Краткие сведения о минералах. Часть 5

Группа серпентина. В эту группу входят полиморфы – слоистые силикаты магния состава Mg3(Si2O5)(OH)4. Нередко используется удвоенная химическая формула Mg6(Si4O10)(OH)8. «Серпентариа» по-латыни – змеевидный из-за сходства окраски осо-бенно полированных образцов с кожей змеи. Отсюда русское название змеевик, относящееся к горной породе из серпентина.  Раньше употреблялось название офит (с греч. – змея), теперь это название (или серпофит) сохранилось за опаловидной гелеподобной, богатой водой разностью серпентина, с восковым блеском и однородной окраской (бледно-зеленой, желтовато-белой, реже буровато-зеленой). Эта же разность называлась благород-ным змеевиком. Распространен в плотных мас-сах, часто смятых, со следами скольжения, иногда с прожилками асбеста. Цвета зеленые, темно-зеленые, зеленовато-черные, офит желто-зеленого, антигорит сероватого с голубо-ватым оттенком. Блеск стеклянный, жирный, у офита восковой. Антигоритовые серпентиниты обладают вязкостью и более высокой твердостью.

Твердость 2,5–3, антигорита 3,5, офита 2. Плотность 2,5–2,7 г/см3.

Используется как поделочный камень. Как огнеупорное сырье. Хризотил-асбест – огнеупорный материал, в качестве удобрений.

Группа каолинита. В ней объединены полиморфы – силикаты алюминия состава Al2(Si2O5)(OH)4. Это диккит, накрит, галлуазит. В последнем есть слой молекул H2O, поэтому его формула Al2(Si2O5)(OH)4• 2H2O. Название перешло от китайцев «кау-линг» – высокая гора (так называлось месторождения каолина). Состоит в основном из кремнезема и алюминия. Внешне они неотличимы друг от друга, обычно образуют тонкодисперс-ные смеси, мучнистые, белые или более плотные глинистые массы и все вместе в таких общих агрегатах называются каолином.

Твердость около 1.  В сухом виде землистые массы кажутся тощими на ощупь. Легко растирается между пальцами в сухом состоянии, в сухом виде хорошо поглощает воду, в мокром виде дает необычно пластичное тесто.

Образуется в корах выветривания алюмосиликатных пород 9богатых полевыми шпатами, слюдами, цеолитами). Также образуются при низкотемпературных гидротер-мальных процессах, при слабом метаморфизме, при повышении температуры (ниже 300º С) каолиниты переходят в плотные породы – аргиллиты и филлиты), выше 300º С каолинит разлагается и переходит в другие алюмосиликаты: полевые шпаты, серицит (муско-вит) и др.

Тальк Mg3(Si2O5)(OH)4. Старинное арабское название минерала. Минерал выдержанного состава, изоморфная примесь двухвалентного железа не превышает 1,5–2 %. Он имеет светло-зеленый цвет. Встречается в плотных, жирных на ощупь массах, в составе сланцев и в мягких, с весьма совершенной спайностью крупных пластинах с перламут-ровым блеском. Это продукт гидротермального или контактово-метасоматического изменения богатых магнием ультраосновных пород, в которых было много оливина. месторо-ждения: Шабровское месторождение талькового камня (возле Екатеринбурга), известное еще с 20-х гг. 19 в. Крупные месторождения связанные с карбонатными породами извест-ны в Канаде в Мэдокском округе.

Широко используют в промышленности в основном в молотом виде и отчасти в форме кускового талька. Размолотый тальк используют в бумажной, а также в резиновой промышленности в качестве наполнителя для увеличения объема без существенного из-менения свойств. Высшие безжелезистые сорта ипользуют в косметологии (пудры, мази, пасты, тени, румяна, помады). В производстве красок, мягких карандашей для стекла. При производстве хлопчатобумажных тканей. В керамической промышленности (электроизоляторы, глазури, кислото-и щелочеупорные сосуды) и многое другое.

