Островные силикаты минералы

Содержание
Островные силикаты, общая характеристика, представители.

Островные
силикаты являются наиболее многочисленным
подклассом минералов в силикатах.
Силикаты этого класса имеют самый
разнообразный состав — это минералы,
магния, железа, кальция, марганца, цинка,
титана, алюминия, редкоземельных
элементов, бериллия, тория, циркония,
скандия и др. Ни в одном другом подклассе
минералов нет такого разнообразия
катионов.

Островные
силикаты с изолированными одиночными
тетраэдрами без добавочных анионов:

с
изолированными одиночными тетраэдрами
и
добавочными анионами:

с
изолированными сдвоенными тетраэдрами
и добавочными анионами:

Островные
силикаты — это минералы преимущественно
высоких температур и давлений, т.е.
минералы больших глубин. Главными типами
месторождений являются магматические
и метаморфические горные породы и
некоторые метасоматиты. Как исключение
они образуются в приповерхностных
условиях.

Магматические
горные породы. В ультраосновных глубинных
горных породах (оливинитах и
перидотитах) главным минералом является
оливин.

Метаморфические
горные породы. В них островные силикаты
нередко играют главную роль. Они
образуются при региональном и контактовом
метаморфизме. В регионально метаморфизованных
породах (гнейсах и сланцах) типичны
гранаты (альмандин, пироп), ставролит,
кианит, эпидот. В контактовых породах
(скарнах) главными минералами являются
гранаты (гроссуляр, андрадит), большую
роль играют в них везувиан и эпидот.

Метасоматиты.
Островные силикаты встречаются только
в некоторых высокотемпературных
метасоматитах

Минералы и горные породы России и СССР

Часть 1. Минералы

Класс XII. Силикаты и алюмосиликаты

Подкласс 1. О СТРОВНЫЕ СИЛИКАТЫ

Островными называются такие силикаты, в
кристаллической решетке которых присутствуют
разобщенные «островки» — кремнекислородные
тетраэдры, одиночные или спаренные.

Для островных силикатов характерны: высокая
твердость, часто изометрические формы
кристаллов, сравнительно большой удельный вес.

Окраска их обусловлена присутствием
ионов-хромофоров — Fe ²⁺
, Fe ³⁺
, Со ²⁺
,
Ni ²⁺
, Mn ²⁺
, Cr ³⁺
, Ti ⁴⁺
; если такие
ионы отсутствуют, минералы бесцветны или
окрашены в белый цвет, иногда со слабым цветным
оттенком. Ведущую роль в окраске ортосиликатов
играет взаимное замещение Mg и Fe. При разложении в
кислотах островные силикаты дают студенистый
гель (коллоид) кремнезема.

Устойчивость орто- и диортосиликатов по
отношению к выветриванию во многом зависит от
содержания в них железа, особенно закисного.
Безжелезистые или маложелезистые ортосиликаты
(хризолит и др.) обычно весьма устойчивы в
поверхностных условиях .

Ортосиликаты
- Группа оливина
- Группа граната
Ортодиортосиликаты
- Группа эпидота
Диортосиликаты

Познакомиться с изображениями и описаниями других объектов природы
России и сопредельных стран —

минералов и горных пород
,

почв
,

грибов
,

водорослей
,

лишайников
,

листостебельных мхов
,

деревьев, кустарников, кустарничков и лиан
,

травянистых растений (цветов)
,

ягод и других дикорастущих сочных плодов
,

водных беспозвоночных животных
,

насекомых-вредителей леса
,

дневных бабочек
,

пресноводных и проходных рыб
,

земноводных (амфибий)
,

пресмыкающихся (рептилий)
,

птиц, птичьих гнезд, их яиц и голосов
, а также

млекопитающих (зверей)
, —

можно в разделе Природа России

нашего сайта.

В разделе Природа в фотографиях

размещены также тысячи научных фотографий
грибов, лишайников, растений и
животных России и стран бывшего СССР, а в разделе
Природные ландшафты мира

— фотографии природы

Европы
,

Азии
,

Северной
и

Южной Америки
,

Африки
,

Австралии и Новой Зеландии
и

Антарктики
.

В разделе Методические материалы

Вы также можете познакомиться с описаниями разработанных экологическим центром «Экосистема»

печатных определителей растений
средней полосы,
карманных определителей
объектов природы средней полосы,
определительных таблиц
«Грибы, растения и животные России»,
компьютерных (электронных) определителей
природных объектов,
полевых определителей для смартфонов и планшетов
,
методических пособий
по организации проектной деятельности школьников и полевых экологических исследований
(включая книгу для педагогов
«Как организовать полевой экологический практикум»), а также
учебно-методических
фильмов
по организации проектной исследовательской деятельности школьников в природе.

Приобрести
все эти материалы можно в нашем некоммерческом Интернет-магазине
.
Там же можно приобрести mp3-диски
Голоса птиц средней полосы России
и
Голоса птиц России, ч.1: Европейская часть, Урал, Сибирь
.

Минералы и горные породы России и СССР

Часть 1. Минералы

Класс XII. С ИЛИКАТЫ И АЛЮМОСИЛИКАТЫ

Силикаты — самый обширный класс минералов,
далеко превосходящий остальные по своей роли в
составе литосферы. Кремний играет в
неорганической природе такую же роль, как
углерод в органической; земная кора построена в
основном из соединений кремния. Большинство
породообразующих минералов — силикаты.
Существенно силикатный состав имеют все
изверженные горные породы и подавляющее
большинство осадочных и метаморфических.

Строение кристаллических решеток силикатов
достаточно сложно и разнообразно. Поэтому класс
силикатов делится на несколько подклассов,
объединяющих минералы сходного строения и
свойств .

Иногда часть атомов Si замещается другими
атомами (чаще всего Аl, реже Ti, Zr, Be);
соответственно образуются алюмосиликаты,
титаносиликаты и т.д.

Подкласс 1. Островные силикаты
- Ортосиликаты
  - Группа оливина
  - Группа граната
- Ортодиортосиликаты
  - Группа эпидота
- Диортосиликаты
Покласс 2. Кольцевые силикаты
Покласс 3. Цепочечные силикаты
Подкласс 4. Слоистые силикаты и
алюмосиликаты
Покласс 5. Каркасные
алюмосиликаты

Познакомиться с изображениями и описаниями других объектов природы
России и сопредельных стран —

можно в разделе Природа России

нашего сайта.

В разделе Природа в фотографиях

Европы
,

Азии
,

Северной
и

Южной Америки
,

Африки
,

Австралии и Новой Зеландии
и

Антарктики
.

В разделе Методические материалы

Вы также можете познакомиться с описаниями разработанных экологическим центром «Экосистема»

Среди
силикатов это наиболее многочисленный
подкласс минералов. Его характерными
представителями являются оливин,
альмандин, гроссуляр, топаз, эпидот.
Силикаты этого подкласса имеют
разнообразный состав – это минералы
магния, железа, кальция, марганца, титана,
алюминия, редких земель, тория, циркония,
ниобия и др.

К
числу породообразующих и наиболее
широко распространенных в природе
минералов относятся оливины, гранаты,
эпидот, кианит, титанит, циркон.
Практическое значение имеет лишь
ничтожная доля от общего числа минералов.
В качестве абразивных материалов
используются гранаты, драгоценными
минералами являются топаз, альмандин,
пироп, уваровит, хризолит (разновидность
оливина).

Островные
силикаты образуются даже в стесненных
условиях роста в виде хороших кристаллов.
В виде изометричных хорошо ограненных
зерен встречаются гранаты, идеально
развитые дипирамидальные призматические
кристаллы тетрагональной сингонии
образует циркон, в совершенных кристаллах
ромбической сингонии обычно наблюдаются
топаз и ставролит. Из распространенных
минералов только оливин и хондродит
редки в кристаллах.

Окраска
островных силикатов обычно обусловлена,
присутствием в их составе в качестве
главных и примесных компонентов
элементов-хромофоров Атомы двух- и
трехвалентного железа вызывают при
разных своих соотношениях зеленые
(гроссуляр, эпидот), коричневые (андрадит,
ставролит, титанит) цвета. Окрашенные
марганцем и железом минералы имеют
малиново-красный, лилово-красный цвет
(альмандин). Железо в сочетании с титаном
вызывает коричнево-черную окраску
минералов. Лишь в редких случаях
встречаются бесцветные, белые островные
силикаты – это химически чистые
гроссуляр, форстерит, топаз, каламин.

Компактность
структуры и наличие в минералах небольших,
но высокозарядных катионов проявляются
в высокой плотности и твердости (от 6 до
8) этих минералов. Из-за большой твердости
эти минералы черты не дают (они
процарапывают бисквитную пластинку),
даже у густо окрашенных минералов она
чуть заметна.

Происхождение.

Островные силикаты — это минералы
преимущественно высоких температур и
давлений, т.е. минералы больших глубин.
Главными типами месторождений являются
магматические и метаморфические горные
породы и некоторые метасоматиты. Как
исключение они образуются в приповерхностных
условиях.

Оливин
(Mg,Fe)

₂
Si

O

₄
.

Назван по оливково-зеленому цвету.
Сингония ромбическая. Оливин обычно
распространен в зернистых агрегатах.
Хорошо образованные кристаллы в пустотах
(или вросшие в метаморфических породах)
встречаются сравнительно редко. Цвет
оливина желтый с зеленоватым оттенком;
чаще он бесцветен, совершенно прозрачный.
Блеск стеклянный, жирный. Твердость
6,5-7. Хрупок. Спайность средняя или
несовершенная. Излом часто раковистый.
Уд. вес 3,3-3,5. В НС1 почти не растворяется.
Порошок бурно разлагается в концентрированной
H ₂
SO ₄

с образованием студня SiO ₂
.

Происхождение.

В главной своей массе оливин имеет
магматическое происхождение. В горных
районах встречаются целые массивы
бедных кремнеземом изверженных оливиновых
горных пород. Нередко является составной
частью таких горных пород, как габбро,
диабаз, базальт и туфы основных эффузивов.

Практическое
значение.

Маложелезистые
чисто оливиновые породы, неизмененные
или частично серпентинизированные,
представляют высококачественное сырье
для изготовления огнеупорных форстеритовых
кирпичей. Прозрачные, красиво окрашенные
и не затронутые метаморфизмом кристаллы
оливина (хризолиты) употребляются как
драгоценные камни в ювелирном деле.

Гранаты.

Общая формула R

²
₃
+

R

³
₂
(

SiO

₄
)

₃

«Гранатус» по-латыни—подобный зернам.
Название дано по сходству цвета
первоначально изученных кристалликов
граната с цветом зернышек в плодах
гранатового дерева. Происхождение
названий отдельных минеральных видов
различно (пироп, альмандин, спессартин,
гроссуляр, эссонит (гессонит), андрадит,
уваровит, шорломит).

Сингония
кубическая. Наиболее распространенной
является форма ромбического додекаэдра.
Цвет гранатов варьирует весьма широко.
Бесцветные прозрачные разности редки.
Гранаты синего цвета не встречаются.
Хромсодержащие гранаты обычно окрашены
в яркозеленый цвет, а иногда, при малом
содержании хрома, – в красный. В зеленый
цвет иногда окрашены и некоторые
прозрачные разности андрадита (демантоид).
Черта белая или светло окрашенная в
различные оттенки. Блеск жирный,
стеклянный, иногда близкий к алмазному
(андрадит) или алмазный (шорломит).
Твердость 6,5-7,5. Более высокой твердостью
обладают альмандин, пироп и спессартин.
Спайность несовершенная. Излом неровный.
Уд. вес 3,5-4,2.

Происхождение.

Наибольшим распространением пользуются
гранаты контактово-метасоматического
происхождения, возникающие в результате
реакций преимущественно кислых магм с
карбонатными породами (известняками и
доломитами) в условиях сравнительно
высоких температур. Реже встречаются
месторождения, возникшие под воздействием
кислых магм на основные метаморфические
породы. В парагенезисе с ними довольно
часто наблюдаются мусковит, биотит,
кварц, дистен, силлиманит, графит, рутил,
магнетит и др. В процессе выветривания
гранаты, как относительно стойкие в
химическом отношении минералы, переходят
в россыпи.

Практическое
значение.

Прозрачные красиво окрашенные разности
гранатов применяются в ювелирном деле
как полудрагоценные камни. В настоящее
время они большого значения не имеют.
Гранаты, обладающие высокой твердостью
(альмандин, штроп, спессартин), широко
применяются в качестве абразивного
материала. Около 90% гранатов идет на
изготовление так называемой гранатовой
бумаги или полотна, употребляемых
преимущественно для полировки твердых
пород дерева (дуба, ореха, клена, красного
дерева и др.), шлифования зеркальных
стекол, полировки кожи, твердого каучука,
целлулоидных и других изделий.

Происхождение.

Дистен образуется в процессе метаморфизма
богатых глиноземом пород в обстановке
весьма высоких давлений, т. е. на
значительных глубинах в земной коре. В
ассоциации с дистеном, кроме слюд,
довольно часто встречаются корунд,
турмалин, иногда рутил, ставролит,
андалузит и другие минералы, образующиеся
в метаморфических породах. Как химически
устойчивый минерал, дистен при выветривании
горных пород переходит в россыпи.

Практическое
значение.

Породы,
содержащие дистен, андалузит и силлиманит,
являются важным для промышленности
высокоглиноземистым сырьем. Применяется
при производстве высококачественных
фарфороподобных огнеупорных и
кислотоупорных изделий, обладающих
существенными преимуществами перед
кварцевыми и другими огнеупорными
материалами, а также при производстве
специальных изоляторов, запальных
свечей, трубок для пирометров и т. д.

Происхождение.

Андалузит
нередко распространен как
контактово-метаморфический минерал в
глинистых или углисто-глинистых сланцах,
а также в измененных эффузивных породах,
особенно в генетической связи с
интрузивами гранитов. Реже встречается
в гнейсах и слюдяных сланцах в ассоциация
с гранатом, корундом, дистеном и др.

Происхождение.

Везувиан хотя встречается и не так
часто, как гранаты, но все же является
типичным минералом в некоторых
контактово-метасоматических образованиях,
возникших за счет известняков или
доломитов. В ассоциации с ним встречаются
гранаты (гроссуляр), диопсид, эпидот,
кальцит, хлориты, скаполиты и др. Реже
он наблюдается в метаморфических
породах. Известны псевдоморфозы эпидота
по везувиану.

Островные силикаты

Среди островных
силикатов
с изолированными
кремнекислородными тетраэдрами

SiO
₄

^-4
наиболее широко распространенными
являются оливин
(важный породообразующий
минерал в магматических горных породах), гранаты
(нередко являются
породообразующими минералами
метаморфических горных пород, встречаются
в магматических и осадочных породах), циркон, топаз, кианит (дистен), андалузит,
силлиманит
.

Оливин

(

Mg

,

Fe

)

₂


SiO

₄


представляет собой изоморфную смесь форстерита
Mg
₂

SiO
₄

и фаялита
Fe
₂

SiO
₄

,
назван по оливково-зеленому цвету. Синонимы: хризолит, перидот.
« Хризос
»
по-гречески « золото
». Сингония

ромбическая. Хорошо образованные
кристаллы встречаются редко. Обычно
встречается в виде кристаллов, включенных
в породу, и зернистых агрегатах. Цвет
желтовато-зеленый
, но в зависимости
от состава может изменяться от
светло-желтого до темно-зеленого. Блеск

стеклянный. Твердость
6,5-7. Хрупок. Спайность
несовершенная. Уд. вес

3,2-3,5 (в зависимости от состава). Излом

неровный до раковистого. Ювелирная разновидность
прозрачного
желтовато-зеленого оливина называется хризолитом
.
Породообразующий
минерал ультраосновных и основных
магматических горных пород. Диагностические
признаки:
цвет, высокая твердость,
минеральная ассоциация.
Оливин
легко разлагается кислотами (даже
уксусной) с выделением студневидного
кремнезема. Применение.
Чисто
оливиновые породы представляют собой
высококачественное сырье для изготовления
огнеупорных кирпичей. Хризолит –
полудрагоценный камень.

Гранаты.

Группа гранатов объединяет значительное
количество минералов – островных
силикатов кальция, алюминия, железа,
магния, марганца и хрома. Название группы
происходит от латинского слова « гранум
»
— « зерно
», а также по сходству с
зернышками плода граната. Сингония

кубическая. Обычно встречается в
хорошо ограненных кристаллах –
ромбододекаэдрах. Иногда образует и
сплошные зернистые массы. Цвет

различный. Главными минеральными
видами и разновидностями, которые можно
различать по цвету, являются:

Гроссуляр

Ca

₃
Al

₂


SiO

₄


₃
,
светло-зеленый или зеленовато-бурый.
Характерен для скарнов.
Андрадит

Ca

₃
Fe

₂
³⁺


SiO

₄


₃
,
бурый, красный, зеленовато-бурый. Демантоид
–
прозрачная
разновидность андрадита яблочно-зеленого
цвета (является драгоценным камнем). Меланит

– разновидность
андрадита черного цвета,
Уваровит

Ca

₃
Cr

₂


SiO

₄


₃
,
изумрудно-зеленый. Образует
мелкокристаллические корочки. Редок.

Альмандин

Fe
_{3

2+

Al}

2



SiO



,
красный, розовый, красно-коричневый,
фиолетовый. Самый распространенный из
гранатов.

Спессартин

Mn

3

Al _{²

} SiO

4



3

розовый, красный, желтовато-бурый.

Пироп
_Mg 3

Al

₂



SiO

4


_{₃

,
темно-красный. Характерен для алмазоносных
пород (кимберлитов).}

Для всех гранатов
характерны: Блеск
стеклянный. Твердость
7-8. Спайность
отсутствует. Уд. вес
меняется от 3,4 до 4,3 в зависимости
от состава. Диагностические признаки
и отличия от сходных минералов:
характерная форма кристаллов, высокая
твердость, окраска, отсутствие спайности. Применение.
Применяются как абразивный
материал. Прозрачные гранаты красивой
окраски (альмандин, пироп, демантоид,
спессартин) используются как полудрагоценные
камни в ювелирных украшениях.

Топаз

Al

₂


SiO

₄


(

F

,

OH

)

₂
Сингония
ромбическая. Кристаллы
призматические, хорошо образованные,
богатые гранями. На призматических
гранях часто обнаруживается грубая
вертикальная штриховка. Встречается в
виде красивых друз и мелкозернистых
агрегатов. Цвет.
Бесцветный,
водяно-прозрачный, бывает окрашен в
светлые оттенки желтого, винно-желтого,
голубого, дымчатого, розового цвета. Блеск
стеклянный. Твердость
8. Спайность
совершенная. Уд. вес.

3,5. Диагностические признаки и
отличия от сходных минералов:
высокая
твердость, совершенная спайность, форма
кристаллов и грубая вертикальная
штриховка на гранях призмы. От кварца
отличается большей твердостью и наличием
спайности. Легко электризуется от
трения, сжатия, нагревания .
Применение.
Драгоценный камень. Входит в шкалу Мооса
под №8.

Циркон

Zr



SiO

₄


. Разновидность
: малакон
—
метамиктный, полуразложившийся
радиоактивный темноокрашенный циркон. Сингония
тетрагональная. Обычно
встречается в виде хорошо образованных
кристаллов короткостолбчатого,
изометрического, реже дипирамидального
облика. Цвет.
Бывает бесцветным, но
чаще окрашен в бурый, желтый, золотистый,
буровато-оранжевый цвет. Блеск
алмазный. Твердость
7-8. Излом
неровный или
раковистый. Уд. вес
4,7. Диагностические
признаки:
От похожего рутила отличается
твердостью. От других минералов формой
кристаллов, алмазным блеском, высокой
твердостью и удельным весом. Применение.
Прозрачные, красиво окрашенные кристаллы
используются в ювелирном деле. Применяется
в приборостроении, является рудой на
цирконий.

Кианит

(

дистен

)

Al

2


_SiO



O

.
Название от греческого « кианес
» —
« темно-синий
» или «

ди

» — два,
«

стен

» — сила.

Сингония

триклинная.
Кристаллы удлиненные, пластинчатые,
иногда изогнутые. Цвет
синий, голубой,
иногда белый. Блеск
стеклянный. Спайность
совершенная. Твердость
резко различная в разных направлениях:
4,5 вдоль удлинения кристалла и 6 – в
поперечном направлении (важный
диагностический признак). Уд. вес
3,6. Применение. _{Содержащие кианит породы
могут быть использованы как
высокоглиноземистое сырье при производстве
огнеупорных изделий.}

Среди островных
силикатов с изолированными сдвоенными
кремнекислородными тетраэдрами

Si 2 _{O 7
 -6

и
со структурами смешанного
типа

наиболее распространенным
является эпидот.}

Эпидот

Ca

₂
(

Al

,

Fe

)

₃


SiO

₄


Si

₂
O

₇


(

OH

)

O

. Сингония
моноклинная. Кристаллы
удлиненно-призматические, шестоватые.
Характерна грубая штриховка вдоль
удлинения кристаллов. Часто образует
сплошные, зернистые и шестоватые
агрегаты. Цвет
желто-зеленый,
фисташковый. Блеск
стеклянный. Твердость
6,5. Уд. вес.
3,5. Диагностические признаки:
характерный
фисташковый цвет, форма кристаллов и
характер минеральных агрегатов.

ОСТРОВНЫЕ СИЛИКАТЫ МИНЕРАЛЫ

Островные силикаты, общая характеристика, представители.

Островные силикаты

Mn