-ях магнитных железняков и других ПИ на Урале, в Ср. Азии, Сибири.

Подобного же происх-ия диопсид в хороших кр-ах встр-ся в Назямских горах (Златоустовский р-н, Урал) в Ахматовской копи среди хлоритовых сланцев с гранатом, клинохлором. Очень крупные, хорошо образованные кр-лы под названием «байкалит» в Слюдянском р-не (Юго-Западное Прибайкалье) в флогопитовых мест-ях.

II.Эгирин(акмит) NaFe³⁺[Si₂O₆]. Назв-ие от имени исландского бога моря – Эгир.

Хим. состав. Na₂O – 13,4%, Fe₂O₃ – 34,6%, SiO₂ – 52%. Примеси: K₂O, нередко CaO, FeO, MnO, MgO, Al₂O₃, TiO₂, иногда V₂O₃, изредка в небольшом кол-ве редкие земли. М\у эгирином и авгитом\диопсидом\геденбергитом сущ-ют изоморфные смеси.

Сингония монокл; призматич. в.с. Облик кр-ов. Обычно длиннопризматич-ие истолбчатые или игольчатые. На гранях набл-ся верт. штриховка или борозды. Грань (100) почти всегда хорошо развита. Довольно часты двойники по (100) и полисинтетич-ие двойники. Агрегаты. В сплошных массах набл-ся шестоватые, рад-лучистые, звездчатые агр-ты.

Цвет обычно зелен-черный, темно-зел., иногда бурый или краснов-бурый (акмит). Черта светло-зелёная. Блеск стекл. Тв. 5,5-6. Пл. 3,43-3,6. Сп-ть по призме ясная с углом 87 град. По {010} и {001} набл-ся отдельность.

Диагностика. Столбчатый облик кр-ов, тёмно-зел. или зелен-черному цвету и ас-ии с щелочными силикатами (нефелином, ПШ, щелочными амфиболами). От похожего темно-зел. турмалина отл-ся низкой тв. и наличием ясной сп-ти.

Усл-ия нахожд-ия. Типичный породообразующий мин-л богатых щелочами изверженых интрузивов и эффузивов (нефелиновых сиенитов). Хибинское и Ловозерское массивы. В крупных кр-ах встр-ся в пегматитах нефелиновых сиентиов в Вишневых и Ильменских горах.

III. Сподумен LiAl[Si₂O₆]. Не образует изоморфных смесей с другими пироксенами.

Хим. состав. Li₂O – 8,1%. Al₂O₃ – 27,4%, SiO₂ – 64,5%. В виде примесей: Na₂O, в незначит. кол-ах CaO, MgO, изредка Cr₂O₃. Изредка редкие земли, цезий.

Сингония моноклинная; призматический в.с. L2PC. Облик кр-ов призматич-ий. Вертикальные грани имеют штриховку. Нередко встр-ся очень крупные кр-лы (иногда длиной 16м). Двойники по (100). Агрегаты пластинчато-шестоватые. Набл-ся в плотных скрытокристал-их массах.

Цвет серов-белый, нередко с зеленов. оттенком, желтов-зел., розово-фиол (кунцит), зелёный (гидденит). Блеск стекл., на пл-ях сп-ти со слабым перламутровым отливом.

Тв. 6,5-7,. Пл. 3,13-3,2. Сп-ть по призме сов-ая или средняя; по {100} – отдельность.

Диагностика. Не раств-ся в HCl.

Усл-ия нахожд-ия. Гранитные пегматиты в ас-ии с кварцем, ПШ, турмалином, литиевыми слюдами: Вороньи тундры (Кольский п-ов), Енашимо (Красноярский край), Завитинское (Восточное Забайкалье).

Применение. Вместе с литиевыми слюдами служит источником для получ-ия препаратов лития (медицина, пиротехника, фотография, стеклоделие, рентгенография, драгоценные камни, термоядерные р-ии).

IV. Энстатит Mg₂[Si₂O₆]. Назв-ие от греч. энстатес – противный (из-за тугоплавкости).

Хим. состав. По сравн-ию с оливином более богат SiO₂, сод-ие к-го для чистой разности = 60%; MgO-40%. Нередко содержит NiO (до 0,2%). Иногда встречаются примеси CaO, MnO, Al₂O_3, Fe₂O₃.

