В. М. Крейтера рогова ольга юрьевна конспект

Вид материала

Конспект

Содержание Уральский тип. Колумбийский тип. 3. Натриевые (щелочные) пироксены 1. Железо-магнезиальные амфиболы

Подобный материал:

• Перспективный план проведения мероприятий музыкального руководителя Рогова, 31.42kb.
• Казьмина Ольга Юрьевна 2009 г Содержание программа курса, 225.02kb.
• Черненко Ольга Юрьевна, архитектор-дизайнер, педагог дополнительного образования доклад, 39.73kb.
• Кондрашина Ольга Владимировна, Назаров Дмитрий Владимирович, Галкина Людмила Владимировна,, 287.36kb.
• Устюжанина Ольга Юрьевна учитель английского языка первой квалификационной категории,, 128.25kb.
• Конкурс творческих работ «Три поколения женщин: история моей семьи», 212.53kb.
• Лабунец Ольга Юрьевна мытищи 2009 г. Оглавление Введение 3 Использование видеофильмов, 263.17kb.
• Калимулина Ольга Юрьевна Председатель родительского комитета 309 11 72 заседание, 1214.06kb.
• Осипенкова Ольга Юрьевна литература, 796.82kb.
• Основной образовательной программы (уровень бакалавра) Елькина Ольга Юрьевна, доктор, 178.18kb.

Циркон. ZrSiO₄

Важнейший рудный минерал циркония. Примеси - Hf, Th, U Y, P, Nb,. Наличие именно таких примесей обусловлено существованием минералов ThSiO₄ (торит) USiO₄ (коффинит). Цвет варьирует от светлых с желтоватыми и лиловатыми оттенками до бурых, коричневых, черных (с ураном). Выделения часто имеют кристаллографическую огранку. Цирконы, содержащие в своём составе примеси урана и тория до нескольких процентов (цитролиты и малаконы), находятся в метамиктном состоянии, то есть кристаллическая структура их нарушена. В таких цирконах обычна бурая окраска. В цирконах всегда обычна примесь гафния (от 0, 5 до 7, 0 %) Различаются ранние цирконы (обычно светлоокрашенные призматического габитуса) и поздние, тёмные содержащие примесь урана и тория. Главная масса циркона кристаллизуется в позднемагматическую стадию (после биотита и калиевого полевого шпата).

Циркон характерен для эндогенных магматических месторождений, преимущественно в кислых и средних, щелочных породах, в том числе – в карбонатитах. В гранитоидах, диоритах, габброидах и сиенитах кристаллы циркона имеют призматический габитус. В породах повышенной щёлочности (карбонатитах) кристаллы циркона имеют вид дипирамид. Типоморфные особенности циркона используются при корреляции магматических массивов по возрасту и уловиям их формирования.

Появление циркона в пегматитах также вполне естественно, так как цирконий накапливается в остаточном магматическом расплаве. Циркон обычен как в кислых, так и в щелочных пегматитах (сиенитового, миаскитового состава), в которых ассоциирует с нефелином, натрий-калиевыми полевыми шпатами или альбитом, эгирином. В экзогенных условиях циркон устойчив и накапливается в россыпях, откуда и добывается (Австралия, США, Бразилия, Индия). Используется как руда на цирконий, который используется в атомных реакторах. Ювелирным сырьём является прозрачная разновидность циркона (гиацинт).

Группа гранатов. Общая формула R²⁺₃R^З+₂(SiO₄)₃

R²⁺: Fe, Mn, Mg, Ca

R³⁺: Fe, Al, Cr.

Гранаты – двойные соли с широко развитым изоморфизмом (в двух и трёхвалентных рядах)

Иногда наблюда­ется изоморфная примесь Ti, редкоземельных элементов. Очень широкие возможности для изоморфизма. Практически все гранаты являются промежуточными членами изоморфных серий, название минералу дается в соответствии с долями крайних членов изоморфного ряда (миналами).

Казалось бы, они могут быть магматическими, так как в их состав входят распространённые элементы. Однако только некоторые гранаты кристаллизуются из магм. Например, пироп и ильменит являются акцессорными типоморфными минералами кимберлитовой магмы, альмандин встречается в гранитах, спессартин – в кислых пегматитах, а уваровит – в позднемагматических месторождениях хромитов. Следует отметить, что в природе практически не встречается «чистых» разностей гранатов. Для наиболее распространённых гранатов характерны два генезиса:

1. контактово-метасоматический (скарны)

2. метаморфический (в кристаллических сланцах и гнейсах)

При метасоматозе гранаты могут замещаться другими силикатами.

Изредка гранат можно встретить и в обстановках гидротермальных жил. Гранаты устойчивы в поверхностных условиях и накапливаются в россыпях.

Генетически обосновано разделение гранатов на две подгруппы - пиральспиты и уграндиты.

Минал	Формула	Цвет
Пироп	Mg3Al2[SiO4]	красный, фиолетовый
Альмандин	Fe3Al2[SiO4]3	Бурый, красный
Спессартин	Mn3Al2[SiO4]3	желтый, красный
Уваровит	Ca3Cr2[SiO4]3	зеленый
Гроссуляр	Ca3Al2[SiO4]3	Белый, желтый
Андрадит	Ca3Fe2[SiO4]3	красный, зеленый, бурый

Пиральспиты: пироп Mg₃Al₂(SiO₄)₃, альмандин Fе₃Al₂(SiO₄)₃, спессартин Мn₃Al₂(SiO₄)₃. Уграндиты: уваровит Са₃Сг₂(SiO₄)₃, андрадит Са₃Al₂(SiO₄)₃, гроссуляр Са₃Fe₂(SiO₄)₃. Между пиральспитами и уграндитами существует смесимость, тем большая, чем при более высоких температурах и давлениях образуется гранат.

