Силикаты и алюмосиликаты с непрерывными слоями кремнекислородных и алюмокислородных тетраэдров (слоистые силикаты)

В основе их структуры находятся кремнекислородные листы, состоящие из кремнекислородных тетраэдров. Все Si-O тетраэдры повернуты в одну сторону. В слое, где расположены вершины тетраэдров, находятся либо ион ОН^1-, либо ион F¹⁺. Таким образом, анионная часть диметасиликата будет [Si₂O₅]^2-(ОН)^1-. Она образует шестерные кремнекислородные кольца, составляющие кремнекислородные листы. Добавочный гидроксил (ОН)^1- или фтор (F^1-) размещаются в слоистых силикатах по одному на кольцо, а иногда образуют слои , находящиеся между листами [Si₂O₅]^2-(ОН)^1-. Между собой листы соединяются с помощью катионов Mg, Al, Fe и образуют пакеты. Пакеты могут быть 2, 3 и 4 - слойные. Тетраэдры, соединённые в шестерные кольца, обуслоливают субгексагональный облик кристаллов слоистых силикатов.

Рис. 25. Фрагмент структуры слоистых силикатов

В радикальной группе [Si₂O₅]^2- нередко до половины атомов кремния замещается алюминием, и тогда радикал приобретает вид [(Si_,Al)₄O₁₀]^4-. Гидроксил играет очень важную роль в слоистых силикатах

Слоистая структура силикатов находит свое отражение в весьма совершенной спайности, проходящей параллельно плоскостям сеток.

Температура отдачи гидроксила (ОН^1-) зависит от его положения в кристаллической решётке. Так если гидроксил связан в тетраэдрах в шестерные кольца, то температура его выделения повышается до 900^о С, если гидроксила много и он расположен в межслоевом пространстве кремнекислородных колец, температура его выделения близка к 500^о С.

Минералы слоистой структуры обычно характеризуются светлой окраской. Твёрдость их обычно 2-3, за некоторым исключением: тальк – 1, хлоритоид – 6. Образуются они при средних и низких температурах и часто встречаются в коллоидных образованиях.

В соответствии с особенностями кристаллической структуры выделяются следующие группы:

· Двухслойные (группы каолинита, серпентина);

· Трехслойные (группы талька, слюд, хрупких слюд, вермикулита, гидрослюд, монтмориллонита);

· Четырехслойные (группа хлоритов).

Кристаллизуются в сингониях низшего порядка (моноклинная). По форме выделения агрегатов различают минералы: группы слюд, глин, серпентинита, талька, гидрослюд.

1. Группа талька. Тальк (разность – стеатит).

Тальк Mg₃(OH)₂[Si₄O₁₀]

Морфология. Листоватые, чешуйчатые агрегаты, сплошные скрытокристаллические массы («жировик»).

Физические свойства. Жирный на ощупь. Цвет бледно-зеленый, белый с желтоватым или буроватым оттенком, иногда розовый. Блеск стеклянный с перламутровым отливом. Твердость 1, плотность 2,7-2,8 г/см³.

Генезис. Контактово-метаморфический, за счет действия гидротермальных растворов на породы, богатые магнием, в ассоциации с серпентином, хлоритом, доломитом, актинолитом.

2. Группа серпентина. Серпентин (разность – хризотил-асбест, разновидности: гарниерит, ревдинскит).

Серпентин Mg₆(OH)₈[Si₄O₁₀] (никелевая разновидность – гарниерит, кобальтсодержащая – ревденискит).

Морфология. Листоватые, чешуйчатые агрегаты, плотные и скрытокристаллические массы. Хризотил-асбест – волокнистая разность, тремолит-асбест – тонковолокнистый асбестоподобный минерал с длинными волокнами. Нефрит – массивная скрытокристаллическая разность (волокнистое строение обнаруживается под микроскопом).

Физические свойства. Цвет зеленый, пятнистый, серый с синеватым оттенком до тёмно-зелёного и чёрного. Твердость 2,5-3. Плотность 2,5-2,7 г/см³.

Генезис. Контактово-метасоматический, в результате воздействия гидротермальных растворов на ультраосновные породы, при содействии карбонатных пород. Гарниерит-ревденскит образуются в корах выветривания по ультраосновным породам, обогащённым никелем и кобальтом.

Семейство слюд.

Группа упругих слюд:

-Подгруппа калиевых слюд: мусковит (разность – серицит).

Мусковит KaAl₂(OH)₂[AlSi₃O₁₀]

Морфология. Листоватые, пластинчатые кристаллы, вкрапленники, мелкокристаллические агрегаты (серицит)

Физические свойства. Окраска бесцветная или ярко-зеленая (фуксит-содержит Cr). Спайность весьма совершенная. Твёрдость 2-3, плотность – 2,8-3,1 г/см³

Генезис. Магматический (кислые интрузивные породы-граниты и их пегматиты), метаморфический (сланцы)

-Подгруппа железо-магнезиальных слюд: флогопит, биотит.

Биотит K(Mg,Fe)3(OH,F)₂[AlSi₃O₁₀]

Морфология. Листоватые, пластинчатые кристаллы, вкрапленники

Физические свойства. Изоморфный ряд: флогопит (Mg) c золотисто-желтым цветом – лепидомелан (Fe) с чёрным цветом. Обычно биотит темно-коричневый, бурый, зеленый

Генезис. Биотит образуется в магматическим и метаморфическим путём. Флогопит – в скарнах

-Подгруппа литиевых слюд: лепидолит.

Лепидолит KLiAl(F,OH)₂[AlSi₂O₁₀]

Морфология. Листоватые, пластинчатые кристаллы, вкрапленники.

Физические свойства. Фиолетовый, сиреневый цвет. Твёрдость 2-3, плотность 2,8-2,9 г/см³.

Генезис. В гранитах и щелочных пегматитах в ассоциации со сподуменом.

Группа хрупких слюд: хлоритоид.

Хлоритоид Fe₂Al(OH)₄[Al₃(SiO₄)O₂]

Морфология. Листоватые и кривоскорлуповатые агрегаты. Цвет-желто-зеленый, до чёрного.

Физические свойства. Блеск стеклянный. Спайность совершенная. Твердость 6, плотность – 3,4-3,8 г/см³.

Генезис. Метаморфический (процессы регионального метаморфизма). Ассоциация с корундом, диаспором, слюдой и хлоритом.

Группа ломких слюд: вермикулит.

Вермикулит (Mg,Fe²⁺,Fe ³⁺)₃,(OH)₂[(Si,Al)₄O₁₀]4H₂O

«Вермикулюс» в переводе с греческого – червячок, т.е. при нагревании листочки вермикулита растрескиваются и расщепляются на волокна напоминающие червей.

Морфология. Обычно листоватые или чешуйчатые кристаллы, иногда встречаются тонкодисперсные агрегаты.

Физические свойства. Цвет бурый, желтовато-бурый, золотисто-желтый, бронзово-желтый. Блеск перламутровый или жирный. При нагревании по оси сувеличивается в 20-30 раз. Твёрдость 1-1,5; плотность 2,4-2,7 г/см³.

Генезис. Образуется за счет биотита при выветривании и гидротермальным путем.