Сингония ромбич; ромбо-дипирамидальный в.с. 3L23PC. Облик кр-ов. Редко наблюдающиеся кр-лы обладают призматич., реже таблитч. обликом. Широко распространённые в г.п. неправ. ф-мы зёрна часто имеют удлинённый облик.

Цвет. Бесцв., серов-бел с зеленов. оттенком, реже буров-зелёный. Блеск стекл.

Тв. 5,5. Пл. 3,1-3,3. Сп-ть по призме {110} средняя, угол м-у пл-мя сп-ти 85 град.

Усл-ия нахожд-ия. Типичный минерал богатых магнезией магматитов. В ас-ии с оливином слагает т.н. перидотиты, в частн. гарцбургиты, габбро-норитов, иногда диоритов. Набл-ся в эффузивах (базальтах, андезитах). На Урале, Сев. Кавказе, ряде мест Сибири, Закавказье.

32. Минералогия пироксеноидов.

I. Волластонит Ca₃[Si₃O₉]. Назв. по фамилии химика В. Волластона. Синоним – дощатый шпат.

Хим. состав. CaO – 48,3%, SiO₂ – 51,7%. Иногда обнаруживается FeO (до 9%), в незначительных кол-ах устанавл-ся примеси Na₂O, MgO, Al₂O₃.

Сингония триклинная; пинакоидальный в.с. Кристаллическая структура. В крист-ой структуре анионный радикал состоит из одинарной цепочки [Si₃O₉], в к-й 2 тетраэдра [SiO₄] своими активными ионами кислорода обращены в одну сторону от оси, а чередующийся с ними 3-ий тетраэдр [SiO₄] – в другую сторону.

Облик кр-ов. Таблитчатые, нередко удлинённые по оси b кр-лы . Главное развитие имеет пинакоид {001}, в меньшей степени {100}, а также грани призм {110}, {101} и др. Двойники по (100) или (001). Агр-ты листоватые рад.-лучистые или шестоватые, скорлуповатые, реже волокнистые с параллельным и сетчатым расположением отдельных волокон.

Цвет белый с серов. или краснов. оттенком, реже мясо-красный. Встречаются и совершенно прозрачные бесцветные разности. Блеск стекл, на плоскостях сп-ти иногда с перламутровым отливом. Тв. 4,5-5. Пл. 2,78 - 2,91. Сп-ть по {100} соверш. и по {001} средняя с углом 74 град.

Диагностика. В сплошных массах, встречающихся в контактово изменённых известняках, узнаётся по белому или серов-белому цвету, радиально-шестоватым агрегатам, сп-ти и по парагенезису с другими мин-ми контакт-метасомат. происхождения (гранаты, диопсид).

Усл-ия нахожд-ия. Встречается главным образом в мраморизованных известняках, подвергшихся воздействию кислой магмы, или в ксенолитах перекристаллизованных известняков в изверженных г.п. В ас-ии с ним набл-ся известковые гранаты, диопсид, везувиан и другие мин-лы скарновых зон: Турьинские рудники _Сев. Урал), некот-ые Минусинские контактово-метасомат. рудные мест-ия. Дальнегорское мест-ие. Известковистые кристаллич-ие сланцы, образующиеся при метаморфизме в условиях глубинных зон.

Применение. Чистые породы – изготовление «горной шерсти» бел. цвета, большой прочности и значит. длины волокна.

II. Родонит CaMn₄[Si₅O₁₀]. Назв-ие от греч. родон – розовый. Синоним: орлец.

Хим. состав. MnO – 30-46%, FeO – 2-12%, CaO – 4-6,5%, SiO₂ – 45-48%. В виде примесей FeO, в очень незначительных кол-ах щелочи и Al₂O₃.

Сингония триклинная; пинакоидальный в.с. Облик кр-ов. Редко встречающиеся в пустотах кр-лы обычно плохо образованы, с шероховатыми гранями и закруглёнными рёбрами. Чаще встречаются кр-лы таблитч., изометрическ., реже призматич. формы. Агрегаты. Сплошные плотные или зернистые массы.

Цвет характерный розовый, иногда розов-серый. Блеск стекл, на пл-ях сп-ти с перламутровым отливом. Тв. 5-5,5. Пл. 3,4-3,75. Сп-ть по {110} сов.