Месторождения: пиральспиты в основном встречаются в изверженных породах кислого ряда и их пегматитах. Для гранитов и гранитных пегматитов характерен ряд альмандин-спессартин, для основных и ультраосновных пород – гранаты пиропового ряда и кноррингиты (Mg-Cr). Смеси железо-магнезиальных миналов характерны для метаморфических пород, в наиболее высокобарических они содержат существенную примесь кальциевого минала. Уграндиты в основном контактово-метасоматические. Уваровит наблюдается только в связи с ультраосновными по­родами. Высокотитанистые гранаты известны в связи со щелочно-ультраосновными комплексами и метасоматическими породами, с ними связанными.

Пироп – поисковый признак на алмазы. При метасоматозе гранаты могут замещаться другими силикатами. Типичный гранат известковых скарнов - андрадит – образуется в контактовой зоне известняков с гранитоидами под воздействием высокотемпературных гидротермальных растворов. При этом андрадит чаще кристаллизуется в зоне известняков, а гроссуляр – на месте полевошпатовых пород, так как алюминий относительно инертен и (по мнению Д.С.Коржинского) не переносится растворами.

При метаморфизме осадочных глинистых пород и зелёных сланцев образуются кристаллические сланцы. Гранаты-пиральспиты образуются в них и являются породообразующими, ассоциируют с кварцем, дистеном, роговой обманкой и полевым шпатом.

Использование – россыпной гранат входит в состав природных наждаков. Другие – в качестве недорогих ювелирно-поделочных камней.


2. Ортосиликаты с добавочными анионами (с группами внедрения).


Структура состоит из изолированных кремнекислородных тетраэдров, соединенных в трехмерный каркас при помощи атомов алюминия, находящегося в октаэдрической коорди­нации. Добавочные анионы занимают две из четырех вершин октаэдров.

Топаз. Al₂[SiO₄](F,OH)

Присутствие в топазе летучих компонентов (OH, F) показывает, что является скорее не магматическим, а пегматитовым минералом или пневматолитово-гидротермальным минералом. Согласно представлениям Д.С.Коржинского, глинозём – инертный компонент и не может переноситься в растворах. Поэтому топаз может образовываться только метасоматическим путём по полевым шпатам или слюдам. Если полевой шпат подвергся воздействию HF или горячих кислых вод при температуре около 400^оС, содержащих фтороводородную кислоту, то может образовываться топаз.

2K[AlSi₃O₈]_{(калиевый полевой шпат)}+4HF =


Al₂[SiO₄]F₂+5SiO₂ + KF + 2H₂O




топазовый грейзен раствор


Топаз присутствует в кварц-мусковитовых грейзенах часто в ассоциации с касситеритом, флюоритом и бериллом. Топаз встречается также в низкотемпературных или шлировых пегматитах, где в «занорышах» вырастают крупные красивые кристаллы «чистой воды». В 1965 году на Волыни нашли топазы весом 110 и 117 кг. Топаз ассоциирует в этом случае с микроклином, кварцем и флюоритом. Температура образования топаза колеблется от 500 до 250^оС


Минералы глинозёма (группа кианита и ставролит)

Группа кианита . В других классификациях относится к простым ортосиликатам. Дистен (кианит) Al₂[SiO₄]O, андалузит Al₂[SiO₄]O, силлиманит Al[AlSiO₅].

Являются метаморфическими породообразующими минералами. Дистен, силлиманит наиболее характерны для фации (стадии) кристаллических сланцев регионального метаморфизма, а андалузит – для фации мусковит-роговиковой контактового метаморфизма и для кварц-андалузитовой фации вторичных кварцитов.

Ставролит FeAl₄[SiO₄]₂O₂(OH)₂ . Изоморфные примеси – магний (вместо двухвалентного железа), трехвалентное железо (вместо алюминия), часть кислорода может быть замещена фтором. Типичный метаморфический минерал, индикатор средних степеней амфиболитовой фации в породах, богатых глиноземом. В поверхностных условиях устойчив. Практически не применяется (редко в ювелирных украшениях). Двойники в форме креста были популярны во время крестовых походов и назывались мальтийским крестом.

Кроме ставролита, все минералы глинозёма являются промышленным сырьём. В РФ известны очень крупные залежи кианитовых сланцев на Кольском полуострове, значительные месторождения силлиманитовых сланцев – в Забайкалье. Относительно небольшие скопления известны во вторичных кварцитах Казахстана и роговиках Енисейского кряжа.

Происхождение минералов сходно. Например, дистен и другие минералы глинозёма возникают при метаморфизме глинистых пород и бокситов. Реакция демонстрирует образование ставролит-кварц-кианитовых сланцев Кольского полуострова вследствие регионального метаморфизма ожелезнённых каолиновых пород на глубине более 10 км при температуре 450-550^оС.

