минералогия (1006435), страница 92
Текст из файла (страница 92)
Nm = l,49.Твердость 7. Уд. вес 2,27.Легко получается при образовании кварцевого стекРис. 194. Крисла, а также кристаллизуется при обжиге динасовых кирталл кристобалитапичей. Встречается в быстро остывших эффузивныхпородах, часто совместно с αтридимитом: в андезитах СанКристобала(Мексика), лавах Майна в Рейнланде (Германия), Йеллоустонском парке366Описательная часть(США) — в виде шариков (сферолитов) до 1 мм в обсидиане (вулканическом стекле), а также в пустотах, иногда с наросшими пластинками тридимита на кристалликах кристобалита.Известны и другие способы образования βкристобалита, а именно привоздействии базальтовой магмы на кварцсодержащие осадочные породы(песчаники). Кристобалит в этих случаях образуется за счет кварца при высокой температуре. Подобные образования (бухиты) описаны, например,в глинистых песчаниках поздненеогенового возраста в Западной Грузии.ОПАЛ — SiO2 .
aq. Типичный твердый гидрогель. Происхождение названия неизвестно. Разновидности по физическим признакам: 1) благородныйопал, обладающий опалесценцией; 2) гидрофан — легкая разновидность, сильно пористая, мутная в сухом состоянии и прозрачная в воде; 3) гиалит — сталактитовые образования или шарики сферолитового строения.Химический состав очень непостоянный.Содержание воды колеблется от 1 до 5, крайнередко достигая 34 %. Часть воды все опалы способны терять при высушивании в эксикаторе.Особенно быстро потеря ее происходит в первыедни (рис. 195).
При нагревании одни опалы отдают главную часть воды до 100 °С, другие — вышеэтой температуры (100–250 °С). Причины этойразличной прочности связи воды полностью неРис. 195. Кривая обезвовыяснены.живания опала (надВнутреннее строение опалов является весьH2SO4)ма своеобразным: опал построен из полимеризованных нитей аморфного кремнезема с фрагментами более правильнойструктуры кварца, а нередко и тридимита. Нити свернуты или собраны вглобулы — шаровидные образования выдержанного размера диаметромпорядка 1000 Е. Глобулы в свою очередь регулярным образом уложены вупаковку, по конфигурации близкую к плотнейшей кубической, иногда —гексагональной; в промежутках между глобулами размещается вода, которая их дополнительно связывает.
Получающаяся регулярная структура по масштабу периодичности отвечает длинам волн видимого света испособна вызвать интерференционные явления, обеспечивающие стольценимый в ювелирноподелочных опалах эффект опалесценции.Морфологические особенности. Обычно наблюдается в плотныхстеклоподобных массах с натечной внешней формой. Является главнойсоставной частью некоторых организмов, слагая панцири диатомей, спикули губок, скелеты радиолярий, отчасти некоторых фораминифер имшанок, для которых коллоидные растворы (золи) кремнезема служатпищей.
Благодаря наличию кремнезема скелеты этих организмов в большинстве случаев прекрасно сохраняются в ископаемом состоянии даже вдревнейших отложениях. Гидроокислы кремнезема входят также в составРаздел IV. Окислы (оксиды)367соломы злаков, твердых узловатостей в хвощах и особенно узлов бамбука и других растений, поглощающих золи кремнезема из почвы своимикорнями. Золи кремнезема способны пропитывать отмершие стволы деревьев, и, отлагая опал, полностью их замещать с сохранением всех деталей строения («деревянистый опал»).Цвет.
Сам по себе опал бесцветен. Благодаря различным примесям, особенно содержащим железо и другие хромофоры, он бывает окрашен в различные оттенки желтого, бурого, красного, зеленого и черного цветов. Блескстеклянный (у пористых масс восковой или матовый). Для полупрозрачных разностей характерна цветовая игра — опалесценция (происхождениеназвания этого явления связано именно с этим минералом). N = 1,40–1,46.Твердость 5–5,5 (у разностей, очень бедных водой, поднимается до 6).Хрупок.
Уд. вес 1,9–2,5 (зависит от содержания воды и от количестваадсорбированных тяжелых веществ).Диагностические признаки. Для плотных опалов характерны стеклообразный вид и натечные формы масс, сплошные корки. По внешнимпризнакам опал имеет много общего с халцедоном. Он отличается меньшей твердостью и содержанием воды.П. п. тр. не плавится, но часто сильно растрескивается. В закрытойтрубке выделяет воду. В кислотах не разлагается.
Довольно легко растворяется в КОН и HF. Обезвоженный опал растворяется в соде с шипением(вследствие выделения СО2).Происхождение и месторождения. Опал нередко отлагается из гидро'термальных источников и гейзеров в вулканических областях в виде накипи (кремнистый туф, гейзерит), иногда в виде белых просвечивающихнатеков с перламутровым отливом. Распространен также в пустотах и трещинах среди эффузивных горных пород, иногда в виде жеод и миндалин.Однако в главной массе он образуется в экзогенных условиях при разложении силикатов в процессе выветривания самых различных по составу горных пород, но чаще ультраосновных.
Кремнезем, освобождающийсяпри распаде кристаллических структур силикатов, переходит первоначально в золь, при коагуляции которого выпадает в зоне элювия в виде желваков натечной формы или отлагается метасоматическим путем, частосовместно с гидроокислами железа, алюминия и других элементов, наразличных коренных горных породах.Огромные массы опала образуются осадочным путем в виде пластовв процессе коагуляции приносимых речными водами золей кремнезема вприбрежных зонах морских бассейнов. К ним принадлежат так называемыеопоки, трепелы, диатомиты, кизельгур (кремневая мука) и т.
д., представляющие собой рыхлые или тонкопористые, иногда более или менее крепкиепороды, на поверхности часто превращенные в мелоподобные массы вследствие механического действия замерзающей воды, пропитывающей их.Следует упомянуть, наконец, об окаменяющей роли растворов кремнезема при метасоматозе растительных остатков и, в частности, стволов368Описательная частьдеревьев.
Каким бы путем ни образовался опал, он в конце концов постепенно переходит в халцедон или кварц.Осадочные опалсодержащие породы (опоки, трепелы и диатомиты)особенно широким распространением пользуются в неогеновых мелководных отложениях в Ульяновской, Саратовской и других областях Европейской части России, а также вдоль восточного склона Уральскогохребта и в других местах.
Из иностранных месторождений следует упомянуть о месторождениях Богемии, Италии, Ливии (Триполи, откудапроисходит название трепел) и др. Месторождения благородных опаловизвестны на южном склоне Карпат, близ Кошице (в пустотах изверженной породы — андезита), в Австралии — Новый Южный Уэллс и Квинсленд (в песчаниках, занимающих огромную площадь) и в других местах.Практическое значение. Благородные опалы употребляются как поделочные камни. Трепел применяется для полировки металлов, камней идля других целей.
Кизельгур идет для изготовления фильтров, керамики,выделки легких кирпичей и для других целей.Обобщение. Таким образом, все природные модификации, за исключением опала и лешательерита (аморфного кварцевого стекла), характеризуются кристаллическими структурами, представляющими собой каркасы кремнекислородных тетраэдров, соединенных друг с другомвершинами, т. е. каждый ион кремния окружен четырьмя ионами кислорода, а каждый ион кислорода связывает два иона кремния. Отличие вструктурах заключается в пространственной ориентировке этих тетраэдров и в самом узоре каркаса. Особенности кристаллических структур обусловливают и физические свойства минералов (табл. 9).Таблица 9Важнейшие свойства различных модификаций SiO2МодификацияСтекло (кварцевое)β-кристобалитα-кристобалитβ-тридимитα-тридимитβ-кварцα-кварцОпалСингония—КубическаяТетрагональнаяГексагональнаяРомбическаяГексагональнаяТригональная—КоэффициентпреломленияУд.
вес2,2042,212,272,262,302,512,6551,9—2,5NgNmNp————1,473—1,553—1,460—1,487—1,470—1,5441,44——1,484—1,469———369Раздел IV. Окислы (оксиды)КЛАСС 2. ГИДРООКИСЛЫ, ИЛИ ОКИСЛЫ, СОДЕРЖАЩИЕ ГИДРОКСИЛНаибольшее значение среди относящихся сюда минералов имеют такназываемые гидраты, или гидроокислы, т. е. соединения металлов с гидроксильной группой ОН, полностью или частично заменяющей ионыкислорода в окислах. Например, окислу магния (MgO) отвечает Mg(OH)2,окислу алюминия (Аl2О3) соответствует 2АlO(ОН) или 2Аl(ОН)3 и т.
д.Большинство подобных соединений кристаллизуется в слоистыхструктурах, характеризующихся гексагональной или близкой к ней плотнейшей упаковкой ионов (ОН)1–. Этим объясняются многие общие физические свойства этих минералов. Оптимальными катионами для соединений со слоистой структурой являются Mg2+, Fe2+, Mn2+, Al3+, Fe3+ и Сr3+.1. Группа бруситаДанная группа представлена гидратами двухвалентных металлов Mg,Fe, Mn, кристаллизующихся в тригональной или гексагональной сингонии. Здесь мы рассмотрим лишь один брусит.БРУСИТ — Mg[OH2]. Химический состав. MgO — 69 %, Н2О — 31 %.В виде изоморфных примесей иногда присутствуют Fe (железный брусит) и Mn (марганцовистый брусит).Сингония тригональная; дитригональноскаленоэдрический в. с.L363L23PC. Пр. гр.
P3m(D53d). a0 = 3,125; с0 = 4,72. Кристаллическая струкjтура типичная слоистая. В ней в качестве аниона участвует дипольнаягидроксильная группа [ОН]1–. В кристаллической структуре эти группыуложены по принципу плотнейшей гексагональной упаковки (рис. 196)и образуют пачки. Каждая пачка состоит из двух плоских слоев, сложенных ионами гидроксила параллельно плоскости (0001). Между этимислоями лежит лист из катионов Mg2+. Последние занимают все октаэд'абРис. 196.
Кристаллическая структура брусита: а — проекция структуры на плоскости(0001). Полые кружки (ОН) располагаются выше, а покрытые точками — ниже слоякатионов Mg2+; б — вид двух насыщенных валентностями пачек, каждая из которых состоитиз двух слоев гидроксильных ионов и заключенного между ними слоя ионов магния370Описательная частьрические пустоты между двумя слоями ОН, т.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