Диагностика. Розовый цвет.

Усл-ия нахожд-ия. Сравнительно низкотемперат. мин-л гидротермальных, контакт-метасоматич. мест-ях. В значительных массах – в процессе регионального метаморфизма осадочных Mn-ых руд за счёт окислов или карбонатов марганца и опала или кварца. Д. Малая Седельниковая (юг Екб), Примагнитогорский р-н (Урал) среди метаморфизованных осадков.

Применение: массивные породы, состоящие из родонита, явл-ся поделочным камнем для изготовления ваз, письменных приборов, облицовки колонн.

33. Группа амфиболов

I. Тремолит Ca₂Mg₅[Si₄O₁₁]₂[OH]₂. название – по месту открытия: долина Тремоль.

Хим состав. CaO – 13,8%, MgO – 24,6%, SiO₂ – 58,8%, H₂O – 2,8%. В виде изоморфной примеси к MgO присутствуют иногда в незначительном кол-ве (до 3%) FeO (в переходных разностяхк актинолиту), MnO, Al₂O₃, щелочи.

Синг. моноклинная; призматич-ий в.с. L2PC. Облик кр-ов. Наблюдались довольно простые по форме длиннопризматические, игольчатые, иногда волосовидные крист-лы, вытянутые вдоль оси с. Чаще встречается в виде тонколучистых, шестоватых или волокнистых, иногда войлокоподобных аграгатов. Реже попадается в виде плотных, скрытокристал-их, необычайно вязких с занозистым изломом масс светлой окраски (нефрита), и в виде асбеста.

Цвет белый или светлоокрашенный, приемущ. в серов-ые оттенки. Блеск стекл. Тв. 5,5-6. Пл. 2,9-3,0. Сп-ть по призме {110} сов. с углом 124 град., по (010) несов.

Диагностика. От актинолита отл-ся светлой окраской.

Усл. нахожд-ия. Встречается в изверженных г.п., явл-ся эпимагматическим, сравнит-но низкотемперат. мин-л., нередко образующийся по кальциево-магнезиальным пироксенам. Часто его находят в метаморфизованных кристал-их известняках и доломитах, а также в кристал. сланцах и роговиках. В РФ – в доломитах по рекам Санарке и Каменке в Кочкарском р-не (Южн. Урал), в Слюдянском р-не (Юго-Западное Прибайкалье).

II. Гастингсит NaCa₂[(Fe²⁺),Mg]₄(Fe³⁺)(Si₆Al₂)O₂₂(OH)₂ . Название - по месту первой находки минерала в безпироксеновом нефелиновом сиените на м-нии Гастингс, Канада.

Типичные примеси Ti, Mn, K, F, P.

Сингония: моноклин. Облик кристаллов призматический, столбчатый до игольчатого; обычны двойники. Агрегаты зернистые, хаотические срастания кристаллов и отдельные зёрна. Цвет минерала - чёрный, тёмно-зелёный, зеленовато-коричневый, жёлтый. Блеск стеклянный. Спайность совершенная по {110} под углом 124 град. Тв. 5-6. Пл. 3,17-3,59.

Усл. нахожд-ия. Встречается в магматитах среднего состава (гранодиоритах, монцонитах, диоритах и кварцевых диоритах), в нефелиновых сиенитах и щелочных гранитах. Образуется в скарнах при пневматолитическом метасоматозе.

III. Антофиллит (Mg,Fe)₇[Si₄0₁₁]₂[ОH]₂. Хим состав. Судя по данным химических анализов, существует изоморфный ряд смесей магнезиально-железистых разностей. Однако как чисто железистой, так и чисто магнезиальной разности в природе пока не встречено.

Сингония ромбическая. Облик кристаллов. Редко встречающиеся кри­сталлы имеют призматический облик. Обычно наблюдается в сплошных массах в виде лучистых, шестоватых, нередко волокнистых агрегатов. Цвет буровато- или желтовато-серый, буровато-зеленый, иногда крас­новато-бурый. Блеск стеклянный. Тв. 5,5-6. Спайность по призме {110} совершенная с углом 125 град. Пл. 2,8-3,2.

Усл. нахожд-ия. Как породообразующий минерал встречается в неко­торых кристаллических сланцах. В России он описан в окрестностях Мраморского завода в Екатеринбургской области (Урал) и в других пунктах.

34. Общая характеристика листовых силикатов.

КРИСТАЛЛОХИМИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ

Р азличают листовые силикаты (алюмосиликаты) с простыми и сложными сетками тетраэдров. Последние являются менее распространенными минералами.

С лоистые силикаты с простыми сетками тетраэдров. Остовом их структуры являются сетки кремнекислородных тетраэдров. Они располагаются параллельно друг другу и чередуются с плоскими сетками другого состава, образуя пакеты слоёв. Установлено два главных типа пакетов: а) двухслойный 1:1 несимме­тричный; б) трехслойный 2:1 симметричный.

Н есимметричный пакет типа 1:1 состоит из одной сетки (слоя, листа) тетраэдров с общей формулой сетки [(Si₂O₅)(OH)]^- и одной сетки октаэдров, заполненных атомами магния или алюминия. Если расчет состава такого пакета ве­сти только на одно исходное кольцо тетраэдров (Si205)^2- , получим для хризотила формулу Mg3(Si2O5)(OH)4 . Каждый пакет имеет нулевой сум­марный заряд, он скреплен с соседними (верхним и нижним) пакетами слабо, лишь остаточными (вандерваальсовыми) связями. Пакеты несколько смещены (сдвинуты) относительно друг друга. В каждом пакете Mg и Аl занимают октаэдрические пози­ции, располагаясь между атомами О^2- и (ОН)^-. В хрихотиле три таких октаэдра, заполненных катионами (магнием), в каолините их два, заполненных алюминием. Очень часто отмечают, что хризотил — триоктаэдрический слоистый си­ликат, а каолинит—двуоктаэдрический. Эти термины широко используются.
В симметричном трехслойном пакете типа 2:1 имеется два слоя тетраэдров, обращенных друг к другу вершинами, между ними в октаэдрических пу­стотах располагается магний или алюминий. Так трактуются структуры талька и пирофиллита. Суммарный заряд пакетов равен нулю. Соседние пакеты скреплены остаточными связями. Тальк — триоктаэдрический силикат, пирофиллит — двуоктаэдрический.


В слоистых алюмосиликатах с простыми сетками установлен один тип пакетов — симметричный трехслойный (2:1). В нем чередуются (подобно тальку и серпентину) слой тетраэдров (Si2O5)^2-(ОН)^-, слой октаэдров с магнием или алюминием, слой тетраэдров (Si2O5)^2-(OH)^-. Но в каждом таком пакете часть тетраэдров (однако не более половины) занята алюминием. За счет замены Si⁴⁺ на А1³⁺ пакет приобретает заряд. В результате получаем следующие формулы пакетов и их заряды:

и з талькового пакета – [Mg3(AlSi3O10)(OH)2]^-; из пирофиллитового пакета [А12( AlSi3O10) (ОН)2]^-
За счет избыточного заряда пакетов между ними в структуру входит слой катионов-компенсаторов. Это могут быть К+, Са2+, комплексный катион. В первом случае получается структура слюд (флогопита и мусковита), во втором — структура хрупких слюд, в третьем — хлоритов.
Структуры и формулы хлоритов выводятся из талькового пакета, роль компенсатора играет слой комплексных катионов. Если взять однозарядный пакет [Mg3(AlSi3O10)(OH)2]^- и катион [Mg2Al(OH)6]+, то получается клинохлор Mg5Al(AlSi3O10)(OH)8.
Таковы основные структурные типы слоистых силикатов и алюмосиликатов с простыми сетками тетраэдров. Легко сопоставить структуры следующего ряда минералов : каолинит — пирофиллит — мусковит— хлорит, в них в октаэдрических позициях размещается алюминий. Сравнение структур двуоктаэдрических и триоктаэдрических слоистых силикатов дают пары минералов (рис. 187): серпентин — каолинит, тальк — пирофиллит, флогопит — мусковит, первые являются триоктаэдрическими, вторые - двуоктаэдрическими.

Сингонии: моноклинная (чаще всего), гексаг., ромб., тригон., трикл. Такие структурные разновидности наз-ся политипами. Политипия – частный случай частный случай полиморфизма.