3Al₄[Si₄O₁₀](OH)_{8 (каолинит)}+SiO₂∙ nH₂O_(опал)+Fe₂O₃∙nH₂O_{(лимонит)} =


2Al₂SiO_{5 (кианит, или силлиманит)}+7SiO_{2 (кварц)} +2FeAl₄[SiO₄]₂O₂(OH)_{2(ставролит)} + O₂ +11H₂O

С этими минералами часто ассоциируют альмандин, биотит. В процессе метаморфизма происходит последовательная смена полиморфных модификаций: сначала образуется андалузит, за ним – кианит, а после – силлиманит. При метаморфизме гиббситовых или бёмитовых бокситов происходит вначале их обезвоживание, затем слабое основание глинозёма реагирует со слабым кремниевым ангидридом, образуя соль – дистен или андалузит:

Al₂O₃∙nH₂O (гиббсит или бёмит) +SiO₂∙nH2O(опал) =


Al₂SiO₅ (дистен или андалузит) +nH₂O


В бокситах обычно присутствует некоторое количество гидроокислов железа, а количество глинозёма превышает количество кремнезёма. Тогда формируется метаморфическая порода – наждак, представляющая собой смесь корунда, магнетита, андалузита и других минералов.

Химизм появления андалузита во вторичных кварцитах, формировавшихся вблизи от поверхности под действием кислых растворов за счёт эффузивных пород можно представить в виде следующего уравнения:

5K[AlSi₃O₈]_{(калиевый полевой шпат)} + 2[SiO₄]^2- _{(кислый раствор)} =


H₂O+Al₂SiO_{5 (андалузит)}+11SiO₂+KAl₂[AlSi₃O₁₀](OH)_{(серицит)}+2K₂SO_{4(раствор)}.


Сфен CaTiO(SiO₄). В других классификациях относится к простым ортосиликатам. Синоним - титанит. Изоморфные примеси - редкоземельные элементы, в основном Се и Y, Al, Fe, Sn, Mn, Sr, Ba. Месторождения: щелочные магматические породы и их пегматиты, метаморфические породы. Встречается в гидротермальных жилах альпийского типа. В поверхностных условиях неустойчив, вначале покрывается светлой лейкоксеновой (состоящей из смеси рутила, кварца и окислов железа) оторочкой, а затем разрушается до окислов титана и кальцита. Практически не используется, очень редко – для получения титана.

Хлоритоид FeAl₂(SiO₄)O(OH)₂. Изоморфные примеси Mg, Mn, Fe³⁺. Примесь титана связаны с рутиловыми вростками. От сходных по облику слоистых силикатов отличается высокой твердостью. Находится в регионально-метаморфических породах, в некоторых контактово-метаморфических породах. В поверхностных условиях устойчив. Практического значения не имеет.


Датолит. CaB[SiO₄](OH) Довольно редкий гидротермальный минерал бора. В других классификациях относится к группе боросиликатов. Служит источником для получения бора

Встречается в связи с изверженными основными породами в ассоциации с цеолитами и кальцитом в пустотах. Известны промышленные концентрации датолита в известковых скарнах. В них датолит обычно замещает волластонит и геденбергит. В меньшей степени он может образовываться по кальциевому боросиликату – данбуриту или кальциту. Образование датолита происходит при темперетурах 380-270^о С.


3. Орто-диортосиликаты с группами внедрения.

Группа эпидота.

Эпидот (Ca,Се)₂(А1,Fе)₃[SiO₄][Si₂O₇]O(OH).

Группа включает в себя большое количество минералов. Изоморфизм в группе эпидота связан с замеще­нием кальция редкими землями, марганцем. В изоморфный ряд входят собственно эпидот, ортит, пьемонтит, а также цоизит (скрытокристаллическая разновидность эпидота). Цериевый член группы называется ортит, марганцевый - пьемонтит. Месторождения: эпидот - типичный метаморфогенный минерал, входит в состав комплекса, замещающего полевые шпаты, характерен также для скарнов, где связан с гидротермальным изменением известняков, может быть найден в альпийских жилах. Ортит чаще всего наблюдается в гранитных пегматитах. Пьемонтит - продукт метамор­физма марганецсодержащих осадков.

Везувиан Ca₁₀(Mg, А1, Fе)₂ (А1, Fе)₂ [SiO₄]₅[Si₂O₇]₂(OH, F)₄. Синонимы – идокраз, вилуит. Химический состав непостоянен. Является типичным минералом контактово-метасоматических образований. Встречается в вулканических выбросах, метаморфических богатых кальцием породах. Практического значения не имеет за исключением плотных скрытокристаллических масс (т.н. калифорнийский жад) – поделочного камня.

4. Диортосиликаты с группами внедрения

Каламин Zn₄[Si₂O₇](OH)₂∙H₂O

Синоним – гемиморфит. Экзогенный минерал, имеющий промышленное значение. Встречается в хорошо прорабдотанных зонах окисления цинковых месторождений в виде бесцветных друз и лимонитах или щёток пластинчатых кристаллов. Ассоциирует со смитсонитом. Образуется на поздней стадии формирования зоны окисления при обработке смитсонитовых руд поверхностными водами, содержащими углекислоту и кремнезём.


ЛЕКЦИЯ 12. Подкласс 2. Кольцевые силикаты и алюмосиликаты.

