КБ
07: билеты 42–49 (глины, слюды, каркасные алюмосиликаты, бораты)
42.
Глинистые минералы: структура, свойства, применение
Группы: кандиты (каолинит, галлуазит);
смектиты (монтмориллонит, нонтронит).
Ряды превращений:
↑K → иллиты → иллит-смектиты → смектиты; иллит-гидромусковит
(гидрослюды)
↑Mg²⁺ → вермикулит → вермикулит–смектит → смектиты
хороший водообмен → смектиты → кандиты
Глина = тонкодисперсная смесь слоистых силикатов/алюмосиликатов +
кремнезём, гидроксиды Al/Fe/Mn, оксиды Fe/Mn, иногда карбонаты Mg/Fe/Ca;
+вода → пластична
В глинах часто также хлорит, серпентин, гидрослюды
Каолинит — Al4Si4O108: 2-слойный
пакет; белый; спайность весьма совершенная; тв. 1; тонкодисперсные
плотные агрегаты; гигроскопичен; генезис: выветривание полевых шпатов и
слюд. М-ния: первичные (Al-Si разрушаются, глина на
месте); вторичные — чище, без Fe (каолин).
Отмучивание = перенос водой + осаждение в понижениях
рельефа.
Монтмориллонит — структура: гидраргиллитовый слой
Al(OH)3 между 2 тетраэдрическими Si-O-слоями; сильно
набухает: решётка 9,6→28,4 Å (вода
раздвигает пакеты в 3 раза); сухой — очистка нефтяного
газа.
Обменные катионы (не входят в структуру,
компенсируют −заряд решётки): монтмориллонит 60–100 мг-экв/100
г (Ca²⁺, K⁺, Na⁺); каолинит 3–15 мг-экв/100
г.
43. Слюды: общая
характеристика
- Главные катионы K⁺, Mg²⁺, Fe²⁺, Al³⁺; второстепенные Ca²⁺, Na⁺, Li⁺;
все с (OH)⁻ (частично → F⁻)
- Структура: трёхслойные пакеты с −зарядом (Si⁴⁺→Al³⁺
в тетраэдрическом слое) → между пакетами K⁺
- Политипия; агрегаты листоватые/чешуйчатые; листочки
гибкие, упругие
- Цвет бесцветный→зеленоватый, бурый→чёрный; спайность весьма
совершенная; тв. 2,5; 3,7% земной коры
- Генезис: магматические породы, пегматиты, скарны, метаморфические
породы
44. Каркасные алюмосиликаты
- Структура: непрерывный каркас Si-O-тетраэдров; (Al+Si):O = 1:2
[Si4O8]
- Катионы крупные: Ca²⁺, K⁺, Na⁺; Al без КЧ=6; Al/Si
беспорядочно или упорядоченно; кристаллизационная вода — только у
цеолитов
- Плотность низкая (крупные пустоты); вариации
состава без затрагивания каркаса: Ca²⁺ = 2Na⁺, даже Ca²⁺ = 2Cs⁺
(невозможно при жёсткой фиксации катионов)
- Большинство — породообразующие магматических/метаморфических пород,
пегматитов; реже гидротермальные жилы
- Гипергенез: гидратация → слюды → глинистые → монтмориллонит,
каолинит
Представители: Na-Ca полевые шпаты (альбит,
олигоклаз, лабрадор, анортит); K-полевые шпаты (ортоклаз, микроклин);
фельдшпатиды (нефелин); цеолиты (натролит, стильбит).
45. Плагиоклазы
- Na-Ca полевые шпаты, ряд альбит→анортит; по %An: кислые
0–30, средние 30–50, основные 50–100; распространены
кислые
- Общее: белые/серовато-белые; блеск стеклянный; спайность совершенная
под 85°; тв. 6; полисинтетические двойники; иризация
(олигоклаз — голубая, лабрадор — синяя)
- Генезис: магматический/метаморфический, пегматиты, скарны, грейзены;
выветривание → смектиты или кандиты
| Минерал |
Формула |
| Альбит |
Na[AlSi3O8] |
| Олигоклаз |
(Na,Ca)[(Al,Si)4O8] |
| Лабрадор |
(Ca,Na)[(Al,Si)4O8] |
| Анортит |
Ca[Al2Si2O8] |
46. Калиевые полевые шпаты
- K-члены серии K-Na; примеси Ca²⁺, Cs⁺, Rb⁺, Fe³⁺
- Непрерывный ряд альбит–ортоклаз только при высоких T (K⁺ ri=1,33 Å
vs Na⁺ ri=0,98 Å → при низких T разрыв смесимости)
- При снижении T: частичное (ортоклаз)/полное (микроклин) упорядочение
Al³⁺/Si⁴⁺ + распад тв. раствора → пертиты (вростки
альбита в K-шпате)
Ортоклаз — K[AlSi3O8], моноклинная: «прямоколющийся»
— совершенная спайность в 2 направлениях под прямым углом; кристаллы
хорошей огранки, двойники, сплошные массы; белый/сероватый/желтоватый;
излом ступенчато-неровный; блеск стеклянный; тв. 6–6,5; черта белая.
