Литология - Япаскурт О.В.
ISBN 978-5-7695-4685-3
Скачать (прямая ссылка):
Следующая группа очень разнообразных и распространенных минералов — смектиты. Их пакеты в отличие от предыдущих минералов трехслойные. В центре каждого пакета расположен окта-эдрический слой (см. рис. 7.2, В), а сверху и снизу — слои тетра-эдрические (рис. 7.3). Из-за такой конструкции получается, что каждый пакет обращен к своему соседу одинаковыми с ними анионами 0]~. Вследствие этого связи между пакетами очень непрочные. Их способны раздвинуть молекулы волы и OB (совместно с так называемыми «обменными» катионами — Na+, Ca2* и др.). Такие KpIiCTiLXi и чес кие решетки называются лабильными. Межплоскостные расстояния у них колеблются в пределах 10—I7A. Именно таким строением кристаллических решеток обусловлено главное физическое свойство смектитовых глин: их сильная разбухаемость при смачивании. Разновидностей смектитовых минералов известно много по двум причинам. Во-первых, в зависимости от заселения октаэдров трех- либо двухвалентными катионами, смектиты бывают лиоктаэдрическнми (преобладают в природе) и триокта-эдрическими. Во-вторых, в октаэдрах и иногда в тетраэдрах катионы замещают друг друга: Al'* — Fe3*, Mg2* — Fe2*, и наоборот; SH* — Al3* и др. Это свойство именуется изоморфизмом. Благодаря ему смектиты представлены многими изоморфными разновидностями: лиоктаэдрическнми — монтмориллонитами глиноземистыми, глинозем исто-железистыми и железисто-глиноземистыми, а также Целиком железистыми разностями, именуемыми нонтронитами; а также триотраэдрическими — разнообразными сапонитами.
Структурные формулы этих смектитов представлены в работе В.А.Дрица и А. Г. Коссовской (1990) следующим образом:
M;.,(RtyR3;)(Si4.tAl,)Oin{OH)I-«HI0 Дноктаэдрическис смектиты
M'^R^R^XSu., AJ1)O10(OH)3WiHjO Триоктаэдрические смектиты
з Здесь буква M*" обозначает одновалентные катионы, символ R + — трехвалентные катионы, обычно представленные Al и Fe3*, а R2+ — двухвалентные — Mg2* и Fe2'.
а 6
е Ж 3
Рис. 7.3. Кристаллическая структура глинистых минералов:
а — кремнекнелородный тетраэдр; 6 — алюминисво-гидроксильпый октаэдр; в — двухсуточная структура группы каолинита — серпентинита; г — трсхсетоЧ-ная структура группы талька — пирофиллита; д — трехесточнан структура группы слюд (слои прочно связаны крупным катионом калия); е — четырех сеточная структура хлоритов (трехсеточныи слюдистый слой регулярно чередуется с октаэ-дрическон бруситовой сеткой); ж — трехсеточная подвижная структура смектитов — монтмориллонитов (межслоевос пространство вмешает много разных катионов к полярные молекулы воды); з — леиточно-слоистая структура магнезиальных силикатов ~ палыгорскита — сепиолнта
Все перечисленные разновидности смектитов под микроскопом неотличимы друг от друга. Можно лишь констатировать, что смектиты среди глинистых минералов — единственные, обладающие очень низкими показателями преломления (ниже, чем у канадского бальзама, либо ненамного выше). Интерференционные окраски ил — желтые 1-го порядка, угасания прямые. Точную диагностику этих минералов могут обеспечить только рентгенострук-турные и микрозондовые анализы.
Гидрослюды — диоктаэдрические (родственники мусковита — иьииты) и триоктаэдрические (гомологи биотитов), распространены так же широко, как и смектиты. Они тоже имеют 3-слойные решетки, но их конструкции стабильные, с межплоскостными расстояниями в 10, lA. Стабильность обеспечивается межслоевыми катионами K+. Они располагаются напротив каждого 4-го или 3-го тетраэдра, в котором центральный катион Si4* изоморфно замещен на Al3*. Возникший при этом дефицит зарядов сбалансирован зарядами катионов калия (см. рис. 7.3).
В октаэдрических слоях гидрослюд, как и у смектитов, развит изоморфизм. В соответствии с ним выделяются разновидности железистых слюд. При высоких содержаниях Fe3* (до 27%) и Fc2* (до 2 — 7%) образуется широко распространенная в осадочных породах разновидность диоктаэдрической гидрослюлы — глауконит. Родственный ему минерал, но с преобладанием над железом катионов Mg;\ именуется селадонитом.
Избранные формулы упомянутых минералов следующие (В.А.Дрии, А. Г. Коссовская, 1991):
KAI2[Si3AIiIO ю(ОН); слюда-мус ко вит
K07(Al] 5Fe0^MgDj)(Si36AJ04]O1Ii(OH)I один из иллитов
Ku.stAl^Fe'itoFeojMgn.sHSi^Alu.jl Om(OH): глауконит
К„(А]п.3Рей+яРе&::МЁ0,7)[8ЦОш]О,0(ОНЬ селадонит
Слюдам свойственна политипия. Седиментогенные иллиты, у которых пакеты ориентированы параллельно один под другим, относятся к нолитипной модификации IMd. Тепловая активизация при глубинном катагенезе и метагенезе приводит к вращению пакетов вокруг оси *с» друг относительно друга на ±120' — политипная модификация 2M1 или на ±60' - 2M2. Одновременно с этими процессами продолжается замещение Si1** на Al3* в тетраэдрах и увеличивается содержание К" вплоть до формирования елюды-мусковита, которая всегда принадлежит к модификации 2М| либо 2М;. Переходная разность между мусковитом и иллитом именуется серицит (тоже 2M1).
В минералогических справочниках написано о том, что транс-Формации иллит — серицит — мусковит сопровождаются повышением яркости интерференционных окрасок: от светло-желтых че-