Подкласс выделяется по наличию в структуре кремний-кислородного скелета кольцевых мотивов. Кремний-кислородные тетраэдры в структуре минералов объединяются в тройные или шестерные кольца через общую для каждой пары ККТ вершину.

По генезису кольцевые силикаты относятся к эндогенным высокотемпературным минералам.

Группа турмалина:

В 1703 г. голландские моряки впервые привезли в Европу удлиненные кристаллы лилово-розового цвета. Вслед за жителями Цейлона они называли эти камни «туремали», что по-синегалезски означает «минерал», «драгоценный камень». Так возник современный термин «турмалин», которым называют разновидность силиката, включающего соединения алюминия, бора, марганца и магния.

Турмалины – это группа минералов, в основе структуры которых лежат шести­членные кольца из кремнекислородных тетраэдров. Кольца соединяются в каркас при помо­щи алюминиевых октаэдров и групп ВОз. В центрах силикатных колец располагаются двух­валентные Fe, Mg, иногда трехвалентные Fe, A1.

В позиции щелочных катионов и двухвалентных катио­нов возможен непрерывный изоморфизм. Часть алюминия может быть замещена трехва­лентным железом, хромом. Кремний также может незначительно замещаться алюминием.

Цвет турмали­нов разнообразный: железистые члены группы темного, черного, бурого, в тонких сколах – зеленого, синеватого цвета, литийсодержащие - розовые, желтые, бесцветные. Очень характерно зональное и секториальное распределение окраски в кристаллах турмалинов из пегма­титов. Выделения: призматические, игольчатые кристаллы, часто с богатой гранями голов­кой, сферолитоподобные сростки, в редких случаях - изометрические кристаллы с очень бо­гатой огранкой.

Камни разных оттенков имеют свои названия. Рубиново-красные камни называют рубеллитами или малиновыми шерлами; густо-малиновые и лилово-красные камни, найденные на Урале, — сибиритами, верделит — зеленоватый турмалин; индиголит — синий. Желтовато-коричневые камни по месторождению Драве в Аравии стали называть дравитами. Редкие бесцветные кристаллы именуют ахроитами. Весьма распространенную черную разновидность турмалина называют шерлом. Вероятно, этот последний термин произошел от старонемецкого слова, означающего «брак», «примеси». Яркие бразильские кристаллы голубого и зеленого цвета по месту находки назвали параиба. Существуют турмалиновые «кошачьи глаза» и полихромные кристаллы, у которых можно различить участки разных оттенков. При этом светлые турмалины с черной вершиной называют «головой мавра», а с красной — «головой турка». Турмалины с красным центром и зеленой периферией называют «арбузными».

В группе турмалина наиболее часто встречаются следующие минеральные виды:

шерл NaFe₃Al₆(Si₆O₁₈)(ВО₃)₃(ОН,F)₄,

дравит NaMg₃Al₆(Si₆O₁₈)(ВО₃)₃(ОН,F)₄,

эльбаит Na(Li,Al)₃Al₆(Si₆O₁₈)(ВО₃)₃(ОН,F)₄.

Турмалин - обычный акцессорный минерал кислых изверженных пород и их пегматитов. Турмалиновые метасоматиты связаны с внедрением редко-метальных гранитоидов. Турмалин можно встретить в метаморфических породах (в основ­ном - магнезиальный), пневматолито-гидротермальных месторождениях, грейзенах.

Месторождения турмалинов существуют на территории Бирмы, Шри-Ланки, Мадагаскара, Индии, Цейлона, Афганистана, Гренландии, Германии, Норвегии и США. Самые крупные кристаллы добывают в Бразилии; в 1978 г. в этой стране был найден турмалин длиной 1 м. В Африке турмалины находят в Зимбабве, Мозамбике, Танзании и Кении. В России месторождения турмалинов ювелирного качества обнаружены в Забайкалье.


Группа берилла. В некоторых классификациях минералы данной группы относят к так называемым бериллосиликатам. В основе структуры лежат кремнекислородные кольца, такие же, как и в структуре турмалина. Кольца соединяются между собой атомами бериллия и алюминия.

Берилл Аl₂Ве₃(Si₆O₁₈). В качестве примесей присутствуют щелоч­ные катионы К, Na, Li, Rb, Cs, а также Fe, Cr. Выделения призматические, удлиненные, ред­ко - уплощенные кристаллы, литевые бериллы часто изометричные. Окраска разнообразная: бесцветная (ли­тиевые), голубая (аквамарин), желтая (гелиодор), зеленоватая, травянисто-зеленая (изумруд).

Берилл - наиболее важный в промышленном отношении минерал бериллия.

Прозрачные или красиво окрашенные бериллы используются в качестве драгоценных камней (изумруд, аквамарин). Изумруд - драгоценный камень 1-го класса, крупные бездефектные камни густого холодного тона массой свыше 5 карат ценятся дороже алмаза. Уникальность изумруда в том, что его месторождения очень редки в природе, а кристаллы имеют в основном малые размеры.

Изумруды были известны уже 6 тысяч лет тому назад в Древнем Египте и Вавилоне, а по преданиям, еще ране - в Атлантиде. Полагают, что атланты использовали их как блоки памяти и логические элементы.

Самые древние в мире изумрудные копи находятся в Египте вблизи современного Асуана, они известны как «изумрудные копи царицы Клеопатры». Разработка их велась уже в 1650 году до н.э. сначала древними египтянами, затем греками, римлянами, арабами, турками, после чего были заброшены и вновь открыты только в 19 веке.

Вторым мировым центром добычи изумрудов является Колумбия, где инки добывали их задолго до открытия Америки европейцами. Долгое время она оставалась основным поставщиком изумрудов в мире. Крупные месторождения изумрудов известны также в Бразилии.

Третьим мировым центром добычи этих камней с 1831 года стали уральские месторождения в России. Малышевское месторождение на Среднем Урале ("Изумрудные копи"), славится уникальными по величине кристаллами изумруда, а также александритом и фенакитом.

Из европейских месторождений давно, еще со времен Древнего Рима, известны изумрудные копи в Австрийских Альпах. С 1927 года крупным поставщиком изумрудов стала Южная Африка. Известны месторождения в США, Центральной Африке, Индии, Пакистане и Афганистане.

Изумруд образует шестигранные столбчатые кристаллы, которые иногда достигают значительных размеров. Многие изумруды не менее знамениты, чем бриллианты или рубины. В Британском музее естественной истории (Лондон), в таком же музее Нью-Йорка, в Алмазном фонде России имеются великолепные экземпляры изумрудов массой в сотни карат.

Самый большой в мире кристалл изумруда найден в 1974 году в Бразилии: масса его 28,2 кг. Там же найден изумруд массой 7,5 кг. Крупный кристалл изумруда массой 4,8 кг и размером 35×14 см был обнаружен в 1956 году в ЮАР. Из-за трещиноватости он был распилен на несколько частей и огранен.

Среди уральских изумрудов есть несколько камней массой более 2 кг. Наиболее известный из них, уникальный по своему размеру и цвету кристалл уральского изумруда из коллекции графа Кочубея («Изумруд Коковина»), хранится в Москве в собрании Минералогического Музея им. А.Е. Ферсмана РАН.

Изумруды чтили все мировые религии. Согласно Торе на нагруднике Первосвященника Аарона среди 12 камней был изумруд, на котором было выгравировано имя Израилева колена Леви. В соборе Сан-Игнацио в Боготе (Колумбия) хранится одно из ценнейших изделий с изумрудами — ковчег дароносицы, украшенный 1485 изумрудами хорошего качества.

Самые лучшие камни, предположительно из «копей Клеопатры», сохранились в сокровищнице турецкого султана во дворце Топкапе в Стамбуле и в сокровищнице иранского шаха.

Один из самых известных изумрудов - изумруд герцога Девонширского -находится в Британском музее естественной истории. Это необработанный кристалл великолепной окраски массой в 1385,95 карата из Колумбии. Его подарил герцогу Дон Педро - император Бразилии, приехавший в Англию после отречения от власти.

В музее «Зеленые своды» в Дрездене есть великолепный изумрудный штуф из Колумбии, подаренный в 1858 году императором Рудольфом II курфюрсту саксонскому Августу Сильному.

Среди драгоценностей Венской сокровищницы выделяется флакон для ароматических снадобий высотой 12 см и массой 2205 карат, выточенный из цельного кристалла изумруда, и изумрудный гарнитур императрицы Марии Терезии. Прекрасные кристаллы изумрудов и ограненные камни в большом количестве хранятся в церковных сокровищницах Испании.

Об­разование берилла связано с интрузивными и эффузивными породами кислого ряда, их пегматитами, высокотемпературными пневматолитово-гидротермальными жилами (грейзенами), метасоматитами.

Берилл часто содержит примеси щелочей (до 5-10%) и воду. Так как берилл содержит редкий элемент бериллий, то из гранитной магмы он кристаллизоваться не может. Ввиду малого размера атома бериллия, он не может изоморфно замещать большинство структур силикатов, поэтому бериллий накапливается в остаточных расплавах кислой магмы, те есть в пегматитовых расплавах. Кристаллизация кропнокристаллического зелёного бесщелочного берилла происходит при температуре 500-600^оС.

Изумруд образуется при взаимодействии кислой (гранитной) магмы с вмешающими ультраосновными породами. Он встречается в гранитных пегматитах, слюдистых грейзенах, гидротермальных жилах среди метаморфических углисто-карбонатных и биотитовых гнейсов. Наиболее значительные месторождения связаны с зонами контактово - метасоматического изменения амфиболитов, магнезиальных сланцев и серпентинитов гранитными пегматитами. Изумруд также встречается в кварцевых полевошпатовых жилах и в изменённых сланцево-карбонатных породах.

Выделяют две основные генетические разновидности месторождений изумруда:

1. Уральский тип.

Если пегматитовый расплав внедряется в породы, резко отличные от него по составу, например в серпентинизированные перидотиты или дуниты, то в результате десиликации кислого расплава образуются пегматиты «линии скрещения».

Процесс десиликации заключается во встречной миграции ряда компонентов кислого расплава и вмещающий ультраосновных пород: из расплава выносятся алюминий, калий, кремний и фтор, а из ультраосновных пород – магний, железо и кальций.

Пегматиты линии скрещения представляют собой зональные тела совершенно необычного для кислых пегматитов состава: в центре линзовидных тел находится плагиоклазовая зона (линза). Она окружена флогопитовой зоной, затем актинолит-хлоритовой и тальковой зонами. В таких десилицированных пегматитах кристаллизуется изумруд (хромсодержащий берилл), который располагается во флогопитовой зоне или на её контакте с зоной плагиоклазов и сопровождается хризобериллом и фенакитом.

2. Колумбийский тип.

Второй способ образования изумрудов – образование позднееметасоматического и пневматолитового берилла за счёт бериллия, выносимого из остаточного расплава щелочными водами в виде фтор- или хлорбериллатов. Эти щелочные воды воздействуют на микроклин, гидролизуют его с образованием мусковита и кварца, а также альбита. Одновременно основание Be₂O₃ связывает часть глинозёма и кремнезёма а также микроклина в щелочной берилл. Этот процесс щелочного метасоматоза происходит при температурах около 300 ^оС и имеет место не только в пегматитах, но и и в апикальных частях гранитов и других алюмосиликатных пород. Кроме указанных минералов берилл ассоциирует в пневматолито-гидротермальных кварцевых жилах с флюоритом, касситеритом и танталониобатами.

Эвдиалит (Na, Ca)6Zr[Si6O18](OH, Cl) – акцессорный минерал щелочных пород (нефелиновых сиенитов) и щелочных пегматитов. В некоторых разновидностях нефелиновых сиенитов эвдиалитовых луявритах – играет роль породообразующих минералов. Название «эвдиалит» произошло от древнегреческих слов ей - хороший и dialytos — разложимый. Эвдиалит хорошо растворяется в кислотах. Впервые минерал был найден в 1819 году. Другие названия эвдиалита: лопарская кровь, саамская кровь.

Кристаллизуется позже нефелина и щелочных полевых шпатов, позже эгирина при большом избытке натрия в расплаве. Активная и избыточная щёлочь (Na₂O) связывает слабое основание циркония с кремниевым ангидритом в эвдиалит. Типичная ассоциация – нефелин, натрий-калиевый полевой шпат, эгирин, часто апатит и слюдоподобные минералы астрофиллит и лампрофиллит.

В России месторождения эвдиалита известны на Кольском полуострове, Обнаружены месторождения эвдиалита также на территории Канады, Гренландии, Норвегии, США (Арканзас).

Эвдиалит - составная часть полиминеральных циркониевых руд. Иногда добывается в качестве руды редкоземельных элементов. В ювелирном деле эвдиалит в силу хрупкости используется достаточно редко из-за хрупкости.

Диоптаз (аширит). Сu₆[Si₆О₁₈]•6H₂O. Другое название минерала – медный изумруд. Кольцевой силикат меди. Анионные комплексы состоят из шестичленных колец с формулой [Si₆O₁₈]^12- и молекулами воды в каналах этих колец. Образуется в коре выветривания медных месторождений в зоне развития вторичных сульфидов меди. Входит в состав медных руд. Редкие друзы диоптаза являются ценными коллекционными образцами.


ЛЕКЦИЯ 13. Подкласс 3. Цепочечные силикаты и алюмосиликаты. Подкласс 4. Ленточные силикаты и алюмосиликаты.

Во многих классификациях обе эти группы объединяются в подкласс цепочечных силикатов и алюмосиликатов.

С химической точки зрения цепочечные и ленточные силикаты являются солями метакремниевой кислоты H₂SiO₃. Отсюда и их другое название – метасиликаты. Рассматриваемые минералы полигенны. Многие из них находятся друг с другом в изоморфных связях. Имея близкий химический состав, при изменении условий эти минералы могут метасоматически замещать друг друга.

Генезис метасиликатов в основном магматический или контактово-метасоматический. Отдельные минералы образуются в пегматитовом процессе (сподумен) или при метаморфизме (родонит, волластонит).

Подкласс 3. Цепочечные силикаты и алюмосиликаты.

Группа включает в себя пироксены (ромбические и моноклинные) и пироксеноиды (пироксеноподобные минералы с винтовой структурой кремний-кислородного скелета).

Группа пироксенов. Пироксены в структуре кремний-кислородного скелета имеют непрерывную цепочку ККТ, где у каждого ККТ два атома кислорода являются общими с соседними ККТ. Период повторяемости симметричных группировок ККТ составляяет 2 ККТ. Следовательно, кремний-кислородный анион (радикал) можно отобразить в виде [Si₂O₆]^4-. С точки зрения химического состава катионов ромбические пироксены более простые соединения (одинарные соли), а моноклинные – более сложные соединения (двойные соли). Кроме того, для моноклинных пироксенов характерно замещение кремния на алюминий, то есть существование алюмосиликатов.

Общая формула для пироксенов R²⁺₂[Si₂О₆]. Двухвалентные катионы могут замещаться трех- и одновалентными с сохранением кремниевого радикала. Основные катионы: Са, Mg, Mn, Fe²⁺, Fe³⁺, Al, Na, Li. Практически все пироксены, за исключением сподумена, являются изоморфными смесями. Существуют ромбические и моноклинные пироксены, различия между которыми заметны только при тонких оптических исследованиях. Для этой группы характерны зернистые массы, кристаллы призматического габитуса. Спайность под углом 87^o (близкому к прямому), что является диагностическим признаком.

В зависимости от состава пироксены встречаются в различных породах: ультраосновных, основных, щелочных магматических, метаморфических высокоградного метаморфизма, редкометальных пегматитах, контактово-метасоматических породах. Пироксены неустойчивы в условиях земной поверхности и, как правило, выветриваются с образованием охристых продуктов. Однако, при незначительном сносе, могут наблюдаться в шлихах.

Для удобства рассмотрения пироксены по составу удобно разделить на три подгруппы: магнезиально-железистые, кальциевые и щелочные.

Магнезиально-железистые пироксены: энстатит Mg₂(Si₂0₆), гиперстен (Mg,Fe)₂(Si20₆), ферросилит Fe₂(Si₂0₆). Энстатит, содержащий до 14 % примеси оксида железа, называется бронзитом.

Для этой подгруппы характерны темные, зеленые, бурые цвета, нахождение в ультраосновных-основных породах нормального ряда и метаморфических породах высоких давлений.

Указанные минералы являются типоморфными минералами регионально-метаморфических горных пород (кристаллических сланцев), где они ассоциируют с кварцем, альмандином, полевыми шпатами, силлиманитом.

В частности, ромбические пироксены (энстатит-гиперстен) весьма характерны для чарнокитов, где они образуются за счёт слюд, которые становятся неустойчивыми:


K(Mg,Fe)₃[AlSi₃O₁₀](OH)₂ (биотит)+3SiO₂ =

3(Mg,Fe)[Si₂O₆](гиперстен)+K[AlSi₃O₈](КПШ)+H₂O


Кальциевые пироксены: диопсид CaMg[Si₂0₆], геденбергит CaFe[Si₂0₆], авгит Ca(Mg,Fe,Al)[(Si,Al)₂0₆].

Представители этой подгруппы в целом более светлые, зеленоватые, желтоватые. Диопсиды с примесью марганца бывают также фиолетовыми, розоватыми, голубоватыми. Встречаются в изверженных средних, контактово-метасоматических породах, в гидротермах, вулканических эксгаляциях.

Диопсид кроме магматического происхождения образуется также в регионально-метаморфизованных породах карбонатного состава, а также в известковых и особенно в магнезиальных скарнах. Магнезиальные скарны образуются на контакте гранитоидных интрузий с доломитами под влиянием высокотемпературных растворов:


4CaMg(CO₃)_{2 (доломит)}+ K[AlSi₃O₈](КПШ) +2SiO₂)+H₂O=


CaMg[Si₂O₆]_{(диопсид)}+KMg₃[AlSi₃O₁₀](OH)_{2(флогопит)}+CaCO_{3(кальцит)}+5CO₂


В скарнах диопсид ассоциирует со скаполитом, кальцитом, флогопитом. В ассоциации могут быть также более ранние минералы – шпинель, форстерит, клиногумит, и более поздние – магнетит, людвигит.

Ромбические пироксены, а также диопсид и авгит, кристаллизуются в ультраосновных, основных и средних магматических породах, являясь в них породообразующими. При этом в ультрабазитах характерна ассоциация с оливином, а в породах среднего состава (габбро) – с основными плагиоклазами

3. Натриевые (щелочные) пироксены: эгирин NaFe[Si₂0₆], жадеит NaAl[Si₂0₆]. Характерен темный, до черного цвет, жадеиты - зеленые различных оттенков. Щелочные пироксены характерны для щелочных изверженных пород, среднего, основного, ультраосновного рядов. Жадеит характерен для метаморфических пород высоких давлений, где он обычно встречается в виде изоморфных смесей с диопсидом (омфацит).

Несколько особо стоит литиево-глиноземистый пироксен сподумен LiAl[Si₂0₆]. Этот пироксен, как правило, стехиометрически чистый, в качестве примеси фиксируется марганец. Цвет сподумена - белый, серый, розоватый. Встречается исключительно в редкометальных пегматитах.

Сподумен – единственный из пироксенов минерал, который образуется только в пегматитовом процессе. Сподумен – породообразующий и одновременно рудный минерал гранитных натрово-литиевых пегматитов. Кларк лития в земной коре очень низкий. Поэтому концентрация лития (1-1,5%), необходимая для кристаллизации сподумена достигается только в конце кристаллизации гранитной магмы – в остаточном пегматитовом расплаве. Характерная для сподумена ассоциация – кварц, альбит (клевеландит), микроклин, мусковит, берилл, полихромные турмалины, лепидолит, касситерит, танталит

Волластонит Ca[SiO₃] и геденбергит CaFe²⁺[Si₂O₆] являются типоморфными минералами известковых скарнов. Они образуются метасоматическим путём за счёт известняков и силикатных пород в определённой последовательности. Первым кристаллизуется волластонит. Затем, замещая волластонит, образуется геденбергит. Парагенетические ассоциации следующие:

1) волластонит

2) геденбергит, андрадит, везувиан

3) эпидот, актинолит, магнетит с судьфидами (халькопирит, молибденит, галенит, сфалерит, пирит)

Волластонит образуется также при региональном метаморфизме известняков, загрязнённых примесью кремнезёма:

CaCO₃+SiO₂= Ca[SiO₃]+CO2

Родонит. Mn[SiO₃]. Образуется в процессе регионального метаморфизма осадочных марганцевых руд за счёт окислов и карбонатов марганца и опала. В ассоциации с родонитом часто наблюдается спессартин и кварц.

Подкласс 4. Ленточные силикаты и алюмосиликаты

Структура ленточных силикатов обусловлена лентами, состоящими из двух цепочек, соединенных вершинами кремнекислородных тетраэдров состава [Si₄0₁₂]^8- . В соответствии со структурой, для минералов этого класса характерны удлиненные выделения, спайность вдоль лент. Известно достаточно много ленточных силикатов, из которых будут рассмотрены амфиболы.

Группа амфиболов.

Часто в структуру амфиболов входят дополнительные анионные группировки (группы внедрения), представленные анионами OH или Cl, F. Поэтому формула кремний-кислородного радикала вместо [Si₄0₁₂]^8- будет иметь вид [Si₄0₁₁]^6- при этом общий заряд анионной группы компенсируется двумя одновалентными группировками (OH или Cl, F).

Изоморфизм развит широко, как в катионной группе, так и в кремнекислородном радикале, и в группе добавочных анионов. Если происходит замещение части атомов кремния алюминием, то появляется необходимость компенсировать недостаток положительного заряда. Это достигается вхождением в структуру одновалентных катионов щелочных металлов (то есть имеет место гетеровалентный изоморфизм).

Общую формулу амфиболов можно представить в виде A_xB₇-_x[Si₄0₁₁]₂(OH,F)₂.

Сложность написания формул связана с существованием трех кристаллохимически различных катионных позиций в структуре, которые заселяются, соответственно различного сорта атомами. Позиция А обычно занята одновалентными щелочными катионами Na, К, Li; В - двух- и трехвалентными Fe, А1; Обнаружены амфиболы, содержащие Be, Ti, Pb. Сингония ромбическая или моноклинная.

Амфиболы, как правило, темные: черные, зеленовато-черные, голубоватые, тонковолокнистые разности - светлые, голубоватые, сероватые вплоть до белых. Выделения - удлиненно-призматические, игольчатые, досковидные кристаллы волокнистые и спутанноволокнистые агрегаты.

Амфиболы встречаются в изверженных и метаморфических породах. При раскристаллизации магмы основного состава первым из расплава кристаллизуется оливин. При этом большое количество магния из расплава удаляется. Остаточный расплав «кислеет», то есть становится богаче кремнезёмом, а также Ca, Fe, Al, Na, что и приводит к образованию минералов с более богатым катионным составом и к образованию амфиболосодержащей ассоциации.

По химическому составу амфиболы делятся на несколько групп:

1. Железо-магнезиальные амфиболы: Антофиллит (Mg,Fe)₇[Si₄0₁₁]₂((OH)₂, ромбический амфибол. Спутано-волокнистый, и асбестовидный антофиллит и обогащенный алюминием – жедрит - встречается исключительно в метаморфических породах, связанных с ультраосновными магмами.

2. Кальциевые амфиболы. Актинолит Ca₂(Mg_rFe)₅[Si₄O₁₁]₂(OH)₂ и тремолит Ca₂(Mg,Fe)₅[Si₄0₁₁]₂(OH)₂ часто встречающиеся кальциевые моноклинные амфиболы. Характерны для метаморфических и контактово-метасоматических пород. Распространены промежуточные члены рядов.

Роговая обманка Ca₂(Mg,Fe,Al)₅(Na,K)_0-1 [AlSi₃O₁₁]₂(OH,F,Cl)₂ - один из наиболее распространенных амфиболов с широким изоморфизмом во всех позициях. Для роговых обманок характерно присутствие глинозема в радикале. Характерный минерал темного, черного цвета призматического габитуса, встречается в метаморфических породах, в кислых и средних изверженных породах.

3. Щелочные амфиболы: арфведсонит Na₃(Mg,Fe)₄Fe³⁺[Si₄O₁₁]₂(OH)₂, рибекит Na₂Fe²⁺₃Fe³⁺₂[Si₄0₁₁]₂(OH,F)₂, Щелочные, амфиболы моноклинные. Встречаются они в высокобарических метаморфических породах (глаукофан), в щелочных изверженных породах, их пегматитах и контактово-метасоматических породах, связанных с ними.

В щелочных магматических породах и их пегматитах встречается эгирин и арфведсонит. В магматических щелочных породах типа нефелиновых сиенитов они являются породообразующими. Кристаллизуются эгирин и арфведсонит из щелочного расплава позже салических минералов, когда весь алюминий израсходован на образование нефелина и полевых шпатов, а имеющиеся в избытке щёлочи связываются в эгирин и арфведсонит. Типичная ассоциация – нефелин, натрий-калиевый полевой шпат, эгирин или арфведсонит, сфен, апатит, эвдиалит, щелочные слюды).

Эгирин и железистый арфведсонит (рибекит) входят в состав метаморфических железистых пород типа джеспилитов, где они ассоциируют с магнетитом, гематитом и кварцем.

Помимо указанных наиболее распространённых амфиболов, к группе щелочных амфиболов относятся и достаточно редкие минеральные виды – астрофиллит (K,Na)₃(Fe,Mn)₇Ti₂[Si₄O₁₂]₂(O,OH,F)₇ (встречается в ассоциации щелочных пород) и чароит (Са, Ва, Sr)₅(K, N)_3–4[Si₁₂O₃₀](OH, F)_2–1.•nH₂O (?) – редкий и красивый минерал фиолетового цвета, использующийся в ювелирном деле.