В. М. Крейтера рогова ольга юрьевна конспект

Вид материала

Конспект

Содержание Г) «1+3»-этажные Д) Смешаннослойные слоистые силикаты А) простые каркасные алюмосиликаты Б) каркасные алюмосиликаты с добавочными анионами (группами внедрения В) Водные каркасные алюмосиликаты.

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.

Г) «1+3»-этажные:

Группа хлоритов:

Хлориты — это бесщелочные алюмосиликаты с весьма переменным составом. Общая формула хлоритов по Диру (Mg, Fe, Al)₆[(Si, А1)₄О₁₀](ОН)₈. Среди хлоритов различаются более магнезиальные (пеннин и клинохлор), более глиноземистые (корундофилит и амезит) и более железистые (шамозит и тюрингит). Магнезиально-глиноземистые хлориты в основном относятся к минералам гидротермального и метаморфического генезиса, а железистые хлориты главным образом — к морским осадкам (диагенетические).

Структура хлорита образована комбинацией трёхэтажного талькового и одноэтажного бруситового пакетов:

Mg₃[Si₄0₁₀](OH)_{2(тальк)}+ 3Mg(OH)_{2(брусит)} = Mg₆[Si₄0₁₀](OH)₈.

Возможен изоморфизм в широких пределах как в тальковых слоях, так и в бруситовых. Как правило, магний замещается железом, алюминием, но известны и литиевые хлориты. Кремний может замещаться алюминием и хромом. Хлориты моноклинные. Цвет - зеленый, буровато-зеленый, литиево-глиноземистые хлориты белые, чисто магнезиальные могут быть очень светлыми, хромовые - с лиловьми, красноватыми оттенками. Характерна спайность по базопинакоиду, но, в отличие от слюд, хлориты не дают гибкие пластиночки. Твердость невысокая, 3 и ниже.

Хлорит может встречаться и как продукт выветривания железо-магнезиальных алюмосиликатов - пироксенов, амфиболов, слюд. Также хлорит может быть встречен в жилах альпийского типа, гидротермальных жилах.

Распространенный железистый хлорит — шамозит Fe₄Mg(Al,Fe)[AlSi₃O₁₀](OH)₈ — является типоморфным минералом осадочных оолитовых железных руд Эльзаса-Лотарингии (Франция), Керченского (СССР) и других месторождений. Он образуется при коагуляции и диагенезе коллоидных осадков в восстановительной обстановке совместно с сидеритом, пиритом и вивианитом, с которыми шамозит формирует микрооолиты.

В гидротермальном процессе хлориты возникают главным образом как метасоматические минералы, хотя, встречаются и как жильные (заполнения пустот).

Хлоритизация — очень распространенный процесс околорудного изменения — является важным поисковым признаком сульфидно-касситеритового, полиметаллического и другого сульфидного оруденения.

В метаморфических породах развиты более глиноземистые хлориты. Они составляют один из основных компонентов филлитов—пород фаций зеленых сланцев (хлорит, альбит, серицит, кварц) регионального метаморфизма, которые образуются вследствие метаморфизма глинистых пород. При контактовом метаморфизме глинистых пород хлорит образуется совместно с серицитом, кварцем, магнетитом. При метаморфизме карбонатных пород, недосыщенных кремнеземом, хлорит возникает вместе с тальком, тремолитом и карбо­натами. Обе эти парагенетические ассоциации, согласно В. В. Ревердато и В. С. Соболеву, относятся к мусковито-роговиковой фации контактового метоморфизма.


Д) Смешаннослойные слоистые силикаты: (смектит+слюда)

Вермикулит (Мg, Fe+², Fe⁺³)₃[(Si, Al)₄O₁₀](ОН)₂•4Н₂0. Этот золотисто-бурый слюдоподобный минерал обладает совершенно особыми свойствами, резко выделяющими его среди минералов сходного состава. При прокаливании (900—1000°С) он резко увеличивает свой объем (в 15—25 раз), вспучивается, благодаря испарению молекулярной воды, которая находится между пластина­ми (индивидами) минерала.

Вермикулит образуется при гидратации биотит-флогопитовых слюд. При этом двухвалентное железо окисляется в трех­валентное, а место щелочей в темных слюдах занимает гидратная (молекулярная) вода.

Процесс изменения биотита-флогопита в вермикулит про­исходит, по мнению одних исследователей, под воздействием низкотемпературных гидротерм, а по мнению других — связан скорой выветривания, т. е. является экзогенным процессом.

Тем или иным способом возникающий вермикулит прост­ранственно неразделимо связан с месторождениями, богатыми биотитом и особенно флогопитом.

Глауконит K_<1(Fe⁺² Fe⁺³, Al, Mg)_2-3[AlSi3O₁₀](OH)₂. • nH₂0. Формула точно не установлена. Характерны колеба­ния состава в широких пределах. Глауконит — минерал зеле­ного цвета, имеет морское, осадочное происхож­дение, связан с терригенными осадками (глины, пески, илы, фосфориты, оолитовые железные руды) всех возрастов от протерозоя до осадков современных морей и океанов. Счи­тается, что первоначально образуется коагель силикатов железа и алюминия на границе с линией илов в условиях донных морских течений при медленном накоплении осадков. Затем гелевидное вещество поглощает калий из морской воды, и в условиях диагенеза осадка при нейтральном или слабо окислительном режиме образуется глауконит. Ве­роятно поэтому глауконит не находят в пресноводных осад­ках. Глауконит часто образуется в условиях, сходных с усло­виями образования фосфоритов. Глауконит используют для определения абсолютного возраста пород аргоновым методом, так как он хорошо сохра­няет радиогенный аргон и является сингенетическим минера­лом осадочных пород, возраст которых можно определять так­же биостратиграфическим способом.


ЛЕКЦИЯ 15. Подкласс 6. Каркасные силикаты и алюмосиликаты.

Структура минералов данного подкласса образована бесконечным каркасом, состоящим из кремне- и алюмокислородных тетраэдров, соединенных друг с другом всеми четырьмя вершинами. Конфигурация и соотношение кремния и алюминия в каркасе могут быть различными. Без изоморфного замещения кремния алюминием кремнекислородный каркас SiO₂ электронейтрален и не требует компенсации заряда. Структура такого рода отвечает структуре кварцу. Практически все остальные каркасные структуры алюмосиликатные или содержат добавочные анионы.

В генетическом отношении рассматриваемые каркасные силикаты и алюмосиликаты являются продуктами эндогенных и реже экзогенных процессов. Большинство минералов имеют полигенное происхождение.

А) простые каркасные алюмосиликаты:

Группа полевых шпатов состоит из подгруппы калиевых (щелочных) полевых шпатов с общей формулой (K,Na)[AlSi₃0₈] и различной степенью упорядочива­ния в структуре (ортоклаз, микроклин, санидин и др.) и подгруп­пы плагиоклазов, составляющих гетеровалентный ряд совершенного изо­морфизма от кислого альбита Na[AlSi₃O₈] до основного анорти­та Ca[Al₂Si₂0₈].

Ортоклаз, сани­дин, микроклин (K,Na)[AlSi₃O₈]. Эти три минеральных вида отличаются степенью упорядочения кремния и алюминия в структуре, которая приводит к изменениям симметрии. При высоких температурах и давлениях существует непрерывный изоморфизм между натриевыми и калиевыми полевыми шпатами. При снижении параметров кристаллизации натриевая и калиевая фазы индивидуализированы. Между натриевыми и кальциевыми полевыми шпатами изоморфизм непрерывный, ряд минералов получил название плагиоклазов. В ограниченном объеме возможно замещение кремния германием, трехвалентным железом, щелочных катионов - барием. Минерал с полевошпатовой структурой, в котором один атом кремния замещен на атом бора называется редмержнерит, бариевый полевой шпат - цельзиан. Сингония - моноклинная (санидин, ортоклаз), триклинная (альбит, микроклин). Полевые шпаты обычно светлые - белые, серые, розоватые, голубоватые, зеленые (амазонит), только высококальциевые (основные) плагиоклазы имеют темную окраску. Спайность совершенная в двух направлениях. Полевые шпаты встречаются в виде кристаллов, зернистых масс, порфировых вкрапленников. Твердость - 6-6.5, плот­ность невысокая. Полевые шпаты являются породообразующими минералами кислых, сред­них и основных изверженных пород и пегматитов, с ними связанных. Санидин встречается в кислых эффузивных породах. Также полевые шпаты, в особенности - альбит, характерны для метаморфических пород и жил альпийского типа. Полевые шпаты неустойчивы в по­верхностных условиях, изменяясь в каолинит, серицит, эпидот и др.

Полевые шпаты кристаллизуются из магматического и пегматитового расплавов, из гидротермальных растворов пре имущественно путем метасоматоза; образуются в процессе метаморфизма глинистых пород, а также при диагенезе осадков.

Большинство Na-К (щелочных) и Na-Ca (плагиоклазов) полевых шпатов имеют магматичеcкое происхождение: они являются породообразующими минералами интрузивных и эффузивных пород. В гранитоидах образуются Na-K полевые шпаты, кислые и средние плагиоклазы (олигоклаз и андезин), в щелочных породах — альбит и Na-K полевые шпаты, в габброидных породах — основные плагиоклазы (лабрадор, битовнит и анортит).

Щелочные полевые шпаты кристаллизуются из расплава обычно после темноцветных минералов, за исключением щелочных расплавов, из которых они кристаллизуются до темноцветных минералов.

В пегматитах также образуются полевые шпаты: альбит, олигоклаз, микроклин и другие Na-K полевые шпаты. Гранитные пегматиты часто имеют структуру письменного гранита (так называемый еврейский камень). Эта структура образуется при температуре около 600±25°, когда из кристаллизующегося расплава выделяется 74% калиевого полевого шпата и 26% кварца.

Альбит в кислых пегматитах бывает либо в виде пластинчатых, агрегатов (альбит-клевеландит), либо в виде мелко зернистой сахаровидной массы, метасоматичеcки развиваю­щейся за счет микроклина:

K[AlSi₃0₈] + Na₂0 → Na[AlSi₃0₈] + K₂0.

к. п. ш. раствор альбит раствор

В высокотемпературных кварцевых жилах гидротермального генезиса полевой шпат является типоморфным минералом. Калиевый полевой шпат (ортоклаз и микроклин) кристаллизуется из высокотемпературных гидротерм преимущественно метасоматически, замещая плагиоклазы. Наиболее характерны процессы раннего калиевого щелочного метасоматоза: микроклинизация в гранитоидах и ще­лочных породах, фельдшпатизация (появление порфиробластов к. п. ш. во вмещающих породах вокруг гранитных тел и в них самих) и ортаклазитизация (эпидот-ортоклазовое изменение известковых скарнов). Также широко развит процесс натриевого щелочного метасоматоза - альбитизации различных глиноземистых народ.

Калиевые полевые шпаты и плагиоклазы стабильны в метаморфических породах регионального и контактового метаморфизма высоких ступеней (гранулитовой и роговиковой фациях) вследствие инертности щелочей, по В. С. Соболеву. Полевые шпаты образуются в основном за счет слюд и амфиболов, которые неустойчивы к воздействию высоких температур и давлений (Т — 700°С, Р>4000—5000 атм.), по следующим реакциям:


K(Mg, Fe)₃[AlSi₃O₁₀] (OH)₂ биотит + 3Si0₂ →

K[AlSi₃0₈] ортоклаз + 3(Mg, Fe)Si0₃ ромбические пироксены + H₂0.

KAl₂[AlSi₃Q₁₀](ОН)₂ мусковит +CaC0₃ + 2Si0₂→

K[AlSi₃0₈] ортоклаз+ Ca[Al₂Si₂010] анортит + Н₂0 + С0₂


Ca₂(Mg, Fe),Al₂[AlSi₃O₁₁]₂(OH)₂ амфибол +Si0₂ →

2Ca[Al₂Si₂0₈]анортит + 3(Mg, Fe)Si0₃ ромбические пироксены + H₂0.

В процессе образования осадочных пород (песчаников, алевролитов и др.) полевые шпаты (к. п. ш. и альбит) кристаллизуются либо одновременно с образованием осадка, либо их кристаллизация осуществляется при более позднем его диагенезе.

При гидротермальной проработке основные плагиоклазы серицитизируются и эпидотизируютcя; кислые, щелочные и средние — грейзенизируютcя, березитизируются и каолинизируются. На земной поверхности полевые шпаты являются источником каолиновых глин и латеритовых бокситов, а при энер­гичной эрозии переходят в аллювий и служат материалом для обломочных пород.

Группа фельдшпатоидов. По сравнению с полевыми шпатами нефелин, лейцит и поллуцит обеденены кремнеземом, поэтому они носят название фельдшпатоиды, то есть подобные полевым шпатам. Важно, что содержание кремнезёма в лейците и поллуците всё-таки несколько выше, чем его содержание в нефелине. Поэтому, в отличие от нефелина, лейцит и поллуцит могут встречаться в ассоциации с кварцем. Для нефелина же это запрещённая ассоциация.

Нефелин Существует изоморфный ряд: собственно нефелин Na[AlSiO₄] - калисилит K[AlSiO₄]. В природе в основном встречаются промежуточные члены ряда, обычно, с преобладанием натрия. Калисилит можно рассматри­вать как минералогическую редкость. Изоморфные примеси - Fe, Са, обычно нефелины содержит незначительную примесь воды, хлора, фтора.

Месторождения - магматические, пегматиты, контактово-метасоматические породы (фениты). Неустойчив к выветриванию - выщелачивается в по­верхностных условиях, при метасоматозе замещается комплексом минералов под названием либенерит, шпреуштейн, содалитом, вишневитом, цеолитами.

Лейцит K[AlSi₂0₆] — породообразующий магматиче­ский минерал основных и щелочных лав, богатых калием и бедных кремнеземом. Совместно с кварцем лейцит обра­зуется редко. Обычно он ассоциирует с нефелином, щелочными пи­роксенами и даже с авгитом и оливином. Некоторые лавы, обогащенные лейцитом, в котором содержание К_аО и А1₂0₃ со­ставляет соответственно 21,5% и 23,5%, используются как ка­лиевое и алюминиевое сырье (лавы Везувия).

Поллуцит Cs[AlSi₂0₆] - редкий минерал. Основной промышленный минерал на цезий.

Цезий — редкий щелочной металл, имеющий очень низкий кларк и большой ионный радиус (R=1,65 А). В связи с этим он может накапливаться только в остаточном гранитном расплаве-растворе, из которого кристаллизуются кислые относительно низкотемпературные пегматиты (натрово-литиевые, по А. Е. Ферсману).

Поллуцит кристаллизуется в поздних гранитных пегматитах, где ас­социирует со щелочными бериллами, кварцем, альбитом, полихромными турмалинами, апатитом, сподуменам и лепидолитом. Морфологически поллуцит встречается в трех разновидно­стях: а) гнездовый мелкозернистый поллуцит, б) поллуцит миарол, друз тетраздричеоких кристаллов и в) поллуцит, обра­зующий псевдоморфозы по петалиту, сподумену и другим ми­нералам.

Поллуцит по свойствам похож на кварц, от которого отли­чается изотропностью (под микроскопом). Макроскопически не­которым отличием служат постоянно находящиеся в нем про­жилки лепидолита, а также белые матовые налеты вторичных фосфатов. Специально обработанный поллуцит люминесцирует желто-зеленым цветом.


Б) каркасные алюмосиликаты с добавочными анионами (группами внедрения).

Группа скаполита.

Скаполиты 3Na[AlSi₃0₈]• NaCl — 3Ca[AI₂Si₂0₈]•CaC0₃ образуют изоморфный ряд мариалит (Na) — мейонит (Са). По составу они близки к плагиоклазам, но содержат группу внедре­ния (CI)¹⁺ и (С0₃)²⁺ или (S0₄)²⁺. Встречаются скаполиты в виде удлиненных тетрагональных призм, сплошных мелкозер­нистых масс и радиально-лучистых агрегатов в магнезиальных и известковых скарнах, где они образуются за счет полевых шпатов в интервале температур 400—200° при участии мине­рализаторов (СО₂, S0₃, C1).

Лазурит Na₈[AlSi0₄]₆(S0₄), или ляпис-лазурь. По данным У. А. Дира и А. С. Поваренных, формула лазурита следующая: Na₆Ca₂[AlSi0₄]₆ (S0₄)S.

Этот гид­ротермальный минерал интенсивно синего цвета, об­разуется из щелочных растворов метасоматическим способом, либо в контактах щелочных пород с известняками в ассоциа­ции с кальцитом, доломитам и пиритом, либо в контакте пег­матитов с доломитами в ассоциации с флогопи­том, диопсидом и кальцитом. Существо контактово-метасоматических взаимодействий заключается в заимствовании из интрузивных пород А1₂0₃, K2O и Si0₂, а из осадочных — MgO и СаО, которые идут на образование реакционных минералов: флогопита, диопсида и лазурита:

6K[AlSi₃0₈] к. п. ш. +2Si0₂ + 7(CaMg)(СО3)₂ доломит + 14Н₂0 + 2Na₂S0₄ + 2Na₂0

7(Ca,Mg)[Si₂0₆] диопсид + Na₈[AlSi0₄]₆(S0₄) лазурит + ЗК₂0+14Н₂С0₃.

Лазурит используется издавна в качестве сырья для ус­тойчивой и красивой синей краски (ультрамарина) и как по­делочный камень.

Канкринит Na₆Ca₂[AlSi0₄]₆(C0₃, S0₄)(OH)₂ — довольно редкий и ранее никем не использовавшийся мине­рал. Детальными исследованиями канкринита установлен пьезоэлектрический эффект во много раз более сильный, чем у кварца. Поэтому канкринит приобрел промышленное зна­чение. Образуется гидротермально-метасоматическим путем при изменении нефелинсодержащих пород, а также как породообразующий минерал некоторых нефелино­вых сиенитов и щелочных пегматитов. Получается также ис­кусственно.

В) Водные каркасные алюмосиликаты.

Семейство цеолитов

Цеолиты - группа сходных по составу минералов (Na, Ca, K)[AlSi₃0₈]-n H₂0 (натролит, гейландит, анальцим, десмин, шабазит) являющихся, по существу, водными плагиоклазами с бо­лее низкой твердостью (3,5—5). Весьма разнообразны по внеш­ним признакам, составу, структуре.

Цеолиты имеют своеобразные каркасные структуры с широкими каналами, обуславливающими большую изоморфную и сорбционную емкость этих минералов. Каркас алюмосиликатный. Избыточный отрицательный заряд ком­пенсируется щелочными катионами, кальцием и барием. В каналах структуры содержится кристаллизационная вода.

Встречаются в виде друз и миндалин в основных эффузив­ных породах, в пегматитах и гидротермальных образованиях. Образуются цеолиты главным образом, путем кристаллизации из низкотемпературных гидротерм. Могут возни­кать в экзогенных условиях. Цеолиты легко теряют при на­гревании и прокаливании большую часть так называемой цео­лита ой воды, но легко и приобретают ее вновь, не изменяя при этом структуры. Некоторые цеолиты применяются для очистки и разделения газов. Для этих целей цеолиты получают искус­ственно.

Обычно цеолиты имеют светлую окраску, форма их выделений разнообразна - от порошковатых масс до прекрасно образованных кристаллов, сферолитовых сростков, расщепленных кристаллов, двойников. Цеолиты встречаются как продукты автометасоматической переработки вулканитов, где они образуются за счет полевых шпатов, нефелина, вулканического стекла. Также они характерны для низкотемпературных гидротермальных жил, образование которых связано с низкими ступенями метаморфизма.


ЛЕКЦИЯ 16. Минеральные ассоциации

Под минеральной ассоциацией понимается несколько совмест­но образованных и находящихся в образце минералов, являющих­ся продуктами одного из процессов минералообразования (маг­матического, гидротермального, осадочного и т.д.). Минеральную ассоциацию не следует путать с парагенетической ассоциацией минералов, или парагенезисом, который обычно составляет часть минеральной ассоциации, состоит из одновременно образо­вавшихся (равновесных по отношению друг к другу) минералов и может быть установлен при микроскопическом изучении.

Хорошее знание минеральных ассоциаций помогает определению минералов. Часто в образце присутствуют 3-5 минералов, из которых 1-2 минерала узнаются сразу. Если определяющий знает, какие минералы обычно сопровождают друг друга, то он гораздо быстрее подходит к установлению "неизвестных" минера­лов образца.

Только на основе минеральной ассоциации можно предполо­жительно решать генетические вопросы минералообразования: ус­тановить генетический тип процесса, примерную температуру, характер и кислотность растворов, окислительно-восстановитель­ную обстановку, в которой образовался данный набор минералов и т.д.

Все минеральные ассоциации объединены в группы соответственно процессам минералообразования, продуктами которых они являются. Внутри групп минеральные ассоциации подразделены на гене­тические типы по разным признакам: по общности генезиса или по температуре, или по геологическому положению и т.д.

Так, магматические ассоциации разделены на типы по генетической принадлежности данной ассоциации к магматической породе определенного состава - ультраосновной, основной, кислой или щелочной.

Ассоциации пневматолито-гидротермального процесса разделены по температуре на высокотемпературные (скарновые, грейзеновые и др.) средне- и низкотемпературные.

Среди ассоциаций кор выветривания отдельно выделены ассоциации, образующиеся на изверженных породах, на сульфидных месторожде­ниях и на соляных пластах.

Ассоциации осадочных минералов подразделены на химичес­кие, биохимические, коллоидные и механические осадки.

Метаморфические ассоциации минералов ввиду сложности не разделены на регионально- и контактово-метаморфические, хотя в тексте указаны их типоморфные признаки.

Ассоциации минералов в подавляющем большинстве случаев имеют общепринятые названия. Они названы по ведущим минера­лам, имеющим промышленное значение: хромитовая, халькопирит-пентландитовая, антимонит-киноварная, тальковая, карналлитовая и т.д. В некоторых случаях за ассоциациями сохранены их генетические названия (скарновая, карбонатитовая, грейзеновая и др.) или названия, принятые в промышленности (полиме­таллическая, фосфоритовая, латеритная, медистых песчаников, медно-колчеданная, кимберлитовая).