Диагностика: внешне = микроклин; оптически — «микроклиновая решётка»;
рентгенографически. Генезис: породообразующий кислых/щелочных пород и их
пегматитов; крупнейшие скопления (с микроклином) — гранитные
пегматиты.
47. Фельдшпатиды. Нефелин
- Каркасные алюмосиликаты Na⁺, K⁺: близки к полевым шпатам, но
низкий SiO2, высокие щёлочи
- Структура внедрения: добавочные анионы в пустотах
(Cl⁻, CO3²⁻, SO4²⁻, S²⁻…) + сопряжённые Na⁺, Ca²⁺; частично
кристаллизационная вода (содалит, канкринит)
- Генезис: вместо полевых шпатов при дефиците SiO2 и избытке щелочей в
магме; метасоматоз; региональный метаморфизм
- Постмагматические растворы → цеолиты, слюды, глинистые, гиббсит;
гипергенез → каолинит, гиббсит
Нефелин — KNa3[AlSiO4]4, гексагональная: примеси Rb,
Ga; кристаллы мелкие призматические; вкрапленники, сплошные
крупнокристаллические массы; серый, грязно-зелёный, мясо-красный до
бурого; блеск жирный; без спайности;
излом неровный; тв. 5–6. Диагностика: жирный блеск, отсутствие
спайности; никогда с кварцем!!!
(Na[AlSiO4]+2SiO2=Na[AlSi3O8] → альбит); растворим в HCl → студневидный
кремнезём. Гипергенез: → рыхлая белая корка (цеолиты + гидроксиды Al).
Ассоциации: микроклин, эгирин, апатит, биотит, циркон, сфен, ильменит
(щелочные породы, пегматиты).
48. Цеолиты
- Каркасные алюмосиликаты с объёмными сообщающимися
полостями: Ca²⁺, Na⁺, K⁺, Sr²⁺, Ba²⁺ + H2O со свободой
перемещения
- Дегидратация/регидратация без разрушения структуры
(H2O выделяется постепенно с ↑T); ~40 видов, 1/3 широко
распространена
- Изоморфизм: гетеровалентный Ca²⁺Al³⁺ = Na⁺Si⁴⁺ (часто), реже
изовалентный Ca²⁺ = Sr²⁺
- Обезвоженные адсорбируют NH3, NO2, H2S,
углеводороды, спирты, металлоорганические соединения (молекулярные
сита)
- Бесцветные/белые; блеск стеклянный, реже перламутровый; тв. 3,5–5,5;
часто отличные кристаллы (форма от структуры), агрегаты до
микрокристаллических
- Гипергенез: → хлорит, монтмориллонит, иногда каолинитизация
- Генезис: гидротермальный (с кальцитом, доломитом, гидрослюдами,
кварцем); миндалевидные пустоты базальтов
- Порядок: сначала бедные H2O/богатые SiO2 → потом богатые H2O/бедные
SiO2
| Минерал |
Формула |
| Натролит |
(Na2,Ca)[Al2Si7O18]·7H2O |
| Стильбит |
Na2[Al2Si3O10]·2H2O |
49.
Силикаты и бораты vs прочие соли кислородных кислот
- Электростатическая валентность = заряд центрального
атома на каждый окружающий O
- В солях кислородных кислот >1 → связь внутри
аниона прочнее «катион–анион»
- Только [BO3]³⁻ и [SiO4]⁴⁻ имеют её = 1 → анионы
конденсируются в сложные комплексные радикалы
Бораты:
| Минерал |
Формула |
Форма |
Цвет |
Спайность |
Тв. |
Блеск |
Генезис |
| Людвигит |
(Mg,Fe)2Fe[BO3]O2 |
призматические кристаллы |
чёрный |
нет |
5 |
стеклянный |
магнезиальные скарны |
| Гидроборацит |
CaMg[B3O4(OH)3]2·3H2O |
радиально-лучистые сростки |
прозрачный, жёлтый, розовый |
2 направления |
2–3 |
— |
осадочный, бороносные озёра |
| Улексит |
NaCa[B5O7(OH)4]·5H2O |
плотные массы |
белый |
не видно |
3–3,5 |
— |
осадочный, бороносные озёра |