Пирофиллит Al2(Si4O10)(OH)2. Состав почти всегда идеально отвечает формуле. Назван от греч. «пирос» – огонь, «филлос» – лист, из-за способности минерала расщеп-ляться на тонкие листочки перед паяльной трубкой.

Используется в случае больших скоплений в бумажной, керамической, строитель-ной (огнеупорный камень), электротехнической (изоляторы), резиновой (наполнитель) и других отраслях подобно тальку. В древние времена в Китае плотные разности его, из-вестные под названием «китайского агальматолита», «пагодита» употреблялись для изго-товления различных безделушек, статуэток, т. е. как поделочный камень. Полупрозрачные разности пирофиллита и сейчас в камнерезной промышленности называются агальматолитами. «Агальма» по-гречески – статуя.

Красивые бледнозеленые с перламутровым отливом звездчатые и пластинчато-лучистые агрегаты встречаются в кварцевых жилах в районе Екатеринбурга. Встречается на Южном Урале. Крупные месторождения агальматолита известны в Китае. В виде пирофиллитового сланца распространен в некоторых штатах США. В Бразилии, близ Оуро-Прето (шт. Минас-Жерайс) в виде листоватых агрегатов в ассоциации с топазом.

Группа монтмориллонита. Это большая группа глинистых минералов, силикатов и алюмосиликатов магния и алюминия.

Это магнезиальные и алюминиевые глинистые минералы. Идеальными предельными составами этих минералов являются Mg3(Si4O10)(OH)2•nH2O (сапонит), Al3(Si4O10)(OH)2•nH2O (бейделлит). В монтмориллонитах в отличие от талька и пирофил-лита пакеты по-иному развернуты и смещены относительно друг друга, а в межпакетном пространстве размещаются молекулы конституционной H2O. В реальных природных условиях состав и структура сложнее. Межпакетными одновалентными ионами могут яв-ляться Na+, Li+, NH4+,K+, Rb+, а двухвалентными – Ca2+, Mg2+, Co2+.

Монтмориллонитовые глины используются в нефтяной промышленности, где они используются при очистке продуктов перегонки нефтей от посторонних примесей (смол, углистых веществ и др.). В текстильной промышленности для очистки материала от жиров при окраске. В резиновом производстве, так же как и каолиновые глины в качестве наполнителя для придания жесткости, кислотоупорности, прочности и пр. В мыловарен-ной и косметической промышленности при производстве мыла, пудры, грима, губной помады, зубной пасты и др. Применяют также для очистки воды и пищевых продуктов (масел, вина и др.). При производстве бумаги, керамики, при изготовлении лекарств (как связующее вещество, как адсорбент и т. д.).

Группа слюд

Слюды принадлежат к числу широко распространенных минералов. В земной коре их около 4 %. В основном в кислых породах и кристаллических слюдяных сланцах. Выделяют три подгруппы слюд: флогопита биотита (железо-магнезиальные), мусковита (алюминиевые) и лепидолита (литиевые).

Наиболее важное свойство слюд заключается в их электроизоляционных качествах. В промышленности применяется листовая слюда, слюдяной порошок и различные фабрикаты. Наиболее ценная листовая слюда находит применение в электропромышленности: для изоляторов, конденсаторов, реостатов, телефонов и др. Слюдяной порошок используется при изготовлении огнеупоров (строительных материалов), обоев, бумаги, огнеупорных красок, различных керамических изделий, автомобильных шин, смазочных материалов и др. Слюдяные фабрикаты (миканит) применяется в качестве заменителей листовой слюды в менее ответственных случаях (бытовых электроприборах и др.).

Лепидолит вместе с циннвальдитом являются одним из главных источников полу-чения солей лития, применяющихся при изготовлении щелочных аккумуляторов (для подводных лодок), получения специальных оптических стекол (флинтгласа, опаловых и белых стекол), в пиротехнике (яркий красный свет), медицине, синтезе органических со-единений, фотографии, рентгенографии и в многих других областях науки и техники.

Подгруппы флогопита  и биотита. Флогопиты – это непрерывный ряд Mg – Fe-слюд с исходным составом KMg3(AlSi3O10)(OH,F)2. Железо только двухвалентное зани-мает позиции магния. По мере увеличения содержания железа среди слюд ряда выделяют железистый флогопит и флогопит. Биотиты изоморфный ряд железо-магнезиальных слюд, но в отличие от флогопита содержат трехвалентное железо. Ряд изменяется от магнезиального биотита, биотита, железистого биотита, лепидомелана. Крайний член ряда называется аннитом и имеет формулу KFe32+(AlSi3O10)(OH,F)2. «Флогопос» от греч. – огнеподобный (имеется в виду цвет минерала). Биотит – от фамилии Ж. Б. Биота.

Флогопит и биотит встречаются в чешуйчатых массах, пластинках, хороших таб-литчатых и бочонковидных кристаллах, иногда гигантских. Цвет зеленый, бурый, черный в зависимости от содержания и соотношения двух- и трехвалентного железа. Чистый безжелезистый флогопит бесцветен, водянопрозрачен.

В некоторых случаях в позиции магния появляется марганец. Бывают также барий-содержащие флогопиты (барий размещается в позициях калия) и барий титановые флогопиты.

Месторождения флогопита – Слюдянское (у оз Байкал, ст. Слюдянка Забайкаль-ской ж.д.). Здесь размеры бочонковидных кристаллов могут достигать 1,5 м в длину. При выветривании железистые флогопиты светлеют и окрашиваются в голубой цвет. В Ильменских горах биотит в виде крупных пластин размером до 0,5 м в диаметре в пегматито-вых жилах. Огромные пластинчатые кристаллы биотита наблюдались в пегматитах Гренландии и Скандинавии (в Евьё была встречена пластина биотита размером 7 м2).

Подгруппа мусковита. Главным минералом этой подгруппы является сам мусковит – чисто или почти чисто алюминиевая слюда. Ее формула – KAl2(AlSi3O10)(OH,F)2. От названия г. Москвы – Муска. В редких случаях в мусковите часть алюминия замещена хромом (фуксит) – ярко-зеленая слюда. Есть мусковиты с частичной заменой калия на барий. Редкие группы мусковитов – чисто натриевая (парагонит) и чисто ванадиевая слюды.

Мусковит обычно встречается в таблитчатых, листоватых, бочонковидных кристаллах светло-розового, коричневого, серого цвета. В тонких спайных пластинках он бесцветен. Крупные кристаллы встречаются в гранитных пегматитах, грейзенах, гнейсах и сланцах. Но есть одна необычная морфологическая разновидность мусковита «серицит» – этот термин лишний для классификации, но удобный при описании пород и месторождений. Серицит – это желтая мелкочешуйчатая, иногда плотная скрытокристаллическая масса мусковита, развивающаяся в виде псевдоморфоз по полевым шпатам при их гидротермальных изменениях.

Слюдяные месторождения распространены в Мамском районе Восточной Сибири. Здесь широкая слюдоносная полоса метаморфических сланцев с мусковитом размером до 50 см с красноватым или желто-зеленоватым оттенком. Слюда совершенно прозрачна, легко расщепляется на тонкие листы с гладкой поверхностью.

Также месторождения мусковита известны в Индии (Бенгальский и Мадрасский районы), где встречаются кристаллы мусковита до 3–5 м2 и больше.

Подгруппа лепидолита «Лепидос» по-гречески чешуя. Принадлежит к числу редких слюд.

В эту группу минералов входят различные по формуле, но всегда содержащие литий слюды. Литий обладает геохимическим сродством с магнием и алюминием, но не с калием, поэтому занимает октаэдрические позиции (магния и алюминия). Сумма атомов лития, алюминия и магния должна быть не менее 2 и более 3. Число атомов калия во всех литиевых слюдах неизменно и равно 1. Условно все составы литиевых слюд можно разбить на три главных типа: первый – это составы как бы производные от формулы флого-пита, второй и третий – от мусковита.

К первому типу относится тайниолит KliMg2(Si4O10)F2.  Это как бы флогопит, в котором произошла замена Mg2+ + Al3+ на Li+ + Si4+ , т. е. это силикат, а не алюмосиликат.

К второму типу относят циннвальдит KLiAlFe2+(AlSi3O10)F2. От местностиЦин-нвальд в Рудных горах (Саксония). Это как бы мусковит, в котором произошла замена Al3+ на Li+ + Fe2+

Из формулы мусковита выводится и формула трилитионита – Li1,5Al1,5(AlSi3O10)(OH,F)2. 

Есть и другие литий-алюминиевые слюды. В общем случае, все слюды третьего типа называют лепидолитами.

Цвет лепидолита белый, но чаще розовый, бледно-фиолетовый, иногда персиково-красный (из-за присутствия марганца). Твердость 2–3. Листочки гибки, упруги.

Макроскопически литиевые слюды (особенно лепидолиты) узнаются по цвету, т. к. в них в позициях магния и алюминия присутствует элемент-хромофор марганец.

Есть месторождения литиевых слюд на Среднем Урале, близ Розены в Моравии, на о. Уте (в Швеции, возле Стокгольма), в США (шт. Мэн), Циннвальд в Рудных горах, Корнуолл (Англия).

Группа гидрослюд. Так называют разнообразные богатые водой слюды. В них в межпакетном пространстве, полностью или частично замещая калий, находятся комплексы с водой. Наиболее распространены такие гидрослюды, как вермикулит, гидромусковит, глауконит, иногда к ним относятся иллиты.

Вермикулит представляет собой гидратированный флогопит. В отличие от флого-пита вермикулит хрупкий. Обладает жирным блеском, спайные пластинки потеряли упругость, изгибаются, словно сырая бумага. При прокаливании из минерала убирается вода, но при этом происходит вспучивание (иногда его объем увеличивается в 10 раз). Обладает высокой способностью к катионному обмену, гораздо большему, чем монтмориллонит (прекрасный сорбент). Используется как звукоизолятор в самолетах. В производстве краски для обоев. Как смазочный материал. Теплоизолятор.

Крупное месторождение Либби в США (шт. Монтана) и месторождения в западной Австралии.

Глауконит является железистой (с Fe2+ и Fe3+) гидрослюдой. Это синий или зеле-ный минерал, встречающийся в виде мельчайших округлых агрегатов и колломорфных выделений в глинах, мергелях, доломитах.

Огромное месторождение глауконита на Украине (в пределах Южно-Русской впа-дины). В глауконитовых песках часто обнаруживаются фосфоритовые желваки. Вдоль Восточного склона Урала, в Казахстане, Поволжье и др.

Используют как калиевые удобрения после соответствующей обработки, дешевая защитная краска (стойкая к кислотам, щелочам, не ядовита и др.). В пищевой промыш-ленности для смягчения жестких вод в пивоваренной, винокуренной, текстильной и других отраслях промышленности. Это применение основано на способности глауконита к катионному обмену, при этом поглощаются щелочноземельные катионы воды, а в раствор переходят ионы натрия, чем и уничтожается жесткость воды.

Чароит. Имеет сложную формулу с различными вариантами написания. Одна из предлагаемых формул (Е. И. Семенова) K2NaCa5[Si4O10]F•3H2O. Моноклинная сингония. Был открыт в 1978 г. В. П. и Ю. Г. Роговыми.

Мусковит образуются при глубинном преобразовании глинистых пород с привно-сом калия растворами.

Пирофиллит образуется в сходных с серпентином и тальком условиях, но за счет гидролиза алюмосиликатов кислых пород. Используется для производства изоляторов. Агальматолит – поделочный камень.

Алюминиевые минералы (каолинит, галлуазит, бейделлит и др.) развиваются в коре выветривания кислых пород (гранитов, риолитов), а затем при дальнейшем выветривании и преобразовании превращаются в бокситы. Залежи каолиновой глины образуются в спокойных водоемах при перемыве, отмучивании каолинитовых кор выветривания.