Фосфаты
Фосфаты представляют собой соли фосфорных кислот. В этот класс входит большое число минералов. Породообразующим из них является апатит. Фосфоритовые породы являются ценным сырьем для получения фосфатных удобрений, а также используются и в химической отрасли.
Апатит Ca5 [PO4]3(F, Cl). Часто образует хорошо ограненные бесцветные, зеленые, голубые кристаллы призматического габитуса. Блеск от стеклянного до жирного. Излом неровный, раковистый, спайность несовершенная. Твердость эталонная – 5.
Задание: исследовать макроскопические свойства и определить минерал из классов галоиды, карбонаты, сульфаты, фосфаты.
Лабораторная работа №8
СИЛИКАТЫ
Цель работы: изучение породообразующих минералов из класса силикатов.
Силикаты – самый обширный класс минералов. Общее число минеральных видов силикатов около 800. По распространенности на долю силикатов приходится более 75% от всех минералов литосферы. Это объясняется тем, что силикаты – важнейшие породообразующие минералы, из которых сложена основная масса горных пород.
Практическое значение минералов:
1. Важные неметаллические полезные ископаемые (керамическое и огнеупорное сырье).
2. Являются рудами на редкие металлы: бериллий, литий, цезий, цирконий, никель, цинк и редкие земли.
3. К ним относятся многие ювелирные камни (изумруд, аквамарин, турмалин, нефрит, родонит).
Происхождение силикатов:
· эндогенное, главным образом магматическое (оливин, пироксены, полевые шпаты);
· характерны для пегматитов (слюды, турмалин);
· скарны (гранаты, волластонит);
· широко распространены в метаморфических породах – сланцах и гнейсах (гранаты, дистен, хлорит);
· силикаты экзогенного происхождения представляют собой продукты выветривания (каолинит, глауконит) и слагают мощные толщи осадочных пород.
Силикаты отличаются сложным химическим составом и широкими изоморфными замещениями. Но основу кристаллов составляют кремнекислородные тетраэдры (один атом кремния окружен четырьмя атомами кислорода).
В зависимости от того, как сочетаются между собой кремнекислородные тетраэдры, различают следующие структурные типы силикатов:
1) островные (изолированные тетраэдры) [SiO4]4-;
2) кольцевые (тетраэдрические кольца) [Si6O18]12-;
3) цепочечные (цепочки тетраэдров) [SiO3]2-;
4) ленточные (сдвоенные цепочки тетраэдров) [Si4O11]6-;
5) слоистые (двухмерные сетки из тетраэдров);
6) каркасные (трехмерные тетраэдрические постройки).
Внутренняя структура силикатов отражается на их габитусе. Так, силикаты, структура которых представлена обособленными кремнекислородными тетраэдрами, часто имеют изометрический облик (гранаты). В структуре турмалина – тетраэдрические кольца, имеют удлиненно-призматический габитус.
Островные силикаты
К числу породообразующих и наиболее широко распространенных в природе островных силикатов относятся: оливин, эпидот, дистен, титанит, гранаты, циркон.
Практическое значение имеет лишь небольшая доля от общего числа минералов:
- драгоценные камни: топаз, разновидности гранатов, разновидность оливина – хризолит, дистен (кианит);
- рудные минералы на редкие элементы: фенакит на бериллий, циркон – цирконий и т. д.
Минералы образуются в стесненных условиях, как правило, в виде хорошо образованных кристаллов, либо в виде изометрических зерен. Благодаря плотной упаковке ионов островные силикаты обладают большой твердостью, из-за которой эти минералы черты не дают, а лишь царапают бисквит. Окраска островных силикатов самая разнообразная, обусловлена присутствием в составе минерала различных компонентов – хромофоров.
Оливин (перидот) (Fe, Mg) [SiO4] – представляет собой изоморфный ряд с крайними членами Fe и Mg. Образует мелкозернистые мономинеральные агрегаты зеленоватого, оливкового – до черного цвета. Блеск жирный, матовый, в кристаллах – стеклянный. Спайность средняя. Твердость – 6,5, удельный вес 3,5 – 4,4.
Эпидот Ca2(Fe, Al) Al2[SiO4] [Si2O7]O(OH). Отличается изолированными сдвоенными тетраэдрами. Кристаллы удлиненно-призматические со штриховкой вдоль удлинения. Часто образует сплошные зернистые массы. Цвет желтовато-зеленый и другие оттенки зеленого цвета. Блеск стеклянный, в массах матовый. Спайность совершенная. Твердость 6,5, удельный вес 3,5.
Дистен (кианит) Al2O[SiO4] – «кианес» - синий. Цвет синий, голубоватый. Кристаллы удлиненные пластинчатые. Блеск стеклянный. Спайность весьма совершенная. «Ди» – два, «стен» – сила – двусильный. Твердость по плоскости спайности – 4,5, поперек – 6,5. Удельный вес 3,6.
Титанит (сфен) CaTiO[SiO4]. Встречается в виде таблитчатых плоских кристаллов. Цвет: коричневый, иногда бурый или желтоватый. Блеск стеклянный, жирный. Спайность совершенная. Твердость 5,5, удельный вес 3,5.
Группа гранатов. Представляет собой два изоморфных ряда: пиральспиты и уграндиты.
П и р а л ь с п и т ы
Пироп Mg3Al2 [SiO4]3 - темно-красный
Альмандин Fe3Al2 [SiO4]3 – красный, бордовый до коричневого
СпессартинMn3Al[SiO4]3 –желтый, темно-красный, желтовато-коричневый
У г р а н д и т ы
Уваровит Ca3Cr2[SiO4]3 – зеленый
Гроссуляр Ca3Al2[SiO4]3 – зеленый, красновато-бурый
Андрадит Ca3Fe2 [SiO4]3 – коричневый до черного, красноватый или зеленоватый
Обычно встречаются в виде хорошо образованных изоморфных кристаллов, либо в качестве пятнистых мелкозернистых включений. Блеск стеклянный, спайность несовершенная, твердость 6,5-7,5; удельный вес 3,4-4,3.
Кольцевые силикаты
Подкласс кольцевых силикатов объединяет сравнительно небольшое число редких в природе минералов. Среди них только турмалин, берилл, кордиерит играют в некоторых случаях роль второстепенных и даже главных минералов ряда месторождений.
В целом структуры кольцевых силикатов сложные и неплотные, отсюда плотность у них небольшая (2,5-3,5), твердость невысокая (обычно менее 5) исключая берилл и турмалин (7-7,5).
Берилл Be3Al2[Si6O18]. Формирует кристаллы столбчатые, призматические, характерна вертикальная штриховка на внешних гранях. Цвет: зеленый, голубой, желто-зеленый, розоватый. Блеск стеклянный. Спайность несовершенная. Твердость 7,5.
Разновидности: прозрачные кристаллы на ювелирное сырье
- травяно-зеленый изумруд;
- голубой аквамарин;
- желтый гелиодор;
- розовый воробьевит.
Группа турмалина – состоит из нескольких изоморфных рядов.
Шерл (Na Ca)Fe3(Al,Fe6)[Si6O18][BO3]3(OH, F)4
Эльбаит Na(Li, Al)3Al6[Si6O18][BO3]3(OH, F)
Шерл дравит NaMg3(Al, Fe)6[Si6O18][BO3]3(OH, F)4
Кристаллы удлиннные, столбчатые, радиально-лучистые агрегаты («Турмалиновое солнце»); штриховка на внешних гранях. Цвет: шерл – черный, дравит – бурый, эльбаит – розовый, зеленый, бесцветный; встречаются полихромные кристаллы с продольной и поперечной окраской. Блеск стеклянный. Спайность несовершенная. Твердость: 7,5-8.
Цепочечные силикаты
Пироксены
Для всех минералов группы пироксенов общими являются короткопризматический габитус, стеклянный блеск, совершенная спайность под прямым углом; твердость: 5,5-6; средний удельный вес.
Главнейшие пироксены: энстатит, диопсид, жадеит, эгирин, сподумен.
Диопсид CaMg[Si2O6]. Образует кристаллы в виде коротких призм, либо сплошные зернистые массы. Цвет: белый, серый, зеленый разных оттенков.
Разновидности: байкалит – прозрачный, полупрозрачный голубовато-зеленый призматический кристалл, лавровит – ярко-зеленый мелкозернистый диопсид. Обе разновидности из Прибайкалья. Хромдиопсид – изумрудно-зеленый, характерен для ультраосновных пород Якутии.
Эгирин и Авгит. Имеют сложный химический состав, но схожие, практически не различимые внешние признаки. Форма кристаллов призматическая, таблитчатая со штриховкой Цвет: зеленовато-черный, бурый, черный. Внешне очень похожи на шерл, но имеют более низкую твердость 5-6.
Ленточные силикаты
Амфиболы
Ленточные силикаты сходны по химическому составу с пироксенами, отличие – обязательное вхождение группы (OH).
Главнейшие амфиболы: роговая обманка, тремолит, актинолит.
В соответствии с кристаллической структурой амфиболы характеризуются удлиненным габитусом, совершенной спайностью.
Тремолит Ca2Mg5(OH)2[Si4O11]2
Актинолит Ca2Fe5(OH)2[Si4O11]2 – образуют непрерывный изоморфный ряд. Кристаллы игольчатые, волокнистые, лучистые. Цвет: белый, светло-зеленый (тремолит); зеленый различных оттенков (актинолит). Блеск стеклянный, шелковистый. Излом: занозистый, неровный. Твердость 5,5 - 6. Удельный вес 2,9 - 3,3.
Разновидность: нефрит – скрытокристаллический агрегат актинолит – тремолитового изоморфного ряда.
Роговая обманка. Имеет сложный химический состав. Кристаллы нередко деформированные, удлиненно-уплощенные, волокнистые. Цвет: от буро-зеленого до черного. Блеск шелковистый, восковой. Твердость 5,5 - 6. Удельный вес 3,0 - 3,5.
Слоистые силикаты
К ним относятся силикаты и алюмосиликаты (часть кремния замещена алюминием). В составе содержат гидроксильную группу (OH). Внутренняя структура этих минералов определяет их совершенную спайность в одном направлении и небольшую